Področje uporabeOnesnaženje morskih sedimentov z nafto
Opis izdelka:Mikrobno sredstvo je formulirano z uporabo konzorcija avtohtonih bakterijskih sevov, izoliranih z območij Tihega oceana, ki jih je prizadela razlitje nafte. Mikroorganizmi so adsorbirani na nosilec in enkapsulirani s filmotvornim sredstvom, da se dobi mikrobni pripravek. Vsi sevi so bili podvrženi ocenam biološke varnosti. Mikrobno sredstvo je bilo uspešno uporabljeno za sanacijo onesnaženja z nafto v sedimentih na morskem območju, ki ga je prizadela razlitje nafte.
Primer uporabe: Demonstracijski projekt za in situ mikrobno sanacijo usedlin v javnih vodah
Na približno 670.000 km² morskih voda, ki jih je prizadelo razlitje nafte, je bil izveden demonstracijski projekt sanacije sedimentov na terenu. Uporabljenih je bilo več kot 360 ton mikrobnega sredstva, nato pa je sledil monitoring po sanaciji. Koncentracije naftnih ogljikovodikov na merilnih postajah ob ploščadi za razlitje nafte so se znatno zmanjšale, stopnje razgradnje pa so dosegle do 90 %.
(1) Območje sanacij
Območje sanacije sedimentov se nahaja v osrednjem morskem območju, na globini približno 28 m. Hitrosti tokov blizu dna so okoli 2 vozla. Sedimenti na morskem dnu so sestavljeni predvsem iz glinastega mulja. V bližini območja sanacije se nahajajo platforme za odvoz na morje in podmorski cevovodi.
(2) Razvoj varnih in visoko učinkovitih mikrobnih sredstev za razgradnjo nafte
Razvoj mikrobnih sredstev daje prednost avtohtonim mikrobnim sevom z nizkim tveganjem za okolje. Avtohtoni sevi, izolirani in presejani iz sedimentov na morskih območjih, prizadetih zaradi razlitja nafte, lahko učinkovito preprečijo vdor tujerodnih sevov in zmanjšajo spremembe ekološke strukture in funkcij območja sanacije.
V laboratorijskih testih so bili izbrani sevi, ki so v 7 dneh dosegli učinkovitost razgradnje nafte nad 80 %. Med njimi so bili Bacillus subtilis (ID seva: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (ID seva: Ba), Bacillus safensis (ID seva: Bb), Bacillus cereus (ID seva: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (ID seva: T32), Pseudomonas putida (ID seva: SP1), Acinetobacter sp. (ID seva: HC8-3 in LKG-A), Oceanimonas baumannii (ID seva: N6) in Bacillus pumilus (ID seva: BPL-1).
Ob popolnem upoštevanju sinergijskih interakcij med mikrobnimi združbami so bile ocenjene različne kombinacije sevov, da bi ugotovili kombinacijo z najvišjo učinkovitostjo razgradnje nafte. Nato so bili izvedeni laboratorijski in pilotni testi za določitev učinkovitosti razgradnje nafte izbranega mikrobnega konzorcija. Ocenjena je bila tudi varnost sevov, vključno s testi akutne toksičnosti na miših in testi akutne toksičnosti na morskih organizmih.
(3) Fermentacija mikrobnih kultur in predelava mikrobnih snovi
Raziskali smo proces mikrobne fermentacije, vključno s sestavo gojišča, pH, temperaturo fermentacije, prezračevanjem in mešanjem v fermentorju, koncentracijo in stanjem kulture med prenosom med fermentacijskimi posodami, trajanjem fermentacije in določitvijo ključnih faz fermentacije. Za mikrobno kulturo smo izvedli tristopenjski proces fermentacije.
Na območju sanacije, ki ga zajema ta projekt, je povprečna globina vode približno 25–30 m. Če bi mikrobno kulturo dostavili neposredno na morsko dno, bi le majhen delež sanacijskih mikroorganizmov dosegel sedimente. Da bi zagotovili, da velike količine visoko učinkovitih sevov, ki razgrajujejo nafto, dosežejo sedimente na morskem dnu, je treba fermentirano mikrobno kulturo dodatno obdelati.
Metode obdelave vključujejo adsorpcijo nosilcev, agregacijo in enkapsulacijo. Te tehnike lahko učinkovito zmanjšajo razpršitev in izgubo mikrobnih snovi med uporabo, hkrati pa zmanjšajo vpliv vnesenih mikrobnih sevov na nekontaminirana morska območja.
(4) Uporaba mikrobnih sredstev
Visoki stroški operacij na morju in omejena možnost napak predstavljajo znatne izzive za raziskave, uporabo in razvoj tehnologij za sanacijo onesnaženja zaradi razlitja nafte v morju.
Pred uporabo mikrobnih sredstev je treba izvesti obsežne simulacijske teste, vključno z numeričnimi simulacijami in simulacijami uporabe v laboratorijskem merilu. Na podlagi rezultatov simulacij je mogoče določiti ustrezno velikost embalaže in območje pokritosti uporabe, s čimer se poveča varnost in izvedljivost operacij na morju.
Za zagotovitev učinkovite uporabe mikrobnih sredstev in uspešne sanacije naftnih derivatov je mogoče celoten postopek – vključno z uporabo, količino uporabljenih mikrobnih sredstev in učinkovitostjo sanacije – spremljati z več metodami, kot so daljinsko zaznavanje iz zraka, video nadzor na površini in podvodno spremljanje. Ti ukrepi spremljanja pomagajo zagotoviti nemoteno izvajanje projekta, hkrati pa zagotavljajo dragocene tehnične reference in metodologije za prihodnje podobne projekte.
Operacije na morju
Neodvisno razvita oprema za podvodno spremljanje
(5) Ocena učinkovitosti sanacije
Ocena učinkovitosti sanacije je vključevala eno osnovno raziskavo pred uporabo mikrobnih sredstev in dve nadaljnji spremljalni raziskavi po uporabi.
Glavni parametri spremljanja so vključevali konvencionalne kazalnike kakovosti vode (raztopljeni kisik, fosfat, skupni fosfor, anorganski dušik, skupni dušik itd.); koncentracije nafte v površinski vodi in sedimentih; skupno število bakterij v formacijski vodi in sedimentih; relativno številčnost sevov, ki razgrajujejo nafto, pred in po sanaciji; ter spremembe v raznolikosti in številčnosti mikrobne združbe pred in po sanaciji.
Po sanaciji se je koncentracija nafte v prvi nadaljnji raziskavi, izvedeni 70 dni po namestitvi, zmanjšala z izhodiščne vrednosti 1.260 × 10⁻⁶ na 210 × 10⁻⁶. V drugi nadaljnji raziskavi, izvedeni 210 dni po namestitvi, se je koncentracija nafte še zmanjšala na 155 × 10⁻⁶. Na merilnih postajah v bližini ploščadi za razlitje nafte je bila povprečna stopnja razgradnje nafte po 70 dneh 56,34 % in po 210 dneh 70,14 %.
Struktura združb makrobentoških in mejobentoških organizmov pred in po sanaciji ni pokazala bistvenih razlik. Po sanaciji so se bentoška biomasa, raznolikost in številčnost nekoliko povečale, biološke združbe na saniranih postajah pa so pokazale večjo podobnost s tistimi na nekontaminiranih morskih območjih.
Izvedba tega projekta je pripomogla k reševanju problema onesnaženja sedimentov z nafto v osrednji morski regiji [Lokacija]. Obravnaval je tudi različne izzive, povezane s prenosom znanstvenih raziskav in tehnologij v praktične inženirske aplikacije. Poleg tega so bili raziskani novi pristopi pri načrtovanju in uporabi laboratorijske simulacijske opreme za operacije na morju.
Za podporo uvajanju mikrobnih agensov v morsko vodo in nadaljnjemu spremljanju je bila zasnovana in nameščena neodvisno razvita oprema za površinsko in podvodno spremljanje. Med operacijami na morju je projektna ekipa preučila tudi obstoječe omejitve opreme za spremljanje in raziskala izvedljive rešitve za njihovo odpravo.
Po izvedbi projekta so se koncentracije nafte v sedimentih na določenem območju znatno zmanjšale, kar je spremljala določena stopnja ekološkega okrevanja. Projekt predstavlja uspešen prikaz obnove morske ekologije, ki prinaša znatne družbene in ekološke koristi.
Čas objave: 12. oktober 2026