Ámbito de aplicaciónContaminación por petróleo en sedimentos mariños
Descrición do produto:O axente microbiano formúlase empregando un consorcio de cepas bacterianas autóctonas illadas de zonas afectadas por vertidos de petróleo do océano Pacífico. Os microorganismos adsórbense nun soporte e encápsulanse cun axente filmóxeno para producir a preparación microbiana. Todas as cepas foron sometidas a avaliacións de bioseguridade. O axente microbiano aplicouse con éxito para remediar a contaminación por petróleo en sedimentos nun lugar mariño afectado por vertidos de petróleo.
Caso de aplicación: Proxecto de demostración para a remediación microbiana in situ de sedimentos en augas públicas
Levouse a cabo un proxecto de demostración in situ de remediación de sedimentos en aproximadamente 670.000 km² de augas mariñas afectadas por un derramo de petróleo. Implementáronse máis de 360 toneladas métricas de axente microbiano, seguido de monitorización posterior á remediación. As concentracións de hidrocarburos do petróleo nas estacións de monitorización que rodean a plataforma do derramo de petróleo diminuíron significativamente, con taxas de degradación que chegaron ata o 90 %.
(1) Área de remediación
A área de remediación de sedimentos está situada na rexión mariña central, a unha profundidade de auga aproximada de 28 m. As velocidades das correntes preto do fondo son duns 2 nós. Os sedimentos do fondo mariño consisten principalmente en limo arxiloso. As plataformas mariñas e as tubaxes submarinas están situadas nas proximidades da área de remediación.
(2) Desenvolvemento de axentes microbianos degradadores do petróleo seguros e altamente eficientes
O desenvolvemento de axentes microbianos prioriza as cepas microbianas autóctonas con baixo risco ambiental. As cepas autóctonas illadas e examinadas dos sedimentos en zonas mariñas afectadas por vertidos de petróleo poden previr eficazmente a invasión de cepas non autóctonas e minimizar os cambios na estrutura e funcións ecolóxicas da zona de remediación.
Nas probas de laboratorio, seleccionáronse cepas que acadaron eficiencias de degradación do petróleo superiores ao 80 % en 7 días. Entre elas, estaban Bacillus subtilis (ID da cepa: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (ID da cepa: Ba), Bacillus safensis (ID da cepa: Bb), Bacillus cereus (ID da cepa: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (ID da cepa: T32), Pseudomonas putida (ID da cepa: SP1), Acinetobacter sp. (ID da cepa: HC8-3 e LKG-A), Oceanimonas baumannii (ID da cepa: N6) e Bacillus pumilus (ID da cepa: BPL-1), entre outras.
Tendo en conta as interaccións sinérxicas entre as comunidades microbianas, avaliáronse diferentes combinacións de cepas para identificar a combinación coa maior eficiencia de degradación do petróleo. A continuación, realizáronse probas a escala de laboratorio e a escala piloto para determinar o rendemento de degradación do petróleo do consorcio microbiano seleccionado. Tamén se avaliou a seguridade das cepas, incluíndo probas de toxicidade aguda en ratos e probas de toxicidade aguda en organismos mariños.
(3) Fermentación de cultivos microbianos e procesamento de axentes microbianos
Investigouse o proceso de fermentación microbiana, incluíndo a composición do medio de cultivo, o pH, a temperatura de fermentación, a aireación e a axitación no fermentador, a concentración e o estado do cultivo durante a transferencia entre os tanques de fermentación, a duración da fermentación e a determinación das etapas clave da fermentación. Levouse a cabo un proceso de fermentación en tres etapas para o cultivo microbiano.
Na área de remediación cuberta por este proxecto, a profundidade media da auga é de aproximadamente 25–30 m. Se o cultivo microbiano se entregase directamente ao fondo mariño, só unha pequena proporción dos microorganismos de remediación chegaría aos sedimentos. Para garantir que grandes cantidades de cepas altamente eficientes que degradan o petróleo cheguen aos sedimentos do fondo mariño, o cultivo microbiano fermentado debe someterse a un procesamento adicional.
Os métodos de procesamento inclúen a adsorción de portadores, a agregación e o encapsulamento. Estas técnicas poden reducir eficazmente a dispersión e a perda de axentes microbianos durante o despregamento, á vez que minimizan o impacto das cepas microbianas introducidas en zonas mariñas non contaminadas.
(4) Implementación de axentes microbianos
O alto custo das operacións no marxe de erro e a limitada marxe de erro supoñen desafíos significativos para a investigación, a aplicación e o desenvolvemento de tecnoloxías de remediación da contaminación por vertidos de petróleo mariño.
Antes de despregar os axentes microbianos, débense realizar probas de simulación de despregamento exhaustivas, incluíndo simulacións numéricas e simulacións de despregamento a escala de laboratorio. En función dos resultados da simulación, pódese determinar o tamaño axeitado do envase e a área de cobertura de despregamento, maximizando así a seguridade e a viabilidade das operacións no mar.
Para garantir un despregamento eficaz de axentes microbianos e unha remediación exitosa do petróleo, todo o proceso (incluídas as operacións de despregamento, a cantidade de axentes microbianos aplicados e o rendemento da remediación) pode monitorizarse mediante múltiples métodos, como a teledetección aérea, a vixilancia por vídeo a nivel de superficie e a monitorización subacuática. Estas medidas de monitorización axudan a garantir a boa implementación do proxecto, ao tempo que proporcionan valiosas referencias técnicas e metodoloxías para futuros proxectos de natureza similar.
Operacións offshore
Equipos de vixilancia subacuática desenvolvidos independentemente
(5) Avaliación da eficacia da remediación
A avaliación da eficacia da remediación incluíu unha enquisa de referencia antes do despregamento do axente microbiano e dúas enquisas de seguimento despois do despregamento.
Os principais parámetros de monitorización incluíron indicadores convencionais da calidade da auga (OD, fosfato, fósforo total, nitróxeno inorgánico, nitróxeno total, etc.); concentracións de petróleo na auga superficial e nos sedimentos; recontos bacterianos totais na auga de formación e nos sedimentos; a abundancia relativa de cepas que degradan o petróleo antes e despois da remediación; e cambios na diversidade e abundancia da comunidade microbiana antes e despois da remediación.
Tras a remediación, a concentración de petróleo diminuíu dun valor basal de 1260 × 10⁻⁶ a 210 × 10⁻⁶ na primeira inspección de seguimento realizada 70 días despois do despregamento. Na segunda inspección de seguimento, realizada 210 días despois do despregamento, a concentración de petróleo diminuíu aínda máis ata 155 × 10⁻⁶. Nas estacións de vixilancia preto da plataforma do vertido de petróleo, a taxa media de degradación do petróleo foi do 56,34 % despois de 70 días e do 70,14 % despois de 210 días.
A estrutura da comunidade de organismos macrobentónicos e meiobentónicos non mostrou diferenzas substanciais antes e despois da remediación. Tras a remediación, a biomasa, a diversidade e a abundancia bentónicas aumentaron lixeiramente, e as comunidades biolóxicas nas estacións remediadas mostraron unha maior semellanza coas das zonas mariñas non contaminadas.
A posta en marcha deste proxecto axudou a abordar a contaminación por petróleo nos sedimentos na rexión mariña central de [Localización]. Tamén abordou varios desafíos que implica traducir os achados e as tecnoloxías da investigación científica en aplicacións prácticas de enxeñaría. Ademais, exploráronse novas abordaxes no deseño e aplicación de equipos de simulación de laboratorio para operacións no mar.
Para apoiar o despregamento de axentes microbianos na auga de mar e a posterior monitorización, deseñouse e implementouse un equipo de monitorización superficial e subacuática desenvolvido de forma independente. Durante as operacións no mar, o equipo do proxecto tamén investigou as limitacións existentes do equipo de monitorización e explorou solucións viables para abordalas.
Tras a posta en marcha do proxecto, as concentracións de petróleo nos sedimentos da área designada diminuíron significativamente, o que se produciu cun certo grao de recuperación ecolóxica. O proxecto representa unha demostración exitosa da restauración ecolóxica mariña, que ofrece beneficios sociais e ecolóxicos substanciais.
Data de publicación: 12 de outubro de 2026