Abstrait

Biotechnologie-2013 : Dégradation biologique du naphtalène : une nouvelle ère - Khandelwal SR - NF Institute of Life Science

 Khandelwal SR, Pawar AN, Ugale SS, More MG et Kokani NF

 Résumé Le naphtalène est un hydrocarbure aromatique polycyclique (HAP) de premier ordre. Les HAP sont des contaminants fondamentaux de l'environnement, associés aux activités anthropiques courantes telles que les raffineries de pétrole et la combustion incomplète des combustibles fossiles. Les HAP sont toxiques, mutagènes et cancérigènes. L'isolement des micro-organismes dégradant le naphtalène est généralement recommandé au moyen d'un milieu complexe ONR 7a. Les présentes études comprennent un milieu modifié avec du naphtalène comme seule source de carbone. Quatre isolats ont été isolés d'un échantillon marin collecté à Mumbai ainsi que d'un échantillon de sol pétrolier de la route Trimbak Satpur, Nashik. Une caractérisation plus poussée à l'aide d'évaluations morphologiques et biochimiques a confirmé la ressemblance avec les micro-organismes Gram positifs ainsi qu'avec les micro-organismes Gram négatifs et ils peuvent appartenir à des genres tels que Micrococcus spp, Bacillus spp, Staphylococcus spp, Pseudomonas spp. Ces lignées ont également été cultivées dans un bouillon modifié pendant 45 jours ainsi que sur un milieu gélosé ONR 7a. Dans un essai turbidimétrique, Bacillus spp a montré une croissance de bonne taille à 1 mg/ml de concentration de naphtalène. Le catéchol généré par la biodégradation du naphtalène a été détecté par la méthode de Winkelmann modifiée par Arnow. Les quatre isolats ont efficacement dégradé le naphtalène, ce qui a été démontré par le test d'Arnow. Ces dégradateurs de naphtalène ont également été testés et explorés pour leur efficacité dans la biorestauration des environnements marins pollués et dans les champs contaminés par le pétrole. Pour démontrer l'efficacité de la biorestauration dans les sols contaminés par les hydrocarbures polycycliques aromatiques, l'utilisation du naphtalène comme polluant de substitution, une étude en laboratoire visant à étudier, comparer et évaluer les méthodes d'atténuation naturelle, de biostimulation, de bioaugmentation et de biostimulation et bioaugmentation combinées a été réalisée. L'étude a porté sur la biodégradation du naphtalène dans le sol en utilisant un engrais NPK inorganique et un mode de vie mixte d'Alcaligenes, Aeromonas, Micrococcus et Serratia comme source de biostimulation et de bioaugmentation, respectivement. Français Chaque approche de traitement contenait 4 % (p/p) de naphtalène dans le sol comme seule source de carbone et d'énergie. Après 4 semaines de remédiation, les résultats ont révélé que l'atténuation naturelle, la biostimulation, la bioaugmentation et la biostimulation et bioaugmentation combinées présentaient respectivement une dégradation du naphtalène de 44 %, 69,5 %, 77,5 % et 85 %. De plus, le nombre total de bactéries dégradant les hydrocarbures (THDB) dans tous les traitements s'est accéléré au cours de la durée de remédiation. La croissance bactérienne la plus élevée a été trouvée pour la méthode de traitement combinée de biostimulation et de bioaugmentation. Un modèle cinétique de premier ordre était adapté aux statistiques de biodégradation pour évaluer le taux de biodégradation et le temps de demi-vie correspondant était attendu.Français Le modèle a révélé que les microcosmes de sol contaminés par le naphtalène sous une méthode de traitement mixte de biostimulation et de bioaugmentation avaient de meilleures constantes de charge de biodégradation, en plus de temps de demi-vie plus courts, que différentes structures de remédiation. Par conséquent, les valeurs des paramètres cinétiques ont confirmé que le degré d'efficacité de ces stratégies de bioremédiation dans le nettoyage des sols contaminés par le naphtalène est dans l'ordre suivant : atténuation naturelle < biostimulation < bioaugmentation < biostimulation et bioaugmentation combinées. Par conséquent, les travaux actuels contribueront au développement de techniques de traitement in situ des sols infectés par des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Cette étude a examiné l'applicabilité des nanoparticules de peroxyde de calcium (CaO2) synthétisées pour la bioremédiation du naphtalène par barrière réactive perméable (PRB) des eaux souterraines. Français Au cours des expériences par lots, l'application de 400 mg/L de nanoparticules de CaO2 est devenue la concentration de qualité la plus élevée pour la biorestauration du naphtalène (20 mg/L). De plus, l'impact des conditions environnementales sur la stabilité des nanoparticules a confirmé l'énorme effet du pH initial et de la température sur la stabilité et la capacité de libération d'oxygène du CaO2. Par conséquent, l'élévation du pH initial de 3 à 12 a augmenté l'oxygène dissous de 4 à 13,6 mg/L et la stabilité des nanoparticules a sensiblement progressé vers 70 °C. De plus, en augmentant la température de 4 à 30 °C, la stabilité du CaO2 a diminué de 120 à 30 °C. Français Les expériences de flottaison continue ont révélé que les eaux souterraines infectées par le naphtalène étaient complètement bio-assainies en présence de nanoparticules de CaO2 et de micro-organismes provenant de l'effluent de la colonne en 50 jours. Dans le même temps, l'assainissement naturel du contaminant s'est terminé par une élimination de 19,7 % à la fin des expériences (350 jours). De plus, le biofilm attaché à la surface du quartier PRB a été étudié par microscopie électronique à balayage (MEB) qui a montré une formation de biofilm plus importante aux surfaces de pierre ponce dans la colonne de biorestauration par rapport à la colonne de biorestauration naturelle. Les caractéristiques physico-chimiques des effluents de chaque colonne ont également été analysées et n'ont indiqué aucun effet négatif du processus de biorestauration sur les eaux souterraines. Par conséquent, l'article actuel donne un aperçu complet de l'application des nanoparticules de CaO2 dans le traitement des eaux souterraines infectées par les HAP. la capacité d'utilisation de la biorestauration dans les sols infectés par des hydrocarbures aromatiques polycycliques en utilisant le naphtalène comme polluant type, une étude en laboratoire ayant pour objectif d'étudier, de comparer et d'évaluer les techniques d'atténuation naturelle, de biostimulation, de bioaugmentation et de biostimulation et bioaugmentation combinées.Français L'étude a porté sur la biodégradation du naphtalène dans le sol en utilisant un engrais NPK inorganique et un mode de vie mixte d'Alcaligenes, Aeromonas, Micrococcus et Serratia comme source de biostimulation et de bioaugmentation, respectivement. Chaque méthode de traitement contenait 4 % (p/p) de naphtalène dans le sol comme seule source de carbone et d'électricité. Après quatre semaines de remédiation, les résultats ont révélé que l'atténuation naturelle, la biostimulation, la bioaugmentation et la biostimulation et bioaugmentation combinées présentaient respectivement une dégradation du naphtalène de 44 %, 69,5 %, 77,5 % et 85 %. De plus, le nombre total de micro-organismes dégradant les hydrocarbures (THDB) dans tous les traitements s'est multiplié au cours de la période de remédiation. La croissance bactérienne maximale a été déterminée pour la méthode de traitement combinée de biostimulation et de bioaugmentation. Un modèle cinétique de premier ordre a été adapté aux données de biodégradation pour évaluer le taux de biodégradation et le temps de vie correspondant a été estimé. Biographie Khandelwal SR a obtenu son doctorat de l'université du nord du Maharashtra en Inde en 2001. Il travaille dans le milieu universitaire depuis plus de 30 ans et s'intéresse principalement à la microbiologie appliquée, à la biochimie, aux métabolites secondaires et à l'agro-biotechnologie. Il a effectué plusieurs consultations auprès d'agriculteurs indiens concernant l'amélioration du rendement du soja. Il est membre à vie de l'Association des microbiologistes de l'Inde et a publié plusieurs articles scientifiques et techniques. D'autres activités de recherche comprennent l'encadrement d'étudiants en M phil et en Ph.D. de l'université de Pune et l'encadrement de sept projets de recherche différents. Il est lauréat du prix du meilleur enseignant. Actuellement, il participe à plusieurs projets UGC concernant les composés bioactifs dans le domaine agricole pour leurs bienfaits pour la santé en tant que promotion de la croissance des plantes, amélioration du rendement et bioremédiation. sharad_khandelwal13@yahoo.comIl travaille dans le milieu universitaire depuis plus de 30 ans et s'intéresse principalement à la microbiologie appliquée, à la biochimie, aux métabolites secondaires et à l'agro-biotechnologie. Il a effectué plusieurs missions de conseil auprès d'agriculteurs indiens concernant l'amélioration du rendement du soja. Il est membre à vie de l'Association des microbiologistes de l'Inde et a publié plusieurs articles scientifiques et techniques. Ses autres activités de recherche comprennent l'encadrement d'étudiants en maîtrise et en doctorat de l'université de Pune et la conduite de sept projets de recherche différents. Il est lauréat du prix du meilleur enseignant. Actuellement, il participe à plusieurs projets UGC concernant les composés bioactifs dans le domaine agricole pour leurs bienfaits pour la santé en tant que promotion de la croissance des plantes, amélioration du rendement et bioremédiation. sharad_khandelwal13@yahoo.comIl travaille dans le milieu universitaire depuis plus de 30 ans et s'intéresse principalement à la microbiologie appliquée, à la biochimie, aux métabolites secondaires et à l'agro-biotechnologie. Il a effectué plusieurs missions de conseil auprès d'agriculteurs indiens concernant l'amélioration du rendement du soja. Il est membre à vie de l'Association des microbiologistes de l'Inde et a publié plusieurs articles scientifiques et techniques. Ses autres activités de recherche comprennent l'encadrement d'étudiants en maîtrise et en doctorat de l'université de Pune et la conduite de sept projets de recherche différents. Il est lauréat du prix du meilleur enseignant. Actuellement, il participe à plusieurs projets UGC concernant les composés bioactifs dans le domaine agricole pour leurs bienfaits pour la santé en tant que promotion de la croissance des plantes, amélioration du rendement et bioremédiation. sharad_khandelwal13@yahoo.com