Toepassingsgebied: Petroleumverontreiniging in mariene sedimenten
Productbeschrijving:Het microbiële middel is samengesteld met behulp van een consortium van inheemse bacteriestammen die zijn geïsoleerd uit door olievervuiling getroffen gebieden in de Stille Oceaan. De micro-organismen worden geadsorbeerd op een drager en ingekapseld met een filmvormend middel om het microbiële preparaat te produceren. Alle stammen zijn onderworpen aan bioveiligheidsbeoordelingen. Het microbiële middel is met succes toegepast voor de sanering van petroleumverontreiniging in sedimenten op een door olievervuiling getroffen locatie in de zee.
Toepassingsvoorbeeld: Demonstratieproject voor in-situ microbiële sanering van sedimenten in openbare wateren
Een demonstratieproject voor in-situ sedimentsanering werd uitgevoerd in een gebied van ongeveer 670.000 km² zeewater dat was getroffen door een olielek. Meer dan 360 ton microbieel middel werd ingezet, gevolgd door monitoring na de sanering. De concentraties koolwaterstoffen op meetstations rondom het olieplatform namen significant af, met afbraakpercentages tot wel 90%.
(1) Saneringsgebied
Het gebied voor sedimentsanering bevindt zich in het centrale deel van de zee, op een waterdiepte van ongeveer 28 meter. De stroomsnelheid nabij de bodem bedraagt circa 2 knopen. De sedimenten op de zeebodem bestaan voornamelijk uit kleiachtig slib. In de nabijheid van het saneringsgebied bevinden zich offshore platforms en onderzeese pijpleidingen.
(2) Ontwikkeling van veilige en zeer efficiënte microbiële middelen voor de afbraak van aardolie
Bij de ontwikkeling van microbiële middelen wordt prioriteit gegeven aan inheemse microbiële stammen met een laag milieurisico. Inheemse stammen die geïsoleerd en geselecteerd zijn uit sedimenten in door olievervuiling getroffen mariene gebieden kunnen de invasie van niet-inheemse stammen effectief voorkomen en veranderingen in de ecologische structuur en functies van het saneringsgebied minimaliseren.
In laboratoriumtests werden stammen geselecteerd die binnen 7 dagen een petroleumafbraakefficiëntie van meer dan 80% bereikten. Hieronder vielen onder andere Bacillus subtilis (stam-ID: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (stam-ID: Ba), Bacillus safensis (stam-ID: Bb), Bacillus cereus (stam-ID: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (stam-ID: T32), Pseudomonas putida (stam-ID: SP1), Acinetobacter sp. (stam-ID's: HC8-3 en LKG-A), Oceanimonas baumannii (stam-ID: N6) en Bacillus pumilus (stam-ID: BPL-1).
Rekening houdend met de synergetische interacties tussen microbiële gemeenschappen, werden verschillende combinaties van stammen geëvalueerd om de combinatie met de hoogste efficiëntie in de afbraak van aardolie te identificeren. Vervolgens werden laboratorium- en pilotschaalproeven uitgevoerd om de prestaties van het geselecteerde microbiële consortium bij de afbraak van aardolie te bepalen. De veiligheid van de stammen werd ook beoordeeld, onder andere door middel van acute toxiciteitstesten bij muizen en acute toxiciteitstesten bij mariene organismen.
(3) Microbiële cultuurfermentatie en verwerking van microbiële agentia
Het microbiële fermentatieproces werd onderzocht, inclusief de samenstelling van het kweekmedium, de pH-waarde, de fermentatietemperatuur, de beluchting en het roeren in de fermentor, de concentratie en de conditie van de cultuur tijdens de overdracht tussen fermentatietanks, de fermentatieduur en de bepaling van de belangrijkste fermentatiestadia. Er werd een drietrapsfermentatieproces uitgevoerd voor de microbiële cultuur.
In het saneringsgebied dat door dit project wordt bestreken, bedraagt de gemiddelde waterdiepte ongeveer 25-30 meter. Als de microbiële cultuur rechtstreeks op de zeebodem zou worden gebracht, zou slechts een klein deel van de saneringsmicro-organismen de sedimenten bereiken. Om ervoor te zorgen dat grote hoeveelheden zeer efficiënte petroleumafbrekende stammen de sedimenten op de zeebodem bereiken, moet de gefermenteerde microbiële cultuur verder worden verwerkt.
De verwerkingsmethoden omvatten adsorptie aan dragers, aggregatie en inkapseling. Deze technieken kunnen de verspreiding en het verlies van microbiële agentia tijdens de inzet effectief verminderen en tegelijkertijd de impact van de geïntroduceerde microbiële stammen op niet-verontreinigde mariene gebieden minimaliseren.
(4) Inzet van microbiële agenten
De hoge kosten van offshore-activiteiten en de beperkte foutmarge vormen aanzienlijke uitdagingen voor het onderzoek naar, de toepassing van en de ontwikkeling van technologieën voor het saneren van olieverontreiniging op zee.
Voordat de microbiële middelen worden ingezet, moeten uitgebreide simulatietests worden uitgevoerd, waaronder numerieke simulaties en simulaties op laboratoriumschaal. Op basis van de simulatieresultaten kunnen de juiste verpakkingsgrootte en het dekkingsgebied worden bepaald, waardoor de veiligheid en haalbaarheid van offshore-activiteiten worden gemaximaliseerd.
Om een effectieve inzet van microbiële middelen en een succesvolle sanering van aardolie te garanderen, kan het gehele proces – inclusief de inzet, de hoeveelheid toegepaste microbiële middelen en de saneringsresultaten – worden gemonitord met behulp van diverse methoden, zoals luchtfotografie, videobewaking vanaf het oppervlak en onderwatermonitoring. Deze monitoringmaatregelen dragen bij aan een soepele uitvoering van het project en bieden waardevolle technische referenties en methodologieën voor toekomstige projecten van vergelijkbare aard.
Offshore-activiteiten
Onafhankelijk ontwikkelde onderwaterbewakingsapparatuur
(5) Beoordeling van de effectiviteit van de sanering
De beoordeling van de effectiviteit van de sanering omvatte een nulmeting vóór de inzet van het microbiële middel en twee vervolgmetingen na de inzet.
De belangrijkste monitoringparameters omvatten conventionele waterkwaliteitsindicatoren (opgeloste zuurstof, fosfaat, totaal fosfor, anorganische stikstof, totaal stikstof, enz.); petroleumconcentraties in oppervlaktewater en sedimenten; totale bacterieaantallen in formatiewater en sedimenten; de relatieve abundantie van petroleumafbrekende stammen vóór en na sanering; en veranderingen in de diversiteit en abundantie van de microbiële gemeenschap vóór en na sanering.
Na de sanering daalde de petroleumconcentratie van een basiswaarde van 1260 × 10⁻⁶ naar 210 × 10⁻⁶ in de eerste vervolgmeting, uitgevoerd 70 dagen na de inzet van de meetapparatuur. In de tweede vervolgmeting, uitgevoerd 210 dagen na de inzet van de meetapparatuur, daalde de petroleumconcentratie verder naar 155 × 10⁻⁶. Bij meetstations in de buurt van het olieplatform bedroeg de gemiddelde afbraaksnelheid van de petroleum 56,34% na 70 dagen en 70,14% na 210 dagen.
De gemeenschapsstructuur van macrobenthische en meiobenthische organismen vertoonde geen substantiële verschillen vóór en na de sanering. Na de sanering namen de benthische biomassa, diversiteit en abundantie licht toe, en de biologische gemeenschappen op de gesaneerde locaties vertoonden een grotere gelijkenis met die in niet-verontreinigde mariene gebieden.
De uitvoering van dit project heeft bijgedragen aan de aanpak van aardolieverontreiniging in sedimenten in het centrale zeegebied van [Locatie]. Het project heeft tevens diverse uitdagingen aangepakt die gepaard gaan met de vertaling van wetenschappelijke onderzoeksresultaten en technologieën naar praktische technische toepassingen. Daarnaast werden nieuwe benaderingen onderzocht voor het ontwerp en de toepassing van laboratoriumsimulatieapparatuur voor offshore-activiteiten.
Om de inzet van microbiële agentia in zeewater en de daaropvolgende monitoring te ondersteunen, werd onafhankelijk ontwikkelde monitoringapparatuur voor boven- en onder water ontworpen en ingezet. Tijdens de offshore-werkzaamheden onderzocht het projectteam ook de bestaande beperkingen van de monitoringapparatuur en verkende het mogelijke oplossingen om deze aan te pakken.
Na de uitvoering van het project daalden de petroleumconcentraties in de sedimenten in het aangewezen gebied aanzienlijk, gepaard gaande met een zekere mate van ecologisch herstel. Het project is een succesvol voorbeeld van mariene ecologische restauratie en levert aanzienlijke sociale en ecologische voordelen op.
Geplaatst op: 12 oktober 2026