دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 10140 + ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله

تجزیه ی میکروبی PAH در خاک: مسیرهای تجزیه و عوامل کمک کننده

کد مقاله سال انتشار مقاله انگلیسی ترجمه فارسی
10140 2006 11 صفحه PDF سفارش دهید
خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.
عنوان انگلیسی
Microbial PAH-Degradation in Soil: Degradation Pathways and Contributing Factors
منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Pedosphere, Volume 16, Issue 5, October 2006, Pages 555–565

فهرست مطالب ترجمه فارسی
چکیده 

لغات کلیدی

مقدمه 

جدول 1. ویژگی های اصلی فیزیکی-شیمیایی و سرطان زایی EPA برای PAH ها جهت کنترل 

شکل 1. ساختار مولکولی برخی PAH ها در خاک

جدول 2. PAH های زیست درمانی و باکتری های تجزیه کننده ی PAH ها در خاک 

جدول 3. PAH ها و قارچ های تجزیه کننده ی PAH در خاک 

مسیرهای متابولیک PAH ها 

شکل 2. (a) مسیر هوازی و (b) مسیر غیرهوازی تجزیه ی نفتالن در خاک

عوامل تأثیرگذار روی تجزیه ی زیستی PAH

نگاهی کلی 
کلمات کلیدی
تخریب میکروبی - موجود - خاک
کلمات کلیدی انگلیسی
bioremediation, microbial degradation, PAHs, soil
ترجمه چکیده
اثرات نامطلوب محیط زیست و ماندگاری بالا در تجزیه ی میکروبی و سرانجام هیدروکربن های بودار چندحلقه ای (PAH) در محیط زیست علاقه ی ما را برمی انگیزند. با این حال هم ویژگی های فیزیو شیمیایی ترکیبات و هم ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیست شناسی خاک ها می توانند بطور چشمگیری بر روی ظرفیت تجزیه ی طبیعی ریزجانوران برای تجزیه زیستی میدانی تأثیر بگذارند. در این مقاله تکنیک های مدرن زیست شناسی بطور گسترده ای برای ترویج تجزیه ی میکروبی PAH ها در خاک با تأکید بر روی مسیرهای اصلی تجزیه و عوامل محیطی اثرگذار روی تجزیه ی زیستی مورد بحث قرار گرفته اند.
ترجمه مقدمه
PAH ها در نتیجه ی ترکیب ناقص ماده ی آلی، منبع انتشار، اگزوز خودرو، نیروگاه های تولید کننده ی برق که سوخت آن ها زغالسنگ می باشد، مواد خانگی، و ماده ی منبع محیطی، در همه جای محیط وجود دارند. PAH ها در هوا و آب نیز می توانند از طریق اثرات ته نشینی، به خاک و رسوبات وارد شوند. در نتیجه خاک به پذیرنده ی محیطی اصلی PAH ها تبدیل شده است. به خاطر ویژگی های سرطان زایی، عوامل ناقص کننده جنین، جهش زایی و ویژگی های سمی دیگر، PAH ها از اهمیت محیطی بسیار بالایی برخوردار بوده اند. در نتیجه، سازمان محافظت از محیط زیست امریکا (EPA) PAH 17 بعنوان آلوده کننده های اصلی مربوط به زیست درمانی را معرفی کرده است که از میان آن ها 15 PAH دارای خطر سرطان زایی برای انسان ها می باشند، این آمار توسط سازمان بین المللی تحقیقات سرطانی (IARC) منتشر شده است. PAH ها از حلقه های بودار ترکیبی (شکل 1) ساخته شده اند که ماندگاری زیست شیمیایی آن ها از ابرهای متراکم الکترون های π در هر دو طرف ساختارهای حلقه ای پدیدار شده است که باعث می شود آن ها نسبت به حملات هسته دوست مقاوم شوند. علاوه بر این، آن ها دارای ویژگی های فیزیکی مانند قابلیت حل شوندگی پایین در آب و نسبت های بالای توزیع جامد-آب می باشند (جدول 1). این ویژگی ها مانع از استفاده ی راحت میکروبی آن ها شده و تجمع آن ها در فازهای جامد محیط خاکی را ارتقا می بخشند. در حالت کلی، حلالیت در آب و در نتیجه، تجزیه پذیری زیستی PAH ها تقریبا بصورت لگاریتمی با افزایش جرم مولکولی افزایش می یابد. با این حال، گزارش هایی در مورد انواع مختلف ریز جانوران از جانوران مولکولی کم وزن (نفتالن) تا مولکولی وزن بالا (کورونن) وجود دارد، که باعث تجزیه ی PAH های مختلف می شوند. نگرانی های محیط زیستی در رابطه با تجزیه ی زیستی PAH ها روز به روز افزایش می یابند. در نتیجه این مقاله تجزیه ی میکروبی PAH ها در خاک را با تأکید بر روی مسیرهای متابولیک و عوامل تأثیرگذار روی نرخ های تجزیه ی زیستی را مورد بحث قرار خواهد داد. جدول 1. ویژگی های اصلی فیزیکی-شیمیایی و سرطان زایی EPA برای PAH ها جهت کنترل a) ضریب جداشدگی آب/اکتانول بصورت نسبت غلظت یک ترکیب در تمامی اشکال خود بین یک فاز آبی و یک فاز روغنی، که یک پارامتر فیزیکی شیمیایی بسیار کارآمد است که نشان دهنده ی ویژگی های انتقالی یک ترکیب در سراسر غشاهای زیستی می باشد. b) ناخالصی ها با توجه به خطر سرطان زایی شان برای انسان ها بوسیله ی IRAC دسته بندی شده اند. گروه 1: سرطان زا؛ گروه 2A : احتمالا سرطان زا؛ گروه 2B: امکان سرطان زایی وجود دارد؛ و گروه 3: از لحاظ سرطان زایی قابل دسته بندی نمی باشد. c) گزارش نشده است. شکل 1. ساختار مولکولی برخی PAH ها در خاک به خاطر اهمیت PAH ها بعنوان ناخالصی های خاک، علاقه ی شدیدی به تجزیه ی میکروبی آن ها وجود داشته است. هم پروکاریوت و هم یوکاریوت جداشده از خاک دارای نقش برجسته ای در تجزیه ی PAH می باشند. با این حال، ریزجانداران تنوع ظرفیتی چشمگیری برای تجزیه PAH ها دارند. برخی از جانداران، به خاطر قابلیت دسترسی زیستی بالای ترکیبات دو یا سه حلقه ای، تنها نفتالن و فنانترن که به راحتی بصورت زیستی تجزیه می شوند را تجزیه می کنند. در عین حال، تنها تعداد بسیار محدودی از باکتری ها جداسازی شده اند که می توانند در کشت های خالص روی PAH ها با پنج حلقه ی بودار یا بیشتر رشد یابند یکی از دلایل امکانپذیر بقای بالای این ترکیبات بوسیله ی فاز جامد خاک می باشد که می تواند منجربه نرخ های انتقال حجیم HNW-PAH ها به سلول های باکتریایی شود. دسترسی زیستی پایین PAH ها ممکن است از تکامل مسیرهای مناسب آنزیمی در باکتری های خاک جلوگیری کرده باشد. با این حال، ثابت شده است که از طریق متابولیسم مشترک، ریزجانداران می توانند HMW-PAH ها را تجزیه کنند. متابولیسم مشترک بصورت واکنش آنزیمی غیر مشخص با زیرماده ای که با زیرماده ی اولیه ی از لحاظ ساختاری مشابه برای محل فعال آنزیم رقابت می کند، تعریف می شود. یکی از مثال ها متابولیسم مشترک بنزو(a)پیرن بوسیله ی رشد باکتری روی پیرن می باشد. همچنین کک و همکارانش (1989) پی بردند که در حالت کشت خالص، متابولیسم مشترک یک انتقال بی سرانجام بدون هیچ گونه فایده ای به جاندار می باشد. انواع مختلفی از باکتری های غیر اکتینومیست مانند سودوموناس اس پی پی، بورخالدریا سپاسیا، سفینگوموناس اس پی پی، فلاوباکتریوم اس پی پی، سایکلوکلاستیکوس اس پی پی و استنوتروفوموناس اس پی پی، مورد بررسی قرار گرفته اند و ثابت شده است که آن ها می توانند تعداد زیادی از PAH را متابولیزه کنند. چندین اکتینومیست و باکتری از خاک های حاوی هیدروکربن جدا شده و هریک از آن ها از فلورانتن، پیرن و کریسن بعنوان تنها منبع انرژی و کربن استفاده می کنند. مطالعات بسیاری گزارش داده اند که قارچ ها می توانند PAH ها را در خاک تجزیه کنند. باور بر این بود که فانروکائت کریسوسپوریوم، یک قارچ فاسد سفید، که "ریزجاندار توانا" نامیده می شود، قادر به متابولیزه کردن تقریبا همه ی ناخالصی های آلی از جمله لیگنین در محیط های هوازی یا غیرهوازی می باشد. قارچ های فاسد سفید دیگر از جمله پلئورتوس اس پی پی، ترامتس اس پی پی، و بیرکاندرا اس پی پی نیز بعنوان قارچ هایی که قادر به تجزیه ی PAH های مختلف می باشند، گزارش شدند. دلیل بالا بودن قابلیت تجزیه ی آن ریزجانداران این است که آن ها حاوی آنزیم های کلیدی مانند دی اکسیژناز PAH و اکسیژناز کاتکول می باشند. این آنزیم ها و رادیکال های تشکیل یافته بوسیله ی سیستم های آنزیمی، نقش های مهمی در کاتالیزورهای تجزیه ی PAH ایفا می کنند. طی دهه ی گذشته، چشم های بسیاری بر روی ظرفیت تجزیه ی قارچ تجزیه کننده ی لیگنین، فانروکائت کریسوپوریوم متمرکز بود. تجزیه ی لیگنین، بعنوان یک درشت مولکول پیچیده ی بودار، برای ریزجانداران خاک خیلی سخت است. تجزیه ی موثر لیگنین و PAH بوسیله ی فانروکائت کریسوسپوریوم مربوط به اکسیدوردوکتاز غیر مشخص انجام پذیرفته توسط قارچ ها انجام می پذیرد که میان آن ها پراکسیداز لیگنین (LiP) و پراکسیداز منگنز (MnP) از اهمیت زیادی برخوردار هستند. MnP آنتراسن هوراک نماتولوما فروواردی،هنگامی که گلوتاتوئین به مخلوط واکنش افزوده شد، شروع به اکسید پیرن، بنزو(a)پیرن، بنز(a)آنتراسن، و فنانترن کرد. LiP دارای پتانسیل کاهش بالایی نسبت به پراکسیدازهای دیگر دارد، درنتیجه باعث می شود اکسیدان بهتری برای PAH باشد.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله تجزیه ی میکروبی PAH در خاک: مسیرهای تجزیه و عوامل کمک کننده

چکیده انگلیسی

Adverse effects on the environment and high persistence in the microbial degradation and environmental fate of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are motivating interest. Many soil microorganisms can degrade PAHs and use various metabolic pathways to do so. However, both the physio-chemical characteristics of compounds as well as the physical, chemical, and biological properties of soils can drastically influence the degradation capacity of naturally occurring microorganisms for field bioremediation. Modern biological techniques have been widely used to promote the efficiency of microbial PAH-degradation and make the biodegradation metabolic pathways more clear. In this review microbial degradation of PAHs in soil is discussed, with emphasis placed on the main degradation pathways and the environmental factors affecting biodegradation.

مقدمه انگلیسی

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), as a result of the incomplete combustion of organic matter, emission sources, automobile exhaust, coal-fired electricity generating power plants, domestic matter, and area source matter, are ubiquitous in the environment (Finlayson-Pitts and Pitts, 1997; Norse, 2005). PAHs in the air and water can also be brought into the soil and sediment through precipitation effects (Johnsen et al., 2005). Therefore, soil becomes the main environmental receptor of PAHs. Because of their carcinogenic, teratogenic, mutagenic, and other toxic properties, PAHs have been of great environmental interest (Bispo et al., 1999). Consequently, the US Environmental Protection Agency (EPA) has listed 17 PAHs (Table I) as priority pollutants for remediation (Liu, K. et al., 2001), among which 15 PAHs have carcinogenic risk to humans reported by the International Agency for Research on Cancer (IARC). PAHs are composed of fused, aromatic rings (Fig. 1) whose biochemical persistence arises from dense clouds of .rr-electrons on both sides of the ring structures making them resistant to nucleophilic attack (Johnsen et al., 2005). Besides this, they possess physical properties, such as low aqueous solubility and high solid-water distribution ratios (Table I). These properties stand against their ready microbial utilization and promote their accumulation in the solid phases of the terrestrial environment. Generally, the aqueous solubility and, as a consequence, the biodegradability of PAHs decreases almost logarithmically with an increase in molecular mass. However, there are reports of a variety of microorganisms, ranging from low molecular weight (naphthalene) to high molecular weight (coronene) that degrade various PAHs. More and more environmental concerns are turning to the biodegradation of PAHs. Therefore, this review will discuss microbial degradation of PAHs in soil with an emphasis on metabolic pathways and factors affecting biodegradation rates.

خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.