1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Đề tài: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG XỬ LÍ TRÀN DẦU Giảng viên: Nguyễn Ngọc Tâm Huyên Lớp: DH10DL Nhóm thực hiện: Võ Thị Mỹ Ngọc Nguyễn Thị Tiểu Linh Bùi Thị Bảo Trâm Tô Hồng Thắm Phạm Uyên Phương MỤC LỤC Giới thiệu I Giới thiệu chung dầu mỏ trạng ô nhiễm dầu tràn Sơ lược dầu mỏ 1.1 Thành phần dầu mỏ 1.2 Vai trò .8 Hiện trạng ô nhiễm Nguyên nhân tràn dầu 12 Hậu 12 Các trình biến đổi dầu nước biển 14 5.1 Quá trình lan tỏa .14 5.2 Quá trình bay 15 5.3 Quá trình khuếch tán 15 5.4 Quá trình hòa tan 15 5.5 Quá trình nhũ tương hóa 16 5.6 Quá trình lắng kết 16 5.7 Quá trình oxi hóa 17 5.8 Quá trình phân hủy sinh học .17 Các phương pháp xử lí dầu tràn 17 6.1 Phương pháp học 18 6.1.1 Dùng phao quây dầu .18 6.1.2 Bơm hút dầu 20 6.2 Phương pháp hóa học 20 6.3 Phương pháp sinh học .22 II Ứng dụng vi sinh vật xử lí dầu tràn 23 Một số yếu tố ảnh hưởng đến vi sinh vật 26 Một số vi sinh vật điển hình 27 Các chế phẩm từ vi sinh vật xử lí dầu tràn 30 3.1 Ở Việt Nam 30 3.2 Trên giới .31 III.Kết luận kiến nghị 36 1.Kết luận 36 2.Kiến nghị 37 IV Tài liệu tham khảo .38 2 GIỚI THIỆU Trong sống đại ngày nay, với phát triển không ngừng khoa học kĩ thuật ngành công nghiệp đại khác toàn giới việc sử dụng nguồn nguyên liệu để tạo lượng ngày gia tăng Có nhiều nguồn nguyên, nhiên liệu khác để phục vụ cho người từ phát khai thác nay, dầu mỏ sẩn phẩm từ dầu trở thành nguồn nguyên, nhiên liệu vô thiết yếu để phục vụ cho nhu cầu sống người Theo số liệu thống kê có khoảng 65 đến 70% lượng sử dụng từ dầu mỏ, có khoảng 20 đến 22% từ than, đến 6% từ lượng nước đến 12% từ lượng hạt nhân Với nhu cầu sử dụng ngày tăng cao việc khai thác vận chuyển dầu ngày phát triển Nó khai thác vận chuyển đến khắp châu lục quốc gia để phục vụ cho nghành sản xuất công nghiệp.Tuy nhiên việc khai thác vận chuyển nguồn “vàng đen” gặp nhiều vấn đề bất cập mà hậu thường nghiêm trọng Những cố nổ giàn khoan, vỡ ống dẫn dầu, chìm nổ tàu chở dầu… gây tác động xấu đến môi trường( đặc biệt môi trường nước) Những cố tràn dầu biển tác động xấu đến môi trường biển, đe dọa đến hệ sinh thái biển ven biển, gây thiệt hại nặng nề kinh tế, sức khỏe Số lượng qui mô vụ tràn dầu ngày tăng mà hậu khó thống kê Đây mối quan lo ngại ngành dầu khí nói riêng toàn nhân loại nói chung Hiện việc bảo vệ môi trường báo động toàn giới, việc khắc phục cố tràn vấn đề cấp bách cần giải Con người tìm biện pháp để giải vấn đề biện pháp vật lí, biện pháp hóa học, biện pháp sinh học Công nghệ sinh học tập hợp ngành khoa học công nghệ (sinh học phân tử, di truyền học, vi sinh vật học, sinh hóa học, thống kê sinh học, tin học ứng dụng, v.v ) nhằm tạo quy trình công nghệ khai thác quy mô công nghiệp ,để sản xuất sản phẩm có giá trị phục vụ đời sống, phát triển kinh tế xã hội bảo vệ 3 môi trường Hiện nay, công nghệ sinh học thường thể thông qua công nghệ vi sinh, công nghệ tế bào mô, công nghệ enzyme, kỹ thuật di truyền Công nghệ sinh học ngày ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực việc xử lý môi trường tìm tòi ứng dụng ngày nhiều nhằm hướng đến việc xử lý không để lại hậu sau Đây công nghệ sử dụng tác nhân sinh học để khôi phục lại đất nước bị ô nhiểm chất độc hại sức khỏe người môi trường sống.Nói cách khác, trình sử dụng hệ thống sinh học mà chủ yếu vi sinh vật tự nhiên, biến đổi chất độc hại khỏi môi trường Về thực chất việc làm để đưa môi trường trở lại trang thái ban đầu, chí biến đổi chất độc hại thành chất độc hại , làm giảm nồng độ chúng đến mức an toàn Việc xử lí dầu tràn vi sinh vật thân thiện với môi trường mang lại kết khả quan đáp ứng nhu cầu phát triển bền vững sản xuất không để lại hậu tiêu cực Do đề tài xử lý tràn dầu vi sinh vật nhóm cúng hôm với mục tiêu giới thiệu tổng quan dầu mỏ, thành phần, tính chất, lợi ích, thiệt hại tràn dầu gây nên… Từ phổ biến biện pháp giải tràn dầu, đặc biệt biện pháp đại với thời gian xử lý nhanh, hiệu cao, chi phí xử lý thấp Hi vọng tương lai công nghệ ngày phát triển để hướng tới mục tiêu môi trường xanh đẹp NHÓM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 4 I Giới thiệu chung dầu mỏ trạng ô nhiễm dầu tràn Sơ lược dầu mỏ Dầu mỏ hay gọi dầu thô, hợp chất hữu cao phân tử, hỗn hợp hydrocacbon (HC) thiên nhiên phức tạp Được tạo thành từ phản ứng xảy điều kiện áp suất nhiệt độ độ sâu định với vận động địa chất 1.1 Thành phần dầu mỏ Một cách tổng quát thành phần dầu mỏ chia thành thành phần:  Các hợp chất HC : hợp chất mà thành phần chứa nguyên tố cacbon (C) hydro (H), nhiều 97-98%, 50%  Các hợp chất phi HC: hợp chất mà thành phần C, H chúng chứa thêm nguyên tố nitơ, lưu huỳnh, Oxy,… - Các hợp chất HC dầu mỏ: HC thành phần quan trọng dầu mỏ, chia làm loại sau:  Các hợp chất parafin : công thức tổng quát CnH2n+2  Các hợp chất vòng no hay hợp chất naphten: công thức tổng quát C nH2n Các HC thơm hay aromatic: công thức tổng quát CnH 2n-6 Số nguyên tử cacbon HC dầu thường từ C5 đến C60 tương ứng với trọng lượng phân tử khoảng 855-880.Cho đến với phương pháp phân tích đại xác định HC riêng lẽ dầu đến mức bảng 1: 5 Bảng 1: Các hydrocacbon riêng lẻ xác định loại dầu mỏ STT 10 11 12 13 14 15 16 Các HC Dãy đồng đẳng Số nguyên tử phân tử N-parafin CnH2n+2 C1-C45 45 I-parafin “ “ I- parafin (loại iso prenoid) Cycloparafin (1 vòng) “ Cycloparafin (2 vòng) Cycloparafin (3 vòng) Cycloparafin (4 vòng) Hydrocacbon thơm (1 vòng) Hydrocacbon thơm (1 vòng có nhiều nhóm thế) Hydrocacbon thơm (2 vòng) Hydrocacbon thơm (2 vòng loại difenyl) CnH2n+2 “ “ “ “ CnH2n “ “ CnH2n-2 “ CnH2n-4 CnH2n-6 CnH2n-8 CnH2n-6 C4-C7 C8-C9 C10-C11 C14-C25 C12 cao C5-C7 C8-C9 C10-C12 C8 C9-C12 C10-C13 15 47 10 12 10 53 23 20 C6-C11 16 CnH2n-6 C9-C12 41 CnH2n-12 C10-C16 42 CnH2n-14 C12-C15 15 Hydrocacbon thơm (3 vòng loại phênanten) Hydrocacbon thơm (3 vòng loại fluoren) Hydrocacbon thơm (4 nhiều vòng) Hydrocacbon hỗn hợp naphtenthơm(loại indan & têtralin) Hydrocacbon hỗn hợp naphtenthơm(loại nhiều vòng) CnH2n-18 C14-C16 14 CnH2n-16 C15-C16 CnH2n-24 C16-C18 10 CnH2n-8 C9-C14 20 C14-C30 Tổng cộng HC riêng lẻ xác định 425 Số lượng HC riêng lẽ xác định - Các hợp chất phi HC: Về thành phần nguyên tố hàm lượng O, N, S dầu mỏ nguyên tố thường kết hợp với gốc HC nên trọng lượng phân tử chúng tương đương với trọng lượng phân tử HC mà theo hàm lượng chúng lớn  Các hợp chất lưu huỳnh (S): - Những loại dầu S thường có hàm lượng S không 0,3-0,5%, loại dầu nhiều S thường có 1-2% trở lên - Hiện dầu mỏ xác định 250 loại hợp chất S thuộc họ: mercaptan, sunfua, đisunfua, thiophen, S tự  Các hợp chất nitơ (N): - Hàm lượng nguyên tố N dầu từ 0,01-1% - Những hợp chất chứa N dầu, cấu trúc phân tử có loại chứa nguyên tử N, loại chứa 2,3,thậm chí nguyên tử N  Các hợp chất oxy (O): - Trong dầu mỏ, hợp chất chứa O thường dạng axit, xêtôn, phenol,este, lacton - Ngoài có thành phần khác:  Các kim loại dầu: kim loại nằm phức porphirin thường Niken(Ni), Vaniđi (Va), chứa phức với kim loại Fe, Cu, Zn, Ca, Mn,…  Các chất nhựa asphalten: - Asphalten: Asphalten có màu nâu sẫm đen dạng bột rắn thù hình, đun nóng không chảy mềm, có bị phân hủy nhiệt độ đun cao 3000C tạo thành khí cốc Asphalten không hòa tan rượu, xăng nhẹ (eter dầu mỏ), hòa tan benzen, clorofor CS2 Đặc tính đáng ý Asphalten tính hòa tan số dung môi kể thực trình trương đểhình thành nên dung dịch keo 7 + Chỉ bị phân hủy nhiệt độ đun cao 300oC tạo thành khí cốc + Hòa tan benzen, clorofor, CS2 tạo thành dung dịch keo - Các chất nhựa: + Là chất lỏng đặc quánh, trạng thái rắn, có màu vàng sẫm nâu, có khả nhuộm màu mạnh + Tan hoàn toàn benzen, clorofom, ete tạo thành dung dịch thực + Nhựa dễ chuyển thành asphlten: cần bị oxy hóa nhẹ có thâm nhập oxy không khí nhiệt độ thường hay đun nóng  Nước lẫn theo dầu mỏ (Nước khoan): - Nhủ tương “ nước dầu” bền vững, lơ lửng dầu, khó tách - Nước dầu bao gồm nhiều muối khoáng khác số kim loại dạng khử hòa tan: Na+, Ca++, Mg++,Fe++, K+, Cl-, HCO3-, SO42-, CO32- Ngoài dầu mỏ có khí dầu: He, Ar, Ne, N2, H2, CO2, H2S,… 1.2 Vai trò Hiện dầu mỏ nguồn lượng quan trọng giới mà không nguồn lượng thay Dầu đóng vai trò quan trọng phát triển kinh tế, cung cấp lượng cho giao thông ô tô, xe máy, máy bay, v.v Dầu cung cấp lượng đầu vào chất đốt cho nhà máy công nghiệp chất bôi trơn động máy móc Ngoài ra, dầu nguyên liệu thô cho ngành công nghiệp sản xuất chất dẻo, sơn, phân bón, dược phẩm, v.v Nói cách khác, dầu nguyên liệu thiết yếu nhiều ngành công nghiệp kinh tế đại phụ thuộc lớn vào hàng hóa dịch dụ có chứa dầu thành phần chứa dầu Theo số liệu công ty BP, năm 2005 tỉ lệ dầu lượng chiếm khoảng 36,4% so với tổng loại lượng giới Các dạng lượng thay khác Gas chiếm 23,5%, lượng hạt nhân chiếm 6% loại Xét dạng lượng tái tạo, thủy điện chiếm 6%, dạng lượng khác lượng mặt trời sức gió chiếm phần nhỏ Hơn nữa, việc lượng tái tạo, lượng hạt nhân, bị hạn chế sản xuất 8 Dầu thứ hàng hóa không dễ bị thay thể nguồn lượng khác Khí gas tự nhiên lượng hạt nhân cạnh tranh với dầu Ví dụ, loại dầu bôi trơn chiết xuất từ dầu, khí gas tự nhiên vận chuyển dễ dàng giống dầu Còn lượng hạn nhân, có vấn đề đáng lo ngại rác thải hạt nhân Dầu nguồn tài nguyên có hạn ngày giới cạn kiệt dầu Theo số liệu BP, năm 2005 tỉ lệ nguồn dự trữ so với sản xuất (R/D) 40,6 năm Do tầm quan trọng dầu, nhiều quốc gia giới ý đến ngành công nghiệp dầu mỏ nhằm khuyến khích sử dụng khai thác hiệu nguồn tài nguyên thiên nhiên quý Hiện trạng ô nhiễm  Ở Việt Nam Theo thống kê Bộ Tài nguyên Môi trường, từ năm 1987 đến xảy 90 vụ tràn dầu dọc bờ biển nước ta, làm thiệt hại kinh tế hàng trăm tỷ đồng Đó chưa kể đến thiệt hại môi trường tự nhiên hậu thiệt hại kinh tế đánh bắt tự nhiên giảm sút Đặc biệt, hai năm 2006, 2007 khu vực bờ biển Việt Nam thường xuyên xuất nhiều cố tràn dầu “bí ẩn” Nhất từ tháng đến tháng 6-2007 liên tục xuất nhiều vết dầu 20 tỉnh ven biển từ đảo Bạch Long Vĩ xuống mũi Cà Mau Các tỉnh thu gom 1,720.9 dầu Các ví dụ: •Vụ tàu chở dầu Neptune Aries (Singapore) đâm vào cầu tàu cảng Cái Tiên sông Sài Gòn hồi tháng 10/1994, làm tràn 1.584 dầu DO 150 xăng dầu loại từ đường ống dẫn dầu cầu cảng Toàn vùng nước cảng 30.000ha ruộng lúa xung quanh bị thiệt hại •Vết dầu loang rộng khoảng 59-60km, đổ thẳng vào hệ thống sông Đồng Nai, lan kênh rạch chằng chịt làm tăng độ nguy hiểm ô nhiễm môi trường Nồng độ dầu bùn nước cao, ảnh hưởng lâu dài với hầu hết hệ sinh thái thủy vực, rừng ngập mặn, thảm thực vật ven sông Thiệt hại từ cố tràn dầu ước tính 28 triệu USD 9 •Khoảng 200 triệu dầu vận chuyển hàng năm qua vùng biển khơi Việt Nam từ Trung Đông tới Nhật Bản Triều Tiên Các hoạt động thăm dò khai thác dầu khí khơi Việt Nam tăng lên hàng năm •Biển Đông trở thành địa điểm thăm dò khai thác dầu khí nhộn nhịp Các vùng có hoạt động dầu khí vùng biển Việt Nam, vịnh Bắc Bộ, vịnh Thái Lan Quần đảo Trường Sa Các hoạt động thông thường kèm theo việc khai thác vận chuyển dầu gây tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng dầu Ví dụ tầu trở dầu làm thoát biển tới 0,7% tải trọng chúng trình vận chuyển thông thường Sóng biển gió có chiều hướng đưa lượng dầu thoát tấp vào bờ biển Việt Nam •Các vụ rò rỉ tràn dầu cục môi trường thống kê tài liệu kể từ năm 1989 Vụ nghiêm trọng xảy hồi tháng 10 năm 1994 Tàu chở dầu Singapore đâm vào cầu tầu cảng Cát Lái sông Sài Gòn gần thành phố Hồ Chí Minh làm tràn 1.700 dầu gasoil Vùng bị ảnh hưởng bao gồm khu cảng 30.000 ruộng lúa, trại cá trại vịt Hơn 1000 đơn khiếu nại nông dân địa phương đệ trình Kết tàu chở dầu bị giữ lại cảng Cuối cùng, phía chủ tàu phải bồi thường thiệt hại môi trường 4,2 triệu USD, chưa kể đến giúp đỡ Singapora cho Uỷ ban nhân dân thành phố Hồ Chí Minh đào tạo cán môi trường •Năm 1994, tàu chở dầu malaysia gặp cố làm tràn 1890 dầu diezen 100 mazut làm cho hàng chục km ruộng lúa diện tích nuôi trồng thủy sản cần nhà bè –TPHCM bị nhiểm nặng  Thế giới •- Tràn dầu vịnh Mexico ngày 3/8/2010 ước tính khối lượng dầu tràn lên tới 4,9 triệu thùng.Theo ước tính quan chức liên bang, trước bị bịt lại, ngày giếng dầu phun lên Vịnh Mexico tới 53.000 thùng dầu Trong đó, ước tính ban đầu mức 5.000 thùng dầu/ngày Dầu bắt đầu đầu phun từ đáy biển sau giàn khoan Deepwater 10 10  Phân giải hợp chất bon: Có số vi khuẩn pseudomonas mathanica có khả sử dụng số hợp chất cac bon làm nguồn thức ăn cacbon nguồn lượng Ngoài số vi sinh vật đồng hóa metilanin  Phân hủy chlorophenol: Nhiều vi sinh vật có khả phân hủy chlorophenol điều kiện hiếu khí kị khí Pentaclophenol bị biến đổi thành tetracclohydroquinon tác dụng monooxygenase cách loại oxy hóa clo vị trí para thành hydroxy phenol loại bước clo bậc thang tạo thành 2,5-điclohdroquinon mở vòng Trong điều 25 25 kiện kị khí, pentaclo phenol bị loại clo hóa bước tạo thành phenol Phenol sử dụng trao đổi chất kị khí tạo thành metan cacbonic Quá trình xảy theo chuổi phản ứng sau Điệu kiện hiếu khí: Điều kiện kỵ khí: kỵ khí pentaclophenol phenol metan + cacbonic Một số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động vi sinh vật Vi khuẩn phát triển phụ thuộc vào chất dinh dưỡng Các chất dinh dưỡng khối để vi khuẩn sống cho phép vi khuẩn tạo enzym cần thiết để phá vỡ hydrocarbon Mặc dù nhu cầu dinh dưỡng khác vi sinh vật Nhưng tất chúng cần nitơ, phốt carbon Sự sống vi sinh vật phụ thuộc vào việc đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng hay không Carbon Carbon nguyên tố cấu trúc VSV cần thiết với số lượng lớn yếu tố khác, cacbon: nitơ 10:1 cacbon : phospho 30:1 Trong phân hủy dầu, có nhiều các-bon cho vi sinh vật cấu trúc phân tử dầu Nitơ 26 26 Nitơ tìm thấy protein, enzym, thành phần tế bào, axit nucleic vi sinh vật Vi sinh vật phải cung cấp nitơ nó, chuyển hóa vi sinh vật bị thay đổi Hầu hết vi sinh vật cố định đòi hỏi hình thức nitơ, chẳng hạn nitơ amin hữu cơ, ion amoni, ion nitrat Những hình thức khác nitơ khan môi trường định, gây nitơ để trở thành yếu tố hạn chế phát triển quần thể vi khuẩn Phốt Photpho cần thiết màng tế ( bao gồm phospholipids ), ATP nguồn lượng (trong tế bào) liên kết với axit nucleic Việc bổ sung thêm nitơ photpho tăng cường khả hoạt động phân giải dầu VSV Cùng với chất dinh dưỡng, vi khuẩn cần số điều kiện để sinh sống Bởi vi khuẩn phát triển hoạt động enzym bị ảnh hưởng yếu tố sau: Oxy Quá trình phân hủy dầu chủ yếu trình oxy hóa Vi khuẩn tạo enzyme xúc tác trình chèn oxy vào phân tử hydrocarbon để sau tiêu thụ cách chuyển hóa tế bào Bởi điều này, ôxy yêu cầu quan trọng cho trình phân hủy dầu Các nguồn cung cấp oxy ôxy không khí Theo lý thuyết cho thấy gam oxy bị ôxi hóa 3.5g dầu Nước Nước cần thiết vi sinh vật chiếm tỷ lệ lớn tế bào chất tế bào Nước quan trọng hầu hết phản ứng enzym diễn dung dịch Nước cần thiết cho vận tải hầu hết vật liệu vào khỏi tế bào Nồng độ chất ô nhiễm Nồng độ chất ô nhiễm yếu tố quan trọng Nếu nồng độ hydrocarbon xăng dầu cao làm giảm lượng oxy, nước chất dinh dưỡng có sẵn cho vi khuẩn Nói chung, đa dạng vi sinh vật phân giải hydrocarbon tương quan với mức độ ô nhiễm 27 27 Một số yếu tố khác Bao gồm áp lực, độ mặn, pH, có tác động quan trọng đến trình phân hủy dầu VSV Một số vi sinh vật điển hình Sử dụng vi sinh vật diện tự nhiên vùng bị ô nhiễm dầu.Để làm điều này, người ta bơm ôxy vào vùng bị ô nhiễm cung cấp hỗn hợp dinh dưỡng để làm gia tăng nhanh chóng số lượng vi sinh vật Hỗn hợp biết đến nhiều Inipol (gồm phosphates nitrates) hãng Elf-Aquitaine phối hợp với Viện Hải dương học Paul-Ricard chế tạo Vi sinh vật điển hình thứ nhât vi khuẩn chuyên ăn dầu: Alcanivorax Borkumensis Alcanivorax Borkumensis tên loài vi khuẩn hình que phát gần mà lượng chủ yếu lấy từ alkan chuyên sống vùng nước bị nhiễm dầu.Vi khuẩn A.borkumensis loại vi khuẩn biết đến sinh vật hydrocarbonoclastic có khả làm giảm dầu môi trường nước biển A borkumensis sử dụng alkan, loại hydrocarbon, trình trao đổi chất Chế độ ăn cho phép A borkumensis dễ phát triển mạnh môi trường biển bị ảnh hưởng cố tràn dầu Thông qua trình trao đổi chất nó, A borkumensis phá vỡ dầu vào hợp chất vô hại Khả đặc biệt loài vi khuẩn giúp trở thành nguồn tiềm lớn cho xử lý sinh học môi trường biển bị ô nhiễm dầu (Ảnh:fraunhofer.de) Alcanivorax Borkumensis 28 28 Các gen A borkumensis nhiễm sắc thể tròn có chứa 3.120.143 cặp bazơ Qua trình giải mã gien vi khuẩn Alcanivorax Borkumensis người ta nhận thấy rằng: Alcanivorax Borkumensis có mang gen có khả phân huỷ dầu đặc hiệu so với loài vi khuẩn phân hủy dầu khác Alcanivorax Borkumensis tăng sinh cách hiệu sinh sống nhờ hydrocarbon dầu thô Nó phân hủy lượng lớn hydrocarbon Loài vi khuẩn sản sinh chất hoạt hóa bề mặt (surfactant) sinh học góp phần chuyển chất dầu sang trạng thái nhũ tương tăng tốc trình phân hủy Vi khuẩn Alcanivorax Borkumensis (Ảnh: genetik.uni-bielefeld) Đặc điểm bật Alcanivorax Borkumensis mắt lẫn mũi loài vi khuẩn nhận biết môi trường xung quanh vùng dầu ô nhiễm nhờ sensor tập trung đầu thể Cơ cấu cho phép chúng định hướng nguồn lương thực để di chuyển có mục đích Vi khuẩn sinh vật đơn bào chúng sử dụng receptor (các thành phần nhận biết tế bào thần kinh kiểm tra chất lượng thông tin gửi đến não) để phân tích liệu nhận Các receptor vi khuẩn kết hợp lại với thành “lưới mắt cáo” bề mặt vi khuẩn để khuếch đại thay đổi dù nhỏ môi trường, từ dẫn tới phản ứng cụ thể bên tế bào 29 29 Mô hình nhiễm sắc thể vi khuẩn Alcanivorax Borkumensis Sự phong phú A borkumensis môi trường bị ảnh hưởng dầu vi khuẩn sử dụng hợp chất dầu nguồn lượng, dân số A borkumensis tự nhiên phát triển mạnh cố tràn dầu vị trí tương tự khác Alcanivorax Borkumensis nhận biết thay đổi nhỏ 0,1% môi trường xung quanh Các nhà khoa học cho rằng, từ trước đến chưa có hệ thống nhạy bén đến Các liệu gien việc phân tích chức cung cấp cho nhà khoa học sở kiến thức với giá trị vô giá nhằm tìm cách giảm thiệt hại môi trường nạn tràn dầu biển Chủng vi khuẩn sử dụng thứ hai SG-7: Vi khuẩn SG-7 30 30 Thuộc họ Pseudomonas, Gram âm CHĐBMSH- SG7 thuộc nhóm Glycolipids có khả phân hủy dầu DO mạnh: Trong 80% dầu DO dịch nhiễm ban đầu có đến 17-18 % bị chuyển hóa vòng ngày Chủng vi khuẩn sử dụng cacbon từ Cn- Chủng vi khuẩn SG-7 bắt đầu sinh chất phân hủy dầu CHĐBMSH sau ngày điều kiện thích hợp CHĐBMSH- SG7 dạng dịch nuôi có khả làm giảm sức căng bề mặt môi trường nuôi cấy từ 50,8 N/m xuống 31,2 N/m thể tính tạo nhũ mạnh với xilen n-hexan dầu DO So với SDS chất hoạt động bề mặt hóa học CHĐBMSH- SG7 có hoạt tính cao ngàn lần Các chế phẩm từ vi sinh vật sử lí dầu tràn 3.1 Ở Việt Nam Phương pháp nuôi vi sinh vật dầu : Sử dụng phương pháp kích thích phát triển loài vi sinh vật địa (có sẵn tự nhiên), có khả phân hủy dầu chất gây ô nhiễm khác điều kiện khác vùng bị ô nhiễm Có chế phẩm nhà khoa học Việt Nam tạo sử dụng để cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh vật môi trường bị ô nhiễm dầu là: + Chế phẩm OilCleanser để nuôi vi sinh vật phân huỷ dầu Khi xảy cố tràn dầu, OilCleanser đưa vào môi trường ô nhiễm Nó giải phóng thời gian thích hợp chất dinh dưỡng chất vi lượng khác để kích thích VSV có khả phân hủy dầu sinh trưởng phát triển Phương pháp gọi “kỹ thuật nhả chậm” OilCleanser chế phẩm sử dụng cho phân hủy sinh học điều kiện kỵ khí + Chế phẩm OilCleanser phân hủy sinh học điều kiện hiếu khí + Chế phẩm OilCleanser dùng để xử lý nước thải bể sục khí cặn thải bị nhiễm dầu Trong trình xử lý nước thải, cặn thải nhiễm dầu kho K130 Khe Chè (Quảng Ninh), sau sử dụng OilCleanser với thời gian nhả chậm từ đến tháng OilCleanser 2, cho kết khả quan Hàm lượng dầu nước thải 31 31 giảm tới 98%, đặc biệt hydrocarbon thơm (tác nhân ô nhiễm có khả gây ung thư) hoàn toàn bị loại bỏ Về vấn đề kinh tế chi phí cho việc xử lý 0,914 m3 ô nhiễm phân hủy sinh học hết từ 40 đến 250 USD Trong phương pháp khác có giá thành cao nhiều Chẳng hạn, xử lý phương pháp đốt lên tới 250 đến 800 USD, chưa kể gây ô nhiễm không khí ô nhiễm nước ngầm Nếu nhập công nghệ từ nước để sản xuất chế phẩm OilCleanser phải tiêu tốn khoảng triệu USD Tuy nhiên năm 1996, sau mày mò thành công ban đầu phòng thí nghiệm nhà khoa học Việt Nam triển khai quy mô pilot (sản xuất thử nghiệm) với kinh phí vài chục triệu đồng Nhà nước cấp Và đề tài đánh giá số bảy đề tài xuất sắc Chương trình Công nghệ sinh học quốc gia năm 2001 3.2.Trên giới Trung tâm thông tin Khoa học Công nghệ Quốc gia (Bộ Khoa học Công nghệ) phối hợp với Công ty Xử lý dầu quốc tế (OTI - Thụy Sĩ) giới thiệu công nghệ xử lý ô nhiễm dầu tràn biển Đây công nghệ cấp sáng chế quốc tế triển khai hiệu nhiều nước giới Tại đây, TS Alex Mojon, Giám đốc Công ty OTI giới thiệu loại sản phẩm dùng để phân hủy dầu thô vi sinh vật: LOT 11 (xử lý dầu thô tràn đất); SOT (xử lý dầu dạng rắn), LOT (xử lý dầu dạng lỏng) không làm tổn hại thân thiện với môi trường, hiệu kinh tế cao việc làm nước, đất ô nhiễm công nghiệp tràn dầu thô phân hủy sinh học  Sản phẩm LOT 11 phun lên dầu tràn đất làm tan rã rửa trôi dầu để chúng thấm qua đất xốp Trong trình bụi khoáng bao bọc hạt dầu kết tụ ngăn không cho chúng kết hợp thành hạt lớn Sự hợp mặt vật lý mùn đất trình phân hủy học tự nhiên Thời gian để dầu thô bị vi khuẩn phân hủy hoàn toàn khoảng từ - tháng nhiệt độ 20 -25 độ C  Sản phẩm SOT, xử lý dầu dạng rắn loại bột hỗn hợp không độc Hạt bột có kích cỡ khoảng 20 - 500 micron Khi rắc bột lên dầu tràn biển, thâm nhập bám chặt vào dầu hạt khoáng Để xử lý lít dầu cần 32 32 phải rắc 5kg bột này, dầu vào bột, trở thành khối lỏng kết tủa cặn biển (trầm tích biển) Ở cặn không gắn kết với trầm tích tự nhiên có mà thu hút vi sinh vật tồn tự nhiên (khoảng loài vi sinh vật) chúng làm phân hủy dầu thời gian khoảng tháng Sản phẩm áp dụng tất loại dầu tự nhiên nguyên chất hầu hết sản phẩm hóa dầu TS A.Mojon cho biết: Sản phẩm xử lý dầu rắn (SOT) có dạng bột Sau rắc SOT lên lớp dầu, vòng 2-4 tiếng chất tạo nên kết dính nhấn chìm dầu xuống đáy biển, để lại nước bề mặt dầu SOT không làm nguy hại đến sống bị phân hủy hoàn toàn vi khuẩn sau khoảng 3-4 tháng mà không để lại đáy biển chất gây hại Sản phẩm xử lý dầu lỏng (LOT) có thành phần không độc hại cho phép có thực phẩm người loại mỹ phẩm Sản phẩm LOT xử lý dầu dạng lỏng hỗn hợp loại rượu khác không độc, chất cô đặc hoà tan với nước Người ta dùng giải pháp phun thành tia chất lỏng lên dầu bị thấm sâu đất Dầu tự hòa tan tự phân hủy đất phương pháp sinh học với khoảng thời gian từ - tháng Với sản phẩm xử lý dầu dạng lỏng người ta tắm cho chim loại động vật khác bị nhiễm dầu tràn, rửa đá dọc bờ biển bãi biển bị ô nhiễm dầu tràn Xử lý LOT, dầu bị nhũ tương hóa hấp phụ hạt khoáng đất thấm qua, phía lớp đất không dầu Dầu bị phân hủy hoàn toàn nhờ vi sinh vật không gây hại môi trường tự nhiên từ 3-4 tháng SOT LOT xử lý dầu thô, dầu DO, FO loại xăng Thái Lan dùng SOT LOT để khắc phục cố tràn 100.000 lít dầu vùng biển gần khu du lịch tiếng Koh Samet vào tháng 1-2002 Hiện nay, để xử lý 1kg dầu cần khoảng 5kg bột SOT Giá thành bán thị trường quốc tế 700-900 USD/tấn giá bán nhà máy 190 USD/tấn  Cellusorb chất siêu thấm có khả hấp thụ hydrocarbon dạng nguyên, nhũ hóa phần hay bị phân tán 33 33 Cellusorb có khả hút tối đa gấp 18 lần trọng lượng thân, đặc biệt thích hợp cho xử lý tràn vãi dầu mặt nước Cellusorb có đặc tính hút dầu không hút nước Trong qui trình sản xuất, xơ Cellusorb trải qua công đoạn phun phủ lớp parafin mỏng Chính lớp parafin làm cho xơ Cellusorb kị nước Nhưng tiếp xúc với dầu (kể dầu nhũ tương nước), lớp bọc parafin bị phá vỡ nhanh xơ tiếp xúc với dầu hút dầu Cellusorb thích hợp dùng để hút cô lập dầu tràn mặt nước, đặt biệt vùng nhạy cảm khó tiếp cận vùng nước nuôi thủy sản, rừng ngập nước, rạn san hô, bãi đá… Các kết Cellusorb thử nghiệm cho thấy: Cá nuốt Cellusorb ngấm dầu hoàn toàn không bị nhiễm dầu Cá không tiêu hóa xơ Cellusorb Chúng thải trả lại môi trường Cellusorb với dầu bị cô lập bên Ðặc tính lợi ích • Hút dầu nhanh nước Khả hấp thụ nhanh Cellusorb làm cho sản phẩm phù hợp lý tưởng cho việc ứng cứu tràn vãi dầu nơi có hệ sinh thái nhạy cảm • Là chất siêu thấm - cần lượng nhỏ sản phẩm cho xử lý Ðộ cao giúp dễ dàng thu vớt • An toàn, không độc hại động vật, thực vật cạn nước • Dễ sử dụng bảo quản Sản xuất từ nguyên liệu thô tái chế - 100% cellulose Phạm vi sử dụng Cellusorb sử dụng khu vực cảng, cầu tàu, vịnh, bãi biển, rừng ngập mặn nơi có nguy xảy cố tràn dầu nước Khác với nhiều loại chất thấm khác, Cellusorb hút triệt để váng dầu, làm hoàn toàn lớp óng ánh mặt nước Cellusorb dùng cho: 34 34 1.Ứng cứu khẩn cấp vụ tràn vãi dầu qui mô vừa nhỏ biển, sông Ðặc biệt thích hợp để sử dụng khu vực nhạy cảm hay khó tiếp cận bãi tắm, rạn san hô, rừng ngập mặn, vùng nước nuôi thuỷ sản Lọc dầu dạng nguyên hay nhũ tương lẫn nước thải công nghiệp Lọc váng dầu vùng nước nuôi thủy sản Thu gom dầu bể, hố chứa dầu thải Rõ ràng, thông tin tín hiệu để lạc quan giải pháp thu gom dầu loang biển đa phần dừng giai đoạn cuối chờ dầu dạt vào bờ dùng lao động thủ công để thu gom Trước thời điểm đó, vùng biển ven bờ, có bãi tắm, khu nuôi trồng thủy sản gánh chịu hậu to lớn Theo thống kê Cục Môi trường (Bộ KHCN&MT), từ năm 1987 đến xảy 90 vụ tràn dầu vùng sông biển ven bờ nước ta, gây thiệt hại to lớn kinh tế ô nhiễm nghiêm trọng lâu dài cho môi trường Khi xảy cố tràn dầu nước đất, khả triển khai ứng cứu nhanh có vai trò đặc biệt quan trọng để loại bỏ hoàn toàn hay giảm thiểu tối đa hậu nghiêm trọng lâu dài mà cố tràn dầu gây  Công nghệ Enretech: đời mở khả cho ứng cứu khẩn cấp xử lý ô nhiễm dầu tràn đất khu vực nhạy cảm, khó tiếp cận… Quá trình phân hủy sinh học dầu (đã bị cô lập) vi sinh Enretech diễn sau 70 - 80% lượng dầu hấp thụ bị phân hủy sau tháng Trong điều kiện thích hợp, 80% hydrocarbon bị phân hủy sau 30 ngày Vi sinh Enretech phát triển tốt đất ô nhiễm dầu điều kiện nhiệt độ 25-300C, độ ẩm 40%, pH 6-8 Khi nhiệt độ 150C hay 400C, vi sinh ngừng hoạt động phát triển Sản phẩm Enretech có đặc tính ưu việt sau: • Hút nhanh dầu dạng nguyên, nhũ tương nước hay phát tán • Cô lập dầu mà hấp thụ, không nhả lại môi trường dù điều kiện để nắng, mưa, ngâm nước hay chịu nén áp suất chôn lấp • Phân hủy dầu thành chất vô hại vi sinh tự nhiên sẵn có xơ Enretech 35 35 • Rất đơn giản sử dụng, cần rắc tay; An toàn sử dụng, đeo găng tay, nặt nạ hay quần áo bảo vệ; Đơn giản bảo quản, cần giữ sản phẩm khô trước dùng, không khống chế thời gian bảo quản Sản phẩm Enretech dùng để làm cát biển nhiễm dầu Bãi Trước, TP Vũng Tàu cố va đâm tàu Farmosa One Petrolimex 01 vịnh Giành Rái ngày 07/09/2001 làm 800 dầu DO tràn biển dạt vào bờ Kết xử lý Cục Môi trường (Bộ KHCN&MT) sở KHCN&MT tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu ghi nhận đánh giá cao Sản phẩm Enretech sử dụng rộng rãi 26 nước giới (Mỹ, Canada, Nhật, Singapore, Australia ) Các doanh nghiệp Việt Nam VIETSOVPETRO, PTSC, CASTROL, SCHLUMBERGER sử dụng Enretech cho mục đích xử lý ô nhiễm tràn dầu Riêng XNLD VIETSOVPETRO năm dự trữ 30 -50 loại sản phẩm Enretech cho mục đích đảm bảo khả sẵn sàng ứng cứu cố tràn dầu Với hiệu thực tế từ sau vụ xử lí ô nhiễm dầu bãi trước,Vũng Tàu, nhìn nhận tầm quan trọng việc thành lập kho dự trữ chiến lược sản phẩm Enretech khu vực tiềm tàng nguy tràn dầu III Kết luận kiến nghị Kết luận Hiện tràn dầu thực trở thành thảm họa lớn người nhiều loài sinh vật Trái Đất, gây nhiều tác động xấu đến môi trường, đời sống,hoạt động người sinh vật Xử lí dầu tràn vấn đề nan giải không riêng quốc gia nào, có nhiều phương pháp để giải vấn đề xử lí học,hóa học phương pháp xử lí dầu tràn dựa vi sinh vật có sẵn tự nhiên chế phẩm sinh học từ vi sinh vật coi 36 36 phương pháp tối ưu Phương pháp giải vấn đề ô nhiễm thứ cấp mà phương pháp khác được, không sử dụng để làm môi trường biển sau tràn dầu mà sử dụng để khôi phục lại môi trường ban đầu Cùng với ưu điểm dễ thực hiện,thân thiện với môi trường tiết kiệm kinh phí phương pháp khác,ứng dụng công nghệ sinh học mở hướng giải tối ưu cho quốc gia không xử lí dầu tràn mà nhiều lĩnh vực khác Ứng dụng công nghệ sinh học xử lý dầu tràn hướng cho ngành dầu khí nhằm giải khuyết điểm mà phương pháp khác thiếu sót ngày người hướng đến phát triển bền vững sản xuất Những ứng dụng vi sinh vật mục tiêu nghiên cứu nhà khoa học nhằm tạo hướng cho xử lý cố dầu tràn biển tạo cho bờ biển Công nghệ sinh học lĩnh vực hứa hẹn tạo nhiều bước đột phá tương lai,cần thêm sách đầu tư để mở rộng phát triển công nghệ này, góp phần giải hiệu vụ tràn dầu, làm cho môi trường tươi đẹp Kêu gọi người phải tự có ý thức sử dụng hợp lí tiết kiệm nguồn tài nguyên chúng dần bị cạn kiệt Kiến nghị Dầu mỏ nguyên liệu vô thiết yếu sống hoạt động người việc khai thác vận chuyển dầu ngày phát triển mạnh Tuy nhiên, ngành công nghiệp dầu mỏ cần đầu tư cách thật thích đáng Các thiết bị khai thác thiết bị vận chuyển dầu cần đầu tư nâng cao chất lượng để tránh cố nguy hại Bên cạnh cần tuyên truyền nâng cao ý thức trách nhiệm người dân việc bảo vệ môi trường biển, 37 37 huấn luyện biện pháp khắc phục chỗ có cố tràn dầu xày Song song với phát triển công nghệ đại công nghệ sinh học cần nghiên cứu ứng dụng nhiều để khắc phục cố tràn dầu ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Thông điệp: “ Biển xanh cho sống xanh” IV Tài liệu tham khảo http://www.google.com.vn/#hl=vi&cp=20&gs_id=2r&xhr=t&q=tran+dau+vinh+ mexico&pf=p&sclient=psy&source=hp&pbx=1&oq=tran+dau+vinh+mexico&aq=f&a qi=&aql=&gs_sm=&gs_upl=&fp=1&biw=1151&bih=587&cad=b http://www.google.com.vn/#sclient=psy&hl=vi&source=hp&q=xu+li+dau+tran+ bang+ visinh+vat&pbx=1&oq=xu+li+dau+tran+bang+visinh+vat&aq=f&aqi=&aql =&gs_sm=e&gs_upl=101181l116248l0l117024l34l32l3l0l0l2l1290l7955l0.13.12.1.0.1 1.1l29l0&fp=e78a963dbea56b77&biw=1151&bih=587 38 38 http://www.google.com.vn/#sclient=psy&hl=vi&source=hp&q=ung+dung+cong+ nghe+ sinh+hoc+xu+li+dau+tran&pbx=1&oq=ung+dung+cong+nghe+sinh+hoc+xu+ li+dau+tran&aq=f&aqi=&aql=&gs_sm=e&gs_upl=34298l52670l1l54379l73l45l28l3l3l 3l786l9498l0.12.18.0.1.2.2l35l0&fp=e78a963dbea56b77&biw=1151&bih=587 Vi sinh vật công nghiệp(Lê Xuân Phương) www.pseudomonas.com/images/paeruginosa.jpg http://khoahoc.vn/view.asp?Cat_ID=10&news_id=14838 http://vietbao.vn/Khoa-hoc/Phan-huy-dau-tran-bang-vi-sinh-vat/45237650/188/ Sinh viên khóa trước 39 39 [...]... 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 khi các biện pháp ứng cứu nhanh Có thể tóm tắt các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải dầu mỏ và khí thiên nhiên như sau: 22 22 II Ứng dụng của vi sinh vật trong xử lí dầu tràn Khả năng các vi sinh vật phân giải các chất hữu... với xilen n-hexan và dầu DO So với SDS một chất hoạt động bề mặt hóa học thì CHĐBMSH- SG7 có hoạt tính cao hơn ngàn lần 3 Các chế phẩm từ vi sinh vật sử lí dầu tràn 3.1 Ở Vi t Nam Phương pháp nuôi vi sinh vật trong dầu : Sử dụng phương pháp kích thích sự phát triển của các loài vi sinh vật bản địa (có sẵn trong tự nhiên), có khả năng phân hủy dầu hoặc các chất gây ô nhiễm khác trong những điều kiện... tinh dầu vào vi c hỗ trợ quá trình phân hủy sinh học tự nhiên, tăng bề mặt dầu sẵn sàng cho cuộc tấn công của vi khuẩn 6.3 Phương pháp sinh học Sử dụng các chế phẩm sinh học kích 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, hoặc những sản phẩm phân hủy hydrocarbon của vi sinh là nguồn cơ chất để sinh. .. các nhà khoa học Vi t Nam tạo ra được sử dụng để cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh vật trong môi trường bị ô nhiễm dầu đó là: + Chế phẩm OilCleanser 1 để nuôi vi sinh vật phân huỷ dầu Khi xảy ra sự cố tràn dầu, OilCleanser 1 được đưa vào môi trường ô nhiễm Nó sẽ giải phóng trong thời gian thích hợp chất dinh dưỡng và các chất vi lượng khác để kích thích VSV có khả năng phân hủy dầu sinh trưởng và... 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 TS A.Mojon cho biết: Sản phẩm xử lý dầu rắn (SOT) có dạng bột Sau khi rắc SOT lên lớp dầu, trong vòng 2-4 tiếng chất này sẽ tạo nên sự kết dính và nhấn chìm dầu. .. nay tràn dầu đang thực sự trở thành một thảm họa lớn đối với con người và nhiều loài sinh vật trên Trái Đất, nó gây ra nhiều tác động xấu đến môi trường, đời sống,hoạt động của con người và sinh vật Xử lí dầu tràn hiện là một vấn đề nan giải không chỉ riêng đối với quốc gia nào, đã có nhiều phương pháp để giải quyết vấn đề này như xử lí cơ học,hóa học nhưng phương pháp xử lí dầu tràn dựa trên những vi. .. huỷ vi sinh, còn khi chìm xuống đáy thì khó bị phân hủy theo kiểu này Khả năng phân hủy sinh học phụ thuộc vào các yếu tố: 17 17 • Thành phần của dầu: thành phần dầu ảnh hưởng mạnh đến hoạt động của vi sinh Các vi sinh ăn dầu hoạt động mạnh nhất là những vi sinh tiêu thụ được phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 40 – 2000oC • Diện tích dầu trải trên mặt nước: diện tích càng rộng khả năng dầu bị phân hủy vi sinh. .. pháp xử lí dầu tràn 6.1 Phương pháp cơ học Khi xảy ra sự cố tràn dầu thì biện pháp cơ học được xem là tiên quyết cho công tác ứng phó sự cố tràn dầu tại các sông, cảng biển nhằm ngăn chặn, khống chế và thu gom nhanh chóng lượng dầu tràn tại hiện trường 6.1.1 Dùng phao quây dầu Biện pháp cơ học là quây gom, dồn dầu vào một vị trí nhất định để tránh dầu lan trên diện rộng bằng cách: • Sử dụng phao ngăn dầu. .. biển • Mục đích của vi c sử dụng chất tăng độ phân tán dầu là để loại bỏ dầu trên bề mặt của biển, chuyển nó vào trong cột nước làm pha loãng nồng độ độc hại của dầu và làm cho dầu bị xuống cấp, giảm sự vận động của dầu ❖ Chất phân tán dầu ALBISOL WD: 21 21 ALBISOL WD là chất lỏng có hiệu quả phân hủy cao, không độc, phân tán dầu tràn Ứng dụng : ALBISOL WD được sử dụng để chống ô nhiễm dầu trên biển, vùng... trong nước sông có rất nhiều chủng vi khuẩn Do đó, rất ít loại hydrocacbon có thể chống lại sự phân huỷ này Các vi sinh vật có thể phân huỷ 0,03 0,5 g dầu/ ngày đêm trên mỗi mét vuông Khi dầu rơi xuống nước, chủng vi sinh vật hoạt động mạnh Quá trình khuếch tán xảy ra tốt thì quá trình ăn dầu cũng xảy ra mạnh Điều kiện các vi sinh ăn dầu có thể phát triển được là phải có oxy Do đó, ở trên mặt nước dầu