Open Universiteit

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1820/6092
Title: Use of biosurfactants in bioremediation.
Other Titles: Het gebruik van biosurfactants in.
Authors: Vossen, Guy
Issue Date: May-2014
Publisher: Open Universiteit Nederland
Citation: Vossen, Guy. (2014). Use of Biosurfactants in Bioremediation [Het gebruik van biosurfactants in bioremediatie]. (Unpublished MSc Master’s Thesis Environmental Sciences), Open University, Heerlen, NL.
Abstract: ABSTRACT. Diesel oil contamination of soil and ground water is a frequently reported environmental problem. It has a negative impact on soil quality because of its chemical stability, resistance to degradation and toxicity to living biota. Diesel oil has low water solubility and becomes easily bound to soil particles thereby limiting its availability for microorganisms to start degrading it. The bioavailability of diesel oil can be increased by the addition of chemical surfactants which will increase diesel oil mobility and solubility. However, chemical surfactants have multiple disadvantages such as high toxicity. Therefore, biosurfactants are gaining much attention as being a biological alternative to chemical surfactants. Biosurfactants are surfactants produced by living organisms such as bacteria and they are ecological alternatives to chemical surfactants, exhibiting a lower toxicity and higher activity and stability. The effect of a biosurfactant cannot be predicted within the confines of our current body of knowledge of the subject. It has to be evaluated experimentally. Therefore, a laboratory feasibility study is performed to explore the potential of bacterial originated surfactants to enhance the rate of aerobic degradation of diesel contaminated soil. Hereby, bacterial strains isolated from diesel contaminated soil are screened for their ability to produce biosurfactants in the presence of diesel oil. 25 strains out of the bacterial pool are found to be diesel oil degraders. Identification based upon their 16S ribosomal DNA shows Pseudomonas, Staphylococcus and Acinetobacter as the dominant genera. All of the strains can form a biofilm in the presence of diesel oil. For some strains, this is combined with chemotactic movement towards diesel oil. Screening for biosurfactant production revealed positive results among several Acinetobacter and Pseudomonas species as dominant positive species. Minor to good heavy metal tolerance (Pb2+, Cu2+, Zn2+ and Ni2+) is observed for all strains. No bioremediation impact was demonstrated in a subsequent greenhouse experiment. Possible inhibitory effects such as pH, redox and inoculum concentration need to be taken into account to explain the observations in the greenhouse experiment. This research clearly shows the potential of using biosurfactant producing bacteria to be used for remediation of diesel oil contaminated soils. Further research is necessary to be able to fully take benefit of biosurfactant producing bacteria for bioremediation.
Description: SAMENVATTING. Een vaak vermeld milieuprobleem is bodem- en grondwaterverontreiniging met diesel. Diesel heeft een negatieve invloed op de grondkwaliteit omwille van de chemische stabiliteit, weerstand tegen afspraak en toxiciteit. Diesel heeft een lage wateroplosbaarheid, en bindt eenvoudig met bodemdeeltjes waardoor het slechts beperkt beschikbaar is voor micro-organismen om het af te breken. De biobeschikbaarheid van diesel kan worden vergroot door het toevoegen van chemische surfactants. Hierdoor neemt de mobiliteit en oplosbaarheid van diesel toe. Chemische surfactants hebben echter meerdere nadelen zoals hoge toxiciteit. Daarom worden biosurfactants steeds meer onder de aandacht gebracht als zijnde een biologisch alternatief. Biosurfactants zijn surfactants die geproduceerd worden door levende organismen zoals bacteriën. Biosurfactants zijn ecologische alternatieven voor chemische surfactants met als voordeel een lagere toxiciteit gecombineerd met een hogere activiteit en stabiliteit. Het effect van een biosurfactant kan momenteel nog niet worden voorspeld en moet experimenteel worden vastgesteld. Daarom wordt een haalbaarheidsstudie uitgevoerd om na te gaan wat de mogelijkheden zijn om biosurfactants te gebruiken om de snelheid van dieselafbraak in de bodem te laten toenemen. Hiervoor worden bacteriestammen die geïsoleerd zijn uit een diesel verontreinigde grond gescreend op hun vermogen om biosurfactants te produceren in aanwezigheid van diesel. 25 stammen worden aangetoond als zijnde dieselafbrekers. Deze worden geïdentificeerd op basis van hun 16S ribosomaal DNA, en Pseudomonas, Staphylococcus en Acinetobacter zijn de dominante genera. Alle stammen kunnen ook een biofilm vormen in de aanwezigheid van diesel. Een aantal stammen combineert dit met chemotaxis naar diesel. Screening naar biosurfactant productie toont verschillende positieve resultaten met Pseudomonas en Acinetobacter als dominante species. Matige tot goede tolerantie voor zware metalen (Pb2+, Cu2+, Zn2+ en Ni2+) wordt gevonden voor alle stammen. Het effect op bioremediatie tijdens het serre experiment toont geen gunstig effect. Een mogelijke verklaring hiervoor zijn afwijkingen in pH, redox en concentratie van toegediende bacteriën. Dit onderzoek toont duidelijk aan dat biosurfactantproducerende bacteriën kunnen worden gebruikt voor de sanering van bodems gecontamineerd met diesel. Er is echter nog verder onderzoek nodig om het potentieel ten volle te kunnen benutten.
URI: http://hdl.handle.net/1820/6092
Appears in Collections:MSc Environmental Sciences

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
MSc Research Thesis VOSSEN_Guy 201405.pdf3.29 MBAdobe PDFView/Open


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