Culture-dependent and independent microbial analyses of petroleum hydrocarbon contaminated Arctic soil in a mesocosm system

• Main Author: Dyen, Michael
• Other Authors: Lyle Whyte (Supervisor1), Subhasis Ghoshal (Supervisor2)
• Format: Thesis
• Language: English
• Published: McGill University 2008
• Subjects: Biology - Microbiology; Arctic; Nunavut; Resolution Island
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=19249

Microbial-based strategies were investigated for eventual bioremediation of petroleum hydrocarbon-contaminated, acidic soils from Resolution Island (RI), Nunavut. A biotreatability assessment phase one study determined that supplementation of soil with commercial fertilizer and lime enhanced hydrocarbon mineralization. Phase two applied these conditions to large scale mesocosm trials, containing ~150 kg soil, incubated in a temperature cycle that represented the ambient summer conditions on RI (10 d of 1°C - 10°C for 60 d). Culture-dependent and –independent analyses of RI soil microbial communities showed the mesocosm treatment enhanced hexadecane mineralization, increased the enumerations of total microbes and viable, cold-adapted hydrocarbon-degrading microorganisms. DGGE analyses indicated emergence of a hydrocarbon-degrading community and 16S rRNA gene clone libraries showed bacterial population shift in mesocosm soils. Potentially novel isolated strains included those able to grow on hydrocarbons alone while under acidic or sub-zero conditions. This microbiological study addressed RI site conditions and presents a potential bioremediation. Des techniques s'appuyant sur la microbiologie ont été utilisée pour évaluer la biorestauration future de sols acides, contaminés par des hydocarbures pétroliers, à Resolution Island (RI), Nunavut. Premièrement, une étude de biotraitabilité a permis de determiner que l'amendement du sol avec des fertilisants de type commercial et de la chaux améliore la dégradation des hydrocarbures. La phase deux a consisté en l'application de ces conditions à des essais de mesocosmes à grande échelle incubés à des températures représentant les conditions estivales de RI, i.e. cycle de 10 jrs (1°C-10°C) pendant 60 jrs. Des analyses de microbiologie classique et de biologie moléculaire des communatés microbiennes du sol de RI ont démontré que l'amendement des mésocosmes a permis une augmentaion de la minéralisation de l'hexadécane et un accroîssement du dénombrement de total de microorganismes ainsi que des microorganismes viables, adaptés au froid et dégradant les hydrocarbures. Des analyses par DGGE ont démontré l'apparition d'un communauté microbienne dégradant les hydrocarbures et une librairie de clones d'ARNr 16S a souligné un réarrangement des populations microbiennes présentes dans les sols de mesocosmes. Des nouvelles souches ont été isolées, incluant certaines pouvant croître sur une source unique d'hydrocarbures sous des conditions acides ou sous-zéro. Cet étude microbiologique a été faite sous des conditions respectant celles présente à RI et présente des procédés pouvant être utilisées pour la bioremediation du site.