Журнал нефтяной и экологической биотехнологии

Абстрактный

Улучшенная биоремедиация почвы, искусственно загрязненной керосином: оптимизация биостимулирующих агентов с помощью статистического экспериментального проектирования

Агарри SE, Овабор CN и Юсуф RO

Основными целями данной работы были изучение улучшенной биоремедиации почвы, искусственно загрязненной керосином, с помощью стратегии биостимуляции, оценка влияния биостимулирующих агентов на скорость деградации и оптимизация биостимулирующих агентов для максимального удаления керосина. Исследование проводилось путем искусственного загрязнения незатронутой тропической почвы 10% (по весу) керосиновым маслом в глиняных горшках и добавления различных концентраций удобрения NPK, Tween 80 и перекиси водорода, а затем инкубации в течение шести недель периода рекультивации. Для оптимизации диапазона экспериментов использовалась методология поверхности отклика (RSM) с дизайном Box Behnken (BBD) с тремя факторами и тремя уровнями удобрения NPK, Tween 80 и перекиси водорода в качестве независимых переменных и удалением керосинового масла (общего количества нефтяных углеводородов) в качестве зависимой переменной (реакция). Результаты показали, что наблюдаются значительные различия в характере биодеградации керосинового масла по отношению к удобрениям NPK, Tween 80 и перекиси водорода. Получена статистически значимая (P < 0,0001) квадратичная регрессионная модель второго порядка для удаления керосина (с использованием программы Design-Expert Statistical (v. 6.0.8) с коэффициентом детерминации R (= 0,9992). Для оптимизации процесса биоремедиации был применен метод численной оптимизации на основе функции желательности. Оптимальными значениями для биостимулирующих агентов для достижения прогнозируемого максимального удаления керосина 75,06% оказались: удобрение NPK, 4,30 г (эквивалентно 0,0215 мкг/кг); Твин 80, 10,03 мг/л и перекись водорода, 1,13 г/л. В этой оптимальной точке наблюдаемое удаление керосина составило 73,95%. Таким образом, биостимуляция местной микробной плотности и активности может сократить период восстановления загрязненной среды и, следовательно, стоимость рекультивация. Методология поверхности реагирования (RSM) — надежный и мощный инструмент для моделирования и оптимизации процессов биоремедиации керосина и масла.