Сфера прымяненняЗабруджванне марскіх адкладаў нафтай
Апісанне прадукту:Мікробны агент распрацаваны з выкарыстаннем кансорцыума мясцовых бактэрыяльных штамаў, выдзеленых з раёнаў Ціхага акіяна, пацярпелых ад разліву нафты. Мікраарганізмы адсарбуюцца на носьбіце і інкапсулююцца плёнкаўтваральным агентам для атрымання мікробнага прэпарата. Усе штамы прайшлі ацэнку біялагічнай бяспекі. Мікробны агент быў паспяхова ўжыты для ліквідацыі нафтавага забруджвання ў адкладах на марскіх участках, пацярпелых ад разліву нафты.
Прыклад прымянення: Дэманстрацыйны праект па мікробнай ачыстцы адкладаў in-situ ў грамадскіх водах
Дэманстрацыйны праект па ачыстцы адкладаў на месцы быў праведзены на прыблізна 670 000 км² марскіх вод, пацярпелых ад разліву нафты. Было выкарыстана больш за 360 метрычных тон мікробнага агента, пасля чаго быў праведзены маніторынг пасля ачысткі. Канцэнтрацыі нафтавых вуглевадародаў на станцыях маніторынгу вакол платформы разліву нафты значна знізіліся, прычым хуткасць дэградацыі дасягнула 90%.
(1) Зона рэкультывацыі
Зона рэкультывацыі адкладаў размешчана ў цэнтральным марскім рэгіёне, на глыбіні вады прыблізна 28 м. Хуткасць прыдонных плыняў складае каля 2 вузлоў. Адклады марскога дна складаюцца ў асноўным з гліністага глею. Паблізу зоны рэкультывацыі размешчаны марскія платформы і падводныя трубаправоды.
(2) Распрацоўка бяспечных і высокаэфектыўных мікробных агентаў, якія дэградуюць нафту
Распрацоўка мікробных агентаў аддае прыярытэт мясцовым мікробным штамам з нізкай рызыкай для навакольнага асяроддзя. Мясцовыя штамы, вылучаныя і адсеяныя з адкладаў у марскіх раёнах, пацярпелых ад разліву нафты, могуць эфектыўна прадухіліць пранікненне немясцовых штамаў і мінімізаваць змены ў экалагічнай структуры і функцыях зоны рэкультывацыі.
У лабараторных выпрабаваннях былі адабраны штамы, якія дасягнулі эфектыўнасці раскладання нафты больш за 80% на працягу 7 дзён. Сярод іх былі Bacillus subtilis (ідэнтыфікатар штама: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (ідэнтыфікатар штама: Ba), Bacillus safensis (ідэнтыфікатар штама: Bb), Bacillus cereus (ідэнтыфікатар штама: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (ідэнтыфікатар штама: T32), Pseudomonas putida (ідэнтыфікатар штама: SP1), Acinetobacter sp. (ідэнтыфікатары штамаў: HC8-3 і LKG-A), Oceanimonas baumannii (ідэнтыфікатар штама: N6) і Bacillus pumilus (ідэнтыфікатар штама: BPL-1).
З поўным улікам сінергічнага ўзаемадзеяння паміж мікробнымі супольнасцямі былі ацэнены розныя камбінацыі штамаў, каб вызначыць камбінацыю з найвышэйшай эфектыўнасцю дэградацыі нафты. Затым былі праведзены лабараторныя і пілотныя выпрабаванні для вызначэння эфектыўнасці дэградацыі нафты абраным мікробным кансорцыумам. Таксама была ацэнена бяспека штамаў, у тым ліку з дапамогай выпрабаванняў на вострую таксічнасць на мышах і выпрабаванняў на вострую таксічнасць на марскіх арганізмах.
(3) Ферментацыя мікробных культур і апрацоўка мікробных агентаў
Быў даследаваны працэс мікробнай ферментацыі, у тым ліку склад пажыўнага асяроддзя, pH, тэмпература ферментацыі, аэрацыя і перамешванне ў ферментары, канцэнтрацыя і стан культуры падчас пераносу паміж ферментацыйнымі рэзервуарамі, працягласць ферментацыі і вызначэнне ключавых стадый ферментацыі. Для мікробнай культуры быў праведзены трохэтапны працэс ферментацыі.
У зоне рэмедыяцыі, ахопленай гэтым праектам, сярэдняя глыбіня вады складае прыблізна 25–30 м. Калі б мікробную культуру дастаўлялі непасрэдна на марское дно, толькі невялікая частка рэмедыяцыйных мікраарганізмаў дасягнула б адкладаў. Каб забяспечыць трапленне вялікай колькасці высокаэфектыўных штамаў, якія раскладаюць нафту, да адкладаў марскога дна, ферментаваная мікробная культура павінна прайсці дадатковую апрацоўку.
Метады апрацоўкі ўключаюць адсорбцыю носьбітаў, агрэгацыю і інкапсуляцыю. Гэтыя метады могуць эфектыўна паменшыць рассейванне і страту мікробных агентаў падчас разгортвання, а таксама мінімізаваць уздзеянне ўведзеных мікробных штамаў на незабруджаныя марскія зоны.
(4) Разгортванне мікробнага агента
Высокі кошт афшорных аперацый і абмежаваная прапускная здольнасць ствараюць значныя праблемы для даследаванняў, прымянення і распрацоўкі тэхналогій ліквідацыі забруджванняў у выніку разліваў нафты ў моры.
Перад разгортваннем мікробных агентаў неабходна правесці комплексныя мадэляцыйныя выпрабаванні разгортвання, у тым ліку лікавае мадэляванне і мадэляванне разгортвання ў лабараторным маштабе. На падставе вынікаў мадэлявання можна вызначыць адпаведны памер упакоўкі і зону пакрыцця разгортвання, тым самым максымізуючы бяспеку і мэтазгоднасць ажыццяўлення марскіх аперацый.
Каб забяспечыць эфектыўнае выкарыстанне мікробных агентаў і паспяховую ачыстку ад нафты, увесь працэс, у тым ліку аперацыі па выкарыстанні, колькасць ужытых мікробных агентаў і эфектыўнасць ачысткі, можа кантралявацца з дапамогай розных метадаў, такіх як дыстанцыйнае зандзіраванне з паветра, відэаназіранне на ўзроўні паверхні і падводны маніторынг. Гэтыя меры маніторынгу дапамагаюць забяспечыць бесперабойную рэалізацыю праекта, адначасова забяспечваючы каштоўныя тэхнічныя даведкі і метадалогіі для будучых праектаў падобнага характару.
Афшорныя аперацыі
Незалежна распрацаванае абсталяванне для падводнага маніторынгу
(5) Ацэнка эфектыўнасці рэкультывацыі
Ацэнка эфектыўнасці рэкультывацыі ўключала адно базавае абследаванне перад ужываннем мікробных агентаў і два наступныя маніторынгавыя абследаванні пасля іх ужывання.
Асноўныя параметры маніторынгу ўключалі звычайныя паказчыкі якасці вады (раствораны кіслот, фасфаты, агульны фосфар, неарганічны азот, агульны азот і г.д.); канцэнтрацыю нафты ў паверхневых водах і адкладах; агульную колькасць бактэрый у пластовай вадзе і адкладах; адносную колькасць штамаў, якія дэградуюць нафту, да і пасля рэкультывацыі; і змены ў разнастайнасці і колькасці мікробнай супольнасці да і пасля рэкультывацыі.
Пасля правядзення рэкультывацыйных работ канцэнтрацыя нафты знізілася з базавага значэння 1260 × 10⁻⁶ да 210 × 10⁻⁶ падчас першага паўторнага даследавання, праведзенага праз 70 дзён пасля разгортвання. Падчас другога паўторнага даследавання, праведзенага праз 210 дзён пасля разгортвання, канцэнтрацыя нафты яшчэ больш знізілася да 155 × 10⁻⁶. На станцыях маніторынгу паблізу платформы разліву нафты сярэдняя хуткасць раскладання нафты склала 56,34% праз 70 дзён і 70,14% праз 210 дзён.
Структура супольнасцей макрабентных і меёбентосных арганізмаў да і пасля рэкультывацыі не паказвала істотных адрозненняў. Пасля рэкультывацыі біямаса, разнастайнасць і колькасць бентосу некалькі павялічыліся, а біялагічныя супольнасці на рэкультываваных станцыях прадэманстравалі большае падабенства з тымі, што знаходзяцца ў незабруджаных марскіх раёнах.
Рэалізацыя гэтага праекта дапамагла вырашыць праблему забруджвання нафтай адкладаў у цэнтральным марскім рэгіёне [Месцазнаходжанне]. Ён таксама вырашыў розныя праблемы, звязаныя з пераўтварэннем вынікаў навуковых даследаванняў і тэхналогій у практычныя інжынерныя прымяненні. Акрамя таго, былі вывучаны новыя падыходы да распрацоўкі і прымянення лабараторнага мадэлявальнага абсталявання для марскіх аперацый.
Для падтрымкі разгортвання мікробных агентаў у марской вадзе і наступнага маніторынгу было распрацавана і ўстаноўлена незалежна распрацаванае абсталяванне для наземнага і падводнага маніторынгу. Падчас аварыйных аперацый каманда праекта таксама даследавала існуючыя абмежаванні абсталявання для маніторынгу і шукала магчымыя рашэнні для іх ліквідацыі.
Пасля рэалізацыі праекта канцэнтрацыя нафты ў адкладах па ўсёй вызначанай тэрыторыі значна знізілася, што суправаджалася пэўнай ступенню аднаўлення экалагічнай сітуацыі. Праект уяўляе сабой паспяховую дэманстрацыю аднаўлення марской экалогіі, што прыносіць значныя сацыяльныя і экалагічныя перавагі.
Час публікацыі: 12 кастрычніка 2026 г.