معالجة التلوث النفطي البحري

نطاق التطبيقالتلوث النفطي في الرواسب البحرية

وصف المنتج:تم تحضير العامل الميكروبي باستخدام مجموعة من السلالات البكتيرية المحلية المعزولة من مناطق متضررة من التسرب النفطي في المحيط الهادئ. تُمتص الكائنات الدقيقة على حامل وتُغلّف بمادة مُكوِّنة للغشاء لإنتاج المستحضر الميكروبي. خضعت جميع السلالات لتقييمات السلامة البيولوجية. وقد طُبِّق العامل الميكروبي بنجاح لمعالجة التلوث النفطي في رواسب موقع بحري متضرر من التسرب النفطي.

حالة تطبيقية: مشروع تجريبي للمعالجة الميكروبية الموضعية للرواسب في المياه العامة

نُفذ مشروع تجريبي لمعالجة الرواسب في الموقع على مساحة تقارب 670,000 كيلومتر مربع من المياه البحرية المتضررة من تسرب نفطي. وتم استخدام أكثر من 360 طنًا متريًا من العامل الميكروبي، تلاه رصد لاحق للمعالجة. وانخفضت تركيزات الهيدروكربونات البترولية في محطات الرصد المحيطة بمنصة التسرب النفطي انخفاضًا ملحوظًا، حيث وصلت معدلات التحلل إلى 90%.

(1) منطقة المعالجة

تقع منطقة معالجة الرواسب في المنطقة البحرية الوسطى، على عمق مائي يبلغ حوالي 28 مترًا. وتبلغ سرعة التيارات القريبة من القاع حوالي عقدتين. تتكون رواسب قاع البحر بشكل أساسي من الطمي الطيني. وتقع المنصات البحرية وخطوط الأنابيب تحت سطح البحر بالقرب من منطقة المعالجة.

م1

(2) تطوير عوامل ميكروبية آمنة وعالية الكفاءة لتحليل البترول

يركز تطوير العوامل الميكروبية على السلالات الميكروبية المحلية ذات المخاطر البيئية المنخفضة. ويمكن للسلالات المحلية المعزولة والمفحوصة من الرواسب في المناطق البحرية المتضررة من التسرب النفطي أن تمنع بشكل فعال غزو السلالات غير المحلية وتقلل من التغيرات في البنية والوظائف البيئية لمنطقة المعالجة.

في الاختبارات المعملية، تم اختيار السلالات التي حققت كفاءة في تحلل البترول تزيد عن 80% خلال 7 أيام. وشملت هذه السلالات، من بين سلالات أخرى، Bacillus subtilis (معرف السلالة: Bs)، وBacillus amyloliquefaciens (معرف السلالة: Ba)، وBacillus safensis (معرف السلالة: Bb)، وBacillus cereus (معرف السلالة: KF8)، وAcinetobacter calcoaceticus (معرف السلالة: T32)، وPseudomonas putida (معرف السلالة: SP1)، وAcinetobacter sp. (معرفات السلالات: HC8-3 وLKG-A)، وOceanimonas baumannii (معرف السلالة: N6)، وBacillus pumilus (معرف السلالة: BPL-1).

مع الأخذ بعين الاعتبار التفاعلات التآزرية بين المجتمعات الميكروبية، تم تقييم توليفات مختلفة من السلالات لتحديد التوليفة ذات أعلى كفاءة في تحلل البترول. ثم أُجريت اختبارات على نطاق المختبر وعلى نطاق تجريبي لتحديد أداء تحلل البترول للمجموعة الميكروبية المختارة. كما تم تقييم سلامة السلالات، بما في ذلك اختبارات السمية الحادة على الفئران واختبارات السمية الحادة على الكائنات البحرية.

م2

(3) تخمير المزارع الميكروبية ومعالجة العوامل الميكروبية

تمت دراسة عملية التخمر الميكروبي، بما في ذلك تركيب وسط الاستنبات، ودرجة الحموضة، ودرجة حرارة التخمر، والتهوية والتحريك في المخمر، وتركيز وحالة المزرعة أثناء نقلها بين خزانات التخمر، ومدة التخمر، وتحديد مراحل التخمر الرئيسية. وقد أُجريت عملية تخمر ثلاثية المراحل للمزرعة الميكروبية.

في منطقة المعالجة التي يغطيها هذا المشروع، يبلغ متوسط ​​عمق المياه حوالي 25-30 مترًا. إذا تم إيصال المزرعة الميكروبية مباشرة إلى قاع البحر، فلن تصل سوى نسبة ضئيلة من الكائنات الدقيقة المستخدمة في المعالجة إلى الرواسب. ولضمان وصول كميات كبيرة من السلالات عالية الكفاءة في تحليل البترول إلى رواسب قاع البحر، يجب إخضاع المزرعة الميكروبية المخمرة لمزيد من المعالجة.

تشمل طرق المعالجة امتزاز الحامل، والتجميع، والتغليف. يمكن لهذه التقنيات أن تقلل بشكل فعال من انتشار وفقدان العوامل الميكروبية أثناء النشر، مع تقليل تأثير السلالات الميكروبية المُدخلة على المناطق البحرية غير الملوثة.

م3

(4) نشر العوامل الميكروبية

تشكل التكلفة العالية للعمليات البحرية وهامش الخطأ المحدود تحديات كبيرة أمام البحث والتطبيق والتطوير لتقنيات معالجة التلوث الناتج عن التسرب النفطي البحري.

قبل نشر العوامل الميكروبية، يجب إجراء اختبارات محاكاة شاملة للنشر، بما في ذلك المحاكاة العددية ومحاكاة النشر على نطاق المختبر. وبناءً على نتائج المحاكاة، يمكن تحديد حجم التغليف المناسب ومنطقة تغطية النشر، مما يضمن أقصى درجات السلامة والجدوى للعمليات البحرية.

لضمان فعالية استخدام العوامل الميكروبية ونجاح معالجة التلوث النفطي، يمكن مراقبة العملية برمتها - بما في ذلك عمليات النشر، وكمية العوامل الميكروبية المستخدمة، وأداء المعالجة - من خلال طرق متعددة، مثل الاستشعار عن بُعد الجوي، والمراقبة بالفيديو على مستوى سطح الأرض، والمراقبة تحت الماء. تساعد هذه التدابير الرقابية على ضمان سلاسة تنفيذ المشروع، مع توفير مراجع تقنية ومنهجيات قيّمة للمشاريع المستقبلية ذات الطبيعة المماثلة.

م4
م5

العمليات البحرية

م6
م7

معدات مراقبة تحت الماء مطورة بشكل مستقل

(5) تقييم فعالية المعالجة

تضمن تقييم فعالية المعالجة مسحًا أساسيًا واحدًا قبل نشر العامل الميكروبي ومسحين للمتابعة بعد النشر.

تضمنت معايير الرصد الرئيسية مؤشرات جودة المياه التقليدية (الأكسجين المذاب، والفوسفات، والفوسفور الكلي، والنيتروجين غير العضوي، والنيتروجين الكلي، وما إلى ذلك)؛ وتركيزات البترول في المياه السطحية والرواسب؛ والعدد الإجمالي للبكتيريا في مياه التكوين والرواسب؛ والوفرة النسبية للسلالات المحللة للبترول قبل وبعد المعالجة؛ والتغيرات في تنوع ووفرة المجتمع الميكروبي قبل وبعد المعالجة.

بعد المعالجة، انخفض تركيز البترول من قيمة أساسية قدرها 1260 × 10⁻⁶ إلى 210 × 10⁻⁶ في أول مسح متابعة أُجري بعد 70 يومًا من النشر. وفي مسح المتابعة الثاني، الذي أُجري بعد 210 أيام من النشر، انخفض تركيز البترول أكثر إلى 155 × 10⁻⁶. في محطات الرصد القريبة من منصة التسرب النفطي، بلغ متوسط ​​معدل تحلل البترول 56.34% بعد 70 يومًا و70.14% بعد 210 أيام.

لم تُظهر بنية مجتمعات الكائنات الحية القاعية الكبيرة والصغيرة اختلافات جوهرية قبل وبعد المعالجة. بعد المعالجة، زادت الكتلة الحيوية القاعية والتنوع والوفرة بشكل طفيف، وأظهرت المجتمعات البيولوجية في المحطات المعالجة تشابهاً أكبر مع تلك الموجودة في المناطق البحرية غير الملوثة.

ساهم تنفيذ هذا المشروع في معالجة تلوث الرواسب بالنفط في المنطقة البحرية الوسطى لـ[الموقع]. كما عالج المشروع تحدياتٍ عديدةً تتعلق بتحويل نتائج البحوث العلمية والتقنيات إلى تطبيقات هندسية عملية. إضافةً إلى ذلك، تم استكشاف مناهج جديدة في تصميم وتطبيق معدات المحاكاة المختبرية للعمليات البحرية.

لدعم نشر العوامل الميكروبية في مياه البحر ومتابعة رصدها لاحقاً، تم تصميم ونشر معدات رصد سطحية وتحت مائية مطورة بشكل مستقل. وخلال العمليات البحرية، قام فريق المشروع أيضاً بدراسة القيود الحالية لمعدات الرصد واستكشاف حلول عملية لمعالجتها.

بعد تنفيذ المشروع، انخفضت تركيزات النفط في الرواسب في جميع أنحاء المنطقة المحددة انخفاضًا ملحوظًا، مصحوبًا بدرجة من التعافي البيئي. ويمثل المشروع نموذجًا ناجحًا لإعادة تأهيل البيئة البحرية، محققًا فوائد اجتماعية وبيئية كبيرة.

 


تاريخ النشر: 12 أكتوبر 2026