Rozsah použitíKontaminace mořských sedimentů ropou
Popis produktu:Mikrobiální činidlo je formulováno s použitím konsorcia původních bakteriálních kmenů izolovaných z oblastí Tichého oceánu postižených ropnou skvrnou. Mikroorganismy jsou adsorbovány na nosič a zapouzdřeny filmotvornou látkou za vzniku mikrobiálního přípravku. Všechny kmeny prošly hodnocením biologické bezpečnosti. Mikrobiální činidlo bylo úspěšně použito k sanaci ropné kontaminace sedimentů v mořské lokalitě postižené ropnou skvrnou.
Případová studie: Demonstrační projekt pro in-situ mikrobiální sanaci sedimentů ve veřejných vodách
Demonstrační projekt sanace sedimentů in situ byl proveden na přibližně 670 000 km² mořských vod zasažených ropnou skvrnou. Bylo použito více než 360 metrických tun mikrobiálního činidla a následně byl proveden monitoring po sanaci. Koncentrace ropných uhlovodíků na monitorovacích stanicích v okolí platformy pro únik ropy výrazně poklesly a míra degradace dosáhla až 90 %.
(1) Oblast sanace
Oblast sanace sedimentů se nachází v centrální mořské oblasti, v hloubce vody přibližně 28 m. Rychlost proudů u dna je kolem 2 uzlů. Sedimenty na mořském dně se skládají převážně z jílovitého bahna. V blízkosti oblasti sanace se nacházejí pobřežní plošiny a podmořské potrubí.
(2) Vývoj bezpečných a vysoce účinných mikrobiálních činidel degradujících ropu
Vývoj mikrobiálních látek upřednostňuje původní mikrobiální kmeny s nízkým environmentálním rizikem. Původní kmeny izolované a vyfiltrované ze sedimentů v mořských oblastech postižených ropnými skvrnami mohou účinně zabránit invazi nepůvodních kmenů a minimalizovat změny ekologické struktury a funkcí sanační oblasti.
V laboratorních testech byly vybrány kmeny dosahující účinnosti degradace ropy přes 80 % během 7 dnů. Mezi ně patřily mimo jiné Bacillus subtilis (ID kmene: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (ID kmene: Ba), Bacillus safensis (ID kmene: Bb), Bacillus cereus (ID kmene: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (ID kmene: T32), Pseudomonas putida (ID kmene: SP1), Acinetobacter sp. (ID kmene: HC8-3 a LKG-A), Oceanimonas baumannii (ID kmene: N6) a Bacillus pumilus (ID kmene: BPL-1).
S plným zohledněním synergických interakcí mezi mikrobiálními společenstvy byly vyhodnoceny různé kombinace kmenů s cílem identifikovat kombinaci s nejvyšší účinností degradace ropy. Následně byly provedeny laboratorní a pilotní testy za účelem stanovení účinnosti vybraného mikrobiálního konsorcia v degradaci ropy. Byla také posouzena bezpečnost kmenů, včetně testů akutní toxicity na myších a testů akutní toxicity na mořských organismech.
(3) Fermentace mikrobiálních kultur a zpracování mikrobiálních látek
Byl zkoumán proces mikrobiální fermentace, včetně složení kultivačního média, pH, teploty fermentace, provzdušňování a míchání ve fermentoru, koncentrace a stavu kultury během přenosu mezi fermentačními nádržemi, doby trvání fermentace a stanovení klíčových fází fermentace. Pro mikrobiální kulturu byl proveden třístupňový fermentační proces.
V sanační oblasti, na kterou se vztahuje tento projekt, je průměrná hloubka vody přibližně 25–30 m. Pokud by byla mikrobiální kultura dodávána přímo na mořské dno, do sedimentů by se dostala pouze malá část sanačních mikroorganismů. Aby se do sedimentů mořského dna dostalo velké množství vysoce účinných kmenů degradujících ropu, musí fermentovaná mikrobiální kultura podstoupit další zpracování.
Mezi metody zpracování patří adsorpce nosičů, agregace a zapouzdření. Tyto techniky mohou účinně snížit rozptyl a ztrátu mikrobiálních látek během jejich nasazení a zároveň minimalizovat dopad zavedených mikrobiálních kmenů na nekontaminované mořské oblasti.
(4) Nasazení mikrobiálních látek
Vysoké náklady na operace na moři a omezený prostor pro chyby představují značné výzvy pro výzkum, aplikaci a vývoj technologií pro sanaci znečištění moří ropnými skvrnami.
Před nasazením mikrobiálních látek je nutné provést komplexní simulační testy nasazení, včetně numerických simulací a simulací nasazení v laboratorním měřítku. Na základě výsledků simulací lze určit vhodnou velikost balení a oblast pokrytí nasazením, čímž se maximalizuje bezpečnost a proveditelnost operací na moři.
Aby bylo zajištěno efektivní nasazení mikrobiálních látek a úspěšná sanace ropných produktů, lze celý proces – včetně operací nasazení, množství aplikovaných mikrobiálních látek a výkonu sanace – monitorovat pomocí několika metod, jako je letecký dálkový průzkum Země, povrchový video dohled a podvodní monitorování. Tato monitorovací opatření pomáhají zajistit hladkou realizaci projektu a zároveň poskytují cenné technické reference a metodiky pro budoucí projekty podobného charakteru.
Pobřežní operace
Nezávisle vyvinuté zařízení pro podvodní monitorování
(5) Posouzení účinnosti nápravných opatření
Posouzení účinnosti sanace zahrnovalo jeden základní průzkum před nasazením mikrobiálních látek a dva následné monitorovací průzkumy po nasazení.
Mezi hlavní monitorovací parametry patřily konvenční ukazatele kvality vody (rozpuštěný kyslík, fosfáty, celkový fosfor, anorganický dusík, celkový dusík atd.); koncentrace ropy v povrchové vodě a sedimentech; celkový počet bakterií ve formační vodě a sedimentech; relativní početnost kmenů degradujících ropu před a po sanaci; a změny v rozmanitosti a početnosti mikrobiálního společenstva před a po sanaci.
Po sanaci se koncentrace ropných látek v prvním následném průzkumu provedeném 70 dní po nasazení snížila z výchozí hodnoty 1 260 × 10⁻⁶ na 210 × 10⁻⁶. V druhém následném průzkumu, provedeném 210 dní po nasazení, se koncentrace ropných látek dále snížila na 155 × 10⁻⁶. Na monitorovacích stanicích poblíž plošiny pro únik ropy byla průměrná míra degradace ropných látek 56,34 % po 70 dnech a 70,14 % po 210 dnech.
Struktura společenstev makrobentických a meiobentických organismů nevykazovala žádné podstatné rozdíly před a po sanaci. Po sanaci se bentická biomasa, rozmanitost a početnost mírně zvýšily a biologická společenstva na sanačních stanicích vykazovala větší podobnost se společenstvy v nekontaminovaných mořských oblastech.
Realizace tohoto projektu pomohla řešit kontaminaci sedimentů ropou v centrální mořské oblasti [Location]. Řešil také různé výzvy spojené s převodem poznatků vědeckého výzkumu a technologií do praktických inženýrských aplikací. Kromě toho byly zkoumány nové přístupy k návrhu a aplikaci laboratorního simulačního zařízení pro operace na moři.
Pro podporu nasazení mikrobiálních agens v mořské vodě a následného monitorování bylo navrženo a nasazeno nezávisle vyvinuté monitorovací zařízení pro hladinu i podvodní monitorování. Během operací na moři projektový tým také zkoumal stávající omezení monitorovacího zařízení a zkoumal proveditelná řešení pro jejich odstranění.
Po realizaci projektu se koncentrace ropných látek v sedimentech v určené oblasti výrazně snížily, což bylo doprovázeno určitým stupněm ekologické obnovy. Projekt představuje úspěšnou demonstraci obnovy mořské ekologie a přináší značné sociální a ekologické přínosy.
Čas zveřejnění: 12. října 2026