Zakres zastosowania:Zanieczyszczenie osadów morskich ropą naftową
Opis produktu:Preparat mikrobiologiczny został opracowany przy użyciu konsorcjum rodzimych szczepów bakteryjnych wyizolowanych z obszarów dotkniętych wyciekiem ropy naftowej na Oceanie Spokojnym. Mikroorganizmy są adsorbowane na nośniku i otoczone substancją błonotwórczą w celu wytworzenia preparatu mikrobiologicznego. Wszystkie szczepy zostały poddane ocenie bezpieczeństwa biologicznego. Preparat mikrobiologiczny został z powodzeniem zastosowany do remediacji zanieczyszczeń ropą naftową w osadach morskich dotkniętych wyciekiem ropy naftowej.
Przypadek zastosowania: Projekt demonstracyjny mikrobiologicznej remediacji osadów in situ w wodach publicznych
Przeprowadzono demonstracyjny projekt remediacji osadów in situ na obszarze około 670 000 km² wód morskich dotkniętych wyciekiem ropy. Zastosowano ponad 360 ton środka mikrobiologicznego, a następnie przeprowadzono monitoring poremediacyjny. Stężenia węglowodorów ropopochodnych na stacjach monitorujących otaczających platformę do usuwania wycieków ropy znacznie spadły, a stopień degradacji sięgnął nawet 90%.
(1) Obszar remediacji
Obszar remediacji osadów znajduje się w centralnej części morza, na głębokości około 28 m. Prędkość prądów przydennych wynosi około 2 węzłów. Osady dna morskiego składają się głównie z mułu ilastego. W pobliżu obszaru remediacji znajdują się platformy wiertnicze i rurociągi podmorskie.
(2) Opracowanie bezpiecznych i wysoce skutecznych środków mikrobiologicznych degradujących ropę naftową
W opracowywaniu środków mikrobiologicznych priorytetowo traktowane są rodzime szczepy mikroorganizmów o niskim ryzyku środowiskowym. Rodzime szczepy wyizolowane i przebadane z osadów w obszarach morskich dotkniętych wyciekiem ropy mogą skutecznie zapobiegać inwazji szczepów obcych i minimalizować zmiany w strukturze ekologicznej i funkcjach obszaru remediacji.
W testach laboratoryjnych wybrano szczepy osiągające wydajność degradacji ropy naftowej przekraczającą 80% w ciągu 7 dni. Należały do nich m.in.: Bacillus subtilis (ID szczepu: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (ID szczepu: Ba), Bacillus safensis (ID szczepu: Bb), Bacillus cereus (ID szczepu: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (ID szczepu: T32), Pseudomonas putida (ID szczepu: SP1), Acinetobacter sp. (ID szczepu: HC8-3 i LKG-A), Oceanimonas baumannii (ID szczepu: N6) oraz Bacillus pumilus (ID szczepu: BPL-1).
Biorąc pod uwagę synergistyczne interakcje między społecznościami mikroorganizmów, oceniono różne kombinacje szczepów, aby zidentyfikować kombinację o najwyższej wydajności degradacji ropy naftowej. Następnie przeprowadzono testy w skali laboratoryjnej i pilotażowej, aby określić wydajność degradacji ropy naftowej przez wybrane konsorcjum mikroorganizmów. Oceniono również bezpieczeństwo szczepów, w tym testy toksyczności ostrej na myszach oraz testy toksyczności ostrej na organizmach morskich.
(3) Fermentacja kultur mikrobiologicznych i przetwarzanie czynników mikrobiologicznych
Zbadano proces fermentacji mikrobiologicznej, w tym skład pożywki, pH, temperaturę fermentacji, napowietrzanie i mieszanie w fermentorze, stężenie i stan kultury podczas przenoszenia między zbiornikami fermentacyjnymi, czas trwania fermentacji oraz określenie kluczowych etapów fermentacji. Przeprowadzono trzyetapowy proces fermentacji dla hodowli mikrobiologicznej.
Na obszarze remediacji objętym tym projektem średnia głębokość wody wynosi około 25–30 m. Gdyby hodowla mikroorganizmów została dostarczona bezpośrednio na dno morskie, tylko niewielka część mikroorganizmów remediacyjnych dotarłaby do osadów. Aby zapewnić dotarcie do osadów dennych dużej ilości wysoce wydajnych szczepów degradujących ropę naftową, sfermentowana hodowla mikroorganizmów musi zostać poddana dalszej obróbce.
Metody przetwarzania obejmują adsorpcję nośników, agregację i enkapsulację. Techniki te mogą skutecznie ograniczyć dyspersję i utratę czynników mikrobiologicznych podczas rozmieszczania, a jednocześnie zminimalizować wpływ wprowadzonych szczepów mikroorganizmów na niezanieczyszczone obszary morskie.
(4) Wdrażanie środków mikrobiologicznych
Wysokie koszty operacji na morzu i ograniczony margines błędu stanowią poważne wyzwanie dla badań, zastosowań i rozwoju technologii usuwania zanieczyszczeń spowodowanych wyciekami ropy do morza.
Przed wdrożeniem środków mikrobiologicznych konieczne jest przeprowadzenie kompleksowych testów symulacyjnych, obejmujących symulacje numeryczne i symulacje wdrożenia w skali laboratoryjnej. Na podstawie wyników symulacji można określić odpowiedni rozmiar opakowania i obszar wdrożenia, maksymalizując w ten sposób bezpieczeństwo i wykonalność operacji na morzu.
Aby zapewnić skuteczne wdrożenie środków mikrobiologicznych i skuteczną remediację skażeń ropopochodnych, cały proces – w tym operacje wdrożenia, ilość zastosowanych środków mikrobiologicznych i skuteczność remediacji – można monitorować za pomocą wielu metod, takich jak teledetekcja lotnicza, monitoring wideo z poziomu powierzchni i monitoring podwodny. Te środki monitorowania pomagają zapewnić sprawną realizację projektu, dostarczając jednocześnie cennych informacji technicznych i metodologii dla przyszłych projektów o podobnym charakterze.
Operacje na morzu
Niezależnie opracowany sprzęt do monitorowania podwodnego
(5) Ocena skuteczności działań naprawczych
Ocena skuteczności działań naprawczych obejmowała jedno badanie wstępne przed zastosowaniem środka mikrobiologicznego oraz dwa badania monitorujące po zastosowaniu.
Główne parametry monitorowania obejmowały konwencjonalne wskaźniki jakości wody (rozpuszczonego tlenu, fosforanów, fosforu całkowitego, azotu nieorganicznego, azotu całkowitego itp.); stężenia ropy naftowej w wodzie powierzchniowej i osadach; całkowitą liczbę bakterii w wodzie złożowej i osadach; względną liczebność szczepów degradujących ropę naftową przed i po remediacji; a także zmiany w różnorodności i liczebności społeczności mikroorganizmów przed i po remediacji.
Po remediacji, stężenie ropy naftowej spadło z wartości wyjściowej 1260 × 10⁻⁶ do 210 × 10⁻⁶ w pierwszym badaniu kontrolnym przeprowadzonym 70 dni po rozmieszczeniu. W drugim badaniu kontrolnym, przeprowadzonym 210 dni po rozmieszczeniu, stężenie ropy naftowej spadło jeszcze bardziej do 155 × 10⁻⁶. Na stacjach monitorujących w pobliżu platformy do usuwania wycieków ropy, średni wskaźnik degradacji ropy naftowej wyniósł 56,34% po 70 dniach i 70,14% po 210 dniach.
Struktura zbiorowisk organizmów makrobentosowych i meiobentosowych nie wykazywała istotnych różnic przed i po remediacji. Po remediacji biomasa, różnorodność i liczebność bentosu nieznacznie wzrosły, a zbiorowiska biologiczne na stacjach remediowanych wykazywały większe podobieństwo do tych z niezanieczyszczonych obszarów morskich.
Wdrożenie tego projektu pomogło rozwiązać problem zanieczyszczenia osadów ropą naftową w centralnym regionie morskim [Lokalizacja]. Projekt ten sprostał również różnorodnym wyzwaniom związanym z przełożeniem wyników badań naukowych i technologii na praktyczne zastosowania inżynieryjne. Ponadto, zbadano nowe podejścia w projektowaniu i stosowaniu laboratoryjnego sprzętu symulacyjnego w operacjach morskich.
Aby wspomóc rozmieszczenie środków mikrobiologicznych w wodzie morskiej i późniejszy monitoring, zaprojektowano i wdrożono niezależnie opracowany sprzęt do monitoringu powierzchniowego i podwodnego. Podczas operacji na morzu zespół projektowy zbadał również istniejące ograniczenia sprzętu monitorującego i poszukiwał możliwych rozwiązań, aby je wyeliminować.
Po wdrożeniu projektu, stężenie ropy naftowej w osadach na wyznaczonym obszarze znacząco spadło, czemu towarzyszyła pewna poprawa stanu środowiska. Projekt stanowi udaną demonstrację odnowy ekosystemu morskiego, przynosząc znaczące korzyści społeczne i ekologiczne.
Czas publikacji: 12 października 2026 r.