海洋石油污染治理

应用范围海洋沉积物中的石油污染

产品描述:该微生物制剂由从太平洋溢油污染区域分离出的多种本土细菌菌株组成。这些微生物被吸附到载体上,并用成膜剂进行包封,从而制成该微生物制剂。所有菌株均已通过生物安全性评估。该微生物制剂已成功应用于修复受溢油污染的海洋区域沉积物中的石油污染。

应用案例: 公共水域沉积物原位微生物修复示范项目

一项原位沉积物修复示范项目在受溢油影响的约67万平方公里海域开展。该项目投放了超过360吨微生物制剂,并进行了修复后监测。溢油平台周围监测站的石油烃浓度显著降低,降解率高达90%。

(1)修复区域

沉积物修复区位于中部海域,水深约28米。近底流速约为2节。海底沉积物主要由黏土质粉砂组成。修复区附近有海上平台和海底管道。

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(2)开发安全高效的石油降解微生物制剂

微生物制剂的研发优先考虑环境风险低的本土微生物菌株。从受溢油影响的海洋区域沉积物中分离筛选出的本土菌株,能够有效防止外来菌株入侵,并最大限度地减少对修复区域生态结构和功能的影响。

在实验室测试中,筛选出7天内石油降解效率超过80%的菌株。这些菌株包括枯草芽孢杆菌(菌株编号:Bs)、解淀粉芽孢杆菌(菌株编号:Ba)、萨菲斯芽孢杆菌(菌株编号:Bb)、蜡样芽孢杆菌(菌株编号:KF8)、钙质不动杆菌(菌株编号:T32)、恶臭假单胞菌(菌株编号:SP1)、不动杆菌属(菌株编号:HC8-3和LKG-A)、鲍曼海洋单胞菌(菌株编号:N6)和短小芽孢杆菌(菌株编号:BPL-1)等。

考虑到微生物群落间的协同作用,我们评估了不同的菌株组合,以确定石油降解效率最高的组合。随后,我们进行了实验室规模和中试规模的试验,以确定所选微生物群落的石油降解性能。此外,我们还评估了菌株的安全性,包括小鼠急性毒性试验和海洋生物急性毒性试验。

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(3)微生物培养发酵和微生物制剂加工

本研究考察了微生物发酵过程,包括培养基组成、pH值、发酵温度、发酵罐内的通气和搅拌、发酵罐间转移过程中培养物的浓度和状态、发酵时间以及关键发酵阶段的确定。采用三阶段发酵工艺对微生物培养物进行研究。

本项目修复区域的平均水深约为25-30米。如果将微生物培养物直接投放至海底,仅有少量修复微生物能够到达沉积物。为确保大量高效石油降解菌株到达海底沉积物,发酵后的微生物培养物必须经过进一步处理。

处理方法包括载体吸附、聚集和包封。这些技术可以有效减少微生物制剂在部署过程中的扩散和损失,同时最大限度地降低引入的微生物菌株对未受污染海洋区域的影响。

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(4)微生物制剂部署

海上作业成本高昂且容错空间有限,这对海洋溢油污染治理技术的研究、应用和开发构成了重大挑战。

在部署微生物制剂之前,必须进行全面的部署模拟测试,包括数值模拟和实验室规模的部署模拟。根据模拟结果,可以确定合适的包装尺寸和部署覆盖范围,从而最大限度地提高海上作业的安全性和可行性。

为确保微生物制剂的有效部署和石油污染治理的成功,整个过程——包括部署操作、微生物制剂用量和治理效果——可通过多种方法进行监测,例如航空遥感、地面视频监控和水下监测。这些监测措施有助于确保项目顺利实施,同时为未来类似项目提供宝贵的技术参考和方法。

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海上作业

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自主研发的水下监测设备

(5)补救效果评估

修复效果评估包括微生物制剂部署前的一次基线调查和部署后的两次后续监测调查。

主要监测参数包括常规水质指标(溶解氧、磷酸盐、总磷、无机氮、总氮等);地表水和沉积物中的石油浓度;地层水和沉积物中的细菌总数;修复前后石油降解菌株的相对丰度;以及修复前后微生物群落多样性和丰度的变化。

修复后,石油浓度从基线值 1,260 × 10⁻⁶ 降至部署后 70 天进行的首次后续调查中的 210 × 10⁻⁶。在部署后 210 天进行的第二次后续调查中,石油浓度进一步降至 155 × 10⁻⁶。在溢油平台附近的监测站,70 天后石油平均降解率为 56.34%,210 天后为 70.14%。

大型底栖生物和小型底栖生物的群落结构在修复前后未表现出显著差异。修复后,底栖生物量、多样性和丰度略有增加,修复站点的生物群落与未受污染海域的生物群落更为相似。

该项目的实施有助于解决[地点]中部海域沉积物中的石油污染问题。它还克服了将科研成果和技术转化为实际工程应用过程中遇到的各种挑战。此外,该项目还探索了海上作业实验室模拟设备的设计和应用新方法。

为了支持微生物制剂在海水中的部署及后续监测,项目组自主研发并部署了水面和水下监测设备。在海上作业期间,项目组还调查了现有监测设备的局限性,并探索了可行的解决方案。

项目实施后,指定区域沉积物中的石油浓度显著下降,同时生态环境也得到一定程度的恢复。该项目成功示范了海洋生态修复,带来了显著的社会和生态效益。

 


发布时间:2026年10月12日