Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Efficiency of bacterial consortia from sediments of Gulf of Thailand for mixed PAH biodegradation
Year (A.D.)
2015
Document Type
Thesis
First Advisor
อรฤทัย ภิญญาคง
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Department (if any)
Department of Microbiology (fac. Science) (ภาควิชาจุลชีววิทยา (คณะวิทยาศาสตร์))
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
จุลชีววิทยาและเทคโนโลยีจุลินทรีย์
DOI
10.58837/CHULA.THE.2015.2146
Abstract
อ่าวไทยเป็นจัดเป็นแหล่งทรัพยากรที่มีความอุดมสมบูรณ์และมีความสำคัญในด้านการคมนาคมทางน้ำ การขุดเจาะน้ำมัน การทำประมง รวมไปถึงเป็นแหล่งท่องเที่ยวที่สำคัญ ทำให้มีโอกาสเกิดการปนเปื้อนและการตกค้างของ PAHs ในดินตะกอน งานวิจัยนี้จึงมีเป้าหมายเพื่อทดสอบประสิทธิภาพกลุ่มแบคทีเรียที่คัดแยกจากตัวอย่างดินตะกอนอ่าวไทยในการย่อยสลาย PAHs ผสม โดยเริ่มจากตรวจนับจำนวนแบคทีเรียโดยวิธี MPN พบจำนวนแบคทีเรียทั้งหมดและแบคทีเรียย่อยสลาย PAHs ใน 22 ตัวอย่าง พบว่ามีค่าอยู่ในช่วง 1.77x108 - 8.30x109 และ 3.00 x104 ถึง 1.10x107 MPN/กรัมดินเปียก ตามลำดับ เมื่อรวมตัวอย่างดินตะกอนตามลักษณะทางกายภาพของพื้นที่และดินตะกอน ได้เป็น 7 ตัวอย่าง (G1-G7) และเพิ่มจำนวนแบคทีเรียย่อยสลาย PAHs ผสมด้วยวิธีเอนริชเมนท์ พบว่ากลุ่มแบคทีเรีย G7 มีประสิทธิภาพในการย่อยสลาย PAHs ผสมได้สูงที่สุด โดยย่อยสลาย PAHs ผสม 4 ชนิด ได้แก่ ฟีแนนทรีน แอนทราซีน ฟลูออแรนทีน และไพรีน ความเข้มข้นชนิดละ 50 มิลลิกรัม/ลิตรได้ 82, 92, 62 และ 50% ตามลำดับ ใน 14 วัน นอกจากนี้ในการย่อยสลาย PAHs 5 ชนิด กลุ่มแบคทีเรีย G7 ยังสามารถย่อยสลายเบนโซ[เอ]ไพรีนซึ่งมีความเป็นพิษสูง ได้ถึง 38% จากความเข้มข้นเริ่มต้น 10 มิลลิกรัม/ลิตร ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพในการย่อยสลาย PAHs ผสม 4 ชนิดเดิมไว้ได้ อีกทั้งมีประสิทธิภาพในการย่อยสลาย PAHs ผสม 7 ชนิด ได้แก่ อะซีแนพธีน อะซีแนพธิลีน ฟลูออรีน ฟีแนนทรีน แอนทราซีน ฟลูออแรนทีน และไพรีน ซึ่งเพิ่ม PAHs ชนิดมวลโมเลกุลต่ำที่ความเข้มข้นสุดท้ายชนิดละ 30 มิลลิกรัม/ลิตรได้ นอกจากนี้ กลุ่มแบคทีเรีย G7 ยังสามารถกำจัดน้ำมันดิบความเข้มข้น 0.5% (ปริมาตร/ปริมาตร) ได้ถึง 80% ภายในระยะเวลา 9 วัน และมีประสิทธิภาพดีในการย่อยสลาย PAHs ผสม 4 ชนิดในสภาวะที่มีการแปรผัน อุณหภูมิในช่วง 30-33 องศาเซลเซียส ค่าความเป็นกรดด่างที่ 5-9 ที่ความเค็ม 20-78 ppt และความเข้มข้นของ PAHs ผสมรวมตั้งแต่ 200-360 มิลลิกรัม/ลิตร และจากการศึกษาบทบาทของแบคทีเรียในแต่ละสภาวะโดยการเพาะเลี้ยงและไม่เพาะเลี้ยงพบว่า ชนิดของแบคทีเรียในกลุ่มมีผลต่อประสิทธิภาพการย่อยสลายปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอน และสภาวะแวดล้อมมีอิทธิพลต่อชนิดของแบคทีเรียเด่นในกลุ่ม โดยแบคทีเรียที่มีบทบาทเด่นในกลุ่มแบคทีเรีย G7 ได้แก่ Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas putida Achromobacter sp. ซึ่งพบในเกือบทุกสภาวะการทดสอบ นอกจากนี้ที่สำคัญพบว่า Pseudomonas aeruginosa มีบทบาทเด่นในการย่อยสลายน้ำมันดิบ Stenotrophomonas maltophilia มีบทบาทเด่นในการย่อยสลาย PAHs ผสม ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส Alcanivorax dieselolei และ Thalassospira sp. มีบทบาทเด่นในการย่อยสลาย PAHs ผสม ที่มีสภาวะความเค็มสูงตั้งแต่ 20-78 ppt ผลงานวิจัยนี้สามารถใช้เป็นข้อมูลสำหรับการพัฒนาต่อยอดเป็นกลุ่มแบคทีเรียพร้อมใช้สำหรับบำบัดเชิงชีวภาพของพื้นที่ที่มีการปนเปื้อนปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอนได้ต่อไป
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
The Gulf of Thailand is replete with natural sources which are substantial in transportation, oil rigs, fishery and especially tourism. However, they can cause contaminations of petroleum in sediments such as PAHs. This study aimed to examine the efficiency of mixed PAH degradation by bacterial consortia isolated from the sediments of the Gulf of Thailand. Total bacteria and PAH-degrading bacteria were found in range of 1.77x108 - 8.30x109 and 3.00 x104 - 1.10x107 MPN/g wet weight, respectively in 22 samples. Seven samples (G1-G7) which were grouped based on their locations and sedimentology criteria were then used for enrichment of PAH-degrading bacteria. The results illustrated that G7 consortium had the highest degradation efficiency which degraded 82% of phenanthrene, 92% of anthracene, 62% of fluoranthene and 50% of pyrene at 50 mg/L of each PAH within 14 days. Furthermore, in the case of five mixed PAHs biodegradation, benzo[a]pyrene which is toxic could be degraded more than 38% from the initial concentration of 10 mg/L while the degradation efficacy of 4 types of mixed PAHs was still maintained. Similarly, 7 types of mixed PAHs such as acenaphthene acenaphthylene fluorene phenanthrene anthracene fluoranthene and pyrene that supplemented with low molecular weight of PAHs at 30 mg/L of each PAH could also be degraded. Moreover, G7 consortium was able to eliminate 0.5% (v/v) crude oil more than 80% within 9 days and proficiently degraded 4 types of mixed PAHs in various environmental conditions at 30-33 ˚C, pH 5-9, salinity conditions at 20-75 ppt and total concentration of mixed PAHs at 200-360 mg/L. In addition, analysis of bacterial community by using culture dependent and culture independent approaches revealed that the individual bacteria in bacterial consortium affects the capability of petroleum hydrocarbon degradation and environmental conditions affect dominant bacteria. The major bacteria of G7 consortium were Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas putida and Achromobacter sp. which could be found in almost tested conditions. This study also suggested that Pseudomonas aeruginosa was the key degrader of crude oil, Stenotrophomonas maltophilia was the dominance in the degradation of mixed PAHs at 37 ˚C and Alcanivorax dieselolei and Thalassospira sp. were the effective mixed PAH degrader in salinity conditions at 20-78 ppt. The knowledge which were revealed in this study can be used in further studies for developing of ready-to-use bacterial consortium for bioremediation of the petroleum-contaminated sites.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
จันทร์เอี่ยม, พลอยชนก, "ประสิทธิภาพของกลุ่มแบคทีเรียจากดินตะกอนบริเวณอ่าวไทยในการย่อยสลายเชิงชีวภาพของพอลิไซคลิกแอโรแมติกไฮโดรคาร์บอนแบบผสม" (2015). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 75467.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/75467