Εναλλακτικές μέθοδοι για τη διασπορά και τη θεραπεία πετρελαιοκηλίδων
Οι πετρελαιοκηλίδες στη θάλασσα συνεχίζουν να αποτελούν σημαντική απειλή για το θαλάσσιο οικοσύστημα. Η κοινή ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Γκρέιφσβαλντ και του Κρατικού Πανεπιστημίου της Λουιζιάνα ανακαλύπτουν νέους τρόπους για να βελτιώσουν τον καθαρισμό της ρύπανσης από πετρέλαιο με τη βοήθεια φυσικών ορυκτών αργίλου και βακτηρίων που αφομοιώνουν τους υδρογονάνθρακες.
Η βύθιση της υπεράκτιας πλατφόρμας γεώτρησης Deepwater Horizon στις 22 Απριλίου 2010 σηματοδότησε την αρχή της μεγαλύτερης τυχαίας πετρελαιοκηλίδας στην ανθρώπινη ιστορία. Κυβερνητικές εκτιμήσεις δείχνουν ότι έως και 5 εκατομμύρια βαρέλια αργού πετρελαίου εισήλθαν στα ύδατα στο Macondo Prospect του Κόλπου του Μεξικού, μόλις 66 χλμ. από την ακτή της Λουιζιάνα. Ενώ μεγάλο μέρος του πετρελαίου διαλύθηκε, διασκορπίστηκε, κάηκε ή αιχμαλωτίστηκε, σημαντική ποσότητα πετρελαίου (>1,3 εκατομμύρια βαρέλια) παρέμεινε στη στήλη του νερού ως περιβαλλοντικός κίνδυνος.
Η κύρια απάντηση αποκατάστασης ήταν η εφαρμογή περισσότερων από 3,7 εκατομμυρίων λίτρων του αμφιλεγόμενου διασκορπιστικού Corexit (EC9500A και EC9527A), το οποίο ψεκάστηκε στην επιφάνεια της διαρροής. Σχεδόν ίση ποσότητα διασκορπιστικού εφαρμόστηκε στον πυθμένα της θάλασσας με υποθαλάσσια έγχυση στο λοφίο σε μια προσπάθεια να διασκορπιστεί η διαρροή πριν φτάσει στα επιφανειακά ύδατα. Αν και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της χρήσης τέτοιων διασκορπιστικών παραμένουν ασαφείς, υπάρχει αυξανόμενος αριθμός αναφορών Corexit που ανιχνεύεται στη θαλάσσια ζωή. Λόγω της πιθανής τοξικότητας τέτοιων χημικών επιφανειοδραστικών ουσιών, υπάρχει ανάγκη να αναπτυχθούν άλλοι τύποι διασκορπιστικών που μπορούν να ενισχύσουν τον ρυθμό αποικοδόμησης του λαδιού και να διεγείρουν τη δραστηριότητα των φυσικών βακτηρίων που διασπούν τους υδρογονάνθρακες, αλλά χωρίς δυνητικά επιβλαβείς επιπτώσεις στο περιβάλλον.
Βάσει πολλών ετών πειραματικών δοκιμών στο εργαστήριο, έχουμε αναπτύξει έναν εναλλακτικό τρόπο διασποράς και βιοαποικοδόμησης πετρελαιοκηλίδων χρησιμοποιώντας φυσικά πρόσθετα αργίλου. Ο πηλός παρασκευάζεται ως πολύ λεπτές νιφάδες που όταν τοποθετηθούν πάνω στο λάδι μένουν προσκολλημένες. Για τους σκοπούς της ενισχυμένης με άργιλο βιοδιαβάθμισης, τα πλούσια σε σίδηρο ορυκτά αργίλου σμηκτίτη έχουν αναδειχθεί ως αγαπημένα, με τις μεγάλες ειδικές επιφάνειές τους, τις υψηλές ικανότητες ανταλλαγής κατιόντων και την υψηλή συγγένεια για έλαιο και βακτηριακή προσκόλληση. Οι ιδιότητές τους είναι ευεργετικές για τη διατήρηση της παροχής θρεπτικών ουσιών στον ενεργό πληθυσμό μικροβίων. Σε προηγούμενες πειραματικές μελέτες, δείξαμε επίσης πώς τέτοιοι άργιλοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συμπύκνωση λιπασμάτων (άζωτο, φώσφορο και κάλιο) στα συστήματα που κυριαρχούν το λάδι
Τα ευεργετικά αποτελέσματα της προσθήκης αργίλου αποδεικνύονται σε πειράματα προσομοίωσης με την προσθήκη νοντρονίτη σε λάδι πηγής Macondo (MC252) παρουσία του:Alkanivorax borkumensis :κυρίαρχο βακτήριο αποικοδόμησης αλκανίων, κοινό στις διαρροές. Ο νοντρονίτης είναι ένας τύπος αργίλου που βρίσκεται, για παράδειγμα, στους βαθιά ξεπερασμένους βασάλτες του ποταμού Κολούμπια του μέσου Μειόκαινου στην πολιτεία της Ουάσιγκτον. Η προσθήκη τροποποιήσεων nontronite στο αργό πετρέλαιο στο θαλασσινό νερό αποκάλυψε μερικά αξιοσημείωτα αποτελέσματα, όπως η διασπορά της μεμβράνης του λαδιού και η αύξηση του ρυθμού ανάπτυξης βακτηρίων κατά ένα συντελεστή 5. Η διάσπαση των μορίων C13-C18 ενισχύθηκε ιδιαίτερα από την οξυγενάση αντιδράσεις, όπως και ορισμένοι από τους αλκυλιωμένους πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες.
Σε αυτό το στάδιο της έρευνας, οι κατασκευασμένες μας νιφάδες αργίλου περιέχουν κάποια άλλα, ίσως ανεπιθύμητα. συστατικά. Μικρές ποσότητες νατριούχου καρβοξυμεθυλοκυτταρίνης, ένα κοινό πρόσθετο στα τρόφιμα, προστίθενται ως παράγοντας φιλμ. Επίσης, κάποια οργανοάργιλος, η οποία είναι ένας ανιονικά τροποποιημένος σμηκτίτης που μπορεί να προσροφήσει εκλεκτικά συστατικά υδρογονάνθρακα, χρησιμοποιείται για την ενίσχυση της προσκόλλησης των νιφάδων αργίλου στην ελαιώδη φάση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αποκατάστασης. Ο μελλοντικός μας στόχος είναι να μειώσουμε ή να εξαλείψουμε εντελώς την ανάγκη για αυτά τα πρόσθετα πριν από δοκιμές πεδίου μικρής κλίμακας.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο, Nontronite-enhanced biodegradation of Deepwater Horizon crude oil από την Alcanivorax borkumensis , που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Applied Clay Science . Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Laurence Warr, Maria Schlüter και Frieder Schauer από το Πανεπιστήμιο του Greifswald και τους Gregory Olson, Laura Basirico και Ralph Portier από το State University της Λουιζιάνα.
