vi sinh vật xử lý tràn dầu

Các phương pháp xử lý sự cố tràn dầu 4.. Xử lý tràn dầu bằng vi sinh vật 5... Hậu quả của việc tràn dầu2.1... Xử lý tràn dầu trên biển bằng vi sinh vật.4.1... Hình: Sự phân hủy các thành

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

I Hiện tượng tràn dầu

1 Nguyên nhân tràn dâầu

• Dầầu tràn là vi c m t l ệ ộ ượ ng l n xăng dầầu ớ

carbonhydrat đ ượ c phát tán ra bên ngoài do các ho t ạ

đ ng c a con ng ộ ủ ườ i gầy ô nhi m môi tr ễ ườ ng

• Thu t ng này đêầ c p đêến các v tràn dầầu x y ra ậ ữ ậ ụ ả

trong môi tr ườ ng bi n ho c sông Dầầu có th bao gôầm ể ặ ể

c dầầu thô, các s n ph m dầầu m tinh chêế (nh xăng ả ả ẩ ỏ ư

ho c nhiên li u diesel), dầầu nh n ho c dầầu tr n l n ặ ệ ờ ặ ộ ẫ trong chầết th i…Sôế l ả ượ ng dầầu tràn ra ngoài t nhiên ự kho ng vài trăm lít tr lên có th coi là s côế tràn dầầu ả ở ể ự

1 Nguyên nhân tràn dầu

Nguyên nhần dầầu tràn ch có th xuầết phát t ba kh ỉ ể ừ ả

năng:

• Th nhầết, trên m t n ứ ặ ướ c bi n Rò r t các tàu thuyêần ể ỉ ừ

ho t đ ng ngoài bi n: chiêếm kho ng 50% nguôần ô ạ ộ ể ả

nhi m dầầu trên bi n Do tàu ch dầầu trong vùng nh ễ ể ở ả

h ưở ng b s côế ngoài ý muôến ho c côế ý súc r a, x dầầu ị ự ặ ử ả xuôếng bi n ể

• Th hai, trong lòng n ứ ướ c bi n Do rò r các ôếng d n ể ỉ ẫ dầầu, các b ch a dầầu trong lòng n ể ứ ướ c bi n ể

• Th ba, d ứ ướ i đáy bi n Do khoan thăm dò, khoan khai ể thác, túi dầầu b rách do đ a chầến ho c donguyên nhần ị ị ặ khác

2 Hậu quả của việc tràn dầu

2.1 Vêầ môi tr ườ ng

• Làm thay đ i tính chầết lí hóa c a môi tr ổ ủ ườ ng nu c ớ Tăng đ nh t, gi m nôầng đ oxy hầếp th vào n ộ ớ ả ộ ụ ướ c,

d n đêến thi t h i nghiêm tr ng vêầ sinh v t bi n ẫ ệ ạ ọ ậ ể

Làm thay đ i tính chầết, h sinh thái vùng b bi n ổ ệ ờ ể

• Sóng đánh kho ng 10% l ả ượ ng dầầu vào đầết liêần, sôế dầầu đó mang nhiêầu hoá chầết đ c, đã làm h h i đầết ộ ư ạ ven bi n C n dầầu lăếng xuôếng đáy làm ô nhi m trầầm ể ặ ễ tích đáy bi n Làm nh h ể ả ưở ng đêến khí h u khu v c, ậ ự

gi m s bôếc h i n ả ự ơ ướ c d n đêến gi m l ẫ ả ượ ng m a, làm ư nghèo tài nguyên bi n ể

2.2 Về kinh tế-xã hội và con người

• Các v tràn dầầu gầy tôến kém trong các năm qua trên ụ thêế gi i nh : EXXON VALDEZ (Alaska, 1989) 2.5 t ớ ư ỉ

USD cho quá trình làm s ch, và ạ ướ c tính toàn b chi phí ộ lên đêến 9.5 t USD,Tàu NEPTUNE ARIES đầm vào cầầu ỉ

c ng Cát Lái - Tp Hôầ Chí Minh năm 1994 (tràn 1.864 ả tầến dầầu DO) đêần bù 4.2 tri u USD/19 tri u USD theo ệ ệ đánh giá,vv…

Tàu chở dầu EXXON VALDEZ

2.2 Về kinh tế, xã hội và con người

• Ngoài nh ng thi t h i tr c tiêếp vêầ tài s n ra còn có các ữ ệ ạ ự ả

nh h ng mang tính chầết lầu dài nh các c nh quan

b bi n du l ch, các vùng nuôi trôầng, đánh băết th y h i ờ ể ị ủ ả

s n… ả

• Gầy tr ng i cho v n t i đ ở ạ ậ ả ườ ng bi n ể

• Dầầu có nh h ả ưở ng tr c tiêếp đêến ng ự ườ i thông qua tiêếp xúc tr c tiêếp ho c hít th h i dầầu gầy buôần nôn, nh c ự ặ ở ơ ứ đầầu, các vầến đêầ vêầ da Ngoài ra chúng còn gầy ra m t ộ sôế b nh nh ung th , b nh ph i, gián đo n hormon… ệ ư ư ệ ổ ạ

• Thi t h i nghiêm tr ng vêầ kinh têế cho ng ệ ạ ọ ườ i dần S ự suy gi m s n l ả ả ượ ng cá đánh băết, suy gi m năng suầết ả

c a th y h i s n nuôi ủ ủ ả ả

2.3 Về hệ vi sinh vật biển

• Tầết c các loài đ ng, th c v t ả ộ ự ậ

trong đ i d ạ ươ ng đêầu b nh ị ả

h ưở ng b i tràn dầầu(c bi n, sinh ở ỏ ể

v t phù du, ầếu trùng cá, và các ậ

sinh v t d ậ ở ướ i đáy nh trai, ư

hàu…)

• Hầầu hêết chim b nh h ị ả ưở ng b i ở

dầầu tràn đêầu chêết, tr khi có s ừ ự

can thi p c a con ng ệ ủ ườ i

• Dầầu n i trên m t n ổ ặ ướ c làm ánh

sáng gi m khi xuyên vào trong ả

n ướ c, nó h n chêế s quang h p ạ ự ợ

3.2 Phương pháp hóa học

• Ph ươ ng pháp hóa h c đ ọ ượ c dùng khi có ho c ặ

không có s làm s ch c h c và dầầu tràn trong m t ự ạ ơ ọ ộ

th i gian dài Ph ờ ươ ng pháp này s d ng các chầết ử ụ phần tán, các hóa chầết làm kêết t a ho c trung hòa ủ ặ dầầu tràn, th ườ ng th c hi n băầng các ph ự ệ ươ ng ti n ệ

nh tr c thăng, áp d ng trên ph m vi r ng l n ư ự ụ ạ ộ ớ

Sử dụng Enretech cellusorb để hấp thụ dầu

3.3 Phương pháp sinh học

• S d ng các chêế ph m sinh h c kích thích quá trình ử ụ ẩ ọ sinh tr ưở ng và phát tri n c a m t sôế loài vi sinh ể ủ ộ

v t phần h y dầầu, nguôần hydrocacbon c a dầầu s ậ ủ ủ ẽ

đ ượ ử ụ c s d ng làm nguôần cacbon duy nhầết, ho c ặ

4 Xử lý tràn dầu trên biển bằng vi sinh vật.

4.1 Nguyên lý x lí dâầu bằầng VSV ử

Kh năng phần h y sinh h c ph thu c vào các yêếu ả ủ ọ ụ ộ tôế:

• Thành phầần c a dầầu: thành phầần dầầu nh h ủ ả ưở ng

m nh đêến ho t đ ng c a vi sinh Các vi sinh ăn ạ ạ ộ ủ

dầầu ho t đ ng m nh nhầết là nh ng vi sinh tiêu th ạ ộ ạ ữ ụ

đ ượ c phần đo n có nhi t đ sôi t 40 – 200 ạ ệ ộ ừ 0 C.

• Di n tích dầầu tr i trên m t n ệ ả ặ ướ c: di n tích càng ệ

r ng kh năng dầầu b phần h y vi sinh càng m nh ộ ả ị ủ ạ

• Nhi t đ môi tr ệ ộ ườ ng: nhi t đ càng cao quá trình ệ ộ phần h y càng nhanh ủ

4.1 Nguyên lý xử lí dầu bằng VSV

Sinh lý c a Vi khu n ủ ẩ : s sinh tr ự ưở ng c a VK đòi h i ủ ỏ cung cầếp các chầết dinh d ưỡ ng (N,P,C,S) vi l ượ ng và hô hầếp bao gôầm chầết cho và chầết nh n đi n t Theo đó, có ậ ệ ử các c chêế đôầng hóa chầết ô nhi m nh sau: ơ ễ ư

4.2 Nguyên lý xử lý dầu bằng vsv

• Nhìn chung các gôếc no có t l phần gi i sinh h c cao ỷ ệ ả ọ nhầết theo sau là các gôếc th m nh , th m, gôếc th m cao ơ ẹ ơ ơ phần t ; trong khi các h p chầết phần c c l i có t l ử ợ ự ạ ỷ ệ

Hình: Sự phân hủy các thành phần dầu mỏ

4.2 Nguyên lý xử lý dầu bằng vsv

• Đôếi v i các h p chầết th m, s phần h y x y ra ch m ớ ợ ơ ự ủ ả ậ

h n so v i s phần h y các alkan Các h p chầết này có ơ ớ ự ủ ợ

th đ ể ượ c phần h y khi chúng đ ủ ượ c đ n gi n và có tr ng ơ ả ọ

l ượ ng phần t thầếp Tuy nhiên, vì chúng khá ph c t p ử ứ ạ nên không ph i là d dàng đ phần h y và chúng có th ả ễ ể ủ ể kéo dài trong môi tr ườ ng Hyrocarbon th m v i m t, ơ ớ ộ hai ho c ba vòng th m đ ặ ơ ượ c phần h y có hi u qu , tuy ủ ệ ả nhiên, nh ng hyrocarbon th m có bôến hay nhiêầu vòng ữ ơ

th m có kh năng kháng s phần h y c a VSV ơ ả ự ủ ủ

• S phần h y hydratcacbon đ ự ủ ượ c xêếp theo th t sau: ứ ự

n – alkan  alkan m ch nhánh ạ  h p chầết m ch vòng ợ ạ

có tr ng l ọ ượ ng phần t thầếp ử  alkan m ch vòng ạ

Hình: Sự phân hủy của benzen bằng oxy phân tử

* Tính ưu việt của xử lý dầu tràn bằng

phương pháp sinh học+ Thần thi n v i môi tr ệ ớ ườ ng, không nh h ả ưở ng đêến h ệ

4.3 Các phương pháp xử lí ô nhiễm dầu

khu n gram ầm, hiêếu khí ẩ

chuyên sôếng trong nh ng ữ

vùng n ướ c b nhi m dầầu ị ễ

• S d ng n-ankan nh là ử ụ ư

nguôần carbon và năng

l ượ ng duy nhầết điêầu Ở

ki n môi tr ệ ườ ng tôếi

thích(20-30 o c, NaCl

3-10%) chúng có kh năng ả

x lí dầầu lên đêến 80-90% ử

Vi khuẩn Alcanivorax Borkumensis (Ảnh: genetik.uni-bielefeld)

4.3 Các phương pháp xử lí ô nhiễm dầu

• Ch ng VK th hai hay đ ủ ứ ượ ử ụ c s d ng là SG7, thu c h ộ ọ

Pseudomonas, Gram ầm SG7 thu c nhóm Glycolipids có ộ

kh năng phần h y dầầu DO khá m nh: Trong 80% dầầu DO ả ủ ạ

c a d ch nhi m ban dầầu có đêến 17-18 % đã b chuy n hóa ủ ị ễ ị ể

tr ng vòng 3 ngày ọ

• S d ng vi sinh v t đ ử ụ ậ ượ c nuôi cầếy, tuy n ch n trong phòng ể ọ thí nghi m ệ

=>Ph ươ ng pháp này khó th c thi h n nh ng l i hi u qu ự ơ ư ạ ệ ả

h n Đ x lý dầầu ô nhi m, ng ơ ể ử ễ ườ i ta b m vào khu v c ô ơ ự

nhi m các siêu vi khu n đã đ ễ ẩ ượ c tuy n l a phòng thí ể ự ở

nghi m Hi n nay các nhà khoa h c cũng đang tích c c ệ ệ ọ ự

nghiên c u đ chuy n t h p 4 gen t 4 ch ng có kh năng ứ ể ể ổ ợ ừ ủ ả căết m ch h u c c a dầầu m vào cùng m t ch ng vi khu n ạ ữ ơ ủ ỏ ộ ủ ẩ

và dùng ch ng vi khu n đó đ phần h y l p dầầu loang trên ủ ẩ ể ủ ớ

bi n Ch ng vi khu n đ ể ủ ẩ ượ c ch n là ọ Pseudomonas Putida, sôếng trong đầết ăn cacbon, nit , hydro và ôxy có m t trong ơ ặ các v t chầết h u c nh xác th c v t chêết ậ ữ ơ ư ự ậ

❖ Một số yếu tố ảnh hưởng đến VSV:

• Carbon: là nguyên tôế cầếu trúc c b n nhầết c a VSV và ơ ả ủ

là cầần thiêết v i sôế l ớ ượ ng l n h n các yêếu tôế khác, ớ ơ

cacbon : nit là 10:01 và cacbon : phospho là 30:1 Trong ơ phần h y c a dầầu, có rầết nhiêầu các-bon cho vi sinh v t ủ ủ ậ

do cầếu trúc c a các phần t dầầu ủ ử

• Nit : ơ Vi sinh v t ph i đ ậ ả ượ c cung cầếp nit vì không có ơ

nó, chuy n hóa vi sinh v t s b thay đ i Hầầu hêết các vi ể ậ ẽ ị ổ sinh v t côế đ nh đòi h i các hình th c nit , ch ng h n ậ ị ỏ ứ ơ ẳ ạ

nh nit amin h u c , các ion amoni, ho c các ion nitrat ư ơ ữ ơ ặ

• Phôốt pho: là cầần thiêết trong các màng têế (bao gôầm

phospholipids), ATP nguôần năng l ượ ng (trong têế bào) và liên kêết v i các axit nucleic Vi c b sung thêm nito và ớ ệ ổ

photpho s tăng c ẽ ườ ng kh năng ho t đ ng phần gi i ả ạ ộ ả dầầu c a VSV ủ

❖ Một số yếu tố ảnh hưởng đến VSV:

• Oxy: Quá trình phần h y dầầu ch yêếu là m t quá trình oxy ủ ủ ộ hóa Vi khu n t o ra enzyme s xúc tác quá trình chèn oxy vào ẩ ạ ẽ các phần t hydrocarbon đ sau đó có th đ ử ể ể ượ c tiêu th băầng ụ cách chuy n hóa têế bào B i vì điêầu này, ôxy là m t trong ể ở ộ

nh ng yêu cầầu quan tr ng nhầết cho các quá trình phần h y ữ ọ ủ dầầu Các nguôần chính cung cầếp oxy là ôxy trong không khí

Theo lý thuyêết cho thầếy m i gam oxy có th b ôxi hóa 3.5g dầầu ỗ ể ị

• N ướ : chiêếm m t t l l n trong têế bào chầết Là môi tr c ộ ỷ ệ ớ ườ ng cho các ph n ng enzym di n ra N ả ứ ễ ướ c cũng cầần thiêết cho v n ậ

t i c a hầầu hêết các v t li u vào và ra kh i têế bào ả ủ ậ ệ ỏ

• Nôầng đ châốt ô nhi m ộ ễ : là m t yêếu tôế quan tr ng Nêếu nôầng ộ ọ

đ hydrocarbon xăng dầầu quá cao thì nó s làm gi m l ộ ẽ ả ượ ng oxy, n ướ c và các chầết dinh d ưỡ ng có s n cho các vi khu n Nói ẵ ẩ chung, s đa d ng c a nh ng vi sinh v t phần gi i ự ạ ủ ữ ậ ả

hydrocarbon t ươ ng quan v i m c đ ô nhi m hi n t i ớ ứ ộ ễ ệ ạ

• M t sôế yêếu tôế khác: bao gôầm c áp l c, đ m n, và pH, cũng ộ ả ự ộ ặ

có th có tác đ ng quan tr ng đêến quá trình phần h y dầầu c a ể ộ ọ ủ ủ VSV.

có vòng th m nh benzen, phenol, toluen, xilen ơ ư

• Nhóm 3: bao gôầm nh ng VSV phần h y hydratcacbon ữ ủ dãy polimetil, hydratcacbon no.

Các nhà khoa h c đã tìm ra nh ng VSV có kh năng phần ọ ữ ả

h y dầầu m : Vi khu n: ủ ỏ ẩ Achromobbacter;Aeromonas; Alcaligenes; Arthrobacter; Bacillus Vv…

Actinomyces

4.5 Các chế phẩm vi sinh xử lý tràn dầu

• S n ph m LOT 11 ả ẩ (X lý dầầu thô tràn trên đầết) ử

S n ph m LOT 11 đ ả ẩ ượ c phun lên dầầu tràn trên đầết làm tan rã và r a ử trôi dầầu đ chúng thầếm qua đầết xôếp Trong quá trình đó các b i ể ụ

khoáng bao b c các h t dầầu kêết t ngăn không cho chúng kêết h p ọ ạ ụ ợ

thành các h t l n h n S h p nhầết vêầ m t v t lý trong mùn đầết là quá ạ ớ ơ ự ợ ặ ậ trình phần h y h c t nhiên Th i gian đ dầầu thô b vi khu n phần ủ ọ ự ờ ể ị ẩ

h y hoàn toàn là kho ng t 4 - 6 tháng nhi t đ 20 -25 ủ ả ừ ở ệ ộ 0 C.

• S n ph m SOT ả ẩ (X lý dầầu d ng răến) ử ạ

S n ph m SOT, x lý dầầu d ng răến là m t lo i b t h n h p không đ c ả ẩ ử ạ ộ ạ ộ ỗ ợ ộ

H t b t có kích c kho ng 20 - 500 micron Khi răếc b t lên dầầu tràn ạ ộ ỡ ả ộ trên bi n, nó s thầm nh p và bám ch t vào dầầu băầng các h t khoáng ể ẽ ậ ặ ạ

c a nó Đ x lý m t lít dầầu cầần ph i răếc 5kg b t này, khi dầầu đã vào ủ ể ử ộ ả ộ trong b t, tr thành khôếi l ng kêết t a nh là c n d ộ ở ỏ ủ ư ặ ướ i bi n (trầầm tích ể

bi n) đó c n m i này không găến kêết v i trầầm tích t nhiên đang có ể Ở ặ ớ ớ ự

mà thu hút các vi sinh v t tôần t i trong t nhiên (kho ng 8 loài vi sinh ậ ạ ự ả

v t) chúng s làm phần h y dầầu trong th i gian kho ng 3 tháng S n ậ ẽ ủ ờ ả ả

ph m này có th áp d ng đôếi v i tầết c các lo i dầầu t nhiên cũng nh ẩ ể ụ ớ ả ạ ự ư nguyên chầết và hầầu hêết các s n ph m hóa dầầu ả ẩ

4.5 Các chế phẩm vi sinh xử lý tràn dầu

* S n ph m LOT ả ẩ (X lý dầầu d ng l ng) ử ạ ỏ

• S n ph m LOT x lý dầầu d ng l ng là m t h n h p các ả ẩ ử ạ ỏ ộ ỗ ợ

lo i r ạ ượ u khác nhau không đ c, là chầết cô đ c hoà tan ộ ặ

v i n ớ ướ c Ng ườ i ta dùng gi i pháp phun thành tia chầết ả

l ng này lên dầầu đã b thầếm sầu trong đầết Dầầu s t ỏ ị ẽ ự hòa tan và t phần h y trong đầết băầng ph ự ủ ươ ng pháp sinh h c v i kho ng th i gian t 4 - 6 tháng V i s n ọ ớ ả ờ ừ ớ ả

ph m x lý dầầu d ng l ng này ng ẩ ử ạ ỏ ườ i ta có th tăếm cho ể chim và các lo i đ ng v t khác b nhi m dầầu tràn, cũng ạ ộ ậ ị ễ

nh r a đá d c b bi n và bãi bi n b ô nhi m do dầầu ư ử ọ ờ ể ể ị ễ tràn.

sinh tôần t i s n có trong t nhiên Khi ạ ẵ ự

có nguôần th c ăn là các hydrocarbon ứ

và đ m thích h p, các vi sinh này s ộ ẩ ợ ẽ

phát tri n nhanh chóng vêầ l ể ượ ng và

"ăn" dầầu, chuy n hóa các chầết đ c h i ể ộ ạ

thành vô h i Vi sinh ch tôần t i và ạ ỉ ạ

phát tri n trong x bông c a ể ơ ủ

Enretech-1, không th nuôi cầếy phát ể

tri n môi tr ể ở ườ ng ngoài "ch " c a ủ ủ

chúng S n ph m đ ả ẩ ượ ả c s n xuầết t ừ

nguôần nguyên li u t n d ng l i trong ệ ậ ụ ạ

công nghi p chêế biêến bông ệ

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 r ng rãi và ộ

mang l i hi u qu cao Hi n nay các chêế ph m ạ ệ ả ệ ẩ

sinh h c x lý dầầu tràn ọ ử 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 hoặc nhiều hơn để có thể khôi phục được.