Âmbito de aplicaçãoContaminação por petróleo em sedimentos marinhos
Descrição do produto:O agente microbiano é formulado utilizando um consórcio de cepas bacterianas nativas isoladas de áreas afetadas por derramamento de petróleo no Oceano Pacífico. Os microrganismos são adsorvidos em um suporte e encapsulados com um agente formador de filme para produzir a preparação microbiana. Todas as cepas foram submetidas a avaliações de biossegurança. O agente microbiano foi aplicado com sucesso na remediação da contaminação por petróleo em sedimentos em um local marinho afetado por derramamento de petróleo.
Caso de aplicação: Projeto de Demonstração para Remediação Microbiana In Situ de Sedimentos em Águas Públicas
Um projeto de demonstração de remediação de sedimentos in situ foi conduzido em aproximadamente 670.000 km² de águas marinhas afetadas por um derramamento de petróleo. Mais de 360 toneladas métricas de agente microbiano foram utilizadas, seguidas de monitoramento pós-remediação. As concentrações de hidrocarbonetos de petróleo nas estações de monitoramento ao redor da plataforma de contenção do derramamento diminuíram significativamente, com taxas de degradação atingindo até 90%.
(1) Área de Remediação
A área de remediação de sedimentos está localizada na região marinha central, a uma profundidade de aproximadamente 28 m. A velocidade das correntes próximas ao fundo é de cerca de 2 nós. Os sedimentos do fundo do mar são compostos principalmente de silte argiloso. Plataformas offshore e dutos submarinos estão localizados nas proximidades da área de remediação.
(2) Desenvolvimento de agentes microbianos seguros e altamente eficientes para a degradação de petróleo
O desenvolvimento de agentes microbianos prioriza cepas microbianas autóctones com baixo risco ambiental. Cepas autóctones isoladas e selecionadas a partir de sedimentos em áreas marinhas afetadas por derramamento de petróleo podem prevenir eficazmente a invasão de cepas não nativas e minimizar as alterações na estrutura e funções ecológicas da área de remediação.
Em testes de laboratório, foram selecionadas cepas que alcançaram eficiências de degradação de petróleo superiores a 80% em 7 dias. Estas incluíram 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. (IDs das cepas: HC8-3 e LKG-A), Oceanimonas baumannii (ID da cepa: N6) e Bacillus pumilus (ID da cepa: BPL-1), entre outras.
Considerando plenamente as interações sinérgicas entre as comunidades microbianas, diferentes combinações de cepas foram avaliadas para identificar a combinação com a maior eficiência na degradação de petróleo. Testes em escala laboratorial e piloto foram então conduzidos para determinar o desempenho da degradação de petróleo do consórcio microbiano selecionado. A segurança das cepas também foi avaliada, incluindo testes de toxicidade aguda em camundongos e em organismos marinhos.
(3) Fermentação de Cultura Microbiana e Processamento de Agentes Microbianos
O processo de fermentação microbiana foi investigado, incluindo a composição do meio de cultura, o pH, a temperatura de fermentação, a aeração e a agitação no fermentador, a concentração e as condições da cultura durante a transferência entre tanques de fermentação, a duração da fermentação e a determinação das principais etapas da fermentação. Um processo de fermentação em três etapas foi realizado para a cultura microbiana.
Na área de remediação abrangida por este projeto, a profundidade média da água é de aproximadamente 25 a 30 metros. Se a cultura microbiana fosse depositada diretamente no fundo do mar, apenas uma pequena proporção dos microrganismos de remediação atingiria os sedimentos. Para garantir que grandes quantidades de cepas altamente eficientes na degradação de petróleo cheguem aos sedimentos do fundo do mar, a cultura microbiana fermentada deve passar por processamento adicional.
Os métodos de processamento incluem adsorção em suporte, agregação e encapsulamento. Essas técnicas podem reduzir efetivamente a dispersão e a perda de agentes microbianos durante a implantação, minimizando também o impacto das cepas microbianas introduzidas em áreas marinhas não contaminadas.
(4) Implantação de Agentes Microbianos
O elevado custo das operações em alto mar e a limitada margem de erro representam desafios significativos para a pesquisa, aplicação e desenvolvimento de tecnologias de remediação da poluição marinha causada por derrames de petróleo.
Antes de implantar os agentes microbianos, devem ser realizados testes abrangentes de simulação de implantação, incluindo simulações numéricas e simulações de implantação em escala laboratorial. Com base nos resultados da simulação, é possível determinar o tamanho adequado da embalagem e a área de cobertura de implantação, maximizando assim a segurança e a viabilidade das operações em alto-mar.
Para garantir a aplicação eficaz de agentes microbianos e o sucesso da remediação de petróleo, todo o processo — incluindo as operações de aplicação, a quantidade de agentes microbianos utilizados e o desempenho da remediação — pode ser monitorado por meio de múltiplos métodos, como sensoriamento remoto aéreo, videovigilância de superfície e monitoramento subaquático. Essas medidas de monitoramento ajudam a assegurar a execução tranquila do projeto, além de fornecerem referências técnicas e metodologias valiosas para futuros projetos de natureza semelhante.
Operações offshore
Equipamentos de monitoramento subaquático desenvolvidos de forma independente
(5) Avaliação da eficácia da remediação
A avaliação da eficácia da remediação incluiu um levantamento inicial antes da aplicação do agente microbiano e dois levantamentos de acompanhamento após a aplicação.
Os principais parâmetros de monitoramento incluíram indicadores convencionais de qualidade da água (OD, fosfato, fósforo total, nitrogênio inorgânico, nitrogênio total, etc.); concentrações de petróleo em águas superficiais e sedimentos; contagem total de bactérias em água de formação e sedimentos; abundância relativa de cepas degradadoras de petróleo antes e depois da remediação; e alterações na diversidade e abundância da comunidade microbiana antes e depois da remediação.
Após a remediação, a concentração de petróleo diminuiu de um valor inicial de 1.260 × 10⁻⁶ para 210 × 10⁻⁶ na primeira avaliação de acompanhamento realizada 70 dias após a implantação. Na segunda avaliação de acompanhamento, realizada 210 dias após a implantação, a concentração de petróleo diminuiu ainda mais para 155 × 10⁻⁶. Nas estações de monitoramento próximas à plataforma de contenção do derramamento de óleo, a taxa média de degradação do petróleo foi de 56,34% após 70 dias e de 70,14% após 210 dias.
A estrutura da comunidade de organismos macrobentônicos e meiobentônicos não apresentou diferenças substanciais antes e depois da remediação. Após a remediação, a biomassa, a diversidade e a abundância bentônicas aumentaram ligeiramente, e as comunidades biológicas nas estações remediadas mostraram maior similaridade com aquelas em áreas marinhas não contaminadas.
A implementação deste projeto ajudou a solucionar a contaminação por petróleo em sedimentos na região marinha central de [Local]. Também abordou diversos desafios relacionados à tradução de descobertas e tecnologias de pesquisa científica em aplicações práticas de engenharia. Além disso, novas abordagens foram exploradas no projeto e aplicação de equipamentos de simulação laboratorial para operações offshore.
Para apoiar a implantação de agentes microbianos em água do mar e o subsequente monitoramento de acompanhamento, equipamentos de monitoramento de superfície e subaquáticos, desenvolvidos de forma independente, foram projetados e implantados. Durante as operações em alto-mar, a equipe do projeto também investigou as limitações existentes nos equipamentos de monitoramento e explorou soluções viáveis para superá-las.
Após a implementação do projeto, as concentrações de petróleo nos sedimentos em toda a área designada diminuíram significativamente, acompanhadas por um certo grau de recuperação ecológica. O projeto representa uma demonstração bem-sucedida de restauração ecológica marinha, proporcionando benefícios sociais e ecológicos substanciais.
Data da publicação: 12/10/2026