Àmbit d'aplicacióContaminació per petroli en sediments marins
Descripció del producte:L'agent microbià es formula utilitzant un consorci de soques bacterianes autòctones aïllades de zones afectades per vessaments de petroli de l'oceà Pacífic. Els microorganismes s'adsorbeixen en un suport i s'encapsulen amb un agent filmògen per produir la preparació microbiana. Totes les soques s'han sotmès a avaluacions de bioseguretat. L'agent microbià s'ha aplicat amb èxit per remediar la contaminació per petroli en sediments en un lloc marí afectat per vessaments de petroli.
Cas d'aplicació: Projecte de demostració per a la remediació microbiana in situ de sediments en aigües públiques
Es va dur a terme un projecte de demostració de remediació de sediments in situ en aproximadament 670.000 km² d'aigües marines afectades per un vessament de petroli. Es van desplegar més de 360 tones mètriques d'agent microbià, seguit d'un seguiment posterior a la remediació. Les concentracions d'hidrocarburs de petroli a les estacions de seguiment que envolten la plataforma del vessament de petroli van disminuir significativament, amb taxes de degradació que van arribar fins al 90%.
(1) Àrea de sanejament
L'àrea de remediació de sediments es troba a la regió marina central, a una profunditat d'aigua d'aproximadament 28 m. Les velocitats dels corrents propers al fons són d'uns 2 nusos. Els sediments del fons marí consisteixen principalment en llim argilós. Plataformes marines i canonades submarines es troben a prop de l'àrea de remediació.
(2) Desenvolupament d'agents microbians degradants del petroli segurs i altament eficients
El desenvolupament d'agents microbians prioritza les soques microbianes autòctones amb baix risc ambiental. Les soques autòctones aïllades i seleccionades dels sediments de les zones marines afectades per vessaments de petroli poden prevenir eficaçment la invasió de soques no autòctones i minimitzar els canvis en l'estructura i les funcions ecològiques de la zona de remediació.
En proves de laboratori, es van seleccionar soques que van aconseguir eficiències de degradació del petroli superiors al 80% en 7 dies. Aquestes incloïen Bacillus subtilis (ID de soca: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (ID de soca: Ba), Bacillus safensis (ID de soca: Bb), Bacillus cereus (ID de soca: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (ID de soca: T32), Pseudomonas putida (ID de soca: SP1), Acinetobacter sp. (ID de soca: HC8-3 i LKG-A), Oceanimonas baumannii (ID de soca: N6) i Bacillus pumilus (ID de soca: BPL-1), entre d'altres.
Tenint en compte les interaccions sinèrgiques entre les comunitats microbianes, es van avaluar diferents combinacions de soques per identificar la combinació amb la major eficiència de degradació del petroli. A continuació, es van dur a terme proves a escala de laboratori i a escala pilot per determinar el rendiment de degradació del petroli del consorci microbià seleccionat. També es va avaluar la seguretat de les soques, incloent-hi proves de toxicitat aguda en ratolins i proves de toxicitat aguda en organismes marins.
(3) Fermentació de cultius microbians i processament d'agents microbians
Es va investigar el procés de fermentació microbiana, incloent-hi la composició del medi de cultiu, el pH, la temperatura de fermentació, l'aireació i l'agitació al fermentador, la concentració i l'estat del cultiu durant la transferència entre els tancs de fermentació, la durada de la fermentació i la determinació de les etapes clau de la fermentació. Es va dur a terme un procés de fermentació en tres etapes per al cultiu microbià.
A la zona de sanejament coberta per aquest projecte, la profunditat mitjana de l'aigua és d'aproximadament 25-30 m. Si el cultiu microbià es lliurés directament al fons marí, només una petita proporció dels microorganismes de sanejament arribaria als sediments. Per garantir que grans quantitats de soques altament eficients que degraden el petroli arribin als sediments del fons marí, el cultiu microbià fermentat ha de ser processat posteriorment.
Els mètodes de processament inclouen l'adsorció, l'agregació i l'encapsulació del portador. Aquestes tècniques poden reduir eficaçment la dispersió i la pèrdua d'agents microbians durant el desplegament, alhora que minimitzen l'impacte de les soques microbianes introduïdes en zones marines no contaminades.
(4) Implementació d'agents microbians
L'alt cost de les operacions a alta mar i el marge d'error limitat plantegen reptes importants per a la recerca, l'aplicació i el desenvolupament de tecnologies de remediació de la contaminació per vessaments de petroli marí.
Abans de desplegar els agents microbians, s'han de dur a terme proves de simulació de desplegament exhaustives, incloent-hi simulacions numèriques i simulacions de desplegament a escala de laboratori. A partir dels resultats de la simulació, es pot determinar la mida adequada de l'envàs i l'àrea de cobertura de desplegament, maximitzant així la seguretat i la viabilitat de les operacions a alta mar.
Per garantir un desplegament eficaç d'agents microbians i una sanejament reeixit del petroli, tot el procés —incloses les operacions de desplegament, la quantitat d'agents microbians aplicats i el rendiment de la sanejament— es pot monitoritzar mitjançant múltiples mètodes, com ara la teledetecció aèria, la videovigilància a nivell de superfície i el monitoratge subaquàtic. Aquestes mesures de monitoratge ajuden a garantir la implementació sense problemes del projecte, alhora que proporcionen referències tècniques i metodologies valuoses per a futurs projectes de naturalesa similar.
Operacions a alta mar
Equip de monitorització subaquàtica desenvolupat independentment
(5) Avaluació de l'eficàcia de la remediació
L'avaluació de l'eficàcia de la remediació va incloure una enquesta de referència abans del desplegament de l'agent microbià i dues enquestes de seguiment després del desplegament.
Els principals paràmetres de monitorització van incloure indicadors convencionals de la qualitat de l'aigua (OD, fosfat, fòsfor total, nitrogen inorgànic, nitrogen total, etc.); concentracions de petroli en aigües superficials i sediments; recompte total de bacteris en aigües de formació i sediments; l'abundància relativa de soques que degraden el petroli abans i després de la remediació; i canvis en la diversitat i l'abundància de la comunitat microbiana abans i després de la remediació.
Després de la remediació, la concentració de petroli va disminuir d'un valor de referència de 1.260 × 10⁻⁶ a 210 × 10⁻⁶ en el primer estudi de seguiment realitzat 70 dies després del desplegament. En el segon estudi de seguiment, realitzat 210 dies després del desplegament, la concentració de petroli va disminuir encara més fins a 155 × 10⁻⁶. A les estacions de monitorització properes a la plataforma de vessament de petroli, la taxa mitjana de degradació del petroli va ser del 56,34% després de 70 dies i del 70,14% després de 210 dies.
L'estructura comunitària dels organismes macrobentònics i meiobentònics no va mostrar diferències substancials abans i després de la remediació. Després de la remediació, la biomassa, la diversitat i l'abundància bentònica van augmentar lleugerament, i les comunitats biològiques de les estacions remediades van mostrar una major similitud amb les de les zones marines no contaminades.
La implementació d'aquest projecte va ajudar a abordar la contaminació per petroli en sediments a la regió marina central de [Ubicació]. També va abordar diversos reptes que implica traduir els resultats de la recerca científica i les tecnologies en aplicacions pràctiques d'enginyeria. A més, es van explorar nous enfocaments en el disseny i l'aplicació d'equips de simulació de laboratori per a operacions a alta mar.
Per donar suport al desplegament d'agents microbians a l'aigua de mar i al posterior seguiment, es van dissenyar i desplegar equips de monitorització superficial i subaquàtica desenvolupats independentment. Durant les operacions a alta mar, l'equip del projecte també va investigar les limitacions existents de l'equip de monitorització i va explorar solucions factibles per abordar-les.
Després de la implementació del projecte, les concentracions de petroli als sediments de la zona designada van disminuir significativament, acompanyades d'un cert grau de recuperació ecològica. El projecte representa una demostració reeixida de restauració ecològica marina, que ofereix importants beneficis socials i ecològics.
Data de publicació: 12 d'octubre de 2026