RakendusulatusNafta saastumine meresetetes
Toote kirjeldus:Mikroobne aine on valmistatud Vaikse ookeani naftareostusest mõjutatud piirkondadelt eraldatud kohalike bakteritüvede konsortsiumi abil. Mikroorganismid adsorbeeritakse kandjale ja kapseldatakse kilet moodustava ainega, et toota mikroobset preparaati. Kõik tüved on läbinud bioohutuse hindamised. Mikroobset ainet on edukalt kasutatud naftareostuse kõrvaldamiseks setetes naftareostusest mõjutatud merealal.
Rakendusjuhtum: Avaliku veekogu setete kohapealse mikroobse puhastamise demonstratsiooniprojekt
Ligikaudu 670 000 km² suurusel naftareostusest mõjutatud merealal viidi läbi kohapealne sette puhastamise demonstratsiooniprojekt. Kasutati üle 360 tonni mikroobset ainet, millele järgnes puhastamisjärgne seire. Nafta süsivesinike kontsentratsioon naftareostuse platvormi ümbritsevates seirejaamades vähenes märkimisväärselt, lagunemiskiirus ulatus kuni 90%-ni.
(1) Puhastusala
Setete puhastusala asub mere keskosas, umbes 28 m sügavusel. Põhjalähedaste hoovuste kiirus on umbes 2 sõlme. Merepõhja setted koosnevad peamiselt savisest mudast. Puhastusala läheduses asuvad avamereplatvormid ja veealused torujuhtmed.
(2) Ohutute ja väga tõhusate naftat lagundavate mikroobide väljatöötamine
Mikroobsete ainete väljatöötamisel seatakse esikohale madala keskkonnariskiga kohalikud mikroobitüved. Õlireostusest mõjutatud merealade setetest eraldatud ja sõelutud kohalikud tüved aitavad tõhusalt ennetada võõrliikide sissetungi ja minimeerida muutusi puhastusala ökoloogilises struktuuris ja funktsioonides.
Laborikatetes valiti välja tüved, mis saavutasid 7 päeva jooksul üle 80% nafta lagundamise efektiivsuse. Nende hulka kuulusid muuhulgas Bacillus subtilis (tüvi ID: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (tüvi ID: Ba), Bacillus safensis (tüvi ID: Bb), Bacillus cereus (tüvi ID: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (tüvi ID: T32), Pseudomonas putida (tüvi ID: SP1), Acinetobacter sp. (tüvi ID: HC8-3 ja LKG-A), Oceanimonas baumannii (tüvi ID: N6) ja Bacillus pumilus (tüvi ID: BPL-1).
Võttes täielikult arvesse mikroobikoosluste sünergilist interaktsiooni, hinnati erinevaid tüvede kombinatsioone, et leida kombinatsioon, millel on kõrgeim nafta lagundamise efektiivsus. Seejärel viidi läbi labori- ja katseprojektide katsed, et määrata valitud mikroobide konsortsiumi nafta lagundamisvõimet. Samuti hinnati tüvede ohutust, sealhulgas ägeda toksilisuse katseid hiirtel ja ägeda toksilisuse katseid mereorganismidel.
(3) Mikroobikultuuri fermentatsioon ja mikroobide ainete töötlemine
Uuriti mikroobse kääritamisprotsessi, sealhulgas kultuurikeskkonna koostist, pH-d, käärimistemperatuuri, fermentaatori õhutamist ja segamist, kultuuri kontsentratsiooni ja tingimusi kääritusmahutite vahelise ülekandmise ajal, kääritamise kestust ja peamiste kääritamisetappide määramist. Mikroobse kultuuri jaoks viidi läbi kolmeastmeline kääritamisprotsess.
Selle projektiga hõlmatud puhastuspiirkonnas on keskmine veesügavus ligikaudu 25–30 m. Kui mikroobikultuur viiakse otse merepõhja, jõuaks setetesse vaid väike osa puhastusmikroorganismidest. Selleks, et suur hulk ülitõhusaid naftat lagundavaid tüvesid jõuaks merepõhja setetesse, tuleb kääritatud mikroobikultuuri edasi töödelda.
Töötlemismeetodite hulka kuuluvad kandjate adsorptsioon, agregatsioon ja kapseldamine. Need meetodid aitavad tõhusalt vähendada mikroobsete ainete hajumist ja kadu kasutuselevõtu ajal, minimeerides samal ajal sissetoodud mikroobitüvede mõju saastamata merealadele.
(4) Mikroobide tekitaja kasutuselevõtt
Avamereoperatsioonide kõrge hind ja piiratud veamäär tekitavad mere naftareostuse likvideerimise tehnoloogiate uurimisele, rakendamisele ja arendamisele olulisi väljakutseid.
Enne mikroobsete ainete kasutuselevõttu tuleb läbi viia põhjalikud kasutuselevõtu simulatsioonitestid, sealhulgas numbrilised simulatsioonid ja laboris tehtavad kasutuselevõtu simulatsioonid. Simulatsioonitulemuste põhjal saab määrata sobiva pakendi suuruse ja kasutuselevõtu ulatuse, maksimeerides seeläbi avamereoperatsioonide ohutust ja teostatavust.
Mikroobsete ainete tõhusa kasutuselevõtu ja eduka naftasaaduste puhastamise tagamiseks saab kogu protsessi – sealhulgas kasutuselevõtutoiminguid, kasutatud mikroobsete ainete kogust ja puhastamise tulemuslikkust – jälgida mitmel viisil, näiteks õhust kaugseire, pinnataseme videovalve ja veealuse seire abil. Need seiremeetmed aitavad tagada projekti sujuva elluviimise, pakkudes samal ajal väärtuslikke tehnilisi viiteid ja metoodikaid tulevastele sarnastele projektidele.
Avamereoperatsioonid
Sõltumatult väljatöötatud veealused seireseadmed
(5) Parandusmeetmete tõhususe hindamine
Parandusmeetmete tõhususe hindamine hõlmas ühte baasuuringut enne mikroobsete ainete kasutuselevõttu ja kahte järelkontrolli uuringut pärast kasutuselevõttu.
Peamised seireparameetrid hõlmasid tavapäraseid veekvaliteedi indikaatoreid (lahustunud hapnik, fosfaat, üldfosfor, anorgaaniline lämmastik, üldlämmastik jne); nafta kontsentratsiooni pinnavees ja setetes; bakterite koguarvu kihistuvees ja setetes; naftat lagundavate tüvede suhtelist arvukust enne ja pärast puhastustöid; ning mikroobikoosluste mitmekesisuse ja arvukuse muutusi enne ja pärast puhastustöid.
Pärast puhastustöid vähenes nafta kontsentratsioon esimeses järelkontrolli uuringus, mis viidi läbi 70 päeva pärast kasutuselevõttu, algväärtuselt 1260 × 10⁻⁶ väärtuseni 210 × 10⁻⁶. Teises järelkontrolli uuringus, mis viidi läbi 210 päeva pärast kasutuselevõttu, vähenes nafta kontsentratsioon veelgi 155 × 10⁻⁶-ni. Naftareostuse platvormi lähedal asuvates seirejaamades oli nafta keskmine lagunemiskiirus 70 päeva pärast 56,34% ja 210 päeva pärast 70,14%.
Makrobentos- ja meiobentosorganismide koosluste struktuuris ei täheldatud enne ja pärast tervendamist olulisi erinevusi. Pärast tervendamist suurenesid bentose biomass, mitmekesisus ja arvukus veidi ning tervendatud jaamade bioloogilised kooslused näitasid suuremat sarnasust saastamata merealade omadega.
Selle projekti elluviimine aitas lahendada naftareostuse probleemi setetes [Asukoht] keskmerepiirkonnas. Samuti lahendati mitmesuguseid väljakutseid, mis olid seotud teaduslike uurimistulemuste ja tehnoloogiate praktilise inseneritöö rakendamisega. Lisaks uuriti uusi lähenemisviise laborisimulatsiooniseadmete kavandamisel ja rakendamisel avamereoperatsioonide jaoks.
Mikroobsete ainete merevees kasutamise ja sellele järgneva järelkontrolli toetamiseks projekteeriti ja võeti kasutusele iseseisvalt väljatöötatud pinna- ja veealused seireseadmed. Avamereoperatsioonide ajal uuris projektimeeskond ka seireseadmete olemasolevaid piiranguid ja otsis teostatavaid lahendusi nende kõrvaldamiseks.
Pärast projekti elluviimist vähenes nafta kontsentratsioon setetes kogu määratud alal märkimisväärselt, millega kaasnes teatav ökoloogiline taastumine. Projekt kujutab endast mere ökoloogilise taastamise edukat näidet, pakkudes märkimisväärset sotsiaalset ja ökoloogilist kasu.
Postituse aeg: 12. okt 2026