Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/59390
Title: การบำบัดเชิงชีวภาพของปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอนที่ปนเปื้อนในน้ำทะเลชายฝั่งโดยแบคทีเรียตรึงบนโฟมพอลิยูริเธน
Other Titles: Bioremediation of petroleum hydrocarbons contaminated in coastal seawater by polyurethane foam-immobilized bacteria
Authors: จิรภัทร จันทมาลี
Advisors: เอกวัล ลือพร้อมชัย
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email: Ekawan.L@Chula.ac.th
Subjects: น้ำเสีย -- การบำบัด -- วิธีทางชีวภาพ
การบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ
ไฮโดรคาร์บอน
ปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอน
น้ำทะเล -- การปนเปื้อน
Sewage -- Purification -- Biological treatment
Bioremediation
Hydrocarbons
Petroleum hydrocarbons
Seawater -- Contamination
Issue Date: 2553
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: ปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอนเป็นสารก่อมลพิษที่สำคัญในเขตชายฝั่งทะเล ซึ่งเกิดจากการรั่วไหลของน้ำมันชนิดต่างๆ เช่น น้ำมันดิบ และน้ำมันเตา หรือจากการปล่อยน้ำขังใต้ท้องเรือที่ปนเปื้อนน้ำมันหล่อลื่นลงสู่ทะเล จึงจำเป็นต้องมีผลิตภัณฑ์ขจัดคราบน้ำมันทางชีวภาพสำหรับใช้ลดปริมาณน้ำมันในพื้นที่ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาวิธีทางชีวภาพสำหรับบำบัดคราบน้ำมันที่ปนเปื้อนในน้ำทะเล โดยได้ผลิตหัวเชื้อแบคทีเรียพร้อมใช้จากการตรึงจุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพสูงในการย่อยสลายน้ำมัน โดยเฉพาะน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์เรือประมง ในขั้นแรกได้คัดแยกแบคทีเรียและยีสต์จำนวน 10 ไอโซเลท จากเขตชายฝั่งทะเลภาคตะวันออก โดยใช้เทคนิคการเพิ่มจำนวนเชื้อในอาหารที่เติมน้ำมันดิบ และศึกษาประสิทธิภาพการย่อยน้ำมันหล่อลื่นชนิดต่างๆ แม้ว่าจุลินทรีย์ทุกสายพันธุ์เจริญโดยใช้น้ำมันดิบได้ แต่มีเพียงบางเชื้อที่สามารถย่อยน้ำมันหล่อลื่นได้ดี ซึ่ง Gordonia sp. JC11 มีประสิทธิภาพสูงสุดในการย่อยน้ำมันหล่อลื่นทั้งชนิดที่ใช้งานแล้ว และชนิดที่ยังไม่ได้ใช้งาน นอกจากนี้เชื้อ JC11 สามารถเพิ่มจำนวนได้ดีเมื่อใช้เททระเดกเคนและฟีแนนทรีนเป็นแหล่งคาร์บอน มีสมบัติความไม่ชอบน้ำของเยื่อหุ้มเซลล์สูง (~80%) และทำให้น้ำมันแตกตัวเป็นอิมัลชันได้ดี (ส่วนตะกอนเซลล์มีค่า E24 ~ 32%) ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการย่อยน้ำมันและการเกาะติดของเซลล์บนวัสดุตรึง การผลิตหัวเชื้อพร้อมใช้ทำโดยตรึงเซลล์ของเชื้อ JC11 บนโฟมพอลิยูรีเธน (PUF) แล้วนำไปทดสอบประสิทธิภาพการย่อยคราบน้ำมันปนเปื้อนในน้ำขังใต้ท้องเรือทั้งในระดับห้องปฏิบัติการและในพื้นที่จริง การทดสอบในระบบจำลองที่ไม่เติมสารอาหารพบว่าเซลล์ตรึงมีประสิทธิภาพดีกว่าเชื้อประจำถิ่นในน้ำขังใต้ท้องเรือ โดยประมาณ 48 และ 12% ของน้ำมันหล่อลื่นใช้แล้วจากเครื่องยนต์เรือประมงที่เข้มข้นเริ่มต้น 1,000 มก./ล. ถูกย่อยสลายโดย JC11 และเชื้อประจำถิ่น ตามลำดับ ต่อมานำหัวเชื้อแบคทีเรียพร้อมใช้ชนิดนี้ไปใช้งานในห้องเครื่องยนต์ของเรือประมงขนาดเล็ก บริเวณท่าเรือประมงสิงห์อำนวย จ. จันทบุรี โดยใช้ระยะเวลาทดสอบ 168 ชั่วโมง ทั้งนี้เรือประมงที่ใช้เป็นกรณีศึกษานี้มีการเติมน้ำมันหล่อลื่นและน้ำมันดีเซลเพิ่มเกือบทุกวัน พบว่าปริมาณน้ำมันที่ถูกดูดซับอยู่บน PUF ที่ไม่ตรึงเซลล์ มีค่าสูงสุดเท่ากับ 25,967 มก. น้ำมัน/กรัม PUF ในชั่วโมงที่ 24 ในขณะเดียวกันปริมาณน้ำมันบนชิ้นโฟมของเซลล์ตรึง (108 MPN/กรัม PUF) มีค่าเพียง 15,127 มก. น้ำมัน/กรัม PUF ปริมาณน้ำมันที่มีค่าต่ำกว่านี้แสดงถึงการย่อยสลายน้ำมันโดยเชื้อ JC11 อย่างไรก็ตามภายหลัง 96 ชั่วโมง ปริมาณน้ำมันบนชิ้นโฟมของเซลล์ตรึงมีค่าไม่แตกต่างจากชุดควบคุม PUF ซึ่งเกิดจากการลดจำนวนของ Gordonia sp. JC11 บนโฟม สอดคล้องกับผลการวิเคราะห์ด้วย SEM และ PCR-DGGE ที่พบว่า JC11 เป็นประชากรเด่นบน PUF เฉพาะในช่วงเวลา 96 ชั่วโมงแรก ดังนั้นสามารถนำ Gordonia sp. JC11 ที่ตรึงบนโฟมพอลิยูรีเธนไปย่อยคราบน้ำมันที่ปนเปื้อนในน้ำทะเลได้ แต่ควรเปลี่ยนหัวเชื้อแบคทีเรียดังกล่าวทุกๆ 96 ชั่วโมง เพื่อให้สามารถบำบัดคราบน้ำมันได้อย่างต่อเนื่อง
Other Abstract: Petroleum hydrocarbon is a major pollutant of coastal regions that caused by spills of various oils such as crude and fuel oils or by discharges of bilge seawater containing lubricants into the sea. Therefore, effective bioremediation agents are required for oil removal in situ. This study aimed to develop a bioremediation technique for remediate petroleum hydrocarbons contaminated in seawater. A ready-to-use inoculum was made by immobilizing microorganisms that effectively degrade oil, especially fishing boat engine lubricants. At first, several marine bacteria and yeast were isolated from the Eastern Thai coastal samples by crude oil enrichment culture techniques and characterized based on lubricating oils-degrading activity. Although all of the tested microorganisms were able to grow on crude oil, few strains demonstrated high ability to degrade lubricants. Gordonia sp. JC11, the most effective bacterium, was able to degrade various types of fresh and waste lubricants. In addition, the bacterium grew well on tetradecane and phenanthrene and possessed high cellular hydrophobicity ( 80% MATH assay) and emulsifying activity (32% E24 of cell residues). These cellular properties are important for the stable attachment of cells onto immobilizing material and increasing oil degradation activity. To produce a ready-to-use inoculum, the bacterium was immobilized on polyurethane foam (PUF) and was tested as bioremediation agents for bilge seawater treatment both in laboratory and in situ. The microcosm test without additional nutrients showed that the immobilized cells had higher efficiency than indigenous bacteria, of which around 48% and 12% of the total hydrocarbons in 1,000 mg/L boat engine lubricant were removed by the immobilized bacteria and the indigenous microorganisms, respectively. The ready-to use inoculum was later applied inside an engine room of a small fishing boat at Singamnuay fishing pier, Chanthaburi for 168 h. During the test, more diesel oil and lubricant were applied to the case studied boat almost every day. The amount of oil in the uninoculated-PUF was highest at 25,967 mg oil/g PUF after 24 h, while PUF-immobilized cells (108 MPN/g PUF) contained 15,127 mg oil/g PUF. The lower amount of absorbed oil in the immobilized-PUF indicated that it was degraded by the immobilized bacteria. However, the oil content on the immobilized-PUF was not different from the uninoculated-PUF after 96 hr. This could be due to the decreasing number of Gordonia sp. JC11, which corresponded to SEM and PCR-DGGE analysis that showed JC11 as a dominant population on PUF only before 96 hr. In conclusion, JC11 immobilized-PUF could be used to degrade lubricants in bilge seawater, however the immobilized-PUF should be replaced every 96 hr to maintain the oil removal efficiency
Description: วิทยานิพนธ์ (วท.ด.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2553
Degree Name: วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาเอก
Degree Discipline: จุลชีววิทยา
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/59390
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Jirapat Chanthamalee.pdf7.97 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.