منابع
ترکیبات فنلی

پالایشگاه نفت

بی فنیل ها ،تولوئن ها، بنزن ها ، (هیدروکربن های پلی آروماتیک،سیکلوآلکان ها و آلکان ها) هیدروکربن ها ، الکل ها ، نرمال دکان ها ، نرمال اکتان ها، بوتادین ، نفتالین ها ، فنل ها

پتروشیمی و صنایع شیمیایی

آنیلین ، کلرو بنزن ها ، تولوئن ، دی نیترو فنل، نیترو فنل ، اسید های سولفوریک بنزن

زغال سنگ

بنزوئیک اسید ، زایلن ها ، پیرو گالل، کتکول وفنل

صنایع دارویی

کلروفرم ، اتر ، اتیل الکل ، فنیل استیک اسید، بنزن الکل ها ، تولوئن ها

دباغی

کتکین ، فنل ، نیترو فنل ها ، کلرو فنل

صنایع چوب و کاغذ

فنیل روپیونیک اسید ، فنل ها،کلرو فنل ها، وانیلیک اسید ،بنزوئیک اسید،وانیلین،لیگنین

جدول ۱-۲: ترکیبات فنلی موجود در فاضلاب برخی صنایع
فنل از مونو هیدروکسی بنزن در قطران زغال سنگ در محیط قلیایی با راندمان ۷/٠ درصد استخراج می شود(٨).آن را از سایر مواد به وسیله عمل تقطیر جز به جز در ۷٠ الی ۲٣ درجه سانتی گراد و یا روش های دیگر تصفیه جدا می کنند و تا موقعی که اسید فنیک خاکستری و یافنل خالص تولید شود روش های سنتتیک نیز جهت تولید فنل وجود دارد. از آن جمله ذوب بنزن سولفونات سدیم است یا هیدروکسید سدیم و هیدرولیز کلروبنزین فنل در ساخت و تولید تعداد زیادی از ترکیبات عطری و مختلف شامل مواد منفجره، کودهای شیمیایی کک و گازهای درخشان ، رنگ ها ،لاستیک، اجناس تهیه شده از تینر نسوز، مواد پاک کننده ،رنگ زدا، رزین های مصنوعی ، مواد محافظت کننده و چوب، منسوجات دارو و اسپاسیالیته های دارویی عطر ها ، لوازم کاثوچویی، باکلیت و سایر مواد پلاستیکی چون رزین های فنل فرمالدهید وارد می شود.فنل در صنایع نفت، چرم ، کاغذ ، صابون ، اسباب بازی ، دباغی ، رنگرزی ، کشاورزی مصرف دارد. تماس انسان با فنل در صنعت ، جز در مواردی بسیار معدود محدود بوده است. تماس های استثنایی چندی به طریقی اتفاقی از راه پوست یا استنشاق بخارات فنل اتفاق افتاده است.اثرات سمی فنل بستگی مستقیم به مقدار فنل آزاد در خون دارد. مرگ و میر در اثر مسمومیت با افتاده است.هر چند که هنوز مسمومیت های ناشی از آن خصوصا در خانه و خانواده اتفاق می افتد(٩).مقدار یک گرم فنل از طریق خوراکی می تواند برای انسان بسیار کشنده باشد. به طور کلی باید گفت که در ۵٠ درصد از موارد مسمومیت گزارش شده مرگ اتفاق افتاده است. خوردن فنل ایجاد سوزش ، سوختگی شدید در دهان و گلو نموده و متعاقبا درد شدید معده حاصل می شود.تنفس دارای بوی فنل بوده و رنگ صورت پریده و عرق سرد آن را پوشانده است.مردمک چشم ممکن است انقباض یافته و یا گشاد شده باشد و معمولا حالت سیانوز (سیاه شدن) در مسموم دیده می شود. صرف نظر از طرز مصرف ، علایم و اثرات زیان آور فنل در حیوانات آزمایشگاهی مشابه انسان است. در انسان معمولا فنل روی مرکز فوقانی عصبی (سلسله اعصاب مرکزی) به طور مستقیم و یا غیر مستقیم اثرات عمده ای داشته و باعث اغما ناگهانی می شود. اگرچه فنل شباهت زیادی به الکل ها دارد، خواص منحصر به فرد آن موجب شده تا نتوان آن را در گروه الکل های آلیفاتیک قرار داد. این خواص بیشتر به دلیل اتصال گروه هیدروکسیل به کربن غیر اشباع می باشد . فنل ها عموما به خاطر داشتن حلقه بنزنی (آروماتیک ) از اسیدیته نسبی بالاتری نسبت ٠به الکل ها برخوردار می باشند. اسیدیته باند هیدروکسیل در فنل چیزی بین اسیدیته الکل های آلیفاتیک و اسیدهای کربوکسیلیک می باشد(١۲,١١,١٠).

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

١–٩–اهمیت و ضرورت انجام تحقیق:
امروزه نگرانی بسیاری در مورد موضوع وجود سموم شیمیایی همچون فنل در آب وجود دارد که می تواند از این طریق وارد بدن انسان شود ویا به آب معمولا با فاضلاب امروزه نگرانی بسیاری در مورد موضوع وجود سموم شیمیایی همچون فنل در آب وجود دارد که می تواند از این طریق وارد بدن انسان شود و یا به مصرف جانوران آبزی برسد.آب معمولا با فاضلاب کارخانه ها آلوده می شود واین امر موجب کدر شدن آب رودخانه ها می شود..در حدود ٨٠ درصد از بیماری ها در ارتباط با آب است ودر حدود۵٠ درصد از جمعیت های شهری جهان این مشکل وجود دارد. مطالعات بر روی انسان و جانوران نشان می دهد فنل به طور موثر از طریق استنشاق و گوارش جذب می شود. بخار فنل می تواند به آسانی از طریق پوست جذب شود. فنل در فرم محلول به آسانی از پوست عبور می کند و روی کبد و کلیه و ریه اثر می گذارد. فنل سمی است و می تواند موجب کاهش فعالیت آنزیماتیک شود, اختلال در سیستم عصبی ایجاد کند و منجر به غش و اغما شود. این سم در ماهی ها بین ۲۵-۵ میلی گرم در لیتر مرگ آور است. اثر مستقیم فنل یک مانع برای واکنش های بیولوژیک است. ترکیبات فنل آلودگی جدی برای رودخانه ها است و اثر مضر آن مهار کنندگی رشد , کاهش مقاومت در برابر بیماری ها , مرگ آبزیان و افزایش رشد علف های هرز است. اگر آلودگی های فنلی در آب های زیرزمینی وارد شود سبب مشکلات اکولوژیکی جدی می شود. از اینرو حذف فنل از محیط مخصوصا از آب و منابع آب اهمیت حیاتی دارد. از روش های فیزیکو شیمیایی روتین در تخریب فنل استفاده می شود اما این روش ها هزینه بالایی دارد و تولید مواد حدواسط مضر می کند. به همین دلیل امروزه از تجزیه میکروبی برای حذف آلودگی های فنل استفاده میشود. با توجه به قوانین و استانداردهای زیست محیطی ، پساب صنایع نفتی اعم از پالایشگاه ها و شرکت های پتروشیمی که واجد مقادیر زیادی هیدروکربن های آروماتیک و آلیفاتیک می باشند، می بایستی قبل از ورود به شبکه جمع آوری تصفیه شده و مقادیر مواد مضر آن ها به زیر حد مجاز کاهش داده شوند. استفاده از میکروارگانیسم ها یکی از راهکارهای اصلی برای تجزیه زیستی این ترکیبات آلاینده می باشد. از آنجاییکه ترکیبات فنلی از اجزای تشکیل دهنده نفت خام بوده وباعث از بین رفتن جمعیت میکروبی محیط و یا سیستم های تصفیه زیستی ( لجن فعال ) می گردد، سویه هایی که قادر به تحمل فنل و مصرف این هیدروکربن سمی باشند ازاهمیت ویژه ای برخوردارند (١۶،١۵،١۴،١٣).
١–١٠– اهداف تحقیق
١-جداسازی باکتری های تجزیه کننده فنل
۲-تاثیر فاکتورهای موثر محیطی بر روی تجزیه فنل
۳-تاثیر منابع مختلف نیتروژن بر روی تجزیه فنل
۴-بدست آوردن شرایط بهینه باکتری ایزوله شده برای افزایش سرعت تجزیه فنل
۲-۱–مروری بر ادبیات و سوابق تحقیق:
گیتی امتیازی و همکاران در یک تحقیق، ١۵ سویه باکتریایی تجزیه کننده فنل از مکان های مختلف کارخانه ذوب آهن اصفهان جداسازی کردند.از بین ١۵ سویه باکتریایی ، ۵ سویه به عنوان سویه های غالب شناخته شدند ، که قابلیت بالایی برای حذف فنل نشان می دادند.سپس اثر غلظت های مختلف فنل بر میزان رشد ، تنفس و تشکیل بیوفیلم این ۵ سویه بررسی شد.نتایج حاکی از آن بود که کلیه سویه ها تا غلظت ۵٠٠ میلی گرم بر لیتر فنل ، رشد و حذف فنل مناسبی نشان می دادند. اما در این بین رشد یکی از سویه ها در غلظت ٣٠٠ میلی گرم بر لیتربالاتر از چهار سویه دیگر بود و همین سویه بالاترین بیوفیلم را در این غلظت تشکیل می داد.با به کارگیری این سویه ها در حوضچه های تصفیه فنل کارخانه ذوب آهن می توان میزان آلودگی فنلی این کارخانه را بطور قابل توجهی کاهش داد(١۷).
رضا شکوهی و همکاران در مورد شناسایی باکتری های تجزیه کننده فنل در سیستم ترکیبی بیوفیلتر و لجن فعال تحقیق نموده اند.برای انجام این پژوهش ابتدا مقداری لجن بیولوژیکی تصفیه خانه فاضلاب شهری به عنوان منبع اولیه میکروبی ، به داخل سیستم تلقیح شدو با تزریق مداوم محلول شیرخشک و هوا تعداد آن ها افزایش داده شد. سپس با تزریق تدریجی فنل در مدت ٣ ماه به تدریج فنل جایگزین شیر خشک گردید.نمونه برداری پس از سازگاری میکروب ها با فنل و استفاده از آن به عنوان تنها منبع مواد غذایی صورت گرفت.به منظور تفکیک میکروارگانیسم ها ابتدا نمونه ها در محیط های کشت اختصاصی و افتراقی کشت داده شد و پس از تشکیل و تکثیر کلنی ، با انجام آزمایشات متعدد باکتری های هوازی مورد شناسایی قرار گرفتند.تمامی باکتری های هوازی موجود در این سیستم غیر تخمیری بوده و نتیجه تست گلوکز منفی بوده است . نتیجه اینکه باکتری های موجود در این سیستم از فنل به عنوان تنها منبع کربن و انرژی استفاده کردند و تمام باکتری های جدا شده هوازی هستند و باکتری برواندیوموناس ویسیکالریس برای اولین بار به عنوان باکتری تجزیه کننده فنل گزارش شده است(١٨).
Yaacob Nor Suhaila و همکارانش در یک تحقیق از متد واکنش سطحی برای بهینه سازی ترکیب محیط کشت و شرایط محیطی برای افزایش رشد رودوکوکوس و تجزیه فنل استفاده کردند.مقدار فنل و غلظت سولفات آمونیوم و دما فاکتور های موثر در رشد باکتری وتجزیه فنل است.کشت با ۵/٠ گرم در لیتر فنل و ٣/٠ گرم در لیتر آمونیوم سولفات در ٣۶ درجه سانتی گراد انکوبه شد و باکتری رودوکوکوس رشد کرد و غلظت سلول های باکتری از ١١۷/٠ گرم در لیتر به ٣۷۶/٠ گرم در لیتر افزایش یافت.در یک محیط دیگر ۷/٠ گرم در لیتر فنل و ۴/٠ گرم در لیتر آمونیوم سولفات بوده و انکوباسیون در دمای ٣۷ درجه سانتی گراد انجام گرفت که در این کشت مدت زمان تجزیه ١ گرم در لیتر فنل از ۴٨ ساعت به ۲۷ ساعت کاهش یافت.نتیجه اینکه افزایش تجزیه فنل در کشت رودوکوکوس با افزایش فعالیت فنل هیدروکسیلاز در رابطه است.نرم افزار RSM برای بهینه سازی اجزای محیط کشت استفاده شد و افزایش دمای رشد رودوکوکوس موجب کاهش زمان تجزیه فنل توسط این باکتری می شود( ١٩).
موحدیان و همکارانش در یک تحقیق ١٠ کلنی از باکتری های تجزیه کننده فنل را از لجن فعال شهری جدا کردند ومیزان تجزیه فنل و میزان رشد این باکتری ها را در غلظت های مختلف فنل (٩٠٠-۲٠٠میلی گرم در لیتر) ارزیابی کردند و زیرواحد های ژن فنل هیدروکسیلاز و کدینگ ژن را در سودوموناس پوتیدا بررسی کردند.نتیجه در این مطالعه اینکه بهترین باکتری های تجزیه کننده فنل غلظت ۶٠٠-۵٠٠میلی گرم در لیتر فنل را در طی ۴٨ ساعت انکوبه شدن به طور کامل تجزیه کردند.این باکتری وابسته به سویه های سودوموناس پوتیدا بوده است.استفاده از این باکتری جداسازی شده می تواند نقش قابل توجهی در کاهش زمان تجزیه فنل گردد (۲٠ ).
Munazza Ajaz و همکارانش دریک مطالعه روی جداسازی وبررسی ژنتیکی باکتری های
تجزیه کننده فنل که از خاک جدا شده کار کردند.باکتری های جدا شده از نظر مقاومت به فنل شناسایی و غربال شدند.۴ تا از این سویه ها ( استافیلوکوک ها ، کورینه باکتریوم ، باسیلوس و پروتئوس) پیدا شده که به ١۵ میلی گرم در لیتر از فنل مقاوم هستند.الگوی رشد و زمان تولید سویه های مقاوم فنل تعیین شد.شرایط پر دغدغه مثل کاهش گلوکز با غلظت های مختلف فنل در افزایش زمان تولید مؤثر است (۲١).
محمد رضا سودی و نرجس کلاهچی تحقیقی انجام دادند که در آن برای اولین بار باکتری رودوکوکوس اریتروپلیس از خاک آلوده در پالایشگاه نفت تهران جداسازی شد.تشخیص با روش مولکولی و تعیین حالت مورفولوژیکی وشاخص های بیوشیمی انجام گرفت. فنل به عنوان منبع کربن مورد استفاده قرار گرفت.
تجزیه فنل تقریبا۶۴/٩٩درصد از غلظت اولیه فنل که ١٠٠٠میلی گرم در لیتر در مدت ۵۶ ساعت رسید.نتیجه اینکه سویه جدا شده می تواند برای تجزیه فنل موجود در پساب ها استفاده شود (۲۲ ).
Reda و همکارانش روی بهینه سازی باکتری های تجزیه کننده فنل و تولوئن تحت شرایط مختلف محیطی و تغذیه ای کار کردند. به این دلیل که این مواد سمی و کارسینوژنیک هستند.٨ باکتری جداسازی شد که تولوئن و فنل را به عنوان منبع انرژی مصرف می کنند. باکتری های جدا شده از ۲ سویه قوی هستند که اساس جداسازی آن ها بر مبنای مشخصات مورفولوژیکی و بیوشیمی بوده است.٨ باکتری جداسازی شده شناسایی شدند ، میکروکوکوس واریانس ، باسیلوس سوبتیلیس ، سودوموناس آلکالیژنز ، باسیلوس لیکنی فورمیس ، باسیلوس لاتروسپوروس ، سودوموناس پوتیدا ، باسیلوس فرموس و اسینتوباکتر.
برای شناسایی این ٨ باکتری از روش های مولکولی استفاده شد. اثرات مختلف تغدیه ای و
محیطی در میزان تجزیه میکروبی تولوئن و فنل توسط باسیلوس سوبتیلیس ، باسیلوس لاتروسپوروس از طریق اندازه گیری میزان رشد از طریق بررسی جذب نوری و مقدار پروتئین در سلول باکتری بررسی شد.آمونیوم کلرید و دی آمونیوم هیدروژن فسفات به عنوان منابع خوبی برای نیتروژن و فسفر این ۲ سویه باکتری به شمار می رود.غلظت نمک ۲درصد بود که غلظت اپتیمم برای باکتری های جدا شده است.مقدار پروتئین برای رشد (۴۴/٠و۴۵/٠میکروگرم درمیلی لیتر) بوده و در شرایط خنثی، رنج رشد (٩٨/٠-۶۵/٠میکروگرم درمیلی لیتر) بوده است و در دمای ٣٠ درجه سانتی گراد و مقدار پروتئین (٨٩/٠-۵۴/٠میکروگرم در میلی لیتر) رنج رشد (٩٩/٠-۴۵/٠میکروگرم درمیلی لیتر) بوده است.نتیجه اینکه باسیلوس سرئوس می تواند به شکل کاربردی تولوئن و فنل را در شرایط غذایی و شرایط محیطی مختلف در آلودگی های خاک و آب تجزیه کند ( ۲٣).