بررسی جمعیت باکتریایی مقاوم به ارسنیک چشمه تراورتن ساز امامزاده سید جلال‌الدین (باباگرگر) و شناسایی فرایند زیستی مرتبط با حذف ارسنیک

مقدمه و اهمیت موضوع: سلامت ده‌ها میلیون انسان در سراسر دنیا در خطر ناشی از آشامیدن آب‌های آلوده به ارسنیک است. وجود ارسنیک به طور طبیعی با مفهوم زندگی منافات دارد، اما تحقیقات جدید نشان می‌دهند که برخی از میکروارگانیسم‌ها، انرژی لازم برای رشدشان را از عناصر سمی به دست می‌آورند. بیشتر مدارک، در خصوص تغییرات ارسنیک در طبیعت به نفع یک پدیده میکروبیولوژیکی است. مطالعات زمین‌شناسی و هیدروژئولوژی در مناطق مختلف کشور، وجود ارسنیک را در تعدادی از منابع آبی نشان داده است. لذا توسعه فرآیندهای مقرون به صرفه همراه با بهره‌وری بالا برای اکسیداسیون و حذف ارسنیک باید مورد توجه پژوهشگران قرار بگیرد.مواد و روش‌ها: از آب چشمه باباگرگر نمونه‌برداری شد. ارسنیک موجود در آب به دو روش صحرایی و آزمایشگاهی اندازه‌گیری شد. نمونه آب پس از انتقال به آزمایشگاه و غنی‌سازی در محیط CDM-broth، بر روی محیط کشت CDM-agar همراه با نمک‌ ارسنیت سدیم در شرایط هوازی کشت داده شد. کلنی‌های مقاوم پس از جداسازی و تخلیص، با روش‌های بیوشیمیایی و تکنیک‌های مولکولی (با استفاده از پرایمرهای 16s rRNA) آزمایش شدند. فرآیند زیستی ارسنیک نیز با استفاده از روش پایش کیفی نیترات نقره ارزیابی و در نهایت میزان MIC نمک‌ ارسنیت در مواجهه با جدایه‌ها اندازه‌گیری شد.نتایج و بحث: اندازه‌گیری ارسنیک از نمونه آب به روش صحرایی، مقدار آن را بیش از ppb 500 و به روش ICP، ppb 460 نشان داد. جدایه‌ها شامل سویه‌هایی از باکتری‌های گرم منفی بودند که در محیط‌های کشت حاوی 2-20 میلی‌مولار ارسنیت سدیم مقاومت نموده و رشد کرده بودند. از مجموع چهار سویه باکتری جدا شده، سویه X3 بیشترین مقاومت را در شرایط شیمیوارگانوتروفی و سویه X4 علاوه‌بر اکسیداسیون ارسنیت به ارسنات، بیشترین مقاومت را در شرایط شیمیولیتوتروفی نسبت به ارسنیت سدیم نشان دادند. دمای بهینه رشد برای تمام سویه‌ها 30 درجه سانتیگراد و pH بهینه آنها 7 اندازه‌گیری شد. همچنین فرآیند زیستی ارسنیک و تبدیل بیولوژیک ارسنیت به ارسنات، با تشکیل رسوب قهوه‌ای در حضور نیترات نقره تنها در سویه X4 نشان داده شد. MIC برای سویه X3، 25 میلی‌مولار و برای سویه X4، 15 میلی‌مولار اندازه‌گیری شد.نتیجه‌گیری: تحولات ارسنیک در محیط‌های آبی عمدتا یک فرآیند بیولوژیک بوده و شناسایی این فرآیندها در تدبیر راهکارهای عملی برای حذف ارسنیک از محیط زیست به وسیله میکروب‌ها مهم است. زیرا اقدام به حذف ارسنیک بدون اطلاع از فرآیندهای زیستی، در برخی موارد منجر به تولید محصولات مضر و متفاوتی می‌شود که حذف آنها، با هزینه‌های گزافی همراه خواهد بود.

Keywords:

ارسنیک , اکسیداسیون ارسنیت , چشمه تراورتن‌ساز , فرآیند زیستی , مقاومت , باکتری‌ها