شماره ركورد
25330
شماره راهنما
BIO2 1095
عنوان
ارزيابي استرس انتخابي آنتي بيوتيك آمپيسيلين بر فرايند دنيترفيكاسيون هوازي در پساب سنتتيك توسط كنسرسيوم ميكروبي جداسازي شده از لجن فعال
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
ميكروبيولوژي - محيطي
دانشكده
علوم و فناوريهاي زيستي
تاريخ دفاع
1404/07/30
صفحه شمار
119ص.
استاد راهنما
زهرا اعتمادي فر
كليدواژه فارسي
آنتي بيوتيك آمپيسيلين , دنيتريفيكاسيون هوازي , نيتريفيكاسيون , كنسرسيوم ميكروبي , مقاومت ميكروبي , پساب سنتتيك , حذف نيتروژن
چكيده فارسي
در سالهاي اخير، آلودگي منابع آبي به دليل ورود گسترده آنتيبيوتيكها از طريق پسابهاي شهري، بيمارستاني و صنعتي به يك معضل زيستمحيطي مهم تبديل شده است. اين تركيبات به علت پايداري نسبي در محيط و قابليت القاي مقاومت ميكروبي، تهديدي جدي براي سلامت انسان و اكوسيستمهاي آبي به شمار ميروند. در ميان آنتيبيوتيكها، آمپيسيلين بهعنوان يكي از پرمصرفترين داروهاي خانواده بتالاكتام، حضور گستردهاي در پسابها دارد ( حدود 1 mg/l) و ميتواند فرآيندهاي ميكروبي تصفيه فاضلاب، بهويژه دنيتريفيكاسيون هوازي را تحت تأثير قرار دهد. از اين رو، هدف اصلي پژوهش حاضر،جداسازي كنسرسيوم ميكروبي از لجن فعال و بررسي فرايندهاي نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون هتروتروفي توسط سويههاي منفرد و كنسرسيوم ميكروبي جداسازيشده از لجن فعال در شرايط هوازي بود.همچنين از اهداف ديگر اين تحقيق ميتوان به بررسي تاثير غلظت هاي مختلف آنتي بيوتيك آمپي سيلين به عنوان عامل استرس انتخابي بر كارايي فرايند هاي نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون هتروتروفي و بررسي توانايي كنسرسيوم ميكروبي متشكل از 7 سويه در حذف غلظت هاي مختلف آنتي بيوتيك آمپي سيلين اشاره كرد.
براي دستيابي به اين هدف، سويه هاي باكتريايي از لجن فعال تصفيه خانه شهر اصفهان جداسازي و توانايي آنها در حذف تركيبات نيتروژني (نيترات، نيتريت و آمونيوم) در حضور آمپيسيلين ارزيابي گرديد. همچنين راندمان حذف آنتيبيوتيك در غلظتهاي مختلف (10، 30، 50 و 70 ميليگرم بر ليتر) طي دورههاي زماني 24، 48، 72 و 96 ساعت توسط كنسرسيوم ميكروبي متشكل از 7 سويه اندازهگيري شد.
نتايج نشان داد كه حذف نيترات در سويههاي منفرد در بازه 98.78 تا 86.61 درصد متغير بود و كنسرسيوم توانست راندمان بالاي 88.96 درصدي ارائه دهد. در حذف نيتريت نيز تفاوت قابلتوجهي ميان سويهها مشاهده شد (54 تا 99.79 درصد)، در حالي كه كنسرسيوم بازدهي نزديك به بالاترين عملكرد (97.62%) داشت. حذف آمونيوم در سويههاي منفرد بين 69.88 تا 90.47 درصد قرار گرفت و كنسرسيوم راندمان 82.68 درصدي را نشان داد. اين نتايج بهطور كلي بيانگر آن است كه اگرچه كنسرسيوم ميكروبي به دليل وجود مسيرهاي متابوليكي مكمل و همافزايي بين گونهها، از عملكرد پايدارتري برخوردار است با اين حال ، عملكرد كلي آن در حذف تركيبات نيتروژني در سطح سويه هاي منفرد قرار دارد.
در خصوص حذف آمپيسيلين، يافتهها نشان دادند كه كارايي كنسرسيوم به شدت وابسته به غلظت اوليه دارو است. در غلظتهاي پايينتر (10 و 30 ميليگرم بر ليتر) حدود 30 تا 35 درصد از دارو حذف شد و تغيير چنداني در طول زمان مشاهده نشد. در حاليكه در غلظتهاي بالاتر (50 و 70 ميليگرم بر ليتر) راندمان حذف كاهش چشمگيري داشت و به حدود 29.16 % و 18.13 % محدود گرديد. اين نتايج حاكي از آن است كه اگرچه ميكروارگانيسمها قادرند بخشي از آنتيبيوتيك را از طريق تجزيه و جذب سطحي حذف كنند، اما حضور غلظتهاي بالاي دارو اثر بازدارنده جدي بر فعاليت آنها دارد و مانع از حذف مؤثر ميشود.
بهطور كلي، نتايج اين پژوهش نشان داد كه كنسرسيومهاي ميكروبي ميتوانند در حذف تركيبات نيتروژني در شرايط استرس ناشي از آنتيبيوتيك آمپي سيلين، عملكرد قابلتوجهي داشته باشند. يافتههاي اين تحقيق ميتواند در طراحي سامانههاي نوين تصفيه و كنترل آلايندههاي نوظهور در منابع آبي مورد استفاده قرار گيرد.
كليدواژه لاتين
Ampicillin antibiotic , aerobic denitrification , nitrification , microbial consortium , microbial resistance , synthetic wastewater , nitrogen removal
عنوان لاتين
evaluation of the selective stress of the antibiotic ampicillin on the aerobic denitrification process in synthetic wastewater by a microbial consortium isolated from activated sludge
گروه آموزشي
زيست شناسي سلولي مولكولي و ميكروبيولوژي
چكيده لاتين
In recent years, water pollution caused by the widespread release of antibiotics through municipal, hospital, and industrial effluents has become a major environmental concern. Due to their relative persistence in aquatic environments and their ability to induce microbial resistance, antibiotics are considered emerging contaminants that pose serious threats to human health and ecosystems. Among them, ampicillin, one of the most commonly used β-lactam antibiotics, is frequently detected in wastewater and may adversely affect biological wastewater treatment processes, particularly aerobic denitrification. Therefore, the present study aimed to evaluate the effect of selective stress induced by ampicillin on the aerobic denitrification process using individual bacterial strains and a microbial consortium isolated from activated sludge.
To achieve this objective, seven bacterial strains were isolated and their abilities to remove nitrogenous compounds (nitrate, nitrite, and ammonium) were assessed in the presence of ampicillin. Moreover, the removal efficiency of ampicillin at different concentrations (10, 30, 50, and 70 mg/L) over 24, 48, 72, and 96 hours was measured using the microbial consortium.
The results showed that nitrate removal efficiency varied among the individual strains, ranging from 44.57% to 90.42%, while the consortium achieved a high efficiency of 88.96%. Similarly, nitrite removal by individual strains ranged from 54% to 99.79%, whereas the consortium reached a near-optimal efficiency of 97.62%. Ammonium removal varied between 69.88% and 90.47% in individual strains, with the consortium showing a moderate performance of 82.68%. Overall, these findings indicate that microbial consortia, due to metabolic complementarity and synergistic interactions among species, exhibited more stable and efficient performance in removing nitrogenous compounds compared with most individual strains.
Regarding ampicillin removal, the results demonstrated that the efficiency of the consortium was limited and strongly dependent on the initial antibiotic concentration. At lower concentrations (10 and 30 mg/L), only about 30–35% of the antibiotic was removed, with little variation over time. In contrast, at higher concentrations (50 and 70 mg/L), removal efficiency decreased sharply to approximately 29.16% and 18.13%, respectively. These findings suggest that while microorganisms can partially remove antibiotics through biodegradation and adsorption processes, high concentrations of ampicillin exert significant inhibitory effects, reducing overall treatment efficiency.
In conclusion, this study highlights the capability of microbial consortia to efficiently remove nitrogenous compounds under antibiotic stress, but also emphasizes the limitations of biological processes in fully eliminating antibiotics such as ampicillin. Therefore, the integration of biological treatment with complementary technologies (e.g., advanced oxidation, adsorption, or membrane processes) is necessary for the effective management of antibiotic-contaminated wastewater. The outcomes of this study provide valuable insights for the design of innovative treatment systems to address emerging contaminants in aquatic environments.
تعداد فصل ها
4
فهرست مطالب pdf
150070
نويسنده