Testing of biopreparations for bioremediation of soils contaminated with petroleum substances

At present, the natural environment is heavily polluted by xenobiotics, which is a global problem. Among the wide range of pollutants present in the surrounding environment, particular attention should be paid to crude oil and its derivatives. Petroleum compounds include lubricants, fuels, bitumens etc. where the demand is enormous; therefore the contamination of the soil environment with oil-derived substances is inevitable. It is therefore necessary to take all actions aimed at environmental protection by reducing this type of pollution. One of the methods leading to lowering the concentration of oil products in the soil environment is bioremediation - a method that uses specific properties of microorganisms to break down petroleum into compounds that are less toxic to the environment. The aim of the experiment was to examine the degree of degradability of petroleum compounds present in soil by biopreparations constructed on the basis of bacteria and to assess the impact of Fenton’s reactions on bioremediation processes. Biopreparations were applied into contaminated soil in immobilized and non-immobilized form. In the conducted study biopreparations on the basis of P. putida and P. Fluorescens were tested for petroleum hydrocarbons contaminated soil. The CO₂ amount was measured as an indicator of effective bioremediation process using Micro-Oxymax respirometer. Moreover, the kinetics of the degradation of petroleum hydrocarbons has also been investigated using Fenton’s reaction in the experiment and a modified reaction in the presence of siderophores and citric acid. It was found that the higher bioremediation potential properties have been demonstrated for biopreparation - alginate capsules with P. putida, P. fluorescens with modified Fenton reaction (citric acid + Fenton reagent). For these treatments the bioremediation kinetics of total petroleum hydrocarbons had the highest values.

Obecnie środowisko naturalne jest w znacznym stopniu zanieczyszczone przez ksenobiotyki, co stanowi problem o charakterze globalnym. Wśród szerokiej gamy zanieczyszczeń obecnych w otaczającym środowisku należy zwrócić szczególną uwagę na ropę naftową i jej pochodne. Do związków ropopochodnych zalicza się smary, paliwa, asfalty itd., na które zapotrzebowanie jest ogromne, w związku z tym skażenie środowiska glebowego substancjami będącymi pochodnymi ropy naftowej jest nieuniknione. Należy więc podejmować wszelkie działania mające na celu ochronę środowiska poprzez redukcję tego typu zanieczyszczeń. Jedną z metod prowadzących do obniżenia stężenia produktów ropy w środowisku glebowym jest bioremediacja - metoda wykorzystująca specyficzne właściwości mikroorganizmów do rozkładu ropy naftowej na związki mniej toksyczne dla środowiska. Celem doświadczenia było zbadanie stopnia zdolności rozkładu związków ropopochodnych obecnych w glebie przez biopreparaty skonstruowane na bazie bakterii oraz ocena wpływu reakcji Fentona na procesy bioremediacyjne. Biopreparaty mikrobiologiczne wprowadzono do zanieczyszczonej gleby w postaci immobilizowanej i nieimmobilizowanej. W przeprowadzonym badaniu testowano biopreparaty opracowane na bazie mikroorganizmów P. putida i P. fluorescens na glebie zanieczyszczonej węglowodorami ropopochodnymi. Podczas badania mierzono ilość CO₂ jako wskaźnik skutecznego procesu bipremedacji z użyciem respitometru Micro-Oxymax. Ponadto zbadano również kinetykę degradacji węglowodorów ropopochodnych, stosując reakcję Fentona i jej modyfikację w obecności sideroforów i kwasu cytrynowego. Stwierdzono, że wyższe właściwości potencjału bioremediacji wykazano dla biopreparatów – kapsułki alginianowe z P. putida, P. fluorescens ze zmodyfikowaną reakcją Fentona (kwas cytrynowy + odczynnik Fentona). W przypadku tych zabiegów odnotowano najwyższe wartości parametrów kinetyki rozkładu węglowodorów ropopochodnych.