۸1-۳9: 8، شماره ۷، سال 8931 پاییزمهندسی بهداشت محیط، مجله

گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران نویسنده مسئول:* ۰۷۸۸۸۲۲-۲۱۹۰ تلفن تماس: - m_farzadkia@yahoo.comایمیل:

زیست پالایی خاک های آلوده به گازوئیل در بیوراکتور

حاوی لجن فعال خام و ورمی کمپوست

2و1دیزجی اسرافیلی علی ،2و1جعفری جنیدی احمد، *2و1فرزادکیا مهدی ،2و1نژاد عبداللهی بهناز

گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران .1

ایران تهران، ایران، پزشکی علوم دانشگاه محیط، بهداشت تکنولوژي تحقیقات مركز. 2

42/4/7931 پذیرش: ؛ تاریخ 71/77/7931 مقاله: دریافت تاریخ

چکیده اسیت كیه اي مشیکتت عدیدهاز (TPH) (Total petroleum hydrocarbons)امروزه آلودگی خاک به مواد نفتیی سابقه و هدف:

هیاي یکیی از بهتیریو و بابیع اعتدیاد تیریو رو انسان و سایر موجودات زنده را با خطر جدي مواجه ندیوده اسیت.زیستمحیط

پیالایی زیسیت بابلییت تعیییوپالایی مشهور است. هدف از ایو مطالعه هاي خاكی است كه به رو كرماستفاده از كرم ،پالاییزیست

باشد. ط كدپوست و لجو فعال خام میحاوي كرم خاكی ایزنیا فتیدا با مخلوک آلوده به گازوئیع در بیورأكتورهاي خا

كدپوسیت گیاوي و ، آلیوده از خیاک پالایی در حذف گازوییع،به منظور تعییو كارایی زیست تجربیدر ایو مطالعه ها:مواد و روش

هیاي مختلی راكتیور بیا ظلظیت 6در پیالایی فرآینید زیسیتاستفاده شد. 23/0: 53/0: 1وزنی هاي لجو فاضتب شهري با نسبت

روز انجیام 00در دماي محیط بیه میدت عدد( 20و 10) هاي خاكی ایزنیافتیدا(، تعداد كرملوگرم خاکگرم بر كی 50و 10گازوئیع )

استفاده از كرم خیاكی پالایی گازوئیع با عدلکرد زیستمقایسه به منظورخاكی ز دو راكتور بدون اضافه كردن كرما ،عتوه بر ایو .شد

مجهز به اشکار سیاز گاز كروماتوگرافی با استفاده از دستگاه TPHهاي نفتی دروكربویهپذیري تیدا استفاده گردید. میزان تجزیهایزنیاف

تجزیه و مورد 11نسخه Minitabافزار ازمطالعه حاضر با استفاده از نرممورد سنجش برار گرفت. نتایج حاصع GC-FID)) ايشعله

. برار گرفتحلیع ت

درصید در بیازه 100هیاي سیبح حیدود كه بیشتریو راندمان حذف هیدروكربو دهدمینشان حاصع از مطالعه حاضر نتایج :هایافته

ه اسیت. اییو درحالیسیت كیهاتفاق افتیادنسبت به دیگر رأكتورها (P<0.05)با اختتف معناداري 5روز در راكتور شداره 00زمانی

هیاي هییدروكربوبیشتریو راندمان حذف گردید.درصد مشاهده 10راكتورها حدود هاي متوسط در بیشترهیدروكربوراندمان حذف

عیدد كیرم 20 وكیلیوگرم خیاک برگرم 10ندونه خاک آلوده شده با گازوئیع با مشخصات 4در رأكتور شداره (درصد 66)سنگیو

گردید.نسبت به دیگر رأكتورها مشاهده (P<0.05)خاكی ایزنیافتیدا، با اختتف معناداري

كننیده اي با اضافه كیردن میواد اصیت هاي نفتی به طور بابع متحظهپذیري هیدروكربوتجزیه ،حاضربراساس نتایج مطالعه استنتاج:

یافته است. هاي خاكی افزایش آلی و افزایش تعداد كرم

، هیدروكربو هاي نفتیپالایی، كرم خاكی ایزنیافتیدا، لجو فعال، ورمی كدپوستزیست کلیدی: کلمات

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

۸1-۳9: 8، شماره ۷، سال 8931 پاییزمهندسی بهداشت محیط، مجله

گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران نویسنده مسئول:* ۰۷۸۸۸۲۲-۲۱۹۰ تلفن تماس: - m_farzadkia@yahoo.comایمیل:

مقدمه محیطییزیسیت معضیتت از یکی عنوان به خاک آلودگی

از است عبارت خاک آلودگی .شده است شناخته دنیا در عدده

بیه خاک به خارجی ماده چند یا یح افزودن یا پخش ،حضور

را آن و بیولیوژیکی شیدیایی فیزیکی، كیفیت كه مدتی و مقدار

یا و گیاهان یا زنده موجودات سایر یا انسان براي كه طوري به

دهد. رشد و توسعه صینای و تغییر باشد، آور زیان ابنیه و آثار

هییاي وجییود آمییدن آلییودگی باعییب بییهانسییانی هییاي فعالیییت

رسییدن بیه كیه در صیورت شیده اسیتگوناگونی در خیاک

. 1 توانند بسیار مضر باشندزمینی میهاي زیرآب

نفییت، شییامع خییاک در نفتییی هییايآلاینییده متییداولتریو

چنید آروماتییح هیايهیدروكربو كلردار، هايحتل گازوئیع،

زایلیو بنیزن، اتییع تولوئو، بنزن، تركیبات، (SAHP) اي حلقه

(BTEX )، نفتیی، آلیودگی علع جدله از. 5, 2 دنباشمیظیره و

مشیتقات و نفتیی مواد پخش بدباران، نفت، تانکرهاي تصادف

. 5 می باشد ظیره و انسان متحظهبی هايفعالیت برخی و آن

-تریو كشورهاي نفیتكشور ایران به عنوان یکی از بزرگ

ایران باتوجه آید. كننده نفت خام در دنیا بشدار میخیز و صادر

تولیییدات رصیید ازمنییاب نفتییی جهییان،د 6/ 36بییودن بییه دارا

بیودن مقیام دوم میلیون تو درسال و دارا 53 پتروشیدی حدود

آبهاي خاک ورض آلودگی در ذخایر گازي جهان، شدیداً درمع

. 5 می باشد زمینیسطحی و زیر

گازوئیییع بییه عنییوان یکییی از ،از میییان تركیبییات نفتییی

تیریو محصیولات نفتیی در دنییا و تریو و كیاربرديپرمصرف

اسیت، كیه بیه علیت كیاربرد شیده بخصوص در ایران مطر

بیه باشید.فراوان یکی از علع عدده آلودگی خاک در ایران می

طورعدده دلایع اصلی آلودگی خاک به تركیبات نفتیی را میی

توان به نشت مخازن ذخیره، لوله هاي انتقال، حوضیهه هیاي

تبخیر، وبوع سوانح در حدع و نقع و پوسیدگی تانکهاي پدپ

نشت تركیبات نفتی تحت تیثثیر نیروهیاي . 4 بنزیو نسبت داد

هیاي ري و ثقلی منجیر بیه حركیت عدیودي در خیاکكاپیت

گازوئییع . 3 كنیدو فرج خاک را پیر میع ظیراشباع شده و خل

با وزن متوسط است كه نقطه جو آن بییو یح تركیب نفتی

تركییب 200درجیه سلسییوس اسیت و بییش از 533تا 113

28C – 10Cهیاي آلکیان هیدروكربنی نفتیی بیا محیدوده وزنیی

%43آلکییان، %50تشییکیع شییده اسییت كییه معدییولاً شییامع

. 6 تركیبات آروماتیح می باشد %24سیکلوآلکان و

چنیدیو (US.EPA) سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا

شیدیایی، فیزیکی، بیولوژیکی و حرارتیی بیراي از جدله رو

هیاي نفتیی ارائیه كیرده كسازي خاكهاي آلوده به هیدروكربوپا

رو هاي فیزیکی ماننید هیوادهی، حفیر و كنیدن و . 1 است

جابجایی، پخش، شستشوو دفو كردن جهت حذف آلودگی از

هیاي وسعت نسبتاً كم كاربرد دارند و بیراي مسیاحتمناطق با

زیاد نظیر خاک هاي آلوده به مواد صنعتی و مواد نفتی و نظایر

. به عیتوه اییو رو هیا مخیع 6 باشندهزینه می آن بسیار پر

شرایط طبیعی محیط بوده و استفاده از آنهیا بیه تنهیایی بسییار

. 0 پرهزینییه، داراي عییوارض و بعضییاً ظیییر كارآمیید اسییت

كه بر پایه اكسیید شیدن شییدیایی آلاینیده شیدیایی هايرو

اي نظییر رو از میواد اكسیید كننیده. در ایو 10 استوار است

O)3(، ازنO)2(كلییریو، هیپییو كلرییید، پییر منگنییات، اكسییی ن

، پراكسییییدهاي آلیییی، فنتیییون 2O2(H(پراكسییییدهیدروژن

(+2+Fe2O2H پرمنگنات پتاسییم، پرسیولفات، و رادیکالهیایی )

و (HO)و هیدروكسییع RO)2(، پراكسیی(RO)چون آلکوكسی

گردد. اسیتفاده از ی استفاده میهاي آلظیره جهت تجزیه آلاینده

تواند منجیر بیه تركیبات كلر دار در ایو رو به نوبه خود می

هیا رو اییو . 12, 11 ایجاد محصولات جانبی خطرناک گیردد

آلیودگی هیایی كیهو گران بوده و معدولاً براي خیاک پرهزینه

. 15 شده استشدیدي دارند، پیشنهاد

میان رو زیست پالایی بدلیع كیارایی و اسیتفاده در ایو

بسیار مورد توجیه بیرار گرفتیه و مکرر در خاک در دهه اخیر

تیرضرورت انجیام پی وهش در اییو زمینیه هنگیامی روشیو

ت خیاک بیه عنیوان ییح پایگیاه زیسیتی كه به اهدیی گرددمی

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

بهناز عبداللهی نژاد و همکاران

55 8، سال هفتم، شماره 8931پاییز ،مجله مهندسی بهداشت محیط

هاي زیرزمینیی جلیوگیري كه می تواند از آلودگی آب باارز

15 بردنداید پی .

با استفاده از كرم هیاي خیاكی پالایی خاكهاي آلوده زیست

هاي خاكی كرم .می باشدمحیط زیست هاي سازگار با از رو

كننید و خصوصییات ف آلاینده ها از خاک را تسیهیع مییحذ

و دهنیدشیدیایی خاک را با بهبود هوادهی تغییر مییفیزیکی و

كننییید كیییه آلاینیییده در دسیییترس ایجیییاد میییی شیییرایطی را

هاي خاكی بعنوان شاخص ازكرم .میکروارگانیسم ها برار گیرد

در اییو مطالعیه از دهنده آلودگی خاک استفاده می شود.نشان

مناسب بیراي ( كه یح گونه E. fetida ) كرم خاكی ایزنیا فتیدا

اسیتفاده ،شرایط ایران بوده و در اكثر مناطق كشور وجود دارد

. ه استشد

، در تحقیقی كه تحت 1505حسینعلی اصغرنیا ایدنی سال

عنییوان بررسییی كییارآیی فرآینیید تلفیقییی تجدیی زیسییتی و

افزایی در حذف فنانترن و پایرن از خاک آلیوده توسیط زیست

انجام دادند بیه اییو ( Eisenia fetida) كرم خاكی ایزنیا فتیدا

زیسیت افزاییی عدلکیرد نتیجه رسیدند كه تلفیق كرم خاكی و

دهد ایو نشان می افزایش داد و(P<0.05)با ها را حذف آلاینده

كه كرم خاكی می تواند عتوه بر تجد زیستی آلاینده در بدن

خود، باعب افزایش دسترسی پذیري زیستی فنیانترن و پیایرن

. 14 شده است

و هدکاران در تحقیقی كیه بیا Chachina ، 2016در سال

هاي آلوده به نفت و دیزل توسط كرم پالایی خاکعنوان زیست

ظلظیت با آلوده خاک گزار كردند كه، انجام دادندایزنیافتیدا

هفتیه در 22گرم بر كیلوگرم آلاینیده نفتیی بعید از 60تا 20

كاهش یافیت %00حدود ها و آماده سازي زیستی، حضور كرم

گیرم بیر كیلیوگرم در 40و در خاک آلوده به دیزل با ظلظیت

روز 14حضور كرم خیاكی و آمیاده سیازي میکروبیی بعید از

از گونه هاي كرم به دلیع سدیت با سوخت دییزل %50حدود

. 13 از بیو رفتند

Sutton اي روي تیاثیر كیربو آلیی و و هدکارانش مطالعیه

هیاي آلیوده بیه سیوخت پیالایی خاک-مواد مغذي در زیسیت

روز انکوباسیون انجام دادند كیه نتیایج نشیان 161دیزل، طی

. 16 روز نخست رخ داد 30عدده حذف در ي دهنده

Margesin هاي مشاهده كرد كیه تحریح بیولوژیکی خاک

آلوده به نفیت، بیا میواد ظیذایی معیدنی مانند كیود شییدیایی

باعییب افییزایش تجزیییه زیسییتی و تجزیییه NPK حییاوي

. 11 شوددرصد می 21-35ها به میزان هیدروكربو

Dendooven در تحقیقییی بییا 2011سییال در هدکییاران و

هیاي هاي خاكی ایزنییا فتییدا در خیاکعنوان خصوصیات كرم

درطیول ،با لجو فاضتب یا ورمیی كدپوسیت sPAHآلوده به

وجیود لجیو فاضیتب به ایو نتیجه رسیدند كهروز 10دوره

ضیروري و لازم اسیت )تخم كرم خاكی( كوكون براي تشکیع در ایران و جهان بر روي يمطالعات محدود كهاز آنجایی . 16

پالایی خاک آلوده با انواع اصت كننده ها ماننید ورمیی زیست

ظییره كدپوست و لجو فعیال خیام و میکروارگانیسیم هیا و

رانیدمان تعییوبا هدف حاضر مطالعه . 10 صورت گرفته است

كرم خاكی ایزنیا فتیدا هدراه بیا توسطحذف گازوئیع از خاک

زیسیت ،بیا رو مخلوط ورمی كدپوست و لجیو فعیال خام

كه به دلیع كم هرینه بودن و دوست دار محییط زیسیت پالایی

ده است. انجام گردی بودن

ها مواد و روشكاربردي بوده و با -ایو تحقیق یح مطالعه تجربی و بنیادي

هدف تعییو میزان زیست پالایی خاک آلیوده بیه گازوئییع در

بیوراكتور حیاوي كیرم خیاكی ایزنیافتییدا بیا مخلیوط ورمیی

كدپوست و لجو فعال خام طراحی و اجرا گردید.

پژوهش ییاجرا مراحل

گازوئیل به خاک یساز آلوده مرحله

رس و ماسیه بیا ، خاک مورد نیاز شیامع :شستشوي خاک

وزنیی بیه صیورت سیینتتیح بیا %13و %23نسبت به ترتیب

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

کمپوستزیست پالایی خاک های آلوده به گازوئیل در بیوراکتورحاوی لجن فعال خام و ورمی

55 ،8سال هفتم، شماره ، 8931پاییز مجله مهندسی بهداشت محیط

گیرم بیر كیلیوگرم خیاک( 50و 10گازوئیع در ظلظت هاي )

ه است.آلوده شد

2هاي تهیه شده پس از دو بار استریلیزاسیون با الیح خاک

گرم گازوئییع 50و 10هاي متري ظربال شده و با ظلظتمیلی

. ابتیدا شیده اسیتبر كیلوگرم خاک بصورت مصنوعی آلیوده

و بیا مقیداري اسیتون همقادیر ذكر شده از گازوئییع وزن شید

هیاي و سیپس تركییب میذكور بیه خیاک ه شدط گردیدمخلو

گردید و محتوا جهیت كیارایی اضافه به راكتورهااستریع شده

روز تیا 1یو كار به مدت ا. بیشتر به طور كامع مخلوط گردید

. 5 ه استشدزمان تبخیر كامع استون از خاک تکرار

تهیه لجن

لجییو برگشییتی فرآینیید كانییال لجییو بیولییوژیکی خییام از

ندونه بیرداري تصفیه خانه فاضتب جنوب تهران اكسیداسیون

4و به آزمایشیگاه منتقیع شید و در یخهیال در دمیاي گردید

آنیالیز زمایشات مربیوط بیه آ .درجه سانتی گراد نگهداري شد

ارائیه 1شیداره كه در جیدول شدكیفی لجو فعال خام انجام

تدامی آزمایشات مربوط به آنالیز خصوصیات كیفی شده است.

هییاي اسییتاندارد بییراي انجییام لجییو بییر اسییاس كتییاب رو

آزمایشات آب و فاضتب انجام گردید.

کمپوست هیته

از سایت كدپوسیت در ایو مطالعه استفاده مورد كدپوست

مشخصیات مربیوط بیهگاوي شهر هشیتگرد خرییداري شید.

ارائه شده است. 1شدارهدر جدول كدپوست

تهیه کرم خاکی

هاي خاكی مورد استفاده در ایو تحقیق ایزنیافتیدا بوده كرم

هاي حلقوي، خانواده لومبریسیده، جنس ایزنیا از شاخه كرمكه

و گونه فتیدا میی باشید و از سیایت ورمیی كدپوسیت گیاوي

هشتگرد تهیه گردید.

طراحی آزمایش

one factor at theتعداد آزمایشیات بیا اسیتفاده از رو

time تعییو شد، كه با در نظر گرفتو یح نوع كیرم خیاكی در

عییدد در هییر كیلییوگرم 20و 10دو سیطح تعییداد در خییاک )

گرم در كیلوگرم 50و 10خاک(، در دو ظلظت از گازوئیع )

خاک( و افزودن نسبت مخلوط لجیو و ورمیی كدپوسیت بیه

راكتور بدون كرم 2بارتکرار و در نظر گرفتو شاهد ) 5خاک با

روز و 00دو ظلظت گازوئیع(، دوره ندونه بیرداري در كیع با

روزه انجام شید. ، تسیت هیاي 50و 13آنالیز ها به صورت

میی TPو VS،pH ، TPH ،C ،TKN، رطوبیتمورد بررسی

باشد.

ورمی كدپوست و لجو فعال مورد استفادهبیولوژیکی مشخصات :7 جدول

مشخصات لجن فعال خام مشخصات کمپوست

مقدار ویژگی مقدار ویژگی

pH 16/1 pH 30/1

C/N 20 35/42 C/N 56/26

TS )درصد وزنی( 00/20 TS )03/2 )درصد وزنی

VS )درصد وزنی( 33/13 VS )16/10 )درصد وزنی

03/01 رطوبت )%( 10 رطوبت )%(

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

بهناز عبداللهی نژاد و همکاران

55 8، سال هفتم، شماره 8931پاییز ،مجله مهندسی بهداشت محیط

مشخصات راكتورها :4جدول

تعداد کرم خاکی (g/Kg) غلظت گازوئیل راکتورها

1 10 0

2 50 0

5 50 20

4 10 20

3 50 10

6 10 10

راه اندازی راکتورها

ظیرف مکعیب 6تعیداد سیازي،پس از انجام مراحع آماده

سیانتی متیر و 3/14عرض: سانتی متر 3/21مستطیلی به طول:

نشیان داده 1آماده شد در شکع شیداره سانتی متر3/0ارتفاع:

كتور مقدار یح كیلوگرم خاک آلیوده شیدهابه هر رشده است.

هیايورمی كدپوست و لجو فعال خام با نسیبت و با گازوئیع

شد.اضافه ( 2) شکع 23/0: 53/0: 1

فرایند زیست پالاییآماده سازي راكتورها جهت انجام :7شکل

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

کمپوستزیست پالایی خاک های آلوده به گازوئیل در بیوراکتورحاوی لجن فعال خام و ورمی

55 ،8سال هفتم، شماره ، 8931پاییز مجله مهندسی بهداشت محیط

محتویات داخع راكتورها شامع: خاک آلوده بیه گازوئییعرورمی :4شکل

اكدپوسترلجو فعال خام ركرم خاكی ایزنیافتید

استخراج گازوئیل از خاک

3550Bسنجش گازوئیع موجود در خاک بر اساس رو

USEPA جهت گرم خاک 2. در ایو رو مقدار 21 شد تعییو

بیا و ظربال گردید mm2توسط الح جداسازي ذرات درشت،

تا رطوبت خیاک شددون آب مخلوط ب گرم سولفات سدیم 2

یلی لیتر اسیتون م 3. سپس 5 توسط سولفات سدیم گرفته شود

و بیا اسیتفاده از گردییدهگزان به آن اضافه -یتر انمیلی ل 3و

دستگاه اولتراسونیح عدع استخراج آلاینده از خاک بیه داخیع

دبیقیه در 2حتل )استون(صیورت گرفیت. خیاک بیه میدت

معرض امواج اولتراسونیح برار می گیرد تا بدیو وسیله عدیع

شکستو صورت گیرد و گازوئیع از خیاک وارد حیتل شیود.

راي افزایش زمان تداس، ندونه به مدت یح سیاعت هدهنیو ب

دور در دبیقیه هیم زده شید. پیس از آن 200روي شیکر در

ندونه ها را در حالت سکون بیرارداده تیا بصیورت خیاک تیه

میکرون صاف 22/0مای رویی را با فیلتر تفلونی نشیو شود و

گردید.

s(TPH(سنجش کل هیدروکربن های نفتی

هیاي رو كیع، هیاي نفتیی هیدروكربوگیري براي اندازه

از TPHگییري ر ایو تحقیق براي اندازهد مختلفی وجود دارد.

ايشیعله آشکارسیازمجهز به (GC)دستگاه گازكروماتوگراف

(FID) گردیداستفاده.

جهت سنجش مییزان گازوئییع از دسیتگاه كرومیاتوگرافی

(GC-FID , CP 9001) سییتون سییاخت كشییور هلنیید بییا

استفاده شد. دماهاي دتکتور و ان كتیور 5HPی گازكروماتوگراف

درجیه سلسییوس تنظییم گردیید. 230و 210به ترتیب روي

درجیه سلسییوس نگیه 30دبیقه روي 1دماي ستون به مدت

درجه سلسیوس بر دبیقه افیزایش 3داشته شد. سپس به میزان

در درجه سلسیوس برسد. میزان توب دمیا 260داده شد تا به

دبیقه تنظیم گردید. 5وس نیز درجه ي سلسی 260

، (VS) جامدات فرار، (Humidity) آنالیزهای رطوبت

(pH) ، مواد آلیی کیل(TOC) ، نیتیرون کیل(TN) ،

TP) ( فسفر کل

آنالیزهییاي فییوق جهییت بررسییی شییرایط زیسییتی داخییع

راكتورها به دلیع وجود موجود زنده ) كرم خاكی( انجیام شید

تدامی ندونه ها با رو هاي استاندارد متید انیدازه گییري كه

هیاندونیه ابتدا رطوبت، مقدار سنجش براي . 25, 22 شده است

031 دماي در سپس و برارگرفتند شده، توزیو چینی بوته داخع در

پیس و برارگرفت اون در ساعت 24 مدت براي سلسیوس درجه

. سپس به منظور سینجش شد محاسبه رطوبت ثانویه، توزیو از

كیوره درخاک خشیح شیده ( و خاكستر،VSجامدات فرار )

داده حرارت سیلیسوس درجه 330 در ساعت 2 مدت به مافلر

وبر اسیاس رو گراویدتیري میورد شد توزیو دوباره و شد

بیه اییو كع كجلدال نیتروژن محاسبه برايسنج شقرار گرفت.

اسییید بییا ندونییه هضییم اول، مرحلییه در: شیید عدییع ترتیییب

صیورت تقطییر، دوم مرحله در آن از پس و ظلیظ سولفوریح

آن از پس و اسید هضم توسط نیز (TP) فسفر مجدوع. گرفت

. 24 ه استبرآورد شد ، اولسو رو از استفاده با

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

بهناز عبداللهی نژاد و همکاران

55 8، سال هفتم، شماره 8931پاییز ،مجله مهندسی بهداشت محیط

آزمایشات شیدیایی ورمی كدپوست و لجو فعال مورد استفاده :9جدول

مرجع شماره آزمایش روش آزمایش واحد نام آزمایشVS 2540 وزن سنجی درصد وزنیG 23 TN درصدTS كجدال Borg4500_N 26 TP 21 10116 رو اولسو درصد

ها تجزیه و تحلیل داده

ها و رونید تغیییرات فاكتورهیايدادهتجزیه و تحلیع براي

میواد ، (pH)، (VS)، جامدات فرار(Humidity)رطوبت موثر:

ز ا TP) (، فسییفر كییع (TN)، نیتییروژن كییع (TOC)آلییی كییع

. از گردییداسیتفاده Minitab 17و Excel 2016افزارهیاي نیرم

بیه منظیور مقایسیه رانیدمان One-way Anovaآنیالیز آمیاري

حییذف هیییدروكربو هییاي سییبح، متوسییط و سیینگیو در

. در اییو مطالعیهگرفیتراكتورهاي مختل مورد استفاده برار

03/0 p< ه استنظر گرفته شد درداري به عنوان سطح معنی .

ها یافته

نتایج مربوط به روند تغییرات پارامترهای موثر

در طی فرایند زیست پالایی VSروند تغییرات

VS سیازي، تجزییه و به عنوان پارامتر مهم جهیت معیدنی

. 26 باشدمی رسیدگی كدپوست مطر

روز( 00) كدپوست فرآیند طی مختل راكتورهاي در VS تغییرات روند :9 شکل

0

4

8

12

16

20

24

0 30 60 90

VS

(%)

Time (day)

R3

R4

R5

R6

R2

R1

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

کمپوستزیست پالایی خاک های آلوده به گازوئیل در بیوراکتورحاوی لجن فعال خام و ورمی

56 ،8سال هفتم، شماره ، 8931پاییز مجله مهندسی بهداشت محیط

شیآزما یطراح مختلف یها حالت در C / N / Pبه مربوط جیانت

راكتورها در روزه 00 زمانی بازه طی در C / N / P مقادیر :2جدول

زمان ) روز ( صفر 09 09 09

60 100 130 200 C

4/4 3 53/3 66/6 N

4/0 1 5/2 5 P

13-16 10-21 23-26 50-52 C/N

روز( 00) كدپوست فرآیند طی مختل راكتورهاي در C / N تغییرات روند :2 شکل

تدیامی در4 شداره جدول با مطابق C / N / Pنسبت هاي

بیا دوره طیول در رفتیه رفتیه كیه طوري به شد. تنظیم راكتورها

میکروارگانیسم و خاكی هاي كرم توسط آلی مواد سازي معدنی

نیتروژن كربو، تثبیت سدت به و هكرد پیدا كاهش مقادیر ایو ها

كیه هدانطور . 20 است شده انجام روز 00 دوره پایان در فرفس و

در زمیان طیول در TP مقدار ،است شده داده نشان 4 جدول در

. 50 است یافته كاهش راكتورها تدام

در طی فرایند زیست پالایی pHروند تغییرات

یکی از پارامترهاي مهم تثثیرگذار بر فرآیندهاي كرم پالایی

-بیراي كیرم و مناسب بابع ببول pHدامنه ت. اسشناخته شده

میی باشید، 3/6-3/3هیا هاي خاكی و فعالیت میکروارگانیسم

. 51 بهینه خنثی و در حدود خنثی است pHاگرچه

روند تغییرات رطوبیت در طیی فراینید زیسیت

پالایی

راكتورها در خاكی هاي كرم زیستو براي نیاز مورد رطوبت

آب كیردن اسیپري بیا روزه 00 دوره طیی در است. شده تثمیو

اكسیی ن نفیوذ طرییق از ها كرم است. شده تنظیم رطوبت مقطر

خونی، هاي مویرگ داخع به ها آن مرطوب پوست از آب یا هوا

ها كرم شود، خشح ها كرم پوست صورتیکه در كنند. می تنفس

شوند. می خفه

0

5

10

15

20

25

30

0day 30day 60day 90day

C/N

(%

)

Time (day)

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

بهناز عبداللهی نژاد و همکاران

56 8، سال هفتم، شماره 8931پاییز ،مجله مهندسی بهداشت محیط

روز( 00) كدپوست فرآیند طی مختل راكتورهاي درPH تغییرات روند :5 شکل

روز 00در راكتورها در مدت زمان شیآزما یطراح مختل يهاحالت در یخاك كرم تعداد :6 شکل

هاهای خاکی و تأثیر آ تعداد کرم

شیاهدان بیدون كیرم میی باشیند. در 2و 1رأكتور شداره

عدد كرم خیاكی ایزنیافتییدا وجیود 20، 4و 5رأكتور شداره

عدد كیرم خیاكی 10، 6و 3داشته است و در رأكتور شداره

حضور داشتند.

یحالتها درگازوئیل حذف درصد به مربوط جینتا

شیآزما یطراح مختلف

، TPHجهت تحلیع و بررسی تاثیر زیست پالایی بر حذف

كع هیدروكربو هاي نفتیی داده هاي حاصع از راندمان حذف

سبح، متوسیط و سینگیو گروهسه در راكتور هاي مختل به

آلاینیده میورد مطالعیه گازوئییع بیا سیت. ا هتقسیم بندي شید

د.می باش 24Cتا 10Cمحدوده هیدروكربو هاي

نشان One-way ANOVAنتایج حاصع از آزمون آماري

6.66.8

77.27.47.67.8

88.28.4

0 day 30 day 60 day 90 day

PH

Time (day)

0

4

8

12

16

20

0 30 60 90

Nu

mb

er

of

Eart

hw

orm

s

Time (day)

R3

R4

R5

R6

R2

R1

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

کمپوستزیست پالایی خاک های آلوده به گازوئیل در بیوراکتورحاوی لجن فعال خام و ورمی

56 ،8سال هفتم، شماره ، 8931پاییز مجله مهندسی بهداشت محیط

)هییدروكربو هیاي 1TPHمی دهد كه میانگیو مییزان حیذف

با مشخصات 4در رأكتور شداره درصد 100در حدود سبح(

گرم در كیلوگرم خاک ر 50ندونه خاک آلوده شده با گازوئیع

نسیبت %3عدد كرم خاكی ایزنیافتیدا، با اختتف معناداري 20

به دیگر رأكتورها بیشتر می باشد و مابقی رأكتورها بیا فاصیله

.گرفته استدر یح گروه برار %03اطدینان

هییاي متوسییط در میییزان رانییدمان حییذف هیییدروكربو

ارائه شده است. نتایج 6راكتورهاي شش گانه در شکع شداره

نشان میی دهید One-way ANOVAحاصع از آزمون آماري

)هیدروكربو هاي متوسیط( در 2TPHكه میانگیو میزان حذف

با %3و سطح معناداري %03تدامی رأكتورها با فاصله اطدینان

باشند.هددیگر برابر می

روز 00در مدت زمان هاي سبح در راكتورهاي مختل راندمان حذف هیدروكربو :1 شکل

روز 00در مدت زمان هاي متوسط در راكتورهاي مختل راندمان حذف هیدروكربو :1 شکل

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 15 30 45 60 75 90

ن ما

ندرا

)%(

روز)زمان )

هیدروکربن های سبک

R1

R2

R3

R4

R5

R6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 15 30 45 60 75 90

ن ما

ندرا

)%(

روز)زمان )

هیدروکربن های متوسط

R1

R2

R3

R4

R5

R6

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

بهناز عبداللهی نژاد و همکاران

56 8، سال هفتم، شماره 8931پاییز ،مجله مهندسی بهداشت محیط

روز 00در مدت زمان هاي سنگیو در راكتورهاي مختل راندمان حذف هیدروكربو :3 شکل

نشیان One-way ANOVAنتایج حاصع از آزمون آماري

)هییدروكربو هیاي 3TPHمی دهد كه میانگیو مییزان حیذف

ندونیه خیاک آلیوده با مشخصات 4سنگیو( در رأكتور شداره

عیدد كیرم 20گرم در كیلیوگرم خیاک ر 10شده با گازوئیع

نسیبت بیه دیگیر %3ایزنیافتیدا، بیا اخیتتف معنیاداري خاكی

رأكتورها بیشتر می باشد و مابقی رأكتورها بیا فاصیله اطدینیان

در یح گروه برار گرفته است. 03%

بحثكاهش بیشتر جامدات فرار در راكتورهیاي بیا تعیداد كیرم

نشیان 4و راكتیور شیداره 5خاكی بیشتر، مثع راكتور شیداره

دهنده فعالیت كرم ایزنیا فتیدا و فعالیت میکروبی لجو در اییو

ایییو رونیید 2و 1راكتییور مییی باشیید. در راكتورهییاي شییداره

عیدم كاهشی باشیب بسیار كدتري رخ داده كیه میی تیوان بیه

حضور كرم ایزنیافتیدا در ایو دو راكتور كه راكتورهیاي شیاهد

هستند نسبت داد. در تدامی راكتورهیا در طیول زمیان رونید

مشاهده شده است، كه در اكثر مقالات هدیو روند VSكاهش

. 26 صادق است

لجیو خیاكی، كیرم شیامع كیه راكتورها محتویات توجه با

ابتیدا در نییز C/N نسیبت باشید می كدپوست می و و فاضتب

اسیت رسییده خود حد كدتریو به روز 00 پایان در و بوده زیاد

هیم و هدکیاران Singh J مانند دیگر مطالعات در روند ایو كه

. 52 است شده گزار صورت ایو به

Gogoi هیاي پیالایی خاک-و هدکاران در مطالعیه زییست

خام در محع ریز نفت میشاهده كردنید كییه آلوده به نفت

فییسفر و تلقیییح ،هوادهی، كاربرد كودهیاي داراي نیتییروژن

. 55 شوددرصدي نفت خام می 13میکروبیی، باعب تجزیه

لاینده ها با گذشیت زمیان بیه دلاییع میزان حذف بیشتر آ

مختلفی مدکو است اتفاق بیفتد از جدله می توان بیه فرصیت

زمانی بیشتر كرم هیاي خیاكی و سیایر میکروارگانیسیم هیا،

مطالعیه تبخیر سطحی بیشیتر و تجزییه طبیعیی اشیاره ندیود.

Hernández-Castellanos ( در بررسییی 2015و هدکییاران )

حذف بنیزو آلفیا پیایرن از خیاک آلیوده توسیط كیرم خیاكی

(corethrurus Pontoscolex) 54 مؤید ایو موضوع است .

در ایو مطالعه در تدامی راكتورها با توجه به یکسان بیودن

مواد بستر راكتور و اختتف در میزان ظلظت گازوئیع و تعیداد

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 15 30 45 60 75 90

ن ما

ندرا

)%(

روز)زمان )

هیدروکربن های سنگین

R1

R2

R3

R4

R5

R6

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

کمپوستزیست پالایی خاک های آلوده به گازوئیل در بیوراکتورحاوی لجن فعال خام و ورمی

56 ،8سال هفتم، شماره ، 8931پاییز مجله مهندسی بهداشت محیط

گازوئیع هیم در محیدوده بلییایی حیدود pHكرم ها و اینکه

در ابتیدا از راكتورهیاpH ( بیرار گرفتیه شیده، بنیابرایو13/6)

شروع شده و رفته رفته طی میدت 4/6 – 2/6محدوده بلیایی

نزدیح شیده اسیت، كیه 2/1-1زمان فرآیند به محدوده خنثی

به دلیع معدنی شدن ازت و فسیفر ایو روند كاهشی را میتوان

. 53 به نیتریت یا نیترات و فسفات نسبت داد

دمیاي از: عبارتنید ها كرم رشد براي مناسب محیطی شرایط

حید در بهینه PH و درصد 63-10 رطوبت سلسیوس، درجه 20

Jorge مثع گوناگون مطالعات در است.كه اسیدي كدی تا خنثی

Domínguez1 رطوبیت درصید خیاكی كیرم حضور به توجه با

. 56 است شده رعایت

در صورتی كه ماده آلی در و همکاران Irizarمطالعه طبق

خاک كم باشد، كرم هاي خاكی بادر به هضم خاک نبیوده، در

نتیجه سدیت فلز كادمیوم در آن ها افزایش یافته و باعب مرگ

حق . مطالعه 51 و میر و اختتل در تولیدمثع آن ها شده است

هم نشان دهنده ایو امر بود كه میاده آلیی پرست و همکاران

به منزله انرژي براي كرم هاي خیاكی ایزنیافتییدا میی باشید و

. كیرم هیاي 56 درصد زنده مانی آن ها را افیزایش داده اسیت

در لجو را C/Nو نسبت VS، كربو آلی ، TOCخاكی مقدار

. در آلییودگی هییاي بییا ظلظییت بییالاي 50 كییاهش مییی دهنیید

هیدروكربو هاي نفتی، جدعیت باكتري ها كاهش میی یابید و

بیراي ارتقیاک كارآمیدي زیست پالایی خاک اتفاق ندیی افتید.

زیست پالایی خاک می توان به كاربرد كیرم خیاكی در خیاک

. كرم هاي خیاكی 13 هاي آلوده با رو كرم پالایی اشاره كرد

از تركیبات لجو براحتی تغذیه می كنند و به سرعت آن هیا را

به ورمی كدپوست تبدیع می كنند و حتی پاتوژن ها را تا حید

. 40 ایدو كاهش می دهند و فلزات سنگیو را هضم می كنند

مقییدار حییذف ها بییا افییزایش وزن مولکییولی هیییدروكربو

بیدلیع توانیدمی امیر اییو كه دلییع آلاینده ها كاهش می یابد

برابیر در تیرحجیم و ترسنگیو هايهیدوركربو بالاي پایداري

هايهییدروكربو بیه نسیبت شییدیایی-فیزیکی شدید تغییرات

بیالاتر مولکولی اوزان در نزولی، روند ایو البته و. باشد سبکتر

حذف درصد شدیدتر اختتف باعب و كندمی پیدا ندود بیشتر

. 41 گرددمی نفتی هايآلاینده بیو

یسیتز يرو 14 هدکاران و Taccari یجها با نتا یافته ایو

ییهسیرعت تجزكیه ییزلآلوده به سیوخت د يهاخاک ییپالا

( را در C>12سییبح تییر ) یبییا وزن مولکییول هايیییدروكربوه

یشتر( بC<12بالاتر ) یبا وزن مولکول هايیدروكربوبا ه یسهمقا

. گزار كردند

بسییار پتانسیع داراي خاكی هاي كرماز آنجایی كه وجود

مانند پیایرن هاي مقاوم به تجزیه هیدروكربو حذف در بالایی

. 42 آلیوده هسیتند خیاک از دیگیر شیدیایی مواد از بسیاري و

بیشتریو درصد حذف متعلق به راكتور داراي بیشیتریو تعیداد

ایزنیا فتییداكرم خاكی است كه در مطالعه اي تاثیر كرم خاكی

(E. fetida) را در افزایش حذفPAHs از خاک مورد بررسی

تركیییب 5درصیید حییذف Ramos -Contreras. 45 بییرار داد

فنانترن، آنتراسو و بنیزو آلفیا پیایرن از خیاک آلیوده را بیدون

و با اسیتفاده %15و %25، %11استفاده از كرم خاكی به ترتیب

. 45 اسیتگیزار ندیوده % 41و %31، %100از كرم خیاكی

Andersen ( بیان داشتند كیه كیود حییوانی 1010و هدکاران )

بعنوان ماده ظذایی كرم خاكی بیوده و اضیافه ندیودن آنهیا بیه

. تدامی ایو 44 خاک باعب افزایش بیومس كرم خاكی می گردد

اصت كننده ها باعب افزایش راندمان حذف گازوئیع از خاک

شده اند.

گیرینتیجههاي نویو و سیازگار زیست پالایی خاكهاي آلوده از رو

د بکیار زیست است كه با رو هاي مختلفی می توانبا محیط

هیاي هیاي خیاكی و میکروارگانیسیمبرده شود. استفاده از كرم

هیايیکیی از رو موجود در لجو فعال و ورمیی كدپوسیت

نتیایج .شیناخته شیده اسیتزیست پالایی خاک هیاي آلیوده

ایو پ وهش نشان می دهد كه كرم خاكی ایزنیافتییدا حاصع از

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

بهناز عبداللهی نژاد و همکاران

55 8، سال هفتم، شماره 8931پاییز ،مجله مهندسی بهداشت محیط

و در اكثر مناطق استكه یح گونه مناسب براي شرایط ایران

و تسیری در رونید تغذیه از خاک آلوده با ،كشور وجود دارد

تجزیه زیسیتی توسیط باكتریهیا عدلکیرد مطلیوبی در حیذف

نتایج نشیان میی دهید .نشان داده استاز خاک آلوده گازوئیع

ییزان كه بیشتریو راندمان حذف هیدروكربو هیاي سیبح بیا م

5روز در راكتیور شیداره 00درصد در بازه زمانی 100حدود

، در به دیگر رأكتورها می باشد (P<0.05)با اختتف معناداري

هیدروكربو هاي متوسط رانیدمان حیذف در بیشیتر راكتورهیا

و هییدروكربو هیاي سینگیو هدرصد مشاهده شید 10حدود

4ر شداره درصد در رأكتو 66بیشتریو راندمان حذف با میزان

گیرم در 10ندونه خاک آلوده شده بیا گازوئییع با مشخصات

عدد كرم خیاكی ایزنیافتییدا، بیا اخیتتف 20كیلوگرم خاک ر

كیه ه اسیتنسبت به دیگر رأكتورها مشاهده شد %3معناداري

تجزیه پذیري هیدروكربو هاي نفتی به طور بابع متحظیه اي

با مواد اصت كننده آلی و افیزایش تعیداد كیرم هیاي خیاكی

. مطالعه حاضر استفاده از كرم خاكی ایزنییا یافته استافزایش

( به هدراه ورمی كدپوست، لجو فعال خیام را E.fetidaفتیدا )

ر محییط زیسیت بعنوان یح رو جام ، نوآورانه و دوسیتدا

روكربو هاي نفتی از خاک معرفی كرده است.براي تجزیه هید

سپاسگزاریتشکر و كارشناسیی پایان نامیه بطی از بخشی حاصع حاضر مقاله

پزشیکی علیوم دانشگاه مصوب محیط بهداشت مهندسی ارشد

معاونت حوزه از می باشد. بدیو وسیله 4666ایران با كد طر

جهیت بیه اییران پزشیکی علیوم دانشیگاهتحقیقات و فناوري

.می آید عدع به بدردانی و حدایت از ایو طر ، تشکر

References

1. Chen M, Xu P, Zeng G, et al. Bioremediation of soils

contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons,

petroleum, pesticides, chlorophenols and heavy metals by

composting: applications, microbes and future research

needs. Biotechnol Adv 2015;33(6): 745-55.

2. Das N, Chandran P. Microbial degradation of petroleum

hydrocarbon contaminants: an overview. Biotechnol Res

Int 2011;2011.

3. Momeni M, Farzadkia M, Esrafili A, Kermani M.

Bioremediation of Soils Contaminated with Diesel Using

Bio-stimulation Method in the Bioreactors of

Vermicompost and Activated Sludge. J Mazandaran Univ

Med Sci 2018;27(158): 179-92 [In Persian].

4. Margesin R, Schinner F. Bioremediation (natural

attenuation and biostimulation) of diesel-oil-contaminated

soil in an alpine glacier skiing area. Appl Environ

Microbiol 2001;67(7): 3127-33.

5. Cole GM. Assessment and remediation of petroleum

contaminated sites: Routledge; 2018.

6. Todd GD, Chessin RL, Colman J. Toxicological profile for

total petroleum hydrocarbons (TPH). 1999.

7. Cookson Jr JT. Bioremediation engineering: Design and

application: McGraw-Hill, Inc.; 1995.

8. Safari M, Ahmady-Asbchin S, Soltani N. The potential of

cyanobacterium Schizothrix vaginata ISC108 in

biodegradation of crude oil. Iran JEnviron Health Sci

Eng74-363:(3) 7;2014 [In Persian].

9. Shukla KP, Singh NK, Sharma S. Bioremediation:

developments, current practices and perspectives. Genet

Eng Biotechnol J 2010.

10. Chen J, Wong M, Wong YS, Tam NF. Multi-factors on

biodegradation kinetics of polycyclic aromatic

hydrocarbons (PAHs) by Sphingomonas sp. a bacterial

strain isolated from mangrove sediment. Mar Pollut Bull

2008;57(6-12): 695-702.

11. Gan S, Lau E, Ng H. Remediation of soils contaminated

with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). J Hazard

Mater 2009;172(2-3): 532-49.

12. Lundstedt S, Haglund P, Öberg L. Degradation and

formation of polycyclic aromatic compounds during

bioslurry treatment of an aged gasworks soil.

Environmental Toxicology and Chemistry An

International Journal 2003;22(7): 141-203.

13. Chen M, Xu P, Zeng G, et al. Bioremediation of soils

contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons,

petroleum, pesticides, chlorophenols and heavy metals by

composting: Applications, microbes and future research

needs. Biotechnol Adv 2015;(336,Part 1): 745-55.

14. Asgharnia H. Investigation of the efficiency of the

combined process of bio-stimulation and bio-

accumulation in removal of phenanthrene and pyrene

from soil contaminated by Eisenia Feotida earthworm.

Iran university of medical science 2014;PhD thesis 2014:

[In Persian].

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

کمپوستزیست پالایی خاک های آلوده به گازوئیل در بیوراکتورحاوی لجن فعال خام و ورمی

55 ،8سال هفتم، شماره ، 8931پاییز مجله مهندسی بهداشت محیط

15. Chachina S, Voronkova N, Baklanova O. Biological

remediation of the petroleum and diesel contaminated soil

with earthworms Eisenia fetida. Procedia Eng 2016;152:

122-33.

16. Sutton NB, Grotenhuis T, Rijnaarts HH. Impact of

organic carbon and nutrients mobilized during chemical

oxidation on subsequent bioremediation of a diesel-

contaminated soil. Chemosphere 2014;97: 64-70.

17. Margesin R. Potential of cold-adapted microorganisms for

bioremediation of oil-polluted Alpine soils. Int

Biodeterior Biodegradation 2000;46(1): 3-10.

18. Dendooven L, Alvarez-Bernal D, Contreras-Ramos SM.

Earthworms, a means to accelerate removal of

hydrocarbons (PAHs) from soil? A mini-review.

Pedobiologia 2011;54: S187-S92.

19. Momeni M. Comparison of Bioremediations of soil

Contaminated gasoline by Biostimulation in bioreactors

, Raw Active Sludge and Vermicompost Compound

mixture of activated sludge and vermicompost. Iran

university of medical science ,Ms thesis 2018: [In

Persian].

20. Skubal L. Environmental Sampling and Analysis: Lab

Manual. Environ Prog Sustain Energy 1999;18(1): S10.

21. Sheng-wang P, Shi-qiang W, Xin Y, Sheng-xian C. The

removal and remediation of phenanthrene and pyrene in

soil by mixed cropping of alfalfa and rape. Agric Sci Chin

2008;7(11): 1355-64.

22. Federation WE, Association APH. Standard methods for

the examination of water and wastewater. American

Public Health Association : Washington, DC, USA 2005.

23. Council UC. Test methods for the examination of

composting and compost. Rokonkoma: Council UC 2002.

24. Faithfull NT. Methods in agricultural chemical analysis: a

practical handbook: Cabi; 2002.

25. Cho JK, Park SC, Chang HN. Biochemical methane

potential and solid state anaerobic digestion of Korean

food wastes. Bioresour Technol 1995;52(3): 245-53.

26. Frederickson J, Butt KR, Morris RM, Daniel C.

Combining vermiculture with traditional green waste

composting systems. Soil Biol Biochem 1997;29(3-4):

725-30.

27. Ndegwa P, Thompson S, Das K. Effects of stocking

density and feeding rate on vermicomposting of biosolids.

Bioresour Technol 2000;71(1): 5-12.

28. Hait S, Tare V. Optimizing vermistabilization of waste

activated sludge using vermicompost as bulking material.

Waste Manage (Oxford) 2011;31(3): 502-11.

29. Malińska K, Zabochnicka-Świątek M, Cáceres R, Marfà

O. The effect of precomposted sewage sludge mixture

amended with biochar on the growth and reproduction of

Eisenia fetida during laboratory vermicomposting. Ecol

Eng 2016;90: 35-41.

30. Tiquia S, Tam N, Hodgkiss I. Changes in chemical

properties during composting of spent pig litter at

different moisture contents. Agric Ecosyst Environ

1998;67(1): 79-89.

31. Yadav A, Garg V. Industrial wastes and sludges

management by vermicomposting. Rev Environ Sci Bio

Journal 2011;10(3): 243-76.

32. Singh J, Kaur A. Vermicompost as a strong buffer and

natural adsorbent for reducing transition metals, BOD,

COD from industrial effluent. Ecol Eng 2015;74: 13-9.

33. Gogoi B, Dutta N, Goswami P, Mohan TK. A case study

of bioremediation of petroleum-hydrocarbon

contaminated soil at a crude oil spill site. Adv Environ

Res 2003;7(4): 767-82.

34. Hernández-Castellanos B, Ortíz-Ceballos A, Martínez-

Hernández S, et al. Removal of benzo (a) pyrene from

soil using an endogeic earthworm Pontoscolex

corethrurus Appl Soil Ecol 2013;70: 62-9.

35. Kaushik P, Garg V. Dynamics of biological and chemical

parameters during vermicomposting of solid textile mill

sludge mixed with cow dung and agricultural residues.

Bioresour Technol 2004;94(2): 203-9.

36. Domínguez J, Edwards CA, Webster M.

Vermicomposting of sewage sludge: effect of bulking

materials on the growth and reproduction of the

earthworm Eisenia andrei. Pedobiologia 2000;44(1): 24-

32.

37. Irizar A, Rodriguez M, Izquierdo A, et al. Effects of soil

organic matter content on cadmium toxicity in Eisenia

fetida: implications for the use of biomarkers and

standard toxicity tests. Arch Environ Contam Toxicol

2015;68(1): 181-92.

38. Jenabi, Haghparast R, Golchin A, Kahneh E. Effect of

different cadmium concentrations on growth of eisenia

fetida in a calcareous soil. 2013: [In Persian].

39. Sinha RK, Herat S, Bharambe G, Brahambhatt A.

Vermistabilization of sewage sludge (biosolids) by

earthworms: converting a potential biohazard destined for

landfill disposal into a pathogen-free, nutritive and safe

biofertilizer for farms. Waste Manag Res 2010;28(10):

872-81.

40. Singh R, Embrandiri A, Ibrahim M, Esa N. Management

of biomass residues generated from palm oil mill:

Vermicomposting a sustainable option. Resources,

Conservation and Recycling 2011;55(4): 423-34.

41. Taccari M, Milanovic V, Comitini F, et al. Effects of

biostimulation and bioaugmentation on diesel removal

and bacterial community. Int Biodeterior Biodegradation

2012;66(1): 39-46.

42. Sinha RK, Valani D, Sinha S, et al. Bioremediation of

contaminated sites: a low-cost nature’s biotechnology for

environmental clean up by versatile microbes, plants &

earthworms. Waste Manag Res 2009: 978-1.

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

بهناز عبداللهی نژاد و همکاران

55 8، سال هفتم، شماره 8931پاییز ،مجله مهندسی بهداشت محیط

43. Contreras-Ramos SM, Alvarez-Bernal D, Dendooven L.

Eisenia fetida increased removal of polycyclic aromatic

hydrocarbons from soil. Environ Pollut 2006;141(3): 396-

401.

44. Andersen C. The influence of farmyard manure and slurry

on the earthworm population (Lumbricidae( in arable soil.

Soil Biology as Related to Land Use Practices EPA,

Washington, DC 1980: 325-35.

Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]

Journal of Environmental Health Engineering, November 2019; Vol. 7, No. 1: 53-68

Journal of Environmental Health Engineering

http://jehe.abzums.ac.ir

Bioremediation of Soils Contaminated with Gasoline in

Bioreactors Containing Earthworms Eisenia Fetida and

Mixture of Vermicompost and Raw Activated Sludge

Behnaz Abdollahinejad1,2 , Mahdi Farzadkia1,2*, Ahmad Jonidi Jafari1,2 , Ali Esrafili1,2

1 Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Iran University of

Medical Sciences, Tehran, Iran 2 Research Center for Environmental Health Technology, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran

* E-mail: m_farzadkia@yahoo.com

Received: 27 Jan 2019 ; Accepted: 14 May 2019

ABSTRACT

Background and Aims: Nowadays, soil pollution with total petroleum hydrocarbons (TPH) is one

of the major environmental issues caused serious problems to human and other living organisms. One

of the best and most reliable methods of bioremediation is the use of earthworms known as vermin-

remediation. In this study, bioremediation of gasoline-contaminated soil using Eisenia Fetida, the

mixture of activated sludge and compost was evaluated. Materials and Methods: In order to determine the efficiency of bioremediation to removal gasoline

from contaminated soil, cow compost and urban sewage sludge with a weight ratio of 1: 0.35:0.25, was

used. Experiments were carried out in 6 reactors with different concentrations of diesel (10 and 30 g /

kg soil), a different number of Eisenia Fetida earthworm (10 and 20) at ambient temperature during 90

days. To compare the performance of biodegradation of gasoline using Eisenia Fetida earthworm, two

control reactors that contained only contaminated soil with two ratios of gasoline, vermicompost and

activated sludge, were used. The (TPH) decomposition rate was measured by GC-FID. Results of this

study were analyzed by Minitab version 17 software.

Results: Results indicated reactor No.3 has the best removal efficiency of light hydrocarbons during

90 days. the removal efficiency of average hydrocarbons was 70% and heavy hydrocarbons with the

highest removal efficiency of 68% in reactor No. 4 with characteristics Soil polluted with 10 g / kg of

soil + 20 number of Eisenia Fetida, With a significant difference of other reactors.

Conclusion: Based on the results of this study, the degradability of hydrocarbons has increased

significantly with the addition of organic modifying materials and the increase in the number of

earthworms.

Keywords: Bioremediation, Total petroleum hydrocarbons, Eisenia Fetida earthworm,

Vermicompost, Activated sludge Dow

nloa

ded

from

jehe

.abz

ums.

ac.ir

at 1

7:35

+04

30 o

n F

riday

Jul

y 23

rd 2

021

[ D

OI:

10.2

9252

/jehe

.7.1

.53

]