SoveltamisalaÖljysaastuminen meren sedimenteissä
Tuotteen kuvaus:Mikrobivalmiste on valmistettu käyttämällä useiden Tyynenmeren öljyvuotojen runtelemilta alueilta eristettyjen alkuperäisten bakteerikantojen konsortiota. Mikrobivalmiste on adsorboitu kantaja-aineeseen ja kapseloitu kalvonmuodostavaan aineeseen. Kaikille kannoille on tehty bioturvallisuusarvioinnit. Mikrobivalmistetta on käytetty onnistuneesti öljysaasteiden puhdistamiseen sedimenteissä öljyvuodon runtelemalla merialueella.
Sovellustapaus: Demonstraatiohanke sedimenttien in situ -mikrobien kunnostuksesta julkisissa vesistöissä
Öljyvuodon vaikutuksen alaisena toteutettiin noin 670 000 neliökilometrin alueella sedimenttien kunnostamisen demonstraatioprojekti. Hankkeessa käytettiin yli 360 tonnia mikrobiologista ainesta, minkä jälkeen suoritettiin kunnostamisen jälkeinen seuranta. Öljyvetypitoisuudet öljyvuotoalustaa ympäröivillä seuranta-asemilla laskivat merkittävästi, ja hajoamisnopeus nousi jopa 90 prosenttiin.
(1) Kunnostusalue
Sedimenttien kunnostusalue sijaitsee keskisellä merialueella noin 28 metrin syvyydessä. Pohjanläheisten virtausten nopeus on noin 2 solmua. Merenpohjan sedimentit koostuvat pääasiassa savisesta lieteestä. Merellä sijaitsevat avomerellä sijaitsevat lautat ja merenalaiset putkilinjat sijaitsevat kunnostusalueen läheisyydessä.
(2) Turvallisten ja erittäin tehokkaiden öljyä hajottavien mikrobien kehittäminen
Mikrobiologisten aineiden kehittämisessä priorisoidaan alkuperäisiä mikrobikantoja, joilla on alhainen ympäristöriski. Öljyvuotojen vaurioittamien merialueiden sedimenteistä eristetyt ja seulotut alkuperäiset kannat voivat tehokkaasti estää vieraslajien leviämisen ja minimoida muutokset kunnostettavan alueen ekologisessa rakenteessa ja toiminnoissa.
Laboratoriokokeissa valittiin kantoja, jotka saavuttivat yli 80 %:n öljyn hajottamistehokkuuden 7 päivän kuluessa. Näihin kuuluivat muun muassa Bacillus subtilis (kanta ID: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (kanta ID: Ba), Bacillus safensis (kanta ID: Bb), Bacillus cereus (kanta ID: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (kanta ID: T32), Pseudomonas putida (kanta ID: SP1), Acinetobacter sp. (kanta ID: HC8-3 ja LKG-A), Oceanimonas baumannii (kanta ID: N6) ja Bacillus pumilus (kanta ID: BPL-1).
Ottaen täysin huomioon mikrobiyhteisöjen synergistiset vuorovaikutukset, arvioitiin erilaisia kantojen yhdistelmiä, jotta löydettäisiin yhdistelmä, jolla on korkein öljyn hajottamistehokkuus. Tämän jälkeen tehtiin laboratorio- ja pilottimittakaavan testejä valitun mikrobikonsortion öljyn hajottamiskyvyn määrittämiseksi. Kantojen turvallisuutta arvioitiin myös, mukaan lukien akuutin myrkyllisyyden testit hiirillä ja akuutin myrkyllisyyden testit merieliöillä.
(3) Mikrobiviljelyn käyminen ja mikrobien käsittely
Mikrobiologista käymisprosessia tutkittiin, mukaan lukien viljelyalustan koostumus, pH, käymislämpötila, ilmastus ja sekoitus käymisastiassa, viljelmän pitoisuus ja olosuhteet siirron aikana käymissäiliöiden välillä, käymisen kesto ja keskeisten käymisvaiheiden määrittäminen. Mikrobikulttuurille suoritettiin kolmivaiheinen käymisprosessi.
Tämän hankkeen kattamalla kunnostetulla alueella veden keskimääräinen syvyys on noin 25–30 m. Jos mikrobiviljelmä toimitettaisiin suoraan merenpohjaan, vain pieni osa kunnostetuista mikro-organismeista päätyisi sedimentteihin. Jotta varmistetaan, että suuri määrä erittäin tehokkaita öljyä hajottavia kantoja pääsee merenpohjan sedimentteihin, fermentoitu mikrobiviljelmä on käsiteltävä edelleen.
Käsittelymenetelmiin kuuluvat kantaja-aineiden adsorptio, aggregaatio ja kapselointi. Näillä tekniikoilla voidaan tehokkaasti vähentää mikrobien leviämistä ja hävikkiä käyttöönoton aikana ja samalla minimoida käyttöön otettujen mikrobikantojen vaikutus saastumattomiin merialueisiin.
(4) Mikrobien käyttöönotto
Offshore-toimintojen korkeat kustannukset ja rajallinen virhemarginaali asettavat merkittäviä haasteita meren öljyvuotojen aiheuttaman pilaantumisen korjausteknologioiden tutkimukselle, soveltamiselle ja kehittämiselle.
Ennen mikrobien käyttöönottoa on suoritettava kattavat käyttöönottosimulaatiotestit, mukaan lukien numeeriset simulaatiot ja laboratoriomittakaavan käyttöönottosimulaatiot. Simulaatiotulosten perusteella voidaan määrittää sopiva pakkauskoko ja käyttöönottoalue, mikä maksimoi offshore-toimintojen turvallisuuden ja toteutettavuuden.
Mikrobiologisten aineiden tehokkaan käytön ja öljyn kunnostuksen onnistumisen varmistamiseksi koko prosessia – mukaan lukien käyttöönottotoimenpiteet, käytettyjen mikrobiologisten aineiden määrä ja kunnostuksen suorituskyky – voidaan seurata useilla menetelmillä, kuten ilmakuvauksella, maanpinnan videovalvonnalla ja vedenalaisella seurannalla. Nämä seurantatoimenpiteet auttavat varmistamaan hankkeen sujuvan toteutuksen ja tarjoavat samalla arvokkaita teknisiä referenssejä ja menetelmiä vastaaville tuleville hankkeille.
Offshore-toiminnot
Itsenäisesti kehitetyt vedenalaiset valvontalaitteet
(5) Korjaavien toimenpiteiden tehokkuuden arviointi
Kunnostustoimenpiteiden tehokkuuden arviointiin sisältyi yksi lähtötilanteen kartoitus ennen mikrobien aiheuttavien aineiden käyttöönottoa ja kaksi seurantatutkimusta käyttöönoton jälkeen.
Tärkeimpiä seurantaparametreja olivat tavanomaiset vedenlaadun indikaattorit (DO, fosfaatti, kokonaisfosfori, epäorgaaninen typpi, kokonaistyppi jne.); öljypitoisuudet pintavedessä ja sedimenteissä; bakteerien kokonaismäärät muodostumavedessä ja sedimenteissä; öljyä hajottavien kantojen suhteellinen runsaus ennen ja jälkeen kunnostuksen; sekä mikrobiyhteisöjen monimuotoisuuden ja runsauden muutokset ennen ja jälkeen kunnostuksen.
Kunnostustöiden jälkeen öljypitoisuus laski lähtötasolta 1 260 × 10⁻⁶ arvoon 210 × 10⁻⁶ ensimmäisessä seurantatutkimuksessa, joka tehtiin 70 päivää käyttöönoton jälkeen. Toisessa seurantatutkimuksessa, joka tehtiin 210 päivää käyttöönoton jälkeen, öljypitoisuus laski edelleen arvoon 155 × 10⁻⁶. Öljynporauslautan lähellä sijaitsevilla seuranta-asemilla öljyn keskimääräinen hajoamisnopeus oli 56,34 % 70 päivän kuluttua ja 70,14 % 210 päivän kuluttua.
Makrobenttisten ja meiobenttisten eliöiden yhteisörakenteessa ei havaittu merkittäviä eroja ennen kunnostusta ja sen jälkeen. Kunnostuksen jälkeen pohjaeliöstö, monimuotoisuus ja runsaus kasvoivat hieman, ja kunnostettujen asemien biologiset yhteisöt olivat samankaltaisempia kuin saastumattomilla merialueilla.
Tämän projektin toteutus auttoi puuttumaan öljysaasteisiin sedimenteissä [sijainnin] keskisillä merialueilla. Se käsitteli myös erilaisia haasteita, jotka liittyivät tieteellisten tutkimustulosten ja teknologioiden soveltamiseen käytännön teknisiksi sovelluksiksi. Lisäksi tutkittiin uusia lähestymistapoja laboratoriosimulaatiolaitteiden suunnittelussa ja soveltamisessa offshore-toimintaan.
Mikrobien leviämisen meriveteen ja sitä seuraavan seurannan tukemiseksi suunniteltiin ja otettiin käyttöön itsenäisesti kehitettyjä pinta- ja vedenalaisia seurantalaitteita. Offshore-toiminnan aikana projektitiimi tutki myös seurantalaitteiden olemassa olevia rajoituksia ja etsi toteuttamiskelpoisia ratkaisuja niiden korjaamiseksi.
Hankkeen toteutuksen jälkeen öljypitoisuudet sedimenteissä koko nimetyllä alueella laskivat merkittävästi, ja samalla ekologinen elpyminen tapahtui. Hanke on onnistunut osoitus meren ekologisesta ennallistamisesta, ja se tuottaa merkittäviä sosiaalisia ja ekologisia hyötyjä.
Julkaisuaika: 12.10.2026