بسم الله الرحمن الرحیم
عنوان:
حذف الاینده های نفتی از اب
گرداوری:
استاد :
محیط زیست چیست؟
.
عوامل زنده: انسان، گیاهان و حیوانات.
عوامل غیر زنده: آب، خاک، هوا و هر آن چه در کره زمین موجود باشد .
آلودگی چیست؟
به عبارت دیگر وارد آمدن هر ماده به محیط به نحوی که تعادل طبیعی آن را بر هم زند. این آلودگی ممکن است در هر یک از قسمت های محیط زیست به وجود آید.
انواع آلودگی:
– آلودگی هوا
– آلودگی آب
– آلودگیش خاک
– آلودگی صوتی
– آلودگی رادیواکتیو
– آلودگی حرارتی
انواع آب های پذیرنده:
آب های سطحی، مثل آب های حاصل از باران، برف و تگرگ
آب های جاری، مثل رودخانه ها
آب های راکد، مثل اقیانوس ها، دریاها، دریاچه ها و تالاب ها
آب های زیرزمینی، مثل چشمه، چاه و قنات
بحران آب :
در واقع عدم توازن و تناسب بین منابع و مصارف به صورت بالقوه و نیز در عمل است. بنابراین این بحران بر اثر دو عامل ایجاد می شود، آلوده شدن منابع آب و اختلاط در مدیریت تامین و توزیع آب.
|آب آلوده
آب وقتی آلوده می شود که بر اثر فعالیت های انسانی در ترکیب یا خواص آن به طور مستقیم یا غیر مستقیم تغییراتی حاصل می شود، تا حدی که بر اثر این تغییرات آب برای مصارفی که قبلا در حالت طبیعی به کار می رفت نامطلوب گردد.
تا قبل از دهه 1970 توجه اکثر محققین و مجامع علمی محیط زیست به اثرات ظاهری آلودگی آب، هوا و خاک معطوف بود،
این روند تا سال 1970 به طور گسترده ای ادامه داشت تا این که در این سال قوانین پاکسازی آب ها، بسیاری از ناهنجاری های زیست محیطی را عوض کرد.
اگرچه هزاره دوم میلادی به پایان رسیده است ولی مسئله بهبود کمیت و کیفیت آب پسگردی فاحش داشته است.
افزایش آگاهی ما در مورد تغییر آب و هوای جهانی و خشکسالی های دهه های 80 و 90 باعث شده که مسئله کیفیت آب در مقایسه با کمیت آن در آینده نگران کننده تر به نظر برسد
دریاهای جهان متاسفانه در دهه های اخیر به عنوان مدفن آلاینده ها، مخصوصا آلاینده های نفتی از سوی انسان استفاده می شود.
اما با رشد سریع آلودگی دریا به دلیل نشت نفت از کشتی ها و سراریز شدن ضایعات صنعتی و فاضلاب های شهری به دریا، متدها و رویکردهای جدیدی به وجود آمد
شناخت عوامل آلاینده موثر بر محیط زیست دریایی .
عوامل برون دریایی موثر بر محیط زیست دریایی
عوامل درون دریایی موثر بر محیط زیست دریایی
مهمترین عوامل پخش آلودگیهای نفتی در دریا:
تجهیزات پالایشگاهی در سواحل دریا
عملیات تانکرها
تصادف نفت کش ها
اضافه شدن آبها و رود خانه های کثیف به دریا
فرآورده های نفتی از پرمصرف ترین مواد شیمیایی در دنیای مدرن امروز محسوب می شوند. اعتقاد بر این است که کل میزان نفتی که ا زطریق فعالیت های انسانی و یا طبیعی وارد دریا می شود می تواند سطح همه اقیانوس های کره زمین را با ضخامت20 مولکول بپوشاند
ساختار نفت:
درنفت بیش از17000 ترکیب شیمیایی وجود دارد.
این هیدروکربن که تعداد اتم کربنشان بین C1 تا C50 می باشد در 3گروه
1- پارافینی (آلکان ها)
2- نفتنی (سیکلو آلکان ها)
3- آروماتیک
علاوه بر هیدروکربن ها نفت
1-دارای مقدار کمی ترکیبات آلی گوگرد دار، نیتروژن دار و اکسیژن دار
2- مقدار بسیار جزئی ترکیبات آلی – فلزی با پایه نیکل، وانادیم و آهن.
از نظر تجزیه پذیری، نفت را می توان به چهار جزء تقسیم کرد:
هیدروکربن های اشباع
هیدروکربن های آروماتیک
مواد قطبی غیرهیدروکربنی مثل رزین
آسفالتن
نفت سبک بیشتر از هیدروکربن های اشباع و آروماتیک تشکیل شده و دارای درصد کمی از رزین و آسفالتن می باشد
اما نفت سنگین که ناشی از تجزیه نفت خام در شرایط بدون اکسیژن در مخازن طبیعی است هیدروکربن اشباع و آرماتیک کمتری دارد و بیشتر از ترکیبات قطبی، رزین و آسفالتن تشکیل شده است..
هنگام تجزیه زیستی نفت خام در محیط طبیعی مواد مشابه ای با تجزیه نفت سنگین حاصل می شود. به دلیل اینکه بیشترین قسمت نفت را هیدروکربن ها تشکیل می دهند، تجزیه آنها از لحاظ کمی مهمترین فرآیند حذف نفت از محیط است. لازم به ذکر است با اینکه ترکیبات آروماتیک و قطبی درصد کمتری از نفت خام را تشکیل می دهند اما پایدارتر و سمی تر بوده و به زمان بیشتری برای تجزیه نیاز دارند.
هزینه جمع آوری آلودگیها که به عوامل مختلفی بستگی دارد:
نوع هیدروکربن های نفتی
مقدار و شدت آلودگی مختصات و مشخصات جغرافیایی
فیزیکی و بیولوژیکی محل حادثه
شرایط هوا و دریا
زمان حادثه، راندمان و نوع روش جمع آوری
سرنوشت آلاینده ها بعداز نشت
حرکت آلایند تحت تاثیر خصوصیات آلاینده و محیط و بستر لایه آبدار می باشد و بعد از ورود به یک سایت دچار یکی از این سرنوشتها می شوند.
گروهی از آلاینده ها فرار بوده و به طرف بالا حرکت می کنند، بعضی به طرف پایین نشت می کنند و ممکن است به منابع آبهای زیر زمینی وارد شوند
گروهی در بخش مرکزی و بصورت یک پلوم حرکت می نمایند ، بخشی تجزیه می شوند و بعضی آلاینده ها هم به عنوان ترکیبات شیمیایی مقاوم روی سایت باقی می مانند.
از جمله خصوصیات فیزیکی و شیمیایی که روی پاکسازی آلاینده ها موثرند دانسیته، حلالیت و فشار بخار و … می باشند. مثلا هیدورکربنهای دارای دانسیته بالاتر از یک در ته لایه آبدار سوب می کنند و امکان جداسازی ثقلی آنها وجود دارد مثل تتراکلرواتیلن با دانسیته 1/36 و آلاینده های دارای دانسیته کمتر از یک در سطح شناور شده و می توان آنها را براحتی جدا کرد مثل بنزن با دانسیته 678/ 0 واستون با دانسیته 79/ 0
کشور ما نیز جزو کشورهای نفت خیز جهان محسوب می شود و از این خسارات بی نصیب نمانده است.در دی ماه1388 یک چاه نفت در منطقه مارون خوزستان نشت کرد و در اثر آن حدود20 هزار بشکه نفت وارد منطقه شد و100 هکتار زمین را آلوده کرد.
مطابق آمار ITOPF از سال2000 تا2008 تنها196000 تن نفت در اثر حوادثی که برای نفت کش ها پیش آمده وارد دریا شده است.
ایران با توجه به دارا بودن تولیدات پتروشیمی حدود 30 میلیون تن درسال و دارا بودن مقام دوم ذخایر گازی جهان، وجود بیش از 25000 کیلومتر خطوط انتقال نفت و گاز، دارا بودن بیش از 1300 ایستگاه انتقال سوختگیری و 10000 تانکر حمل نفت و فراورده های نفتی، بسیار در معرض آلوده شدن به فراورده های نفتی قرار دارد.
در مجموع بر اساس برآوردهای انجام شده توسط سازمان های محیط زیست، روسیه و جمهوری آذربایجان 66 درصد و ایران 11 درصد از مواد آلوده کننده را به خزر می ریزند
تاثیر آلاینده ها بر حیات آبزیان دریای خزر:
تنوع زیستى دریاى خزر شامل 854 گونه جانورى و بیش از 500 گونه گیاهى است و زیستگاه گونه هاى جانورى و گیاهى ویژه اى است که در نوع خود بی نظیرند.سرازیر شدن انواع پسابهای صنعتی بویژه نفت و فراورده ها و سموم، ضمن آلوده ساختن آب دریا، حیات آبزیان را نیز به خطر انداخته است
آلودگی دریا با منابع هیدروکربنی:
. از آنجا که نفت خام یک ماده خالص نیست و در آن انواع هیدروکربورها با تفاوت های فیزیکی و شیمیایی مختلف وجود دارد، هنگامی که دریا را آلوده می سازد به اشکال گوناگون تبلور پیدا می کند که غالبا برای آبزیان مضر است.
از سوی دیگر خلیج فارس محل حمل و نقل جهانی نفت محسوب می شود و این امر موجب شده در سال های گذشته لکه های نفتی بسیاری از این نفت کش ها در آبهای خلیج فارس به جا بماند و در نهایت تاثیرات نامطلوبی بر محیط زیست منطقه وارد شود.
بخشی از آلاینده ها در اثر حرکت نفت کش ها و شناورها ـ رها کردن آب توازن کشتی ها ـ حفاری و عملیات کشف نفت ـ تراوش و استخراج نفت و ریختن زباله ها از داخل شناورها به خلیج فارس تزریق می شوند و با این معضل سالهاست که مواجه هستیم.
در حال حاضر حدود 90 درصد صادرات نفت و فرآورده های نفتی توسط نفت کش های دنیا از تنگه هرمز انجام می شود که براساس آمار سازمان بنادر و دریانوردی سالیانه 40 هزار شناور از این تنگه عبور می کنند.
حجم عمده آلودگی هایی که در خلیج فارس و تنگه هرمز ایجاد شده، ناشی از چاه های نفت و سکوهای نفتی فراوان است به شکلی که از 160 سکوی نفتی حدود 70 سکوی نفتی در خلیج فارس فعال است و آمارها نشان می دهد که خلیج فارس یکی از آلوده ترین خلیج های دنیا است
مهمترین روشهای جمع آوری, حذف و پاکسازی آلودگیهای نفتی از دریا
روشهای متعددی برای حذف آلودگی های نفتی در محیط زیست ارایه شده که مهمترین آنها عبارتند از:
1-آتش زدن
2-جمع آوری دستی آلودگی های نفتی از سطح آب
3- محصور کردن آلودگی های نفتی به وسیله وسایل فیزیکی
4- استفاده از موادی مانند پر و کاه که ذرات نفت را جذب می کند
5- استفاده از حلال های دو قطبی
6- پاکسازی زیستی یا تجزیه زیستی و یا Bioremediation
7.استفاده از تکنیک خلاء،
8.تبخیر ترکیبات نفتی
9.جذب و جداسازی از سطح آب توسط انواع مختلفی از جاذب ها به خصوص جاذب های تهیه شده با استفاده از فناوری نانو،
10.استفاده از عوامل بیولوژیکی و میکروارگانیسم ها برای تجزیه هیدروکربن ها
11.بکارگیری تکنولوژی لیزر
12.جداسازی فیزیکی به کمک کف گیر و تبدیل آلودگیهای نفتی به ترکیبات دیگر با روشهایی چون فتو اکسیداسیون
یکی از قدیمی ترین روشها سوزاندن مواد نفتی است.در حادثه 23 مارس 1989 که بیش از 37000 تن مواد نفتی در اب پخش شد،از روش سوزاندن استفاده شد که با بازده 98% با موفقیت همراه بود.
برای جداسازی قطرات نفت از اب توسط تکنیک خلاء،از اختلاف دانسیته بین نفت و اب و همبن طور انرژی حباب های هوا تزریق شده به درون اب جهت حرکت دادن قطرات نفت به سمت واحد بازیابی استفاده شده است.
مواد پراکنده کننده: برای شکستن و تقسیم مواد نفتی به مقادیر کمتر استفاده می شود و این مواد را از سطح بالای آب جابه جا و پراکنده می کنند.
شناور ها ( سدهای مکانیکی ):
این شناورها به صورت موانعی شناور به روی آب برای پاکسازی نفت از منابع آبی و برایپیشگیری از پخش شدن و نشت آن استفاده می شود.
حاذب ها
جاذب ها باعث جذب شدن نفت میشود و در نتیجه جداسازی نفت از اب را تسهیل می کند.
مهمترین خواصی که جاذب باید داشته باشد:
اب گریز،نفت دوست،ظرفیت جذب بالا،سرعت جدب بالا، زمان اقامت طولانی و تجزیه پذیری.
جذب مولکولی و سطحی
در جذب سطحی تجمع قطرات نفت فقط در سطح جاذب و یا به عبارت دیگر در فصل مشترک جاذب و نفت صورت میگیرد.
در جذب مولکولی قطرات نفت از یک فاز به فاز دیگر منتقل میگردد.
جاذب های مورد استفاده جهت جذب مواد نفتی:
مواد معدنی طبیعی،مواد الی سنتز شده(پلی پروپیلن )مواد غیر الی و یا ترکیبی از این سه گروه.
جاذب ها و مواد معدنی طبیعی گوناگونی همچون شلتوک برنج،غلات،انواع زغال سنگ،چوب،کاغذ،پنبه و پشم جهت جذب الودگیهای نفتی از سطح اب مورد استفاده قرار گرفته اند.
دلیل استفاده از جاذب های طبیعی:ظرفیت جذب بالا،قابلیت تجزیه پذیری در محیط زیست و مقرون به صرفه تر بودن انها نسبت به انواع پلیمرهای سنتز شده است.
از مواد زاید جامد و ضایعات کشاورزی همچون سیر و ورقه های پیاز به عنوان جاذب مواد نفتی استفاده شده است
انواع فیبر گیاهی همچون مخلوط ضایعات برگها،مخلوط خاک اره،الیاف نارگیل و الیاف ابریشم نیز به عنوان جاذب مواد نفتی گزارش شده.
از مواد الی با خاکستر نیز استفاده شده.
با توجه به انعطاف پذیری و خاصیت ابگریزی لاستیک،ایده استفاده به عنوان جاذب مواد نفتی مطرح شد.چیتسان و همکاران طی پژوهشهای خود ایده مذکور را به عمل در اورده و طی یک چرخه بازیافت از لاستیک دور ریز پودری جهت جذب الودگیهای نفتی تهیه کردند
انواع جاذب های معدنی
Silica aerogel
از جمله مواد نانو ساختار هستند،این مواد اکسید های فلزی جامدی هستند که ساختار باز فومی دارند و اجازه نفوذ ترکیبات مختلف را به ذرون ساختار خود می دهند. یک عیب عمده این است که در نتیجه جذب اب،ساختارشان درهم می شکند.استفادهاز دی اکسیدکربن فوق بحرانی به جای الکل در فرایند خشک کردن به هنگام تولید،می تواند این عیب را از بین ببرد اما aerogel تولید شده توسط دی اگسید کربد فوق بحرانی اب گریزی کمی دارد.
معایب جاذب های معدنی
-قدرت شناوری و ظرفیت جذب کمی دارند.
کربن فعال
این ترکیب برای جذب مواد فرار استفاده می شود.عیب ان خطر اشغال،مسدود شدن خلل و فرج (در نتیجه پلیمریزاسیون مواد الی فرار در روی سطح کربن فعال) و مشکلات تجدید دوباره ان است.ظرفیت جذب ان می تواند به وسیله ی مخلوطی از organoclayو کربن فعال بهبود یابد
جذب آلاینده های نفتی با کمک اسفنج های نانولوله ای
ین گروه تحقیقاتی برای ساخت مخلوط نامنظمی از صدها نانولوله کربنی چندجداره به طول چندین میکرومتر، از یک فرآیند ترسیب بخار شیمیایی(CVD) استفاده کرد. در ماده ی حاصله که چگالی آن بی نهایت کم است، نانولوله ها مانند مجموعه هایی از چوب کبریت هایی می باشند که روی نوک همدیگر قرار گرفته اند. در نتیجه آنها تخلخل بسیار زیادی ایجاد می کنند.
این ساختار اجازه می دهد که لوله ها روی همدیگر سُر بخورند و در نتیجه این ماده انعطاف پذیر باشد. همچنین این ماده بعد از فشرده و چلانده شدن می تواند همانند فنر به شکل اولیه خود برگردد. این محققان برای آماده سازی این اسفنج های نانولوله ای برای فرآیند جذب، آنها را در اتانول غوطه ور کرده و سپس به آهستگی فشرده و خشک کردند و در نهایت آنها را به شکل قرص های سیاه رنگ متراکمی که حدود 20 برابر کوچک تر شده بودند، درآوردند
این قرص ها هنگامی که در معرض آلاینده های نفتی موجود در آب، قرار گیرند؛ به سرعت با پر شدن شکاف های بین این لوله ها توسط این آلاینده ها، شکل اولیه خود را باز می یابند. علاوه بر فرآیند جذب، بعضی از کاربردهای دیگر این ماده عبارتند از: الیاف یا صفحاتی برای استفاده در سیستم های فیلتراسیون، عایق گرمایی و جاذب نویز.
غشاهای نانو ساختار
در حضور اب حدود 20 برابر وزن خودشان نفت را جذب میکنند.
این خاصیت به دلیل اب گریز بودن بسیار عالی و خاصیت مویینگی ان هاست.
مقاوم در مقابل گرما
ساختار متخلخل و سه بعدی
هم اب دوست هم اب گریز و با استفاده از فرایندvapor deposition پوششی از جنس سیلیکون بر روی سطح غشا ایجاد می شود که غشای کاغذ مانند را از اب دوست به اب گریز تغییر می دهد.
عیوب غشای نانو ساختار
در جذب هیدروکربن های سنگین چندان موفق نیست
زیرا روزنه های ان در اثر جذب این هیدروکربن ها بسته می شود.و چون ساختار ظاهری روزنه ها شبیه به کاغذ است پخش ان روی سطح دریا و سپس جمع اوریش مشکلاتی ایجاد می کند
آلودگی های نفتی به سه روش فیزیکی، شیمیایی و زیستی پاکسازی می شوند. برای حذف آلودگی آبها به روش فیزیکی ممکن است از ابزارهای جمع کننده مثل skimmer استفاده شود. در مورد خاک های آلوده نیز روش landfilling که نوعی سیستم دفن بهداشتی مواد آلوده است و یا سوزاندن به کار گرفته می شود. بعضی از این روش ها مثل landfilling و سوزاندن بسیار گران هستند علاوه براین سوزاندن باعث آلودگی هوا می شود. استفاده از skimmer نیز روش ساده ای نیست و برای نشت نفت در سطح وسیع آنچنان که باید موثر نیست.
اسکیمرها:
اسکیمرها قایقهای کوچکی هستند که می توانند نفت را از آب پاک کنند . اسکیمرهایی که در آنها پمپ هایی به کار گرفته شده ، از نیروی مکش برای جداسازی و پاکسازی نفت شناور در آب استفاده میکند.
روشهای شیمیایی:
1Dispersant :باعث پراکنده شدن نفت می شود تا فرایند پاک سازی نفت از اب را شتاب دهد.
2_ Solidifier:دانه های خشک و پلیمر های اب گریزی هستند که با نفت واکنش می دهند تا جامد چسب مانندی تشکیل دهند که در روی اب شناور می شود.
روش های شیمیایی شامل تزریق مستقیم اکسید کننده های شیمیایی به محیط است که منجر به تغییر ماهیت طبیعی محیط می شود. اما روش های زیستی که به طور معمول شامل تبدیل آلودگی به مواد غیرسمی با استفاده از فرآیندهای میکروبی است موثرتر و بی ضررتر به نظر می رسد
ترمیم زیستی:
برای سرعت بخشیدن به فرایند تجزیه زیستی نفت پس از انتشار آن به کار گرفته می شود. در این فرایندباکتریها و یا دیگر ارگانیسمهای زنده و میکروبهای موجود در دریا وارد عمل شده و به عمل اکسید شدن نفت کمک می کنند.
تجزیه میکروبی آلودگی های نفتی و هیدروکربنی نیز یک فناوری مفید است که شامل کاربرد بیوسورفاکتانت ها می باشد. رامنولیپیدهای حاصل از گونه P. aeruginosaمقادیر بسیار زیادی از آلودگی های ناشی از حادثه نفتی Exon Valdzرا در سواحل شنی آلاسکا برطرف کرده است. همچنین با افزودن رامنولیپیدهای حاصل از P. aeruginosa، 56 درصد از هیدورکربن های آلیفاتیک و 37 درصد از ترکیبات آروماتیک خاک های لومی- ماسه ای آلوده به نفت، بازیافت شد.
زیست پالایی:
یک فن آوری حذف آلودگی است که در آن سیستم زیستی برای تخریب یا تغییر شکل مواد شیمیایی زیانبار استفاده می شود. سه فرم کلی برای زیست پالایی وجود دارد:
– Intrinsic Bioremediation :دنبال کردن فرآیند طبیعی تجزیه زیستی است و از طریق آن میکرو ارگانیزم های طبیعی موجود در محیط در همان شرایط طبیعی حذف آلودگی ها را تا سطح قابل قبولی انجام می دهند.
-Biostimulation :در واقع بهبود شرایط محیطی نظیر اضافه کردن مواد غذایی یا هوادهی است. این روش هنگامی صورت می گیرد که سرعت تجزیه زیستی به طور طبیعی کم باشد و به همین دلیل میکرو ارگانیزم های موجود در محیط تحریک شده تا مواد شیمیایی هدف را تجزیه کنند. در این موارد معمولاً جمعیت تجزیه کننده به اندازه کافی حضور دارد ولی شرایط محیطی برای فعالیت آنها مساعد نیست.
شرایط نامساعد می تواند:
نبودن اکسیژن،
pH نامناسب،
کمبود مواد مغذی به شکل معدنی،
کمبود رطوبت و دمای نامناسب،
میزان در دسترس بودن ماده شیمیایی مورد نظر مطلوب نباشد.
-Bioaugmentation :این فرآیند شامل وارد کردن میکرو ارگانیزم های غیربومی به محیط طبیعی است که با هدف افزایش سرعت و یا گسترش تجزیه زیستی انجام می شود. این روش معمولاً زمانی استفاده می شود که میکرو ارگانیزم های خود محیط قادر به تجزیه نباشند یا اینکه ماده آلوده کننده محیط ساختاری پیچیده داشته و از طیف وسیعی از ترکیبات تشکیل شده باشد.
در واقع وقتی intrinsic bioremediation وBiostimulationنتایج قابل قبولی به دست نیاورند از این روش استفاده می شود. که به دلیل کم بودن جمعیت میکرو ارگانیزم هاست یا اینکه ماده شیمیایی هدف دیر تجزیه شونده یا سرسخت می باشد.
هدف زیست پالایی نفت، تجزیه کامل هیدروکربن ها به آب و دی اکسید کربن توسط میکروارگانیزم است.
مزیت این تکنیک نسبت به سایر روش های حذف آلودگی نفتی :
تبدیل مواد سمی به محصولات نهایی غیررسمی و بی خطر
هزینه پایین
کاهش اثرات جانبی روی سلامت انسان و محیط زیست،
تاثیر طولانی مدت همراه با روش های غیرمخرب
توانایی حذف آلودگی به صورت in situ و بدون اینکه لازم باشد اختلالی در اکوسیستم ایجاد شود
در ترکیبات آروماتیک، سودوموناسها توسط یکی از راههای »ارتو« یا »متا«، به حلقه حمله می کنند و در این عمل آنزیم دی اکسیژناز شرکت دارد. از راه ارتو، موکوئیک اسید و از راه متا، هیدروکسی موکوئیک آلدینو تولید می شود
اصولاً میکروارگانیزم ها با کمک3 فراورده اصلی زیر قادر به تجزیه هیدروکربورهای نفتی می باشند:
1- آنزیمها: آنزیمهای مونواکسیژناز و دی اکسیژناز مهمترین آنزیمها موثر در تجزیه هیدروکربورهای نفتی بوده و فراورده های حاصل از فعالیت این آنزیمها، الکلها هستند،
بیوسورفکتانتها:
مواد بیولوژیک دارای گروه های آب دوست و آب گریز در سطح سلول هستند و به وسیله تعداد زیادی از میکروارگانیزم ها تولید می شوند. براساس ساختار شیمیایی به گروههای گلیکولیپیدی، فسفولیپیدها، اسیدهای چرب و لیوپلی ساکاریدها طبقه بندی می شوند.
بیوسورفکتانتها به وسیله امولسیونه کردن و آزاد کردن هیدروکربورهای جذب شده به مواد آلی خاک، سبب افزایش غلظت آبی ترکیبات هیدروفوبیک شده و باعث افزایش سرعت انتقال جرم می شود و به این وسیله به تسریع تجزیه زیستی کمک می کنند.
کاربرد بیوسورفکتانتها:
پاکسازی تانکهای ذخیره نفت
تصفیه فاضلاب های نفتی
تجزیه زیستی آلودگی های نفتی در مناطق خشکی و دریایی
اخیراً کارآیی بیوسورفاکتانت ها در رفع آلودگی های Polychlorinated biphenyl Phenanthrenاز خاک نیز نشان داده شده است.
اسیدها و حلال ها:
بسیاری از میکروارگانیزمها قادرند با استفاده از هیدروکربورها به عنوان منبع کربن و انرژی، اسیدها و حلال های مختلف نظیر استن، اتر، بنزن و اسید اگزالواستیک تولید کنند که باعث حل شدن هیدروکربورهای نفتی می شود.
. اصولاً از قارچها در محیط خاکی و از باکتری ها در محیط آبی بیشتر استفاده می شود. امروزه با کمک مهندسی ژنتیک چندین پلاسمید را درون باکتری ها به خصوص جنس سودوموناس قرار داده اند تا بتوانند چندین مشتق نفتی را به طور همزمان تجزیه کنند
. محققان کانادایی چهار پلاسمید P HG-2 ، PPK2033، PKT230، PAC25 را درون سودوموناس پوتیدا قرار داده و سویه ای از مهندسی ژنتیک شده را تولید کرده اند که قادر است به طور همزمان نفتالین، پارافین، بنزن و آسفالتن را تجزیه کند.
در کشور ما نیز این باکتریها توسط دکتر غلامحسین ابراهیمی پور جداسازی شده اند. طبق گفته ایشان این باکتریها قادرند مواد ترکیبات نفتی را تا 100% به بیومس میکروبی و گازکربنیک تبدیل کنند.
در صورتیکه اگر باکتریهای نفت خواربه آب توازن نفت کش ها اضافه شوند, قبل از تخلیه آب توازن نفت موجود در آن به بیومس میکروبی تبدیل شده و به این ترتیب نه تنها دریا را آلوده نمی کند بلکه بیومس میکروبی آن مورد تغذیه آبزیان نیز قرار می گیرد. بنابر این اگر باکتریهای نفت خوار را در سطح وسیعی تولید کنیم علاوه بر پاکسازی آبهای ساحلی خود می توانیم با فروش به سایر کشورها درآمد ارزی بالایی بدست آوریم.
همین اساس پژوهشگران جهاد دانشگاهی به فناوری جداسازی فرآورده میکروبی جمع کننده نفت در سطح محیط آبی دست یافته اند.این فرآورده با احاطه اطراف لکه نفتی، آن را به یکنقطه محصور می کنند و به این ترتیب، مانع پراکنده شدن لکه نفتی بر سطح محیط آبی میشوند
روش های فیزیک وشیمیایی مقابله با این آلودگی ها نظیر جمع آوری مواد روغنی به وسیله لوله های لاستیکی شناور یا جذب آنها به کمک مواد طبیعی و سنتزی، هرچند درکاهش تاثیرات سوء ترکیبات نفتی بر اکوسیستم ها مفیدند، ولی قادر به حذف کامل ترکیبات نفتی از محیط نیستند.
همچنین استفاده از موادی مانند (Oil Sludge Dispersant (OSD که باعث لخته شدن و ته نشینی لکه های نفتی شده ، باعث بروز مشکلات زیست محیطی در محیط های آبی و در زیستگاه های بستر آب می شود.
در حال حاضر تجزیه زیستی آلاینده های نفتی به وسیله باکتری های نفت خوار، به عنوان یکی از کار آمدترین ومقرون به صرفه ترین روش های رفع آلودگی های نفتی از محیط به حساب می آید که از لحاظ ایمنی زیستی نیز کاملا سازگار با محیط زیست است
این باکتری ها قادرند ترکیبات نفتی و هیدروکربنی را به منظور تامین انرژی و کربن مورد نیاز خود در فرآیند تنفس سلولی به مصرف برسانند که حاصل این فرآیند گاز کربنیک و بیوماس است.
مکانیسم عمل فرآورده نفتخوار:دارای خاصیت دوگانه دوستی است، به صورت مولکولی در حدفاصل فاز آبدوست (آب) و فاز آب گریز (نفت خام) قرار گرفته و برهم کنش ها و نیروهای جاذبه و دافعه مولکول های آن با یکدیگر و همچنین مولکول های آب و نفت باعث محصورشدن و رانده شدن مولکول های نفتی می گردد که در نتیجه باعث می شود فاز نفت روی آب که به صورت یک لایه نازک کاملا گسترده بر سطح آب است تجمع یافته و در نهایت لکه نفتی دریک ناحیه محدود جمع شود و سبب تسهیل در جداسازی و بازیافت نفت شود.
با تشکر از صبر وحوصله شما