X ñ lý sinh h Ñ c -...

1Martin Wittmaier, Susanne Findeisen

X lý sinh h c

1. Gi i thi u

2. Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c

3. Tri n khai các quy trình (nghiên c u trong phòng thí nghi m…)

4. Các ph ng pháp x lý sinh h c

- Natural attenuation (S phân h y/làm s ch tnhiên)

- In situ bioremediation (X lý sinh h c in situ)

- Ex situ bioremediation (X lý sinh h c ex situ)

5. K t lu n


Chúng ta ang c p n d ng ô nhi m nào?Kho ng 2 n 9 tri u t n hydrocardon làm ô nhi m vùng bi n và

c a bi n hàng n m


a i m, th I gian Tên tàu Hàng hóaBremerhaven, 11/ 2002 Bremer Hannes 1010 Mg of á nhNienburg, 11/2002 Capella 1100 Mg of g chBremerhaven, 9/2002 Lancella Không bi tBrake, 8/2002 MS Orateca 2000 Mg of d u h t c iBremerhaven, 7/2002 Mirvat I Xe h iVegesack, 7/2002 Nell Britt Không bi tEsenshamm, 7/2002 Ziemazamojska and Lirica 23000 Mg than áWilhelmshaven, 10/2001 containersBrake, 5/2001 Pasquale della Gatta Orakota 100 Mg d u d a

Bremerhaven 1/ 2001 Coronel container

Bremen 4/2000 An Ping III Không bi tOldenburg, 1/2000 Hydra 620 Mg th t cá

Bremerhaven 10/2000 Rija container

Bremerhaven 1/2001 Jens R. Không bi t

Các tai n n trên sông Weser/Hunte


Các ph ng pháp làm s ch vùng b bi n thông d ng

Ph ng pháp v t lý

Ph ng pháp hóa h c

Ph ng pháp sinh h c

Phao ch n h n ch d u lan r ngL ai b th côngLo i b b ng ph ng ti n máy móc Lau r aDi chuy n c n, lau b m tCày x i

t t i ch

Hóa ch t làm phân tán, tách pha (n c & d u,…),ch t làm ông, hóa ch t làm màng bao b m t

Làm s ch t nhiên…


Các quá trình chính x y ra sau n n tràn d u


Vi sinh v t (VSV) óng vai trò gì trong t nhiên?

• Anthrax• Syphilis• Cholera• Typhus• Tuberculosis• Diphtheria• Tetanus• ...

Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c


Là tái ch các v t li u, m t i u ki n ti n cho s s ng trên trái t. VSV là các chuyên gia trong l nh v c x lý ch t th i



Hai nguyên t c chính c a VSV1. VSV hi n di n kh p n i

VSV trong n c ng m nhi m b n cao VSV trên d a, qu n áo, trên qu táo

Vi sinh v t làm vi c ó nh th nao?


• VSV có tính nghi cao và có th t n t I trong các iêu ki n kh cnghi t (vd: hình thành bào t …)

• VSV ch u ng ccác chât ô nhi m

• Vì v y mà nhi u l aiVSV c tìm th ym i n i. Vd: VSV kkhí b t bu c c tìm th y bi n Baltic m cdù ó có oxy.



2. Không có vi c gì mà VSV không th làm c!



Gi I thi u

• Ph ng pháp x lý sinh h cc s d ng r ng rãi trong

k thu t môi tr ng (KTMT)• t c m c phát tri n cao• Khi c áp d ng, ph ng

pháp x lý sinh h c là ít t nkém nh t


VSV là các chuyên gia, chúng có th s ng …



VSV là các chuyên gia




Ch t nào VSV có th bi n i?

Cyanid

chemical weapons

V khí hóa h c

Cyanide


S trao i ch t k khí c a VSV



Hô h p vi sinh hi u khívà k khí

Kh n ng trao I ch ta d ng c a VSV có

th c áp d ng m tcách h th ng trong KTMT nh m t hth ng k t h p



Kh n ng oxy hóa kh

Gi

m reoox

CO2 / H2O O2 – S kh

CO2 / N2 NO3- - S kh

Mn++ Mn(IV)oxyd - S kh

Fe++ Fe(III)oxyd - S kh

H2S SO42- - S kh

CH4 CO3– S kh


S phân h y vi sinh hi u khí hydrocarbon thành acetyl-CoA là quá trình r t ph bi n trong t nhiênAcetyl-CoA sau ó c oxy hóa theo quá trình bi n d ng bình th ng



S phân h y c a hydrocarbon th m và hydrocarbon th m avòng thành catechol (o-dihydroxybenzene).



Enzyme xúc tác các ph nng sinh h c

Các ph n ng mang tính chuyên bi t cao

Ph n ng x y ra nhi tbình th ng (nhi t khôngkhí xung quanh)

t c m c phân h y cao n u không có y u t gi ih n nào



Thành ph n c ut o c a VSV



nh h ng c a n ngch t dinh d ng lên s phânh y hydrocarbon trên t cát



Trong KTMT, m i quan tâm chính là lo I b các y u t h nch , vd trong vi c phân h ycác ch t ô nhi m



Tính không ng nh t c a dòng n c


S phân b không ng nh t c a ch t nhi m b n(d u h c ín)

t sét nhi m PAH


Giai o n phòng thí nghi m (PTN)

Thu m u


Giai an trong PTN

Phân t càng nh , càng d hòa tan thì càng dphân h y sinh h c


Hydrocarbon trong d u thô

S thay i d u sinh h c chra m c phân h y sinh h c

ánh d u sinh h cS

phân husinh h

c


Kh n ng phân h y sinh h c c a các s n ph m d u

Gasoline 100 %D u en 100 %D u Diesel 85 %D u thô 30-70 %D u n ng 10-20 %Nh a ng <5 %


Oxygen

Oxy c n thi t cho s phân h y hydrocarbon


Tri n khai quy trình


Các y u t h n ch sinh tr ng và h at ngc a VSV

• ch t dinh d ng• ch t n n• ch t nh n i n t• etc.



Giai o n trong PTN


nh h ng c a ch t dinh d ng lên ho t ng sinh h c trong cát bnhi m b n m c cao

Giai o n trong PTN


nh h ng c a s c c ng lên giá tr và s phân h y sinh h c c a snhi m b n h c ín

Giai o n trong PTN


T i u hóa s thông khí c a t nhi m b n (c I thi n c u trúc t,x lý c h c, thông khí ch ng… )

Giai o n trong PTN


SubstanceCh t n n

Degradation M c phân h y [%]

Naphthaline 97Methylnaphthaline 97Acenaphthene 92Fluorene 89Phenanthrene 83Anthracene 49Fluoamthene 51Pyrene 5311H-Benzo(a)fluorene 43Chrysene 26Triephenylene 32Benzo(k)fluoranthene 0Benzo(e)pyrene 0Benzo(a)pyrene 0

M c phân h y sinh h c c am t s ch t n n có trong tb nhi m d u h c ín m cn ng

(> 100 g / kg v t ch t khô)

Giai o n trong PTN


Giai o n trong PTN


Phân h y sinh h c ex situ


ng d ng k thu t - Ph c h i t

Ph c h i t cát b nhi m d u khoángNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert


Giai o n PTNNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert



Tính c tr c và sau khi x ký (thí nghi m trong PTN)Ngu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert



Ph c h i t nhi m d u khoáng: t c ào lên, x lý c h cNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert



Ph c h i t nhi m d u khoáng, x lý c h c tNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert



Ph c h I t b nhi m d u khoáng, óng kín l i thành ng x lý sinh h c và l p t h th ng thoát n c & thông khíNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert



Ph c h i t b nhi m d u khoáng, thi t l p các ng x lý sinh h cNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert



Ph c h i t b nhi m d u khoáng, làm thông khí và t i các ng xlý sinh h cNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t

h th ng t i h th ng b m khí



Ph c h i t b nhi m d u khoángNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert



Ph c h i t b nhi m d u khoáng: các ng x lý sinh h c hoàn thi nNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert



Các ng x lý t sinh h c khép kín, hoàn ch nh, h th ng thu n c rNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert



Các ng x lý t sinh h c khép kín, hoàn ch nhNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert



Các ng x lý t sinh h c khép kín, hoàn ch nh, màng l c sinh h cNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert





í


S ph c h i t b nhi md u khoáng ào lên. Dùng màng l c sinh h clàm s ch khí thoát ra.

HÌnh bên ph i: khí thoát ra làm h các cây c i; bên trái: không khí s ch sau khi qua màng l csinh h c

Ngu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert



S ph c h i t b nhi md u khoángNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert



Tóm t t

Ph ng pháp x lý sinh h c ã c áp d ng và phát tri n m nh trong nhi u l nh v c (ph c h i t, làm s ch n c th I, x lý ch t th I r n, …)

H u h t các ch t vô c và h u c u b phân h y ho c chuy n hóa b icác h th ng sinh h c

Chúng ta có th s d ng các s trao I ch t c a sinh v t nh là m tcông c trong sinh k thu t môi tr ng

Các ph ng pháp sinh h c c bi t thích h p trong x lý các ch t ô nhi m m c v a và nh



Tóm t t (tt)

Trong các tình hu ng khó kh n (ch t ô nhi m n ng…), ph ng pháp x lýsinh h c ít thích h p h n. Tr ng h p này, chúng ta ph I xem xét nhi uh n v khía c nh s tri n khai quy trình

Có th áp d ng ph ng pháp sinh h c trong KTMT, nó mang tính ti t ki mvà b o v môi tr ng sinh thái

X lý sinh h c là m t ph ng pháp thích h p cho x lý các ch t nhi mhydrocarbon sau tai n n các vùng bi n Vi t Nam.


X ñ lý sinh h Ñ c -...

Documents

Transcript of X ñ lý sinh h Ñ c -...