TillämpningsområdePetroleumföroreningar i marina sediment
Produktbeskrivning:Det mikrobiella medlet formuleras med hjälp av ett konsortium av inhemska bakteriestammar isolerade från oljeutsläppsdrabbade områden i Stilla havet. Mikroorganismerna adsorberas på en bärare och inkapslas med ett filmbildande medel för att producera det mikrobiella preparatet. Alla stammar har genomgått biosäkerhetsbedömningar. Det mikrobiella medlet har framgångsrikt använts för att sanera petroleumkontaminering i sediment på en oljeutsläppsdrabbad marin plats.
Applikationsfall: Demonstrationsprojekt för mikrobiell sanering av sediment på plats i offentliga vatten
Ett demonstrationsprojekt för sanering av sediment på plats genomfördes över cirka 670 000 km² marina vatten som drabbats av ett oljeutsläpp. Mer än 360 ton mikrobiellt agens användes, följt av övervakning efter saneringen. Koncentrationerna av petroleumkolväten vid övervakningsstationerna runt oljeutsläppsplattformen minskade avsevärt, med nedbrytningshastigheter på upp till 90 %.
(1) Saneringsområde
Sedimentsaneringsområdet ligger i den centrala marina regionen, på ett vattendjup av cirka 28 m. Strömhastigheterna nära botten är cirka 2 knop. Sedimenten på havsbotten består huvudsakligen av lerig silt. Offshoreplattformar och undervattensrörledningar finns i närheten av saneringsområdet.
(2) Utveckling av säkra och mycket effektiva petroleumnedbrytande mikrobiella agens
Utvecklingen av mikrobiella agenser prioriterar inhemska mikrobiella stammar med låg miljörisk. Inhemska stammar som isolerats och screenats från sediment i oljedrabbade marina områden kan effektivt förhindra invasion av främmande stammar och minimera förändringar av saneringsområdets ekologiska struktur och funktioner.
I laboratorietester valdes stammar ut som uppnådde en nedbrytningseffektivitet på över 80 % av petroleum inom 7 dagar. Dessa inkluderade bland annat 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: HC8-3 och LKG-A), Oceanimonas baumannii (stam-ID: N6) och Bacillus pumilus (stam-ID: BPL-1).
Med full hänsyn till de synergistiska interaktionerna mellan mikrobiella samhällen utvärderades olika kombinationer av stammar för att identifiera den kombination med högst effektivitet vad gäller nedbrytning av petroleum. Tester i laboratorieskala och pilotskala utfördes sedan för att bestämma det valda mikrobiella konsortiets nedbrytningsprestanda för petroleum. Stammarnas säkerhet bedömdes också, inklusive tester av akuta toxicitetstester på möss och tester av akuta toxicitetstester på marina organismer.
(3) Fermentering av mikrobiell kultur och bearbetning av mikrobiella agenser
Den mikrobiella fermenteringsprocessen undersöktes, inklusive odlingsmediets sammansättning, pH, fermenteringstemperatur, luftning och omrörning i fermentorn, kulturens koncentration och tillstånd under överföring mellan fermenteringstankar, fermenteringens varaktighet och bestämning av viktiga fermenteringssteg. En trestegsfermenteringsprocess genomfördes för den mikrobiella kulturen.
I det saneringsområde som omfattas av detta projekt är det genomsnittliga vattendjupet cirka 25–30 m. Om den mikrobiella kulturen levererades direkt till havsbotten skulle endast en liten andel av saneringsmikroorganismerna nå sedimenten. För att säkerställa att stora mängder av högeffektiva petroleumnedbrytande stammar når havsbottensedimenten måste den fermenterade mikrobiella kulturen genomgå ytterligare bearbetning.
Bearbetningsmetoderna inkluderar bäraradsorption, aggregering och inkapsling. Dessa tekniker kan effektivt minska spridningen och förlusten av mikrobiella agens under utplacering samtidigt som de minimerar effekterna av de introducerade mikrobiella stammarna på icke-kontaminerade marina områden.
(4) Implementering av mikrobiella agenser
De höga kostnaderna för offshore-verksamhet och den begränsade felmarginalen utgör betydande utmaningar för forskning, tillämpning och utveckling av tekniker för sanering av marina oljeutsläpp.
Innan de mikrobiella agensen sätts ut måste omfattande simuleringstester för utplacering genomföras, inklusive numeriska simuleringar och simuleringar i laboratorieskala. Baserat på simuleringsresultaten kan lämplig förpackningsstorlek och utplaceringsområde bestämmas, vilket maximerar säkerheten och genomförbarheten av offshore-verksamhet.
För att säkerställa effektiv spridning av mikrobiella agens och framgångsrik sanering av petroleum kan hela processen – inklusive spridningsoperationer, mängden applicerade mikrobiella agens och saneringens prestanda – övervakas med flera metoder, såsom fjärranalys från luften, videoövervakning på ytan och undervattensövervakning. Dessa övervakningsåtgärder bidrar till att säkerställa ett smidigt genomförande av projektet samtidigt som de ger värdefulla tekniska referenser och metoder för framtida projekt av liknande karaktär.
Offshore-verksamhet
Oberoende utvecklad undervattensövervakningsutrustning
(5) Bedömning av saneringseffektivitet
Bedömningen av saneringens effektivitet omfattade en baslinjeundersökning före utplacering av mikrobiella agens och två uppföljande övervakningsundersökningar efter utplaceringen.
De viktigaste övervakningsparametrarna inkluderade konventionella vattenkvalitetsindikatorer (DO, fosfat, totalt fosfor, oorganiskt kväve, totalt kväve, etc.); petroleumkoncentrationer i ytvatten och sediment; totalt antal bakterier i formationsvatten och sediment; den relativa förekomsten av petroleumnedbrytande stammar före och efter sanering; och förändringar i mikrobiell samhällsmångfald och förekomst före och efter sanering.
Efter saneringen minskade petroleumkoncentrationen från ett baslinjevärde på 1 260 × 10⁻⁶ till 210 × 10⁻⁶ i den första uppföljningsundersökningen som genomfördes 70 dagar efter utplaceringen. I den andra uppföljningsundersökningen, som genomfördes 210 dagar efter utplaceringen, minskade petroleumkoncentrationen ytterligare till 155 × 10⁻⁶. Vid övervakningsstationer nära oljeplattformen var den genomsnittliga nedbrytningshastigheten för petroleum 56,34 % efter 70 dagar och 70,14 % efter 210 dagar.
Samhällsstrukturen hos makrobentiska och meiobentiska organismer uppvisade inga väsentliga skillnader före och efter sanering. Efter sanering ökade den bentiska biomassan, mångfalden och förekomsten något, och de biologiska samhällena vid de sanerade stationerna uppvisade större likhet med de i oförorenade marina områden.
Genomförandet av detta projekt bidrog till att åtgärda petroleumföroreningar i sediment i den centrala marina regionen [Plats]. Det tog också itu med olika utmaningar i samband med att omsätta vetenskapliga forskningsresultat och tekniker till praktiska tekniska tillämpningar. Dessutom utforskades nya metoder för design och tillämpning av laboratoriesimuleringsutrustning för offshore-verksamhet.
För att stödja utplacering av mikrobiella agens i havsvatten och efterföljande uppföljning av övervakning, designades och driftsattes oberoende utvecklad övervakningsutrustning för yt- och undervattensbruk. Under offshore-verksamheten undersökte projektgruppen även befintliga begränsningar hos övervakningsutrustningen och utforskade genomförbara lösningar för att åtgärda dem.
Efter projektets genomförande minskade petroleumhalterna i sedimenten i det utpekade området avsevärt, vilket åtföljdes av en viss grad av ekologisk återhämtning. Projektet representerar en framgångsrik demonstration av marin ekologisk restaurering, vilket ger betydande sociala och ekologiska fördelar.
Publiceringstid: 12 oktober 2026