Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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
2Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
3Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
4Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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…
6Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
7Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
8Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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?
9Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
• 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.
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
10Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
2. Không có vi c gì mà VSV không th làm c!
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
11Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
12Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
VSV là các chuyên gia, chúng có th s ng …
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
13Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
VSV là các chuyên gia
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
14Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
Ch t nào VSV có th bi n i?
Cyanid
chemical weapons
V khí hóa h c
Cyanide
15Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
S trao i ch t k khí c a VSV
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
16Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
17Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
18Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
19Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
S phân h y c a hydrocarbon th m và hydrocarbon th m avòng thành catechol (o-dihydroxybenzene).
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
20Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
21Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
Thành ph n c ut o c a VSV
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
23Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
nh h ng c a n ngch t dinh d ng lên s phânh y hydrocarbon trên t cát
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
25Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
27Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
29Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
Giai an trong PTN
Phân t càng nh , càng d hòa tan thì càng dphân h y sinh h c
30Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
31Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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 %
34Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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.
Các i u ki n hóa h c, v t lý và sinh h c
37Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
38Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
39Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
40Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
41Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
44Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
45Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
Giai o n PTNNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert
ng d ng k thu t - Ph c h i t
46Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
47Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
48Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
49Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
50Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
51Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
52Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
Ph c h i t b nhi m d u khoángNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert
ng d ng k thu t - Ph c h i t
53Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
54Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
55Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
56Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
57Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
58Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
í
59Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
60Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
S ph c h i t b nhi md u khoángNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert
ng d ng k thu t - Ph c h i t
61Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
S ph c h i t b nhi md u khoángNgu n: TU Braunschweig, Vi n Vi sinh v t, Prof. Dr. Hanert
ng d ng k thu t - Ph c h i t
62Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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
ng d ng k thu t - Ph c h i t
63Martin Wittmaier, Susanne Findeisen
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.
ng d ng k thu t - Ph c h i t