Tải miễn phí
Nội dung báo cáo
1. Hiện tượng tràn dầu
2. Hậu quả của tràn dầu
3. Các phương pháp xử lý sự cố tràn dầu
4. Xử lý tràn dầu bằng vi sinh vật
5. Kết luận
Hiện tượng tràn dầu
1. Nguyên nhân tràn dầu
• Dầu tràn là việc một lượng lớn xăng dầu
carbonhydrat được phát tán ra bên ngoài do các
hoạt động của con người gây ô nhiễm môi trường.
• Thuật ngữ này đề cập đến các vụ tràn dầu xảy ra
trong môi trường biển hay sông. Dầu có thể bao
gồm cả dầu thô, các sản phẩm dầu mỏ tinh chế
(như xăng hay nhiên liệu diesel), dầu nhờn hay
dầu trộn lẫn trong chất thải…Số lượng dầu tràn ra
ngoài tự nhiên khoảng vài trăm lít trở lên có thể
coi là sự cố tràn dầu. 1. Nguyên nhân tràn dầu
Nguyên nhân dầu tràn chỉ có thể xuất phát từ ba
khả năng:
• Thứ nhất, trên mặt nước biển. Rò rỉ từ các tàu
thuyền hoạt động ngoài biển: chiếm khoảng 50%
nguồn ô nhiễm dầu trên biển. Do tàu chở dầu
trong vùng ảnh hưởng bị sự cố ngoài ý muốn hay
cố ý súc rửa, xả dầu xuống biển...
• Thứ hai, trong lòng nước biển. Do rò rỉ các ống
dẫn dầu, các bể chứa dầu trong lòng nước biển...
• Thứ ba, dưới đáy biển. Do khoan thăm dò,
khoan khai thác, túi dầu bị rách do địa chấn hay
donguyên nhân khác... 2. Hậu quả của việc tràn dầu
2.1. Về môi trường
• Làm thay đổi tính chất lí hóa của môi trường nuớc.
Tăng độ nhớt, giảm nồng độ oxy hấp thụ vào nước,..
dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng về sinh vật biển. Làm
thay đổi tính chất, hệ sinh thái vùng bờ biển.
• Sóng đánh khoảng 10% lượng dầu vào đất liền, số
dầu đó mang nhiều hoá chất độc, đã làm hư hại đất
ven biển. Cặn dầu lắng xuống đáy làm ô nhiễm trầm
tích đáy biển. Làm ảnh hưởng đến khí hậu khu vực,
giảm sự bốc hơi nước dẫn đến giảm lượng mưa, làm
cùng kiệt tài nguyên biển.
2.2. Về kinh tế-xã hội và con người
• Các vụ tràn dầu gây tốn kém trong các năm qua
trên thế giới như: EXXON VALDEZ (Alaska,
1989) 2.5 tỉ USD cho quá trình làm sạch, và ước
tính toàn bộ chi phí lên đến 9.5 tỉ USD,Tàu
NEPTUNE ARIES đâm vào cầu cảng Cát Lái -
Tp Hồ Chí Minh năm 1994 (tràn 1.864 tấn dầu
DO) đền bù 4.2 triệu USD/19 triệu USD theo
đánh giá,vv… Tàu chở dầu EXXON VALDEZ 2.2. Về kinh tế, xã hội và con người
• Ngoài những thiệt hại trực tiếp về tài sản ra còn có các
ảnh hưởng mang tính chất lâu dài như các cảnh quan bờ
biển du lịch, các vùng nuôi trồng, đánh bắt thủy hải sản….
• Gây trở ngại cho vận tải đường biển.
• Dầu có ảnh hưởng trực tiếp đến người thông qua tiếp xúc
trực tiếp hay hít thở hơi dầu gây buồn nôn, nhức đầu, các
vấn đề về da... Ngoài ra chúng còn gây ra một số bệnh
như ung thư, bệnh phổi, gián đoạn hormon…
• Thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế cho người dân. Sự suy
giảm sản lượng cá đánh bắt, suy giảm năng suất của thủy
hải sản nuôi.
2.3. Về hệ vi sinh vật biển
• Tất cả các loài động, thực vật
trong đại dương đều bị ảnh hưởng
bởi tràn dầu(cỏ biển, sinh vật phù
du, ấu trùng cá, và các sinh vật ở
dưới đáy như trai, hàu…)
• Hầu hết chim bị ảnh hưởng bởi
dầu tràn đều chết, trừ khi có sự
can thiệp của con người.
• Dầu nổi trên mặt nước làm ánh
sáng giảm khi xuyên vào trong
nước, nó hạn chế sự quang hợp
của các thực vật biển và các sinh
vật phù du. Điều này làm giảm
lượng cá thể của hệ động vật cà
ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn
trong hệ sinh thái
3.Các phương pháp xử lý sự cố tràn dầu
3.1. Phương pháp vật lý
• Khoanh vùng ô nhiễm và huy động phương tiện,
công nhân môi trường và người dân trong vùng để
thu gom. Sử dụng tàu, hay ca nô kéo lưới bao dầu để
thu gom các vệt dầu lớn. Làm sạch khu vực bị nhiễm
dầu bằng cách xịt hay phun nước (có thể bằng thủ
công hay bằng phương tiện như trực thăng….). Đốt
dầu tràn trên các bãi biển 3.2. Phương pháp hóa học
• Phương pháp hóa học được dùng khi có hay không
có sự làm sạch cơ học và dầu tràn trong một thời gian
dài. Phương pháp này sử dụng các chất phân tán, các
hóa chất làm kết tủa hay trung hòa dầu tràn, thường
thực hiện bằng các phương tiện như trực thăng, áp
dụng trên phạm vi rộng lớn
Sử dụng Enretech cellusorb để hấp thụ dầu. 3.3. Phương pháp sinh học
• Sử dụng các chế phẩm sinh học kích thích quá trình
sinh trưởng và phát triển của một số loài vi sinh vật
phân hủy dầu, nguồn hydrocacbon của dầu sẽ được
sử dụng làm nguồn cacbon duy nhất, hay những sản
phẩm phân hủy carbonhydrat của vi sinh vật là
nguồn cơ chất để sinh trưởng cho những vi sinh vật
khác.
• Phương pháp sinh học là phương pháp xử lý dầu tràn
có hiệu quả và an toàn cho môi trường nhất hiện nay,
được sử dụng kế tiếp ngay sau các biện pháp ứng cứu
nhanh (phương pháp vật lý).
4. Xử lý tràn dầu trên biển bằng vi sinh
vật.
4.1. Nguyên lý xử lí dầu bằng VSV
Khả năng phân hủy sinh học phụ thuộc vào các yếu tố:
• Thành phần của dầu: thành phần dầu ảnh hưởng
mạnh đến hoạt động của vi sinh. Các vi sinh ăn dầu
hoạt động phát triển nhất là những vi sinh tiêu thụ được
phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 40 – 2000 C.
• Diện tích dầu trải trên mặt nước: diện tích càng rộng
khả năng dầu bị phân hủy vi sinh càng mạnh.
• Nhiệt độ môi trường: nhiệt độ càng cao quá trình
phân hủy càng nhanh.
4.1. Nguyên lý xử lí dầu bằng VSV
Sinh lý của Vi khuẩn: sự sinh trưởng của VK
đòi hỏi cung cấp các chất dinh dưỡng (N,P,C,S) vi
lượng và hô hấp bao gồm chất cho và chất nhận
điện tử. Theo đó, có các cơ chế đồng hóa chất ô
nhiễm như sau:
4.2. Nguyên lý xử lý dầu bằng vsv
• Nhìn chung các gốc no có tỷ lệ phân giải sinh học
cao nhất theo sau là các gốc thơm nhẹ, thơm, gốc
thơm cao phân tử; trong khi các hợp chất phân
cực lại có tỷ lệ phân giải thấp.
• Các alkan có mạch từ C10 – C24 thường được
phân hủy nhanh nhất, riêng chuỗi carbon ngắn
lại có tác dụng độc đối với các VSV (nhưng chúng
thường dễ bốc hơi). Chuỗi carbon dài khó phân
hủy, cacbon mạch nhánh làm chậm quá trình
phân hủy.
Hình: Sự phân hủy các thành phần dầu mỏ 4.2. Nguyên lý xử lý dầu bằng vsv
• Đối với các hợp chất thơm, sự phân hủy xảy ra chậm hơn
so với sự phân hủy các alkan. Các hợp chất này có thể
được phân hủy khi chúng được đơn giản và có trọng lượng
phân tử thấp. Tuy nhiên, vì chúng khá phức tạp nên
không phải là dễ dàng để phân hủy và chúng có thể kéo
dài trong môi trường. Hyrocarbon thơm với một, hai
hay ba vòng thơm được phân hủy có hiệu quả, tuy nhiên,
những hyrocarbon thơm có bốn hay nhiều vòng thơm có
khả năng kháng sự phân hủy của VSV.
• Sự phân hủy hydratcacbon được xếp theo thứ tự sau:
n – alkan alkan mạch nhánh hợp chất mạch vòng
có trọng lượng phân tử thấp alkan mạch vòng.
Hình: Sự phân hủy của benzen bằng oxy phân tử * Tính ưu việt của xử lý dầu tràn bằng
phương pháp sinh học
+ Thân thiện với môi trường, không ảnh hưởng đến
hệ sinh thái
+ Xử lý trên diện rộng
+ Chi phí thấp
+ Dễ áp dụng
+ Chủ động được các chủng vi sinh vật xử lý
4.3. Các phương pháp xử lí ô nhiễm dầu
• Sử dụng vi sinh vật có sẵn
trong môi trường bị ô
nhiễm như:
• VK Alcanivorax
Borkumensis một loài vi
khuẩn gram âm, hiếu khí
chuyên sống trong những
vùng nước bị nhiễm dầu.
• Sử dụng n-ankan như là
nguồn carbon và năng
lượng duy nhất. Ở điều
kiện môi trường tối
thích(20-30oc, NaCl 3-
10%) chúng có khả năng
xử lí dầu lên đến 80-90% .
Vi khuẩn Alcanivorax Borkumensis
(Ảnh: genetik.uni-bielefeld) 4.3. Các phương pháp xử lí ô nhiễm dầu
• Chủng VK thứ hai hay được sử dụng là SG7, thuộc họ
Pseudomonas, Gram âm. SG7 thuộc nhóm Glycolipids có
khả năng phân hủy dầu DO khá mạnh: Trong 80% dầu DO của
dịch nhiễm ban dầu có đến 17-18 % đã bị chuyển hóa trọng
vòng 3 ngày.
• Sử dụng vi sinh vật được nuôi cấy, tuyển chọn trong phòng thí
nghiệm.
=>Phương pháp này khó thực thi hơn nhưng lại hiệu quả hơn.
Để xử lý dầu ô nhiễm, người ta bơm vào khu vực ô nhiễm các
siêu vi khuẩn đã được tuyển lựa ở phòng thí nghiệm. Hiện nay
các nhà khoa học cũng đang tích cực nghiên cứu để chuyển tổ
hợp 4 gen từ 4 chủng có khả năng cắt mạch hữu cơ của dầu mỏ
vào cùng một chủng vi khuẩn và dùng chủng vi khuẩn đó để
phân hủy lớp dầu loang trên biển. Chủng vi khuẩn được chọn là
Pseudomonas Putida, sống trong đất ăn cacbon, nitơ, hydro
và ôxy có mặt trong các vật chất hữu cơ như xác thực vật chết.
❖ Một số yếu tố ảnh hưởng đến VSV:
• Carbon: là nguyên tố cấu trúc cơ bản nhất của VSV và là
cần thiết với số lượng lớn hơn các yếu tố khác, cacbon :
nitơ là 10:01 và cacbon : phospho là 30:1. Trong phân
hủy của dầu, có rất nhiều các-bon cho vi sinh vật do cấu
trúc của các phân tử dầu.
• Nitơ: Vi sinh vật phải được cung cấp nitơ vì không có nó,
chuyển hóa vi sinh vật sẽ bị thay đổi. Hầu hết các vi sinh
vật cố định đòi hỏi các hình thức nitơ, chẳng hạn như nitơ
amin hữu cơ, các ion amoni, hay các ion nitrat.
• Phốt pho: là cần thiết trong các màng tế (bao gồm
phospholipids), ATP nguồn năng lượng (trong tế bào) và
liên kết với các axit nucleic. Việc bổ sung thêm nito và
photpho sẽ tăng cường khả năng hoạt động phân giải dầu
của VSV.
❖ Một số yếu tố ảnh hưởng đến VSV:
• Oxy: Quá trình phân hủy dầu chủ yếu là một quá trình oxy
hóa. Vi khuẩn tạo ra enzyme sẽ xúc tác quá trình chèn oxy vào
các phân tử hydrocarbon để sau đó có thể được tiêu thụ bằng
cách chuyển hóa tế bào. Bởi vì điều này, ôxy là một trong
những yêu cầu quan trọng nhất cho các quá trình phân hủy
dầu. Các nguồn chính cung cấp oxy là ôxy trong không khí.
Theo lý thuyết cho thấy mỗi gam oxy có thể bị ôxi hóa 3.5g dầu
• Nước: chiếm một tỷ lệ lớn trong tế bào chất. Là môi trường
cho các phản ứng enzym diễn ra. Nước cũng cần thiết cho vận
tải của hầu hết các vật liệu vào và ra khỏi tế bào
• Nồng độ chất ô nhiễm: là một yếu tố quan trọng. Nếu nồng
độ hydrocarbon xăng dầu quá cao thì nó sẽ làm giảm lượng
oxy, nước và các chất dinh dưỡng có sẵn cho các vi khuẩn. Nói
chung, sự đa dạng của những vi sinh vật phân giải hydrocarbon
tương quan với mức độ ô nhiễm hiện tại.
• Một số yếu tố khác: bao gồm cả áp lực, độ mặn, và pH, cũng có
thể có tác động quan trọng đến quá trình phân hủy dầu của
VSV.
4.4. Các nhóm vi sinh vật có khả năng
xử lí dầu tràn
Dựa trên cơ chế chuyển hóa dầu người ta phân chúng vào
ba nhóm:
• Nhóm 1: Bao gồm những VSV phân giải các chất mạch hở
như rượu, mạch thẳng, như aldehyt ceton, axit hữu cơ.
• Nhóm 2: Bao gồm những VSV phân hủy các chất hữu cơ
có vòng thơm như benzen, phenol, toluen, xilen.
• Nhóm 3: bao gồm những VSV phân hủy hydratcacbon
dãy polimetil, hydratcacbon no.
Các nhà khoa học đã tìm ra những VSV có khả năng phân
hủy dầu mỏ: Vi khuẩn: Achromobbacter;Aeromonas;
Alcaligenes; Arthrobacter; Bacillus Vv…
Hình ảnh vi khuẩn
Aeromona
Pseudomonas
Bacillus
Bacillus • Xạ khuẩn:
• Nấm: Allescheria;
Aureobasidium; Botrytis;
Candida;Cephaiosporium;
Cladosporium;
Cunninghamella;
Debaromyces; Fusarium;
Gonytrichum; Hansenula;
Helminthosporium; Mucor;
Oidiodendrum; Paecylomyces;
Phialophora; Penicillium Vv…
Actinomyces
4.5. Các chế phẩm vi sinh xử lý tràn dầu
• Sản phẩm LOT 11 (Xử lý dầu thô tràn trên đất)
Sản phẩm LOT 11 được phun lên dầu tràn trên đất làm tan rã và rửa trôi
dầu để chúng thấm qua đất xốp. Trong quá trình đó các bụi khoáng bao
bọc các hạt dầu kết tụ ngăn không cho chúng kết hợp thành các hạt lớn
hơn. Sự hợp nhất về mặt vật lý trong mùn đất là quá trình phân hủy học
tự nhiên. Thời gian để dầu thô bị vi khuẩn phân hủy hoàn toàn là khoảng
từ 4 - 6 tháng ở nhiệt độ 20 -250C.
• Sản phẩm SOT (Xử lý dầu dạng rắn)
Sản phẩm SOT, xử lý dầu dạng rắn là một loại bột hỗn hợp không độc.
Hạt bột có kích cỡ khoảng 20 - 500 micron. Khi rắc bột lên dầu tràn trên
biển, nó sẽ thâm nhập và bám chặt vào dầu bằng các hạt khoáng của nó.
Để xử lý một lít dầu cần rắc 5kg bột này, khi dầu đã vào trong bột,
trở thành khối lỏng kết tủa như là cặn dưới biển (trầm tích biển). Ở đó
cặn mới này không gắn kết với trầm tích tự nhiên đang có mà thu hút các
vi sinh vật tồn tại trong tự nhiên (khoảng 8 loài vi sinh vật) chúng sẽ làm
phân hủy dầu trong thời gian khoảng 3 tháng. Sản phẩm này có thể áp
dụng đối với tất cả các loại dầu tự nhiên cũng như nguyên chất và hầu hết
các sản phẩm hóa dầu.
4.5. Các chế phẩm vi sinh xử lý tràn dầu
* Sản phẩm LOT (Xử lý dầu dạng lỏng)
• Sản phẩm LOT xử lý dầu dạng lỏng là một hỗn
hợp các loại rượu khác nhau không độc, là chất
cô đặc hoà tan với nước. Người ta dùng giải pháp
phun thành tia chất lỏng này lên dầu đã bị thấm
sâu trong đất. Dầu sẽ tự hòa tan và tự phân hủy
trong đất bằng phương pháp sinh học với khoảng
thời gian từ 4 - 6 tháng. Với sản phẩm xử lý dầu
dạng lỏng này người ta có thể tắm cho chim và
các loại động vật khác bị nhiễm dầu tràn, cũng
như rửa đá dọc bờ biển và bãi biển bị ô nhiễm do
dầu tràn.
4.5. Các chế phẩm vi sinh xử lý tràn dầu
• Chế phẩm enretech-1:
Enretech-1 có 2 công dụng: là chất
thấm dầu và đồng thời phân hủy sinh
học dầu. Sản phẩm có chứa các loại vi
sinh tồn tại sẵn có trong tự nhiên. Khi
có nguồn thức ăn là các hydrocarbon và
độ ẩm thích hợp, các vi sinh này sẽ
phát triển nhanh chóng về lượng và
"ăn" dầu, chuyển hóa các chất độc hại
thành vô hại. Vi sinh chỉ tồn tại và phát
triển trong xơ bông của Enretech-1,
không thể nuôi cấy phát triển ở môi
trường ngoài "chủ" của chúng. Sản
phẩm được sản xuất từ nguồn nguyên
liệu tận dụng lại trong công nghiệp chế
biến bông.
Kết luận
• Tràn dầu hiện đang là một thảm họa của môi trường, gây
ảnh hưởng đến hệ sinh thái, môi trường và con người, đòi
hỏi con người phải tìm ra những giải pháp để ngăn chặn
và xử lý kịp thời. Ngoài những phương pháp cơ học và
hóa học đang được sử dụng, xử lý dầu tràn bằng công
nghệ sinh học cũng đang được ứng dụng rộng rãi và
mang lại hiệu quả cao. Hiện nay các chế phẩm sinh
học xử lý dầu tràn được nghiên cứu và ứng dụng khá
nhiều.
• Việc áp dụng công nghệ sinh học trong vấn đề xử lý dầu
tràn biển mang lại hiệu quả rõ rệt. Một bãi biển bị hư hại
do tràn dầu có thể được khôi phục hoàn toàn từ 2-5 năm
khi được làm sạch bằng công nghệ sinh học, nếu không
nó sẽ mất mười năm hay nhiều hơn để có thể khôi phục
được.
Link download:
Nội dung báo cáo
1. Hiện tượng tràn dầu
2. Hậu quả của tràn dầu
3. Các phương pháp xử lý sự cố tràn dầu
4. Xử lý tràn dầu bằng vi sinh vật
5. Kết luận
Hiện tượng tràn dầu
1. Nguyên nhân tràn dầu
• Dầu tràn là việc một lượng lớn xăng dầu
carbonhydrat được phát tán ra bên ngoài do các
hoạt động của con người gây ô nhiễm môi trường.
• Thuật ngữ này đề cập đến các vụ tràn dầu xảy ra
trong môi trường biển hay sông. Dầu có thể bao
gồm cả dầu thô, các sản phẩm dầu mỏ tinh chế
(như xăng hay nhiên liệu diesel), dầu nhờn hay
dầu trộn lẫn trong chất thải…Số lượng dầu tràn ra
ngoài tự nhiên khoảng vài trăm lít trở lên có thể
coi là sự cố tràn dầu. 1. Nguyên nhân tràn dầu
Nguyên nhân dầu tràn chỉ có thể xuất phát từ ba
khả năng:
• Thứ nhất, trên mặt nước biển. Rò rỉ từ các tàu
thuyền hoạt động ngoài biển: chiếm khoảng 50%
nguồn ô nhiễm dầu trên biển. Do tàu chở dầu
trong vùng ảnh hưởng bị sự cố ngoài ý muốn hay
cố ý súc rửa, xả dầu xuống biển...
• Thứ hai, trong lòng nước biển. Do rò rỉ các ống
dẫn dầu, các bể chứa dầu trong lòng nước biển...
• Thứ ba, dưới đáy biển. Do khoan thăm dò,
khoan khai thác, túi dầu bị rách do địa chấn hay
donguyên nhân khác... 2. Hậu quả của việc tràn dầu
2.1. Về môi trường
• Làm thay đổi tính chất lí hóa của môi trường nuớc.
Tăng độ nhớt, giảm nồng độ oxy hấp thụ vào nước,..
dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng về sinh vật biển. Làm
thay đổi tính chất, hệ sinh thái vùng bờ biển.
• Sóng đánh khoảng 10% lượng dầu vào đất liền, số
dầu đó mang nhiều hoá chất độc, đã làm hư hại đất
ven biển. Cặn dầu lắng xuống đáy làm ô nhiễm trầm
tích đáy biển. Làm ảnh hưởng đến khí hậu khu vực,
giảm sự bốc hơi nước dẫn đến giảm lượng mưa, làm
cùng kiệt tài nguyên biển.
2.2. Về kinh tế-xã hội và con người
• Các vụ tràn dầu gây tốn kém trong các năm qua
trên thế giới như: EXXON VALDEZ (Alaska,
1989) 2.5 tỉ USD cho quá trình làm sạch, và ước
tính toàn bộ chi phí lên đến 9.5 tỉ USD,Tàu
NEPTUNE ARIES đâm vào cầu cảng Cát Lái -
Tp Hồ Chí Minh năm 1994 (tràn 1.864 tấn dầu
DO) đền bù 4.2 triệu USD/19 triệu USD theo
đánh giá,vv… Tàu chở dầu EXXON VALDEZ 2.2. Về kinh tế, xã hội và con người
• Ngoài những thiệt hại trực tiếp về tài sản ra còn có các
ảnh hưởng mang tính chất lâu dài như các cảnh quan bờ
biển du lịch, các vùng nuôi trồng, đánh bắt thủy hải sản….
• Gây trở ngại cho vận tải đường biển.
• Dầu có ảnh hưởng trực tiếp đến người thông qua tiếp xúc
trực tiếp hay hít thở hơi dầu gây buồn nôn, nhức đầu, các
vấn đề về da... Ngoài ra chúng còn gây ra một số bệnh
như ung thư, bệnh phổi, gián đoạn hormon…
• Thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế cho người dân. Sự suy
giảm sản lượng cá đánh bắt, suy giảm năng suất của thủy
hải sản nuôi.
2.3. Về hệ vi sinh vật biển
• Tất cả các loài động, thực vật
trong đại dương đều bị ảnh hưởng
bởi tràn dầu(cỏ biển, sinh vật phù
du, ấu trùng cá, và các sinh vật ở
dưới đáy như trai, hàu…)
• Hầu hết chim bị ảnh hưởng bởi
dầu tràn đều chết, trừ khi có sự
can thiệp của con người.
• Dầu nổi trên mặt nước làm ánh
sáng giảm khi xuyên vào trong
nước, nó hạn chế sự quang hợp
của các thực vật biển và các sinh
vật phù du. Điều này làm giảm
lượng cá thể của hệ động vật cà
ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn
trong hệ sinh thái
3.Các phương pháp xử lý sự cố tràn dầu
3.1. Phương pháp vật lý
• Khoanh vùng ô nhiễm và huy động phương tiện,
công nhân môi trường và người dân trong vùng để
thu gom. Sử dụng tàu, hay ca nô kéo lưới bao dầu để
thu gom các vệt dầu lớn. Làm sạch khu vực bị nhiễm
dầu bằng cách xịt hay phun nước (có thể bằng thủ
công hay bằng phương tiện như trực thăng….). Đốt
dầu tràn trên các bãi biển 3.2. Phương pháp hóa học
• Phương pháp hóa học được dùng khi có hay không
có sự làm sạch cơ học và dầu tràn trong một thời gian
dài. Phương pháp này sử dụng các chất phân tán, các
hóa chất làm kết tủa hay trung hòa dầu tràn, thường
thực hiện bằng các phương tiện như trực thăng, áp
dụng trên phạm vi rộng lớn
Sử dụng Enretech cellusorb để hấp thụ dầu. 3.3. Phương pháp sinh học
• Sử dụng các chế phẩm sinh học kích thích quá trình
sinh trưởng và phát triển của một số loài vi sinh vật
phân hủy dầu, nguồn hydrocacbon của dầu sẽ được
sử dụng làm nguồn cacbon duy nhất, hay những sản
phẩm phân hủy carbonhydrat của vi sinh vật là
nguồn cơ chất để sinh trưởng cho những vi sinh vật
khác.
• Phương pháp sinh học là phương pháp xử lý dầu tràn
có hiệu quả và an toàn cho môi trường nhất hiện nay,
được sử dụng kế tiếp ngay sau các biện pháp ứng cứu
nhanh (phương pháp vật lý).
4. Xử lý tràn dầu trên biển bằng vi sinh
vật.
4.1. Nguyên lý xử lí dầu bằng VSV
Khả năng phân hủy sinh học phụ thuộc vào các yếu tố:
• Thành phần của dầu: thành phần dầu ảnh hưởng
mạnh đến hoạt động của vi sinh. Các vi sinh ăn dầu
hoạt động phát triển nhất là những vi sinh tiêu thụ được
phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 40 – 2000 C.
• Diện tích dầu trải trên mặt nước: diện tích càng rộng
khả năng dầu bị phân hủy vi sinh càng mạnh.
• Nhiệt độ môi trường: nhiệt độ càng cao quá trình
phân hủy càng nhanh.
4.1. Nguyên lý xử lí dầu bằng VSV
Sinh lý của Vi khuẩn: sự sinh trưởng của VK
đòi hỏi cung cấp các chất dinh dưỡng (N,P,C,S) vi
lượng và hô hấp bao gồm chất cho và chất nhận
điện tử. Theo đó, có các cơ chế đồng hóa chất ô
nhiễm như sau:
4.2. Nguyên lý xử lý dầu bằng vsv
• Nhìn chung các gốc no có tỷ lệ phân giải sinh học
cao nhất theo sau là các gốc thơm nhẹ, thơm, gốc
thơm cao phân tử; trong khi các hợp chất phân
cực lại có tỷ lệ phân giải thấp.
• Các alkan có mạch từ C10 – C24 thường được
phân hủy nhanh nhất, riêng chuỗi carbon ngắn
lại có tác dụng độc đối với các VSV (nhưng chúng
thường dễ bốc hơi). Chuỗi carbon dài khó phân
hủy, cacbon mạch nhánh làm chậm quá trình
phân hủy.
Hình: Sự phân hủy các thành phần dầu mỏ 4.2. Nguyên lý xử lý dầu bằng vsv
• Đối với các hợp chất thơm, sự phân hủy xảy ra chậm hơn
so với sự phân hủy các alkan. Các hợp chất này có thể
được phân hủy khi chúng được đơn giản và có trọng lượng
phân tử thấp. Tuy nhiên, vì chúng khá phức tạp nên
không phải là dễ dàng để phân hủy và chúng có thể kéo
dài trong môi trường. Hyrocarbon thơm với một, hai
hay ba vòng thơm được phân hủy có hiệu quả, tuy nhiên,
những hyrocarbon thơm có bốn hay nhiều vòng thơm có
khả năng kháng sự phân hủy của VSV.
• Sự phân hủy hydratcacbon được xếp theo thứ tự sau:
n – alkan alkan mạch nhánh hợp chất mạch vòng
có trọng lượng phân tử thấp alkan mạch vòng.
Hình: Sự phân hủy của benzen bằng oxy phân tử * Tính ưu việt của xử lý dầu tràn bằng
phương pháp sinh học
+ Thân thiện với môi trường, không ảnh hưởng đến
hệ sinh thái
+ Xử lý trên diện rộng
+ Chi phí thấp
+ Dễ áp dụng
+ Chủ động được các chủng vi sinh vật xử lý
4.3. Các phương pháp xử lí ô nhiễm dầu
• Sử dụng vi sinh vật có sẵn
trong môi trường bị ô
nhiễm như:
• VK Alcanivorax
Borkumensis một loài vi
khuẩn gram âm, hiếu khí
chuyên sống trong những
vùng nước bị nhiễm dầu.
• Sử dụng n-ankan như là
nguồn carbon và năng
lượng duy nhất. Ở điều
kiện môi trường tối
thích(20-30oc, NaCl 3-
10%) chúng có khả năng
xử lí dầu lên đến 80-90% .
Vi khuẩn Alcanivorax Borkumensis
(Ảnh: genetik.uni-bielefeld) 4.3. Các phương pháp xử lí ô nhiễm dầu
• Chủng VK thứ hai hay được sử dụng là SG7, thuộc họ
Pseudomonas, Gram âm. SG7 thuộc nhóm Glycolipids có
khả năng phân hủy dầu DO khá mạnh: Trong 80% dầu DO của
dịch nhiễm ban dầu có đến 17-18 % đã bị chuyển hóa trọng
vòng 3 ngày.
• Sử dụng vi sinh vật được nuôi cấy, tuyển chọn trong phòng thí
nghiệm.
=>Phương pháp này khó thực thi hơn nhưng lại hiệu quả hơn.
Để xử lý dầu ô nhiễm, người ta bơm vào khu vực ô nhiễm các
siêu vi khuẩn đã được tuyển lựa ở phòng thí nghiệm. Hiện nay
các nhà khoa học cũng đang tích cực nghiên cứu để chuyển tổ
hợp 4 gen từ 4 chủng có khả năng cắt mạch hữu cơ của dầu mỏ
vào cùng một chủng vi khuẩn và dùng chủng vi khuẩn đó để
phân hủy lớp dầu loang trên biển. Chủng vi khuẩn được chọn là
Pseudomonas Putida, sống trong đất ăn cacbon, nitơ, hydro
và ôxy có mặt trong các vật chất hữu cơ như xác thực vật chết.
❖ Một số yếu tố ảnh hưởng đến VSV:
• Carbon: là nguyên tố cấu trúc cơ bản nhất của VSV và là
cần thiết với số lượng lớn hơn các yếu tố khác, cacbon :
nitơ là 10:01 và cacbon : phospho là 30:1. Trong phân
hủy của dầu, có rất nhiều các-bon cho vi sinh vật do cấu
trúc của các phân tử dầu.
• Nitơ: Vi sinh vật phải được cung cấp nitơ vì không có nó,
chuyển hóa vi sinh vật sẽ bị thay đổi. Hầu hết các vi sinh
vật cố định đòi hỏi các hình thức nitơ, chẳng hạn như nitơ
amin hữu cơ, các ion amoni, hay các ion nitrat.
• Phốt pho: là cần thiết trong các màng tế (bao gồm
phospholipids), ATP nguồn năng lượng (trong tế bào) và
liên kết với các axit nucleic. Việc bổ sung thêm nito và
photpho sẽ tăng cường khả năng hoạt động phân giải dầu
của VSV.
❖ Một số yếu tố ảnh hưởng đến VSV:
• Oxy: Quá trình phân hủy dầu chủ yếu là một quá trình oxy
hóa. Vi khuẩn tạo ra enzyme sẽ xúc tác quá trình chèn oxy vào
các phân tử hydrocarbon để sau đó có thể được tiêu thụ bằng
cách chuyển hóa tế bào. Bởi vì điều này, ôxy là một trong
những yêu cầu quan trọng nhất cho các quá trình phân hủy
dầu. Các nguồn chính cung cấp oxy là ôxy trong không khí.
Theo lý thuyết cho thấy mỗi gam oxy có thể bị ôxi hóa 3.5g dầu
• Nước: chiếm một tỷ lệ lớn trong tế bào chất. Là môi trường
cho các phản ứng enzym diễn ra. Nước cũng cần thiết cho vận
tải của hầu hết các vật liệu vào và ra khỏi tế bào
• Nồng độ chất ô nhiễm: là một yếu tố quan trọng. Nếu nồng
độ hydrocarbon xăng dầu quá cao thì nó sẽ làm giảm lượng
oxy, nước và các chất dinh dưỡng có sẵn cho các vi khuẩn. Nói
chung, sự đa dạng của những vi sinh vật phân giải hydrocarbon
tương quan với mức độ ô nhiễm hiện tại.
• Một số yếu tố khác: bao gồm cả áp lực, độ mặn, và pH, cũng có
thể có tác động quan trọng đến quá trình phân hủy dầu của
VSV.
4.4. Các nhóm vi sinh vật có khả năng
xử lí dầu tràn
Dựa trên cơ chế chuyển hóa dầu người ta phân chúng vào
ba nhóm:
• Nhóm 1: Bao gồm những VSV phân giải các chất mạch hở
như rượu, mạch thẳng, như aldehyt ceton, axit hữu cơ.
• Nhóm 2: Bao gồm những VSV phân hủy các chất hữu cơ
có vòng thơm như benzen, phenol, toluen, xilen.
• Nhóm 3: bao gồm những VSV phân hủy hydratcacbon
dãy polimetil, hydratcacbon no.
Các nhà khoa học đã tìm ra những VSV có khả năng phân
hủy dầu mỏ: Vi khuẩn: Achromobbacter;Aeromonas;
Alcaligenes; Arthrobacter; Bacillus Vv…
Hình ảnh vi khuẩn
Aeromona
Pseudomonas
Bacillus
Bacillus • Xạ khuẩn:
• Nấm: Allescheria;
Aureobasidium; Botrytis;
Candida;Cephaiosporium;
Cladosporium;
Cunninghamella;
Debaromyces; Fusarium;
Gonytrichum; Hansenula;
Helminthosporium; Mucor;
Oidiodendrum; Paecylomyces;
Phialophora; Penicillium Vv…
Actinomyces
4.5. Các chế phẩm vi sinh xử lý tràn dầu
• Sản phẩm LOT 11 (Xử lý dầu thô tràn trên đất)
Sản phẩm LOT 11 được phun lên dầu tràn trên đất làm tan rã và rửa trôi
dầu để chúng thấm qua đất xốp. Trong quá trình đó các bụi khoáng bao
bọc các hạt dầu kết tụ ngăn không cho chúng kết hợp thành các hạt lớn
hơn. Sự hợp nhất về mặt vật lý trong mùn đất là quá trình phân hủy học
tự nhiên. Thời gian để dầu thô bị vi khuẩn phân hủy hoàn toàn là khoảng
từ 4 - 6 tháng ở nhiệt độ 20 -250C.
• Sản phẩm SOT (Xử lý dầu dạng rắn)
Sản phẩm SOT, xử lý dầu dạng rắn là một loại bột hỗn hợp không độc.
Hạt bột có kích cỡ khoảng 20 - 500 micron. Khi rắc bột lên dầu tràn trên
biển, nó sẽ thâm nhập và bám chặt vào dầu bằng các hạt khoáng của nó.
Để xử lý một lít dầu cần rắc 5kg bột này, khi dầu đã vào trong bột,
trở thành khối lỏng kết tủa như là cặn dưới biển (trầm tích biển). Ở đó
cặn mới này không gắn kết với trầm tích tự nhiên đang có mà thu hút các
vi sinh vật tồn tại trong tự nhiên (khoảng 8 loài vi sinh vật) chúng sẽ làm
phân hủy dầu trong thời gian khoảng 3 tháng. Sản phẩm này có thể áp
dụng đối với tất cả các loại dầu tự nhiên cũng như nguyên chất và hầu hết
các sản phẩm hóa dầu.
4.5. Các chế phẩm vi sinh xử lý tràn dầu
* Sản phẩm LOT (Xử lý dầu dạng lỏng)
• Sản phẩm LOT xử lý dầu dạng lỏng là một hỗn
hợp các loại rượu khác nhau không độc, là chất
cô đặc hoà tan với nước. Người ta dùng giải pháp
phun thành tia chất lỏng này lên dầu đã bị thấm
sâu trong đất. Dầu sẽ tự hòa tan và tự phân hủy
trong đất bằng phương pháp sinh học với khoảng
thời gian từ 4 - 6 tháng. Với sản phẩm xử lý dầu
dạng lỏng này người ta có thể tắm cho chim và
các loại động vật khác bị nhiễm dầu tràn, cũng
như rửa đá dọc bờ biển và bãi biển bị ô nhiễm do
dầu tràn.
4.5. Các chế phẩm vi sinh xử lý tràn dầu
• Chế phẩm enretech-1:
Enretech-1 có 2 công dụng: là chất
thấm dầu và đồng thời phân hủy sinh
học dầu. Sản phẩm có chứa các loại vi
sinh tồn tại sẵn có trong tự nhiên. Khi
có nguồn thức ăn là các hydrocarbon và
độ ẩm thích hợp, các vi sinh này sẽ
phát triển nhanh chóng về lượng và
"ăn" dầu, chuyển hóa các chất độc hại
thành vô hại. Vi sinh chỉ tồn tại và phát
triển trong xơ bông của Enretech-1,
không thể nuôi cấy phát triển ở môi
trường ngoài "chủ" của chúng. Sản
phẩm được sản xuất từ nguồn nguyên
liệu tận dụng lại trong công nghiệp chế
biến bông.
Kết luận
• Tràn dầu hiện đang là một thảm họa của môi trường, gây
ảnh hưởng đến hệ sinh thái, môi trường và con người, đòi
hỏi con người phải tìm ra những giải pháp để ngăn chặn
và xử lý kịp thời. Ngoài những phương pháp cơ học và
hóa học đang được sử dụng, xử lý dầu tràn bằng công
nghệ sinh học cũng đang được ứng dụng rộng rãi và
mang lại hiệu quả cao. Hiện nay các chế phẩm sinh
học xử lý dầu tràn được nghiên cứu và ứng dụng khá
nhiều.
• Việc áp dụng công nghệ sinh học trong vấn đề xử lý dầu
tràn biển mang lại hiệu quả rõ rệt. Một bãi biển bị hư hại
do tràn dầu có thể được khôi phục hoàn toàn từ 2-5 năm
khi được làm sạch bằng công nghệ sinh học, nếu không
nó sẽ mất mười năm hay nhiều hơn để có thể khôi phục
được.
Link download:
You must be registered for see links