Lingkup AplikasiKontaminasi minyak bumi di sedimen laut
Deskripsi Produk:Agen mikroba ini diformulasikan menggunakan konsorsium strain bakteri asli yang diisolasi dari daerah yang terkena tumpahan minyak di Samudra Pasifik. Mikroorganisme tersebut diadsorpsi ke pembawa dan dikapsulasi dengan agen pembentuk film untuk menghasilkan sediaan mikroba. Semua strain telah menjalani penilaian keamanan hayati. Agen mikroba ini telah berhasil diterapkan untuk membersihkan kontaminasi minyak bumi di sedimen di lokasi laut yang terkena tumpahan minyak.
Studi Kasus: Proyek Demonstrasi Remediasi Mikroba In-Situ pada Sedimen di Perairan Umum
Sebuah proyek demonstrasi remediasi sedimen in-situ dilakukan di sekitar 670.000 km² perairan laut yang terdampak tumpahan minyak. Lebih dari 360 metrik ton agen mikroba dikerahkan, diikuti dengan pemantauan pasca-remediasi. Konsentrasi hidrokarbon minyak bumi di stasiun pemantauan di sekitar anjungan tumpahan minyak menurun secara signifikan, dengan tingkat degradasi mencapai hingga 90%.
(1) Area Remediasi
Area remediasi sedimen terletak di wilayah laut tengah, pada kedalaman air sekitar 28 m. Kecepatan arus di dekat dasar laut sekitar 2 knot. Sedimen dasar laut sebagian besar terdiri dari lumpur lempung. Platform lepas pantai dan pipa bawah laut terletak di sekitar area remediasi.
(2) Pengembangan Agen Mikroba Pendegradasi Minyak Bumi yang Aman dan Sangat Efisien
Pengembangan agen mikroba memprioritaskan strain mikroba asli dengan risiko lingkungan yang rendah. Strain asli yang diisolasi dan disaring dari sedimen di daerah laut yang terdampak tumpahan minyak dapat secara efektif mencegah invasi strain non-asli dan meminimalkan perubahan pada struktur dan fungsi ekologis daerah remediasi.
Dalam uji laboratorium, strain yang mencapai efisiensi degradasi minyak bumi lebih dari 80% dalam waktu 7 hari dipilih. Strain tersebut meliputi Bacillus subtilis (ID strain: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (ID strain: Ba), Bacillus safensis (ID strain: Bb), Bacillus cereus (ID strain: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (ID strain: T32), Pseudomonas putida (ID strain: SP1), Acinetobacter sp. (ID strain: HC8-3 dan LKG-A), Oceanimonas baumannii (ID strain: N6), dan Bacillus pumilus (ID strain: BPL-1), dan lain-lain.
Dengan mempertimbangkan sepenuhnya interaksi sinergis antar komunitas mikroba, berbagai kombinasi strain dievaluasi untuk mengidentifikasi kombinasi dengan efisiensi degradasi minyak bumi tertinggi. Uji skala laboratorium dan skala pilot kemudian dilakukan untuk menentukan kinerja degradasi minyak bumi dari konsorsium mikroba yang dipilih. Keamanan strain juga dinilai, termasuk uji toksisitas akut pada tikus dan uji toksisitas akut pada organisme laut.
(3) Fermentasi Kultur Mikroba dan Pemrosesan Agen Mikroba
Proses fermentasi mikroba diteliti, termasuk komposisi media kultur, pH, suhu fermentasi, aerasi dan pengadukan dalam fermentor, konsentrasi dan kondisi kultur selama transfer antar tangki fermentasi, durasi fermentasi, dan penentuan tahapan fermentasi utama. Proses fermentasi tiga tahap dilakukan untuk kultur mikroba tersebut.
Di area remediasi yang dicakup oleh proyek ini, kedalaman air rata-rata sekitar 25–30 m. Jika kultur mikroba dikirim langsung ke dasar laut, hanya sebagian kecil mikroorganisme remediasi yang akan mencapai sedimen. Untuk memastikan bahwa sejumlah besar strain pengurai minyak bumi yang sangat efisien mencapai sedimen dasar laut, kultur mikroba hasil fermentasi harus melalui proses lebih lanjut.
Metode pemrosesannya meliputi adsorpsi pembawa, agregasi, dan enkapsulasi. Teknik-teknik ini dapat secara efektif mengurangi penyebaran dan kehilangan agen mikroba selama penyebaran sekaligus meminimalkan dampak strain mikroba yang dimasukkan pada area laut yang tidak terkontaminasi.
(4) Penyebaran Agen Mikroba
Biaya operasi lepas pantai yang tinggi dan margin kesalahan yang terbatas menimbulkan tantangan signifikan bagi penelitian, penerapan, dan pengembangan teknologi remediasi pencemaran tumpahan minyak di laut.
Sebelum menyebarkan agen mikroba, uji simulasi penyebaran yang komprehensif harus dilakukan, termasuk simulasi numerik dan simulasi penyebaran skala laboratorium. Berdasarkan hasil simulasi, ukuran kemasan dan area cakupan penyebaran yang sesuai dapat ditentukan, sehingga memaksimalkan keamanan dan kelayakan operasi lepas pantai.
Untuk memastikan penyebaran agen mikroba yang efektif dan keberhasilan remediasi minyak bumi, seluruh proses—termasuk operasi penyebaran, jumlah agen mikroba yang diaplikasikan, dan kinerja remediasi—dapat dipantau melalui berbagai metode, seperti penginderaan jarak jauh dari udara, pengawasan video di permukaan, dan pemantauan bawah air. Langkah-langkah pemantauan ini membantu memastikan kelancaran pelaksanaan proyek sekaligus memberikan referensi teknis dan metodologi yang berharga untuk proyek-proyek serupa di masa mendatang.
Operasi Lepas Pantai
Peralatan Pemantauan Bawah Air yang Dikembangkan Secara Independen
(5) Penilaian Efektivitas Remediasi
Penilaian efektivitas remediasi mencakup satu survei dasar sebelum penyebaran agen mikroba dan dua survei pemantauan lanjutan setelah penyebaran.
Parameter pemantauan utama meliputi indikator kualitas air konvensional (DO, fosfat, fosfor total, nitrogen anorganik, nitrogen total, dll.); konsentrasi minyak bumi di air permukaan dan sedimen; jumlah total bakteri di air formasi dan sedimen; kelimpahan relatif strain pengurai minyak bumi sebelum dan setelah remediasi; dan perubahan keanekaragaman dan kelimpahan komunitas mikroba sebelum dan setelah remediasi.
Setelah remediasi, konsentrasi minyak bumi menurun dari nilai dasar 1.260 × 10⁻⁶ menjadi 210 × 10⁻⁶ pada survei tindak lanjut pertama yang dilakukan 70 hari setelah penempatan. Pada survei tindak lanjut kedua, yang dilakukan 210 hari setelah penempatan, konsentrasi minyak bumi menurun lebih lanjut menjadi 155 × 10⁻⁶. Di stasiun pemantauan dekat anjungan tumpahan minyak, rata-rata tingkat degradasi minyak bumi adalah 56,34% setelah 70 hari dan 70,14% setelah 210 hari.
Struktur komunitas organisme makrobentik dan meiobentik tidak menunjukkan perbedaan substansial sebelum dan setelah remediasi. Setelah remediasi, biomassa, keanekaragaman, dan kelimpahan bentik sedikit meningkat, dan komunitas biologis di stasiun yang telah diremediasi menunjukkan kemiripan yang lebih besar dengan komunitas di wilayah laut yang tidak terkontaminasi.
Implementasi proyek ini membantu mengatasi kontaminasi minyak bumi pada sedimen di wilayah laut tengah [Lokasi]. Proyek ini juga mengatasi berbagai tantangan yang terkait dengan penerjemahan temuan penelitian ilmiah dan teknologi ke dalam aplikasi teknik praktis. Selain itu, pendekatan baru dieksplorasi dalam desain dan penerapan peralatan simulasi laboratorium untuk operasi lepas pantai.
Untuk mendukung penyebaran agen mikroba di air laut dan pemantauan lanjutan, peralatan pemantauan permukaan dan bawah air yang dikembangkan secara independen dirancang dan dikerahkan. Selama operasi lepas pantai, tim proyek juga menyelidiki keterbatasan yang ada pada peralatan pemantauan dan mengeksplorasi solusi yang layak untuk mengatasinya.
Setelah pelaksanaan proyek, konsentrasi minyak bumi dalam sedimen di seluruh area yang ditentukan menurun secara signifikan, disertai dengan pemulihan ekologis. Proyek ini merupakan demonstrasi keberhasilan restorasi ekologi laut, yang memberikan manfaat sosial dan ekologis yang substansial.
Waktu posting: 12 Oktober 2026