Received: 25-09-2023
Accepted: 05-01-2024
DOI:
Views
Downloads
How to Cite:
Degradation of Hydrocarbon Components by Biofilm-forming Rhizobium sp. DG2 Isolated from Petroleum Storage Tankin Ducgiang, Hanoi
,
Tran Thi Mai
,
Cung Thi Ngoc Mai
,
Do Thi Lien
,
Tran Thi Dao
,
Nguyen Huyen Anh
Keywords
Biodegradation, biofilm, oil pollution, polycyclic aromatic hydrocarbons, Rhizobiumsp
Abstract
The purpose of this investigation was to select biofilm-forming bacteria which can degrade or transform crude oil components leading to the solution of oil contamination causing by exploitation, transportation and use of oil and oil products. To gain this aim, several approaches such as enrichment to isolate and identify the bacteria that can utilize oil components and form biofilm and to assess oil degradation capacity of biofilm type in comparison with planktonic type of the strains. As results, the biofilm–forming Rhizobium sp. DG2 was isolated from oil contaminated sediment samples taken in petroleum storage in Ducgiang, Hanoi. The biofilm of this strain was capable of degrading 44.8; 76.0, 62.0, 73.0 and 75.0 % of diesel oil, anthracene, naphthalene, phenanthrene and pyrene, respectively, with the initial concentrations of 4.786 g/L for diesel oil and 200 ppm for the others. In contrast, the plantonik Rhizobium sp. DG2 in free form degraded only 35.4; 65.1; 54.5; 54.6 and 64.2 % of these components. The obtained results suggest the potential of using biofilm-forming bacteria in general and Rhizobium sp. in particular to treat oil pollution.
References
Alessandrello M.J., Parellada E.A., Juárez Tomás M.S., Neske A., Vullo D.L. & Ferrero M.A. (2017a). Polycyclic aromatic hydrocarbons removal by immobilized bacterial cells using annonaceous acetogenins for biofilm formation stimulation on polyurethane foam. Journal of Environmental Chemical Engineering. 5: 189-195. doi.org/10.1016/j.jece.2016.11.037
Alessandrello M.J., Tomás M.S.J., Raimondo E.E., Vullo D.L. & Ferrero M.A. (2017b). Petroleum oil removal by immobilized bacterial cells on polyurethane foam under different temperature conditions. Marine Pollution Bullentin, http://dx.doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.06.040.
Bộ Khoa học và Công nghệ (2010). TCVN 7538-6:2010 (ISO 10381-6:2009) về thu thập, xử lý và bảo quản mẫu đất ở điều kiện hiếu khí để đánh giá các quá trình hoạt động, sinh khối và tính đa dạng của vi sinh vật trong phòng thí nghiệm.
Chattopadhyay I., Banu R.J., Usma T.M.M. & Varjani S. (2022). Exploring the role of microbial biofilm for industrial effluents treatment. Bioengineered.13(3): 6420-6440. doi.org/10.1080/21655979.2022.2044250
Cung Thị Ngọc Mai, Nguyễn Thùy Linh, Nguyễn Văn Bắc, Vũ Thị Thanh &Nghiêm Ngọc Minh(2011).Nghiên cứu khả năng phân hủy diesel của chủng vi khuẩn BTL5 phân lập từ nước thải công nghiệp.Tạp chí Sinh học.33(4):86-91.
Đỗ Khắc Uẩn, Rajesh B., Kaliappan S. & Ick-Tae Y. (2009), Ứng dụng công nghệ lọc màng trong xử lý nitơ, phôtpho và các chất hữu cơ trong nước thải đô thị bằng phương pháp sinh học yếm khí - thiếu khí -hiếu khí, Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc.tr. 950-958.
Eriksson M., Sodersten E., Yu Z.T., Dalhammar G. & Mohn W.W. (2003). Degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons at low temperature under aerobic and nitrate-reducing conditions in enrichment cultures from northern soils. Applied Environmental Microbiology 69: 275-284.
Hoàng Phương Hà, Nguyễn Hồng Thu, Trần Trung Thành, Trần Thanh Tùng &Lê Thị Nhi Công (2016).Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn nitrate hóa hình thành màng sinh học để xử lý nước nuôi trồng thủy sản bị ô nhiễm ammonium. Journal of Vietnamese Environment. 8(1): 2193.
Morikawa M., Kagihiro S., Haruki M., Takano K., Branda S., Kolter R. & Kanaya S. (2006). Biofilm formation by a Bacillus subtilis strain that produces gamma-polyglutamate. Microbiology. 152: 2801-7.
Nzila A. (2013). Update on the cometabolism of organic pollutants by bacteria.Environmental pollution. 17: 474-482.
O’Toole G.A., Kaplan H.B. & Kolter R. (2000). Biofilm formation as microbial development. Annual Review Microbiology. 54: 49-79.
Phan Văn Hưng & Nguyễn Mạnh Cường (2019). Nghiên cứu về các khoá đào tạo và huấn luyện ứng phó sự cố tràn dầu trên biển: Đề xuất áp dụng tại Việt Nam.Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải.59: 96-101.
Sayed K., Baloo L. & Sharma N.K. (2021). Bioremediation of Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) by Bioaugmentation and Biostimulation in Water with Floating Oil Spill Containment Booms as Bioreactor Basin.International Journal of Environmental Research and Public Health.18: 2226. /doi.org/10.3390/ijerph18052226
Sharma P.(2022). Roleandsignificanceofbiofilm-formingmicrobesin phytoremediation-Areview. Environmental Technology & Innovation. 25:102182.doi.org/10.1016/j.eti.2021.102182.
Shimada K., Itoh Y., Washio K. & Morikawa M. (2012). Efficacy of forming biofilms by naphthalene degrading Pseudomonas stutzeriT102 toward bioremediation technology and its molecular mechanisms. Chemosphere.87: 226-233.
Tripathi S., Chandra R., Purchase D., Bilal M., Mythili R. & Yadav S. (2022). Quorum sensing - a promising tool for degradation of industrial waste containing persistent organic pollutants. Environmental Pollution. 292: 118342. doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118342.
TCVN 4582 –1988 về phương pháp xác định hàm lượng dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ - do Viện Tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam, Bộ Khoa học và Công nghệ, ban hành.
Xue J., Yu Y., Bai Y., Wang L & Wu Y. (2015). Marine oil -degrading microorganisms and biodegradation process of petroleum hydrocarbon in marine environment: A review. Current Microbiology 71(2): 220-8. doi: 10.1007/s00284-015-0825-7.
Yamaga F., Washio K. & Morikawa M.(2010).Sustainable biodegradation of phenol by Acinetobacter calcoacetiusP23 isolated from rhizosphere ofDuckweed Lenma aoukikusa. Journal of Environmental Science Technology.44:6470-6474.