Petrolle kirletilmiş topraklardan petrolü parçalayan bakterilerin izolasyonu ve karakterizasyonu

Abstract

Mutajenik, karsinojenik ve güçlü immünotoksik olan petrol bileşiklerinin toprağa ve yeraltı sularına kontrolsüz bir şekilde salınımı insan ve hayvan sağlığı için ciddi bir tehdit oluşturmaktadır. Kapsamlı petrol arama, işleme, depolama ve taşıma faaliyetleri, yeterince önlem alınmadığı vakit sık sık çevre kirliliğine yol açarak ekosistemin biyotik ve abiyotik bileşenleri için yıkıcı hasarlara yol açmaktadır. Petrolle kirlenmiş sistemlerin remediasyonu ya fiziko-kimyasal ya da biyolojik yöntemlerle başarılmaktadır. Petrolle kirlenmiş toprakların biyodegradasyonu etkili, ekonomik ve çok yönlü olarak kurulmuştur. Bu çalışmanın amacı, petrolle kirlenmiş topraklardan petrolü parçalayan bakteri izolasyonu ve karakterizasyonunu gerçekleştirmektir. Diyarbakır ve Batman'daki petrol sahalarında bulunan petrolle kirlenmiş topraklardan sırasıyla Acinetobacter, Cronobacter ve Stenotrophomanas cinslerine ait beş bakteri türü izole edilmiştir. Bakterilerin morfolojik, fizyolojik, biyokimyasal ve kemotaksonomik özelliklerine bakılmıştır. Sırasıyla ST5, GC2, BT1A, BT1B ve 2TP1A şeklinde etiketlendirilen bakterilerin 16S rRNA gen dizi analizine göre Acinetobacter calcoaceticus ve Acinetobacter pittii, Acinetobacter lwofii, Acinetobacter baumannii, Cronobacter malonaticus ve Stenotrophomonas maltophilia türlerine yakın oldukları belirlenmiştir. Hemen hemen tüm bakteri türlerinin gelişmek için ham petrolü karbon ve enerji kaynağı olarak kullandıkları bulunmuştur. Bakterilerin alifatik hidrokarbonlardan, sadece uzun zincirli n-alkanlarda (tridekan, pentadekan, hegzadekan) ürediği görülmüştür. Kısa zincirli n-alkanlarda (heptan) üreme kaydedilmemiştir. Test edilen uzun zincirli alkanlar arasında, genel olarak en çok tercih edilen hekzadekan olmuştur. GC-MS analizi, BT1A, ST5, 2TP1A ve GC2'nin 7 günlük inkübasyon ile ham petrolde bulunan n-alkanları sırasıyla yaklaşık olarak %83, %41, %41 ve %6 oranlarında degrade ettiklerini göstermiştir. Sonuç olarak bu çalışma, izole edilen bakterilerin petrolle kirlenmiş bölgelerde hidrokarbon biyodegradasyonunda etkili bir şekilde kullanılabileceklerini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Bakteri izolasyonu ve karakterizasyonu, petrolü parçalayan bakteriler, 16S rRNA dizi analizi, GC-MS

Uncontrolled releases of petroleum compounds that are carcinogenic, mutagenic and potent immunotoxicants into soil and groundwater poses a serious threat to human and animal health. Extensive petroleum exploration, processing, storage and transportation activities often result in the pollution of the environment, which could lead to disastrous consequences for the biotic and abiotic components of the ecosystem if not taken enough precaution. Remediation of hydrocarbon-contaminated systems could be achieved by either physicochemical or biological methods. Biodegradation of hydrocarbon-contaminated soils has been established as an efficient, economic and versatile. The aim of this study is to perform the isolation and characterization of petroleum-degrading bacteria from oil-contaminated soils. Five bacterial strains belong to Acinetobacter, Cronobacter and Stenotrophomonas genus were isolated from petroleum contaminated soils in Diyarbakır and Batman petroleum fields respectively. Morphological, physiological, biochemical and chemotaxonomical characterization of bacterial strains were carried out. According to 16S rRNA gene sequencing analysis, five strains designated as ST5, GC2, BT1A, BT1B and 2TP1A were found to be closely related to Acinetobacter calcoaceticus and Acinetobacter pittii, Acinetobacter lwofii, Acinetobacter baumannii, Cronobacter malonaticus and Stenotrophomonas maltophilia respectively. Almost all bacterial strains were found to use crude petroleum as carbon and energy sources in order to grow. With the aliphatic hydrocarbons, growth was seen only in the long-chain alkanes tested (tridecane, pentadecane and hexadecane). No growth was recorded in the short-chain alkanes tested (hexane). Among the long-chain alkanes tested, generally hexadecane was the most preferred. GC-MS analysis showed that BT1A, ST5, 2TP1A and GC2 were able to degrade 83%, 41%, 41% and 6% n-alkanes in the crude oil in 7 days respectively. As a result, the present study indicates that the isolated strains can well be used for biodegradation of hydrocarbons in oil-contaminated sites. Keywords: Bacterial isolation and characterization, petroleum degrading bacteria, 16S rRNA sequencing, GC-MS