Bioremédiation des sols pollués de pétrole par les micro-organismes indigènes et amélioration génétique de leur pouvoir

Abstract

Résumé :

L'un des principaux problèmes environnementaux est la contamination par les hydrocarbures résultant des activités liées à l'industrie pétrochimique. Les composants hydrocarbonés imposent de sérieuses menaces pour la santé humaine et affectent constamment l'environnement en raison de son existence prolongée dans l'environnement. La bioremédiation est un outil pour transformer ces composés en formes moins dangereuses ou non dangereuses avec moins d'apport de produits chimiques, d'énergie et de temps par des agents biologiques comme les microorganismes. L'objectif de cette étude est d’évaluer les capacités de biodégradation du pétrole et du diesel par les souches microbiennes isolées par la technique d'enrichissement à partir des sols contaminés provenant de la raffinerie d’Arzew (Algérie). Cinq souches microbiennes isolées ont été identifiés par leur morphologie coloniale et cellulaire et leurs caractéristiques biochimiques en utilisant les galeries biochimiques. Les quatre souches bactériennes ont fait l’objet d’une caractérisation moléculaire, en utilisant une méthode de séquençage le gène codant l’acide ribonucléique ribosomique (ADNr 16S). Les souches isolées ont été identifiées comme Candidasp. (L1), Bacillussp. (B2), Pseudomonas aeruginosa (P1) et Pseudomonas putida (P3 et P4). La capacité des souches isolées à dégrader le pétrole et le diesel a été réalisée dans un milieu liquide, en mesurant la densité optique, la concentration microbienne (UFC/ml), la concentration d'hydrocarbures pétroliers totaux (TPH), DCO, DBO5 et l'indice d'émulsification (E24). La dégradation du composé pétrolier "isomérat" a été analysée par chromatographie en phase gazeuse avec détecteur à ionisation de flamme (FID). Les résultats indiquent que les souches isolées peuvent être utilisés le pétrole et le diesel comme sources de carbone unique, où la biodégradation a été définie par une augmentation de la densité optique et de la concentration microbiennes (CFU/ml) et une diminution de la TPH, DCO et DBO5. La bioremédiation des sols artificiellement contaminés par les souches et le consortium a montré le plus grand effet de la dégradation des hydrocarbures. Dans le but d’améliorer la dégradation des hydrocarbures, une mutagénèse a été effectuée pour les souches Candidasp. (L1), Bacillussp. (B2) et Pseudomonas putida (P4). Les résultats obtenus indiquent que la mutagénèse des souches a rapporté des mutants présentant une capacité plus importante ou réduite de dégradation de pétrole et de diesel. Mots-clés : bioremédiation, pétrole, diesel, ADNr 16S, Candida, Bacillus, Pseudomonas, consortium, mutagénèse.

Abstract:

One of the major environmental problems today is hydrocarbon contamination resulting from the activities related to the petrochemical industry. Hydrocarbon components are imposing serious threats to human health and are constantly affecting the surrounding environment due to its prolonged existence in the environment. Bioremediation is the tool to transform the compounds to less hazardous/non-hazardous forms with less input of chemicals, energy, and time by biological agents like microorganisms. The objective of this study was to evaluate the biodegradation capacities of petroleum and diesel by the microbial strains isolated by the enrichment technique from contaminated soil from the Arzew refinery in Algeria. Five isolated microbial strains were identified by their colonial morphology, cell morphology and biochemical characteristics using biochemical galleries. The four bacterial strains were molecularly characterized according to a method of sequencing the genes encoding the 16S rRNA (16S rDNA). The isolates were identified as Candida sp. (L1), Bacillus sp. (B2), Pseudomonas aeruginosa (P1) and Pseudomonas putida (P3 and P4). The ability of isolated strains to degrade petroleum and diesel was carried out in a liquid medium by measuring optical density, microbial concentration (CFU/ml), concentration of total petroleum hydrocarbons (TPH), COD, BOD5 and emulsification index (E24). The isomerate degradation was analyzed by gas chromatography with flame ionization detector (FID). The results indicate that isolated strains can be used as petroleum and diesel as single carbon sources, where biodegradation has been defined by an increase in optical density, microbial concentration (CFU/ml) and a decrease in TPH, COD and BOD5. Bioremediation of the soils artificially contaminated by the strains and the consortium showed the greatest effect of hydrocarbon degradation. In order to improve the degradation of hydrocarbons, a mutagenesis was carried out for Candida sp. (L1), Bacillus sp. (B2) and Pseudomonas putida (P4). The results obtained indicate that the mutagenesis of strains reported has a greater or lesser capacity for degradation of petroleum and diesel.

Keywords: bioremediation, petroleum, diesel, 16S rDNA, Candida, Bacillus, Pseudomonas, consortium, mutagenesis.

الملخص: يعد التلوث النفطي الناجم عن الأنشطة في صناعة البتروكيماويات واحدة من المشاكل البيئية الرئيسية. تفرض المكونات الهيدروكربونية تهديدات خطيرة باستمرار على صحة الإنسان والبيئة نظرا لوجودها لفترات طويلة في الطبيعة. تعتبر المعالجة البيولوجية أداة فعالة لتحويل المنتجات الملوِثة إلى أخرى أقل خطورة أو غير خطرة معأقل كمية من المواد الكيميائية،,الطاقة والوقت من خلال استعمال الكائنات الحية الدقيقة. كان الهدف من هذه الدراسة هو تقييم قدرات تحليل النفط ومشتقاته باستخدام سلالات جرثومية معزولة من تربة ملوثة من مصفاة أرزيو في الجزائر. وقد تم التعرف وتحديد خمس سلالات جرثومية من خلال شكل المستعمرات، مورفولوجيا الخلايا والخصائص البيو كيميائية. وكانت أربع سلالات بكتيرية موضوع التوصيف الجزيئي، وفقا لطريقة التسلسل الجيني لمورثة الحمض النوويالريبي. ADNr 16Sوقد وصفت السلالات المعزولة على أنها Candidasp. (L1)، Bacillussp. (B2)، Pseudomonas aeruginosa (P1) وPseudomonas putida (P3 ; P4). لقدتم اختبار قدرة السلالات المعزولة على تحليل النفط والديزل في وسط سائل، من خلال قياس الكثافة الضوئية، وتركيز الخلايا ، وتركيز مجموع الهيدروكربونات البترولية، DCO،DBO5و مؤشر الاستحلاب . (E24) تم اختبار تحليل المركبisomeratبواسطةكروماتوغرافيا الطور الغازي (CPG(مع كاشف أيوني باللهب (FID). وتشير النتائج إلى أن السلالات المعزولة يمكنها استخدام النفط والديزل كمصدر وحيد للكربون، حيث تم الإستدلال على حدوث عملية التحليل البيولوجي عن طريق زيادة الكثافة الضوئية وتركيز الخلايا ، وانخفاض فيTPH, DCOو.DBO5 وأظهرتالمعالجة البيولوجيةللتربة الملوثة بشكل مصطنع عن طريق السلالات الخمسة المعزولة (منفردة أو مجتمعة) تأثيرها على تحليل النفط والديزل. ومن أجل تحسين التحلل البيولوجيي للنفط والديزيل، أجرينا عملياتتطفير باستعمال الأشعة الفوق بنفسجية للسلالات Candidasp. (L1)، Bacillussp. (B2) و .Pseudomonas putida (P4) فأشارت النتائج إلى أن للطفرة تاثير ايجابي وسلبي على تحلل النفط و الديزيل. كلمات البحث: المعالجة البيولوجية، النفط والديزل،ADNr 16S، Candida، Bacillus، Pseudomonas ، مزيج السلالات ، إحداث الطفرات.