Phạm vi ứng dụngÔ nhiễm dầu mỏ trong trầm tích biển
Mô tả sản phẩm:Chế phẩm vi sinh được bào chế bằng cách sử dụng một tập hợp các chủng vi khuẩn bản địa được phân lập từ các khu vực bị ảnh hưởng bởi sự cố tràn dầu ở Thái Bình Dương. Các vi sinh vật được hấp phụ lên chất mang và được bao bọc bằng chất tạo màng để tạo ra chế phẩm vi sinh. Tất cả các chủng đều đã trải qua đánh giá an toàn sinh học. Chế phẩm vi sinh này đã được ứng dụng thành công để xử lý ô nhiễm dầu mỏ trong trầm tích tại một khu vực biển bị ảnh hưởng bởi sự cố tràn dầu.
Trường hợp ứng dụng: Dự án thí điểm về xử lý ô nhiễm trầm tích tại chỗ bằng vi sinh vật trong nguồn nước công cộng
Một dự án trình diễn xử lý trầm tích tại chỗ đã được tiến hành trên diện tích khoảng 670.000 km² vùng biển bị ảnh hưởng bởi sự cố tràn dầu. Hơn 360 tấn tác nhân vi sinh đã được triển khai, tiếp theo là giám sát sau xử lý. Nồng độ hydrocarbon dầu mỏ tại các trạm giám sát xung quanh giàn khoan bị tràn dầu đã giảm đáng kể, với tỷ lệ phân hủy đạt tới 90%.
(1) Khu vực khắc phục
Khu vực xử lý trầm tích nằm ở vùng biển trung tâm, ở độ sâu khoảng 28 m. Tốc độ dòng chảy gần đáy khoảng 2 hải lý/giờ. Trầm tích đáy biển chủ yếu bao gồm bùn sét. Các giàn khoan ngoài khơi và đường ống dẫn dầu dưới biển nằm gần khu vực xử lý.
(2) Phát triển các tác nhân vi sinh phân hủy dầu mỏ an toàn và hiệu quả cao
Việc phát triển các tác nhân vi sinh ưu tiên các chủng vi sinh vật bản địa có rủi ro môi trường thấp. Các chủng bản địa được phân lập và sàng lọc từ trầm tích ở các khu vực biển bị ảnh hưởng bởi sự cố tràn dầu có thể ngăn chặn hiệu quả sự xâm nhập của các chủng ngoại lai và giảm thiểu những thay đổi đối với cấu trúc và chức năng sinh thái của khu vực phục hồi.
Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, các chủng vi khuẩn đạt hiệu quả phân hủy dầu mỏ trên 80% trong vòng 7 ngày đã được lựa chọn. Chúng bao gồm Bacillus subtilis (mã số chủng: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (mã số chủng: Ba), Bacillus safensis (mã số chủng: Bb), Bacillus cereus (mã số chủng: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (mã số chủng: T32), Pseudomonas putida (mã số chủng: SP1), Acinetobacter sp. (mã số chủng: HC8-3 và LKG-A), Oceanimonas baumannii (mã số chủng: N6), và Bacillus pumilus (mã số chủng: BPL-1), cùng một số chủng khác.
Xem xét đầy đủ các tương tác hiệp đồng giữa các cộng đồng vi sinh vật, các tổ hợp chủng khác nhau đã được đánh giá để xác định tổ hợp có hiệu quả phân hủy dầu mỏ cao nhất. Sau đó, các thử nghiệm quy mô phòng thí nghiệm và quy mô thí điểm đã được tiến hành để xác định hiệu suất phân hủy dầu mỏ của quần thể vi sinh vật được lựa chọn. Tính an toàn của các chủng cũng được đánh giá, bao gồm các thử nghiệm độc tính cấp tính trên chuột và các thử nghiệm độc tính cấp tính trên sinh vật biển.
(3) Lên men nuôi cấy vi sinh và xử lý tác nhân vi sinh
Quá trình lên men vi sinh được nghiên cứu, bao gồm thành phần môi trường nuôi cấy, độ pH, nhiệt độ lên men, sục khí và khuấy trộn trong thiết bị lên men, nồng độ và điều kiện của dịch nuôi cấy trong quá trình chuyển giữa các bể lên men, thời gian lên men và việc xác định các giai đoạn lên men chính. Một quá trình lên men ba giai đoạn đã được thực hiện cho dịch nuôi cấy vi sinh.
Trong khu vực cần xử lý ô nhiễm của dự án này, độ sâu trung bình của nước khoảng 25–30 m. Nếu nuôi cấy vi sinh vật được đưa trực tiếp xuống đáy biển, chỉ một phần nhỏ các vi sinh vật xử lý ô nhiễm sẽ đến được lớp trầm tích. Để đảm bảo một lượng lớn các chủng vi sinh vật phân hủy dầu mỏ hiệu quả cao đến được lớp trầm tích đáy biển, hỗn hợp nuôi cấy vi sinh vật đã được lên men cần phải trải qua quá trình xử lý tiếp theo.
Các phương pháp xử lý bao gồm hấp phụ trên chất mang, kết tụ và bao bọc. Những kỹ thuật này có thể giảm thiểu hiệu quả sự phân tán và thất thoát các tác nhân vi sinh vật trong quá trình triển khai, đồng thời giảm thiểu tác động của các chủng vi sinh vật được đưa vào đối với các khu vực biển không bị ô nhiễm.
(4) Triển khai tác nhân vi sinh
Chi phí cao của các hoạt động ngoài khơi và biên độ sai sót hạn chế đặt ra những thách thức đáng kể đối với việc nghiên cứu, ứng dụng và phát triển các công nghệ xử lý ô nhiễm tràn dầu trên biển.
Trước khi triển khai các tác nhân vi sinh, cần tiến hành các thử nghiệm mô phỏng triển khai toàn diện, bao gồm mô phỏng số và mô phỏng triển khai quy mô phòng thí nghiệm. Dựa trên kết quả mô phỏng, có thể xác định kích thước bao bì và diện tích bao phủ triển khai phù hợp, từ đó tối đa hóa sự an toàn và tính khả thi của các hoạt động ngoài khơi.
Để đảm bảo việc triển khai tác nhân vi sinh hiệu quả và quá trình xử lý ô nhiễm dầu mỏ thành công, toàn bộ quy trình—bao gồm các hoạt động triển khai, lượng tác nhân vi sinh được sử dụng và hiệu quả xử lý—có thể được giám sát thông qua nhiều phương pháp, chẳng hạn như quan trắc từ trên không, giám sát video trên mặt nước và giám sát dưới nước. Các biện pháp giám sát này giúp đảm bảo việc thực hiện dự án diễn ra suôn sẻ, đồng thời cung cấp các tài liệu tham khảo kỹ thuật và phương pháp luận có giá trị cho các dự án tương lai có tính chất tương tự.
Hoạt động ngoài khơi
Thiết bị giám sát dưới nước được phát triển độc lập
(5) Đánh giá hiệu quả khắc phục
Việc đánh giá hiệu quả khắc phục bao gồm một cuộc khảo sát ban đầu trước khi triển khai tác nhân vi sinh và hai cuộc khảo sát giám sát tiếp theo sau khi triển khai.
Các thông số giám sát chính bao gồm các chỉ số chất lượng nước thông thường (DO, phosphat, tổng phốt pho, nitơ vô cơ, tổng nitơ, v.v.); nồng độ dầu mỏ trong nước mặt và trầm tích; tổng số lượng vi khuẩn trong nước ngầm và trầm tích; tỷ lệ tương đối của các chủng vi sinh vật phân hủy dầu mỏ trước và sau khi xử lý; và những thay đổi về đa dạng và số lượng cộng đồng vi sinh vật trước và sau khi xử lý.
Sau quá trình xử lý, nồng độ dầu mỏ đã giảm từ giá trị ban đầu là 1.260 × 10⁻⁶ xuống còn 210 × 10⁻⁶ trong cuộc khảo sát theo dõi đầu tiên được thực hiện 70 ngày sau khi triển khai. Trong cuộc khảo sát theo dõi thứ hai, được thực hiện 210 ngày sau khi triển khai, nồng độ dầu mỏ tiếp tục giảm xuống còn 155 × 10⁻⁶. Tại các trạm giám sát gần giàn khoan bị tràn dầu, tỷ lệ phân hủy dầu mỏ trung bình là 56,34% sau 70 ngày và 70,14% sau 210 ngày.
Cấu trúc quần xã sinh vật đáy cỡ lớn và cỡ nhỏ không có sự khác biệt đáng kể trước và sau khi xử lý ô nhiễm. Sau khi xử lý, sinh khối, đa dạng sinh học và mật độ sinh vật đáy tăng nhẹ, và quần xã sinh vật tại các trạm đã được xử lý cho thấy sự tương đồng lớn hơn với các quần xã ở các khu vực biển không bị ô nhiễm.
Việc thực hiện dự án này đã giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm dầu mỏ trong trầm tích ở khu vực biển trung tâm của [Địa điểm]. Dự án cũng đã giải quyết nhiều thách thức liên quan đến việc chuyển đổi các phát hiện nghiên cứu khoa học và công nghệ thành các ứng dụng kỹ thuật thực tiễn. Ngoài ra, các phương pháp tiếp cận mới đã được khám phá trong thiết kế và ứng dụng thiết bị mô phỏng trong phòng thí nghiệm cho các hoạt động ngoài khơi.
Để hỗ trợ việc triển khai tác nhân vi sinh trong nước biển và việc giám sát tiếp theo, thiết bị giám sát trên mặt nước và dưới nước do nhóm nghiên cứu tự phát triển đã được thiết kế và triển khai. Trong quá trình hoạt động ngoài khơi, nhóm dự án cũng đã nghiên cứu những hạn chế hiện có của thiết bị giám sát và tìm kiếm các giải pháp khả thi để khắc phục chúng.
Sau khi dự án được triển khai, nồng độ dầu mỏ trong trầm tích trên toàn khu vực được chỉ định đã giảm đáng kể, kèm theo đó là sự phục hồi sinh thái ở một mức độ nhất định. Dự án này là một minh chứng thành công cho việc phục hồi sinh thái biển, mang lại những lợi ích đáng kể về mặt xã hội và sinh thái.
Thời gian đăng bài: 12 tháng 10 năm 2026