Область примененияЗагрязнение морских отложений нефтью
Описание продукта:Микробиологический агент разработан с использованием консорциума местных бактериальных штаммов, выделенных из районов Тихого океана, пострадавших от разливов нефти. Микроорганизмы адсорбируются на носителе и инкапсулируются в пленкообразующий агент для получения микробиологического препарата. Все штаммы прошли оценку биобезопасности. Микробиологический агент успешно применен для очистки от нефтяного загрязнения донных отложений на морском участке, пострадавшем от разлива нефти.
Пример применения: Демонстрационный проект по микробной очистке отложений в общественных водоемах непосредственно на месте.
В рамках демонстрационного проекта по очистке донных отложений на месте разлива нефти было проведено исследование на территории площадью приблизительно 670 000 км² морских вод, пострадавших от нефтяного разлива. Было использовано более 360 метрических тонн микробиологического агента, после чего был проведен мониторинг. Концентрации углеводородов нефти на станциях мониторинга, расположенных вокруг платформы, где произошел разлив нефти, значительно снизились, а скорость разложения достигла 90%.
(1) Зона рекультивации
Зона очистки донных отложений расположена в центральной морской акватории на глубине приблизительно 28 м. Скорость придонных течений составляет около 2 узлов. Донные отложения состоят преимущественно из глинистого ила. Вблизи зоны очистки расположены морские платформы и подводные трубопроводы.
(2) Разработка безопасных и высокоэффективных микробных агентов, разлагающих нефть.
При разработке микробных агентов приоритет отдается местным штаммам микроорганизмов с низким уровнем экологического риска. Местные штаммы, выделенные и отобранные из отложений в морских районах, пострадавших от разливов нефти, могут эффективно предотвратить проникновение чужеродных штаммов и минимизировать изменения экологической структуры и функций зоны рекультивации.
В лабораторных условиях были отобраны штаммы, обеспечивающие эффективность разложения нефти более 80% в течение 7 дней. К ним относятся Bacillus subtilis (идентификатор штамма: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (идентификатор штамма: Ba), Bacillus safensis (идентификатор штамма: Bb), Bacillus cereus (идентификатор штамма: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (идентификатор штамма: T32), Pseudomonas putida (идентификатор штамма: SP1), Acinetobacter sp. (идентификаторы штаммов: HC8-3 и LKG-A), Oceanimonas baumannii (идентификатор штамма: N6) и Bacillus pumilus (идентификатор штамма: BPL-1), а также другие.
С учетом синергетического взаимодействия между микробными сообществами были оценены различные комбинации штаммов для выявления комбинации с наибольшей эффективностью разложения нефти. Затем были проведены лабораторные и пилотные испытания для определения эффективности разложения нефти выбранным микробным консорциумом. Также была оценена безопасность штаммов, включая тесты на острую токсичность на мышах и тесты на острую токсичность на морских организмах.
(3) Ферментация микробных культур и обработка микробных агентов
Было проведено исследование процесса микробной ферментации, включая состав культуральной среды, pH, температуру ферментации, аэрацию и перемешивание в ферментере, концентрацию и состояние культуры во время переливания между ферментационными емкостями, продолжительность ферментации, а также определение ключевых стадий ферментации. Для микробной культуры был проведен трехстадийный процесс ферментации.
В зоне очистки, охватываемой этим проектом, средняя глубина воды составляет приблизительно 25–30 м. Если бы микробная культура доставлялась непосредственно на морское дно, лишь небольшая часть микроорганизмов, участвующих в очистке, достигла бы донных отложений. Для обеспечения попадания большого количества высокоэффективных нефтеразлагающих штаммов в донные отложения ферментированная микробная культура должна пройти дальнейшую обработку.
К методам обработки относятся адсорбция на носителе, агрегация и инкапсуляция. Эти методы позволяют эффективно уменьшить рассеивание и потери микробных агентов во время развертывания, а также минимизировать воздействие введенных микробных штаммов на незагрязненные морские районы.
(4) Развертывание микробных агентов
Высокая стоимость морских операций и ограниченная допустимая погрешность создают серьезные проблемы для исследований, применения и разработки технологий по ликвидации последствий разливов нефти в море.
Перед применением микробных агентов необходимо провести комплексные имитационные испытания, включая численное моделирование и моделирование в лабораторных условиях. На основе результатов моделирования можно определить оптимальный размер упаковки и площадь покрытия, что позволит максимально повысить безопасность и осуществимость морских операций.
Для обеспечения эффективного применения микробиологических агентов и успешной очистки нефтяных загрязнений весь процесс, включая операции по применению, количество используемых микробиологических агентов и эффективность очистки, может контролироваться различными методами, такими как дистанционное зондирование с воздуха, видеонаблюдение на поверхности и подводный мониторинг. Эти меры мониторинга помогают обеспечить бесперебойную реализацию проекта, а также предоставляют ценные технические данные и методологии для будущих проектов аналогичного характера.
Оффшорные операции
Независимо разработанное оборудование для подводного мониторинга
(5) Оценка эффективности мер по устранению загрязнения
Оценка эффективности мероприятий по очистке включала одно базовое обследование до применения микробиологических агентов и два последующих мониторинговых обследования после их применения.
Основные параметры мониторинга включали традиционные показатели качества воды (растворенный кислород, фосфаты, общий фосфор, неорганический азот, общий азот и др.); концентрацию нефтепродуктов в поверхностных водах и отложениях; общее количество бактерий в пластовых водах и отложениях; относительную численность нефтеразлагающих штаммов до и после ремедиации; а также изменения разнообразия и численности микробного сообщества до и после ремедиации.
После проведения работ по очистке концентрация нефти снизилась с исходного значения 1260 × 10⁻⁶ до 210 × 10⁻⁶ в первом контрольном обследовании, проведенном через 70 дней после начала работ. Во втором контрольном обследовании, проведенном через 210 дней после начала работ, концентрация нефти снизилась еще больше, до 155 × 10⁻⁶. На станциях мониторинга вблизи платформы, где произошел разлив нефти, средняя скорость разложения нефти составила 56,34% через 70 дней и 70,14% через 210 дней.
Структура сообществ макробентосных и мейобентосных организмов не показала существенных различий до и после ремедиации. После ремедиации биомасса, разнообразие и численность бентосных организмов незначительно увеличились, а биологические сообщества на ремедиированных участках стали больше походить на сообщества в незагрязненных морских районах.
Реализация этого проекта помогла решить проблему загрязнения нефтяными отложениями в центральном морском районе [Местоположение]. Также были решены различные проблемы, связанные с переводом результатов научных исследований и технологий в практические инженерные приложения. Кроме того, были изучены новые подходы к проектированию и применению лабораторного оборудования для моделирования морских операций.
Для поддержки развертывания микробных агентов в морской воде и последующего мониторинга было разработано и установлено независимое наземное и подводное мониторинговое оборудование. В ходе морских операций проектная группа также исследовала существующие ограничения мониторингового оборудования и изучала возможные решения для их устранения.
После реализации проекта концентрация нефти в отложениях на обозначенной территории значительно снизилась, что сопровождалось определенным восстановлением экологии. Проект представляет собой успешную демонстрацию восстановления морской экологии, обеспечивающую существенные социальные и экологические выгоды.
Дата публикации: 12 октября 2026 г.