Συντάχθηκε 07-11-2017 15:35
από Georgia Poniridou
ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Όνοματεπώνυμο Προπτυχιακού Φοιτητή: Γκίκα Ιωάννα Σπυριδούλα
Α.Μ. 2012050080
Ημερομηνία Παρουσίασης: 13/11/2017
Ώρα: 13:00-14:00
Αίθουσα: Κ2Α11
Θέμα «Βιοαποδόμηση βαρέως κλάσματος πετρελαίου σε ίζημα, με χρήση βιοεπιφανειοδραστικών ουσιών»
Επιβλέπων: Καλογεράκης Νικόλαος
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:
1 Καλογεράκης Νικόλαος
2 Πασαδάκης Νικόλαος
3 Αντωνίου Ελευθερία
Αναπληρωματικό Μέλος: Βενιέρη Δανάη
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Αν και στις μέρες μας παρατηρείται μια προσπάθεια απομάκρυνσης από συμβατικές πηγές ενέργειας, όπως το πετρέλαιο, και η αντικατάστασή τους με ανανεώσιμες, εν τούτοις οι επιπτώσεις από λάθος χειρισμούς του παρελθόντος παραμένουν. Ατυχήματα σε θάλασσες και διαρροές που έχουν λάβει χώρα, έχουν οδηγήσει σε απελευθέρωση μεγάλων ποσοτήτων πετρελαίου στο περιβάλλον, οι οποίες ακόμα και αρκετά χρόνια μετά δεν έχουν εξαλείφει πλήρως. Παρόλα αυτά, η τεχνική της βιοεξυγίανσης που αναπτύσσεται τα τελευταία χρόνια, αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη και φιλική προς το περιβάλλον μεθοδολογία που μπορεί να συμβάλλει στην αποκατάσταση του θαλάσσιου περιβάλλοντος από πετρελαιοειδή. Η τεχνική αυτή, βασίζεται στην ικανότητα ορισμένων μικροοργανισμών να βιοδιασπούν το πετρέλαιο, καθώς έχει αποδειχθεί πως περισσότερα από 200 γένη βακτηρίων και μυκήτων έχουν την ικανότητα να αποικοδομούν υδρογονάνθρακες. Για καλύτερα αποτελέσματα, συχνά προστίθενται και βιοεπιφανειοδραστικές ουσίες, οι οποίες αυξάνουν τη βιοδιαθεσιμότητα του πετρελαίου στους μικροοργανισμούς, κάνοντας ευκολότερο το έργο τους.
Στο πείραμα που διεξάχθηκε, χρησιμοποιήθηκε μείγμα μικροοργανισμών που έχει απομονωθεί από ίζημα λίμνης στην Τυνησία και θαλασσινό νερό από τον Άγιο Ονούφριο (με αυτόχθονες μικροοργανισμούς), καθώς και τασιενεργή ουσία βιολογικής προέλευσης, και μελετήθηκαν διάφορα σενάρια, με σκοπό να εξεταστεί η αποτελεσματικότητα του καθενός στην αποικοδόμηση ιζήματος βαρέως κλάσματος πετρελαίου, για διαφορετικά χρονικά διαστήματα. Τα σενάρια αυτά περιελάμβαναν δείγματα με i) πετρέλαιο και θαλασσινό νερό (αυτόχθονες μικροοργανισμοί), ii) πετρέλαιο, αποστειρωμένο θαλασσινό νερό και μικροοργανισμούς που απομονώθηκαν από ίζημα λίμνης στην Τυνησία, iii) πετρέλαιο, θαλασσινό νερό και βιοτασιενεργή ουσία, iv) πετρέλαιο, αποστειρωμένο θαλασσινό νερό, μικροοργανισμούς που απομονώθηκαν από ίζημα λίμνης στην Τυνησία και βιοτασιενεργή ουσία και τέλος, δείγματα με πετρέλαιο και αποστειρωμένο νερό ως control. Σε επόμενο στάδιο, παρασκευάστηκε και δεύτερη σειρά δειγμάτων, όμοια με τα πρώτα αλλά με χρήση διαφορετική ουσίας φυτικής προέλευσης και με προσθήκη άμμου, προκειμένου να προσομοιαστούν καλύτερα οι συνθήκες του πεδίου. Στο σημείο αυτό, αξίζει ν’ αναφερθεί πως το κλάσμα πετρελαίου που χρησιμοποιήθηκε είναι προϊόν διυλιστηρίου και αποτελείται κατά βάρος από κορεσμένους υδρογονάνθρακες, αρωματικούς υδρογονάνθρακες και πολικές ενώσεις σε ποσοστά 57,8%, 31,2% και 10,9% αντίστοιχα.
Το πειραματικό στάδιο, περιλάμβανε εκχύλιση υγρού-υγρού και στη συνέχεια στερεής φάσης για τα δείγματα του πρώτου κύκλου. Όσον αφορά τα δείγματα του δεύτερου κύκλου, περιλάμβανε εκχύλιση soxhlet (για τη φάση της άμμου), εκχύλιση υγρού-υγρού (για την υπερκείμενη υδατική φάση) και εκχύλιση στερεής φάσης. Ειδικότερα στα τελευταία, αναλύθηκε ξεχωριστά η υδατική απ’ τη στερεή φάση, για να εξεταστεί η ποσότητα του πετρελαίου που υπήρχε σε κάθε φάση. Το τελικό στάδιο ήταν κοινό για όλα τα δείγματα και περιλάμβανε την ανάλυση σε αέριο χρωματογράφο-φασματογράφο μάζας (GC/MS), με σκοπό να ποσοτικοποιηθούν τα επιμέρους συστατικά του πετρελαίου που παραμένουν και δεν έχουν καταναλωθεί από τους μικροοργανισμούς.
Τα αποτελέσματα, έδειξαν ότι οι αυτόχθονες μικροοργανισμοί με τη βοήθεια της βιοτασιενεργής ουσίας αποδόμησαν έως και 87% το συνολικό ρύπο με μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα στους κορεσμένους υδρογονάνθρακες. Με απόδοση 80% οι μικροοργανισμοί από το ίζημα λίμνης έδωσαν και αυτοί ικανοποιητικά αποτελέσματα παρουσία βιοτασιενεργής ουσίας αλλά και απουσία αυτής 70%. Στην περίπτωση όπου χρησιμοποιήθηκαν μόνο οι αυτόχθονες μικροοργανισμοί του Αγίου Ονούφριου η βιοαποδόμηση ήταν της τάξης του 30%. Ως θρεπτικά χρησιμοποιήθηκε το άζωτο και ο φώσφορος που περιέχει φυσικά το θαλασσινό νερό. Αξίζει να σημειωθεί ότι το πείραμα στο οποίο ο ρύπος διασπάρθηκε σε άμμο, προσομοίωσε καλύτερα τις συνθήκες, σε αντίθεση με το πείραμα χωρίς προσθήκη άμμου.
ABSTRACT
Nowadays, an attempt to move away from conventional forms of energy, such as oil, and turn to its alternative forms, has been observed. Nevertheless, the effects of oil releases in the environment remain. Large amounts of oil have been released in the marine environment causing a chronic pollution problem. Bioremediation, has emerged as a very promising and environmentally friendly method that can reinforce the rehabilitation of the marine environment from petroleum products. This technique is based on the ability of some microorganisms to degrade hydrocarbons. In order to enhance their efficiency, biosurfactants are often added, since they increase the surface area of the pollutant thus the bioavailability of the oil to the microorganisms.
In this work, we studied the bioremediation of a heavy crude oil refinery product, in the sea sediment. Microbial consortia isolated from a Tunisian lake sediment, as well as sea water from Saint Onufrio (indigenous microorganisms) were used. We investigated various scenarios in order to reveal the biodegradation ability of the microorganisms and how their efficiency is affected by the addition or not of biosurfactants. The experiment lasted 9 months, in order to observe the bioremediation not only of the saturated hydrocarbons that the microorganisms degrade more easily, but also of the aromatic components. The experimental scenarios involved samples with i) oil and sea water (indigenous microorganisms) ii) oil and sterilized sea water (background N,P) with consortia from Tunisia iii) oil, sea water (indigenous microorganisms) and biosurfactant iv) oil, sterilized sea water, consortia from Tunisia and biosurfactant and finally samples with sterilized water and oil as control samples. Samples were prepared in triplicates and the pollutant which was a refinery heavy oil product was initially used as is and in the second set of experiment was dispersed in sand, in order to emulate better the marine sediment conditions. The heavy oil product consists of 57,8% w/w saturated hydrocarbons, 31,2% w/w aromatic hydrocarbons and 10,9% w/w polar compounds.
The chemical analysis of the samples included liquid-liquid extraction, followed by solid phase extraction, when no sand was added. While the ones that sand was used were extracted using soxhlet (for the sand phase) and liquid-liquid extraction (of the overlying aqueous phase). The final analysis step was common for all samples and included gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS) in order to quantify the hydrocarbons.
Results revealed that indigenous microorganisms in the presence of biosurfactants degraded up to 87% of the pollutant, showing greater efficiency on the saturated hydrocarbons degradation. The Tunisian lake consortium yielded an 80% also in the presence of biosurfactants, while in its absence their biodegradation ability decreased to 70%. In the case where only indigenous microorganisms from Saint Onufrio were used, biodegradation was of the order of 30%. Nitrogen and phosphorus that seawater naturally contains were used as nutrients. It is worth noting that the experiment in which the pollutant was dispersed in sand, better emulated real conditions, thus showed promising results, as opposed to the experiment without sand addition.
