ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn

Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN  BÀI TIỂU LUẬN MÔN CÔNG NGHỆ SINH MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI: NG DNG VI SINH VẬT TRONG X L DU TRN GVHD: H Thanh Bá : DH10MT  10127068 Phan Quc Khánh - 10127066 Nguyn Th Thùy Trâm - 10127167 Hoàng Th Yn  1114944 Trn Th Hng Phng 10127170 10  2012 Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 2 Mục Lục I       3 II     4 2.1      4 2.1.1  4 2.1.2  4 2.1.3   5 2.2              6 2.2.1        6 2.2.2            7 2.3          8  c 8  lý hóa hc 8 2.4          9 2.4.1       9 2.4.2 Quá trình hong ca mt s vi sinh vn hình 14 2.4.3 Mt s ch phm sinh hc trong x lý tràn du 17 III  Kt lun và kin ngh 19 3.1 Kt lun 19 3.2 Kin ngh 19 Tài liu tham kho 19  21 Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 3 I – Giơ ́ i thiê ̣ u                ,            ,               .                            .              ,                    . ,                      .    ,       .           , .   ,                  .                ,  ,            . .                                      (  ,   ,   ,     ,     ).            ,   ,       ,             .   ,  ,  , .                  ,          .  Nam,                                    , ,                .    ,                .      ,                                                             ,            ,        . Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 4 II – Nô ̣ i dung 2.1 Tô ̉ ng quan vê ̀ dâ ̀ u mo ̉ 2.1.1 Khi nim               .                  .                           ,            ,    ,    .                  ,      .   ,       ,   ,    ,        88%          , 12%  .                       2.1.2 Qu trnh hnh thnh Có nhiu lý thuyt gii thích vic nguyên nhân hình thành các m du, tuy                       . 2.1.2.1 Nguồn gốc vô cơ Cui th k 19 nhà hóa h-mi-tri I-va-nô-vích Men--lê- i thích s hình thành ca du m. Theo lý thuyt này du m phát sinh t phn ng hóa hc gia "thán hóa vt" (Carbure) kim loi vc ti nhi cao  sâu trong lt to thành các thán thy hóa hp v y lên trên. Các vi sinh vt st qua hàng t n chúng thành các hn hp thán thy hóa hp vt khác nhau. Lý thuyt này là m tài gây nhiu tranh cãi trong gii khoa hc, tng phái Nga - U-crai-na trong vic gii thích ngun gc du m. 2.1.2.2 Nguồn gốc hư ̃ u cơ Theo lý thuyt tng hp sinh hc nhiu nhà khoa hng ý, du m phát sinh t nhng xác cht ca các sinh vt  n, hay t các thc vt b chôn trong t. Khi thiu khí ôxy, b i áp sut và  nhi cao các cht h các sinh vc chuyn hóa thành các hp cht to nên du. Du tích t trong Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 5 các lp, do nh c nên du di chuyn dn dn lên n khi gp phi các lm thu thì tích t li  y và to thành mt m du. 2.1.3 Thnh phn – tnh cht ha học ca du m Mt cách tng quát thì thành phn hoá hc ca du m c chia thành hai thành phn: - Các hp cht hydrocacbon (HC), là hp cht mà trong thành phn ca nó ch cha hai nguyên t là cacbon và hydro. - Các hp cht phi HC, là các hp cht mà trong thành phn ca nó ngoài cacbon, hydro thì chúng còn cha thêm các nguyên t hu Trong thành phn ca du m ng các HC luôn chim thành phn ch yu. Trong thc t thì da vào thành phn ca các HC trong di ta quynh các loi sn phc sn xut t mt loi dc, thành phn nn hiu sut ca các loi sn phi vi các hp cht phi HC thì mc dù thành phn nguyên t ca chúng không lu hcác hp cht có hi vì vy trong quá trình ch bin cn phi loi b nó ra khi thành phn ca sn phn công ngh ca nhà máy. 2.1.3.1 Cc hp cht hydrocacbon ca du m Hydrocacbon là thành phn chính và quan trng nht ca du m. Trong thành ca du m c chia làm 3 loi sau: - Các hp cht paraffin. - Các hp cht vòng no hay các hp cht naphten. -  Thc t n có nhi sôi trung bình và cao thì ngoài các hp cht trên còn có các hp cht lai hp tc là hp cht mà trong phân t ca chúng có cha các loi hydrocacbon trên.          , cycloolefin, diolefin vv ) không có trong hu ht các loi du m. S nguyên t cacbon ca các hydrocacbon trong d ng t n C60 (còn n C4 nng vi trng phân t khong 855-880. Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 6 2.1.3.2 Cc hp cht phi hydrocacbon ng hp cht, mà trong phân t ca nó ngoài cacbon, hydro còn có chnh tc là nhng hp cht hnh. Mt loi hp cht khác mà trong thành phn c ng thi O, N, S s không xét   thuc nhóm cht nha và asphalten s c xem xét sau. Nói chung, nhng loi d bin cht thng các hp cht cha các d nguyên t k i các loi d bin cht ln. Ngoài ra tùy theo loi vt liu hu to ra dng và t l ca tng loi hp cht ca O, N, S trong tng loi d khác nhau. Cng v thành phn nguyên t ng O, N, S trong du m rt ít, tuy nhiên, vì nhng nguyên t ng kt hp vi các gc hydrocacbon, nên trng phân t ca chúng i trng phân t ca ng ca chúng khá ln. 2.1.3.3 Cc kim loi Kim loi có trong du m không nhing t vài phn trin vài phn vn. Chúng nm trong du m ng  n có nhi i dng phc vi các hp cht h-ng là dng phc vi porphirin và dng phc vi các cht h    u m   ng phc vi porphirin ng có s  2.1.3.4. Các cht nhựa và asphalten ca du m. Các cht nha và asphalten ca du m là nhng cht mà trong cu trúc phân t cng thi các nguyên t  trng phân t rt ln, t 500-600 tr lên. Bi vy các cht nha và asphalten ch có mt trong nhn có nhi sôi cao và cn ca du m. 2.2Nguyên nhân va ̀ hu qu ca ô nhim trn du 2.2.1 Nguyên nhân cu ̉ a ô nhiê ̃ m tra ̀ n dâ ̀ u            ,  Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 7            ,                               ,                        ,  . 2.2.2 Hâ ̣ u qua ̉ cu ̉ a ô nhiê ̃ m tra ̀ n dâ ̀ u 2.2.2.1 Đi vi h sinh thi i tính cht lí hóa cng nu nht, gim n oxy hp th c, dn thit hi nghiêm trng v sinh vt bic bit là các rng san hô và các loi sinh vt nhy cm vi s thiu oxy. Mt tn du m tràn ra bin có th loang ph 12 km2 mc, to thành lp váng dc và i tính cht cng bin, cn tr vii khí oxi và cacbonic vi bu khí quyn.  :                  ,                     2.2.2.2 Đi vi kinh t – x hi v con ngưi Tn kém tin b làm sng b ô nhim. Ví d: V tràn du  Alaska, (1989) mt 2.5 t USD cho quá trình làm sch, và c tính toàn b n 9.5 t USD. Tàu KASCO MONROVA ti Cát Lái  Tp H n du DO) n bù khong 14.4 t VND. Khi s c tràn du xy ra thì gây ra nhiu thit hi và tn thi vi c  nhân. Ngoài nhng thit hi trc tip v tài sn ra còn có các ng mang tính chnh quan b bin du lch, các vùng nuôi trt thy hi s Gây tr ngi cho vn tng bin. Du có ng trc tii thông qua tip xúc trc tip hoc hít th u gây bun nôn, nhu, các v v da Ngoài ra chúng còn gây ra 1 s bnh ph Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 8 Thit hi nghiêm trng v kinh t i dân. S suy gim s ng cá t lên mang bán  ch . Suy gim t ca thy hi sn nuôi. Him ha tràn dc dân nuôi nghêu phi mt v mt trng hàng ngàn t ng nu nghêu b cht do ô nhim du. 2.3 Tô ̉ ng quan vê ̀ xư ̉ ly ́ ô nhiê ̃ m dâ ̀ u 2.3.1 Cc phương php xử lý cơ học 2.3.1.1 Dùng phao quay du Khi xy ra s c tràn du thì bic xem là tiên quyt cho công tác ng phó s c tràn du ti các sông, cng bin nhn, khng ch và thu ng du tràn ti hing. Bic là quây gom, dn du vào mt v trí nh tránh du lan trên din rng bng cách: - S d quây khu vc du tràn, hn ch ô nhim lan rng  thu gom x lý. - Dùng máy ht váng du: Sau khi dc quây li dùng máy ht váng du hút du lên kho cha. 2.3.1.2 Dùng bơm hút du u (Skimmers): Khi dc c nh bc tip theo là cn phi g b du ra khi mc. Skimmers là máy hút du lên khi mc vào bn cha và du có th c phc hi li.   c s d  hút du loang trên mc. Tl du thu gom và công sut cu tùy thuc vào loi du tràn và loi  2.3.1.3 Các phụ kin khác Thùng cha, ca nô ng cu, vt ht d 2.3.2  lý hóa hc c dùng khi có hoc không có s làm sc và Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 9 du tràn trong mt th dng các cht phân tán; các chu - c; các cht keo t và hp th du 2.4 Tô ̉ ng quan vê ̀ vi sinh vâ ̣ t xư ̉ ly ́ dâ ̀ u 2.4.1 Vi sinh vâ ̣ t phân hu ̉ y dâ ̀ u mo ̉ Du m là mt loi nhiên liu r c bit, trong thành phn ca chúng có nhng loi hp cht sau: - Hydratcacbon mch thng: 30  35% - Hydratcacbon mch vòng: 25  75% -  20% - Các hp cht chu - Các hp cht ch - Các hp cht chc ín, nhng, bitum Các thành phn hóa hc có trong du m ng rt khó phân hc ng dng các quá trình sinh h  x lý ô nhim du m   m rt c bit.Công ngh sinh hc ng dng trong v du tràn là vic s dng các vi sinh vt (nm hay vi khu y s suy thoái ca hydrocacbon du m mt quá trình t nhiên do vi khun phân hy du thành các cht khác. Các sn phm có th c tc, và các hp chn mà không nh ng.  kích thích quá trình phân hy cng b sung vào môi ng mt s loi VSV phù hp hoc cung c VSV ba phát trin.Vi khun là nhóm vi sinh vt chính tham gia phân hy du m. Vi khun tham gia phân hy du m theo nhng ri ta phân chúng vào ba nhóm d chuyn hóa du c - Nhóm 1: Bao gm nhng VSV phân gii các cht mch h u, mch thng,  - Nhóm 2: Bao gm nhng VSV phân hy các cht h benzen, phenol, toluen, xilen. Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 10 - Nhóm 3: bao gm nhng VSV phân hy hydratcacbon dãy polimetil, hydratcacbon no Mt s các vi khun sn xut ra các loi enzyme có th phân hy các phân thydrocarbon. Trên toàn th gii có trên 70 chi vi khuc bit là làm suy thoái hydrocarbon. Nhng vi khung chia qun th t nhiên ca vi khu có th ching s dân trong h sinh thái du. Nhìn chung các gc no có t l phân gii sinh hc cao nht theo sau là các g t; trong khi các hp cht phân cc li có t l phân gii thp. Các loi alkan ( loi hydratcacbon mch thng b phân hy bu t cacbon  u. Quá trình oxy hóa này b u bng vic s dng oxy phân t to u bc 1. K tip là s to ra aldehit và axit carboxilic có s carbon gi chu    u. S phân gii s tip tc, t axid carboxilic to thành monocarboxilic axit có s  carbou là 2C và mt phân t CH3  n thành CO2. Các hp cht phân nhánh cao s b oxy hóa thành u bc 2. Quá trình oxy hóa ca n-- -c xúc tác bi cùng mt b các enzym. Vi vi khuc 1, 2 vc xúc tác bi ankan u dehydrogenase và aldehyde dehydrogenase béo. Vc 1 là xúc tác bc xúc tác bi u béo và aldehyde dehydrogenase béo, hoc do P450 monooxc 1. [...]... một tàu chở dầu lớn 16 Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn bị đắm ngoài khơi bờ biển Galicie thuộc Tây Ban Nha, làm tràn khoảng 17.000 tấn nhiên liệu nặng Hình 7.Alcanivorax Borkumensis 2.4.3Một số chế phẩm sinh học trong xử lý tràn dầu 2.4.3.1 Sản phẩm LOT 11 (xử lý dầu thô tràn trên đất) Được phun lên dầu tràn trên đất làm tan và rửa trôi dầu để chúng thấm qua đất xốp Trong quá trình... chất sinh học hoạt động bề mặt, gọi là rhamnolipid Mặc dù rhamnolipid đã được sử dụng trong nhiều năm nay, nhưng cho đến khi phát hiện chủng vi khuẩn mới, NY3, rhamnolipid mới được biết đến với đặc tính “phi 15 Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn thường” là phá vỡ các hạt dầu, phân hủy những hợp chất độc hại như PAH.Rhamnolipid không gây độc cho hệ thực vật, vi sinh vật, ... hủy dầuu 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 hoá dầu 17 Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 2.4.3.3 Sản phẩm LOT Xử lý dầu dạng lỏng là một hỗn hợp các loại rượu khác nhau không độc, là chất cô đặc hòa tan với nước Người ta dùng giải pháp phun thành tia chất lỏng nay lên dầu đã... cho ứng cứu khẩn cấp các sự cố tràn dầu trên đất, xử lý tại chỗ đất cát bị nhiễm dầu 18 Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn - Khi vi ̣c thu gom dầu tràn bằng các biện pháp cơ học (phao quây, bơm hút, tấm thấm ) không thể thực hiện được ở trên /trong đất, bờ sông, bờ biển, các dải đá bị nhiễm dầu thì Enretech-1 là giải pháp xử lý hiệu quả kinh tế nhất và triệt để nhất III – Kết luận... nay, trong lĩnh vực công nghệ sinh học nói chung và lĩnh vực vi sinh vật nói riêng đều có bước phát triển mạnh mẽ trong xử lý ô nhiễm môi trường Vi ̣c tìm ra nhiều chủng loại vi sinh vật khác nhau ứng với từng điều kiện tự nhiên thổ nhưỡng khác nhau cả từng khu vực ô nhiễm sẽ tạo ra nhiều thuận lợi trong xử lý ô nhiễm của các sự cố tràn dầu Mở ra một kỷ nguyên tươi sang trong vi ̣c... Lee 2003 Mở rộng phạm vi chất nền tăng trưởng trong Pseudomonas putida F1 do đột biến trong cả hai cymR và todS, tuyển dụng một CmtE hydrolase vòng phân hạch và tạo ra con đường tod catabolic, tương ứng Vi sinh vật học 149: 795-805 3- Đinh Thị Ngọ, 2008 Giáo trình Hoá Học Dầu Mỏ Và Khí Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật, 1-35 20 Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 4- Finette BA, Gibson... vi ̣c ứng dụng những sinh vật nhỏ bé, ít tốn kém, hiệu quả cao và không để lại hâu quả xấu hay những chất độc hại sinh ra trong quá trình xử lý Đây là bước tiếc rất đáng kể cho thế giới hiện tại và tương lai 3.2 Kiến nghị Cần tập trung nghiên cứu nhiều hơn nữa, phát triển các công trình nghiên cứu về các vi sinh vật có khả năng xử lý dầu tràn, phát triển các thế hệ vi sinh vật có khả... ih.gov/pmc/articles/PMC92264/&ei=cZj9Tpz9Bs2KmQW2hviUAg&sa=X&oi =translate&ct=result&resnum=1&ved=0CCkQ7gEwAA&prev=/search%3Fq% 19 Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 3Dmechanism%2Bdegrade%2Bbenzene%2Bby%2BPseudomonas%2Bputida% 2BF1%26hl%3Dvi%26prmd%3Dimvns 4- http://bee.net.vn/channel/2981/201010/Xu-ly-tran-dau-bang -vi- sinh- vat1770859/ 5- http://www.khoahoc.com.vn/doisong/ung-dung/14838_Phan-huy-dau-tranbang -vi- sinh- vat.aspx 6-... trong đất Dầu sẽ tự hòa tan va 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 rùa đã dọc bờ biển và bãi biển bị ô nhiễm do dầu tràn SOT và LOT xử lý được cả dầu thô, dầu DO, FO và các loại xăng 2.4.3.5 Chất thấm và phân hủy sinh. .. thô, dầu DO, FO và các loại xăng 2.4.3.5 Chất thấm và phân hủy sinh học dầu "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 vật tồn tại sẵn trong môi trường ô nhiễm dầu và chúng sẽ xử lí các chất độc hại thành vô hại Vi sinh vật chỉ tồn tại và phát triển trong xơ bông của Enretech-1, không thể nuôi cấy phát triển ở môi trường . Phm vi s dng: - Enretech-c s dng cho ng cu khn cp các s c tràn dt, x lý ti ch t cát b nhim du. Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 19 - Khi vi c. c dùng khi có hoc không có s làm sc và Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 9 du tràn trong mt th dng các cht phân tán;. ca các hydrocacbon trong d ng t n C60 (còn n C4 nng vi trng phân t khong 855-880. Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý dầu tràn 6 2.1.3.2