Ιδρυματικό Αποθετήριο
Πολυτεχνείο Κρήτης
EN  |  EL

Αναζήτηση

Πλοήγηση

Ο Χώρος μου

Παραγωγή βιοτασιενεργών ουσιών με χρήση βαρέων κλασμάτων αργού πετρελαίου ως πηγή άνθρακα

Mandalenaki Athina

Πλήρης Εγγραφή


URI: http://purl.tuc.gr/dl/dias/9BE29F88-4A9B-4D46-B03A-47D9254D5DFA
Έτος 2016
Τύπος Διπλωματική Εργασία
Άδεια Χρήσης
Λεπτομέρειες
Εμφανίζεται στις Συλλογές

Περίληψη

Κάθε χρόνο, οι ποσότητες πετρελαίου ή διυλισμένων κλασμάτων αυτού που ρυπαίνουν τις θάλασσες από ανθρώπινες δραστηριότητες ανέρχονται μεταξύ των 190 και των 706 εκατομμυρίων γαλονιών. Τα υδατοδιαλυτά συστατικά του αργού πετρελαίου και των διυλισµένων προϊόντων του, περιέχουν µια ποικιλία ενώσεων που είναι τοξικές για ένα ευρύ φάσµα θαλασσίων οργανισµών. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι καθαρισμού πετρελαιοκηλίδων. Τα booms and skimmers αποτελούν συνήθως την πρώτη επιλογή. Παρόλα αυτά, δεν απομακρύνουν παρά μόνο ένα μέρος του πετρελαίου από την θάλασσα (περίπου 10-15%) όταν εφαρμόζονται σύντομα μετά την διαρροή. Έτσι, δημιουργείται η ανάγκη εφαρμογής και δευτερευόντων μηχανισμών απορρύπανσης. Η πιο φιλική μέθοδος προς το περιβάλλον για τον σκοπό αυτό είναι η βιοεξυγίανση (χρησιμοποιείται και ως πρωτεύουσα μέθοδος όταν είναι αδύνατη η εφαρμογή μηχανικών μέσων απορρύπανσης). Η βιοεξυγίανση έχει οριστεί ως "η ενέργεια προσθήκης υλικών στα ρυπασμένα περιβάλλοντα ούτως ώστε να προκληθεί επιτάχυνση των φυσικών διαδικασιών βιοδιάσπασης" (1). Η βιοδιάσπαση του πετρελαίου είναι μια από τις σημαντικότερες διεργασίες που περιλαμβάνονται στη γήρανση και την τελική απομάκρυνση του πετρελαίου από το περιβάλλον, ιδιαίτερα για τα μη πτητικά συστατικά του πετρελαίου. Πάνω από 200 είδη βακτηρίων και μυκήτων έχουν αποδείξει ότι αποικοδομούν τους υδρογονάνθρακες που κυμαίνονται από το μεθάνιο ως τις ενώσεις με περισσότερα από 40 άτομα άνθρακα.Σκοπό της έρευνας ήταν η παραγωγή τασιενεργών ουσιών βιολογική προέλευσης χωρίς προσμίξεις πετρελαίου. Ως πηγή άνθρακα στις καλλιέργειες χρησιμοποιήθηκε βαρύ κλάσμα αργού πετρελαίου. Το κλάσμα αυτό έχει την ιδιότητα να σχηματίζει μια στερεή ‘σε μορφή πλαστελίνης’ στρώση πάνω στην επιφάνεια του υγρού. Λόγω της δυσκολίας που παρουσιάζει το συγκεκριμένο κλάσμα στο διαλυθεί στο νερό δημιουργήθηκε η ιδέα ότι οι βιοτασιενεργές ουσίες που θα απομονώνονταν από την υγρή φάση δεν θα είχαν προσμίξεις πετρελαίου. Για τις καλλιέργειες χρησιμοποιήθηκαν μικροοργανισμοί προερχόμενοι από ρυπασμένη θαλάσσια περιοχή με πετρελαιοειδή. Οι μικροοργανισμοί αυτοί, είναι (1) μια μικροβιακή κοινότητα της οποίας το φυλλογενετικό δέντρο φαίνεται στην εικόνα 10, (2) ο απομονωμένος μικροοργανισμός Alcanivorax borkumensis SK2 και (3) ο απομονωμένος μικροοργανισμός Paracoccus marcusii. Οι μικροοργανισμοί αυτοί έχουν την δυνατότητα παραγωγής τασιενεργών ουσιών βιολογικής προέλευσης και αποικοδομούν υδρογονάνθρακες. Οι τασιενεργές ουσίες είναι οργανικά, αμφίφιλα μόρια και αποτελούνται από ένα υδρόφοβο και ένα υδρόφιλο τμήμα. Το υδρόφιλο τμήμα κάνει τις τασιενεργές ουσίες διαλυτές στο νερό και μέσω του υδρόφοβου τμήματός τους, συσσωματώνονται σε διεπιφάνειες και μειώνουν την επιφανειακή τάση υδατικών διαλυμάτων. Έτσι, με την προσθήκη τασιενεργών ουσιών σε ρυπασμένες με πετρελαιοειδή περιοχές, αυξάνεται η διαλυτότητα των υδρογονανθράκων και κατ’ επέκταση η βιοδιαθεσημότητα τους. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την διευκόλυνση της βιοαποικοδόμησης του ρύπου από τους μικροοργανισμούς.Οι βιοτασιενεργές ουσίες που απομονώθηκαν στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας αποτελούνταν ως επί το πλείστον από Ραμνολιπίδα, που είναι μια κατηγορία Γλυκολιπιδίων. Σήμερα, τα Ραμνολιπίδια θεωρούνται ως οι πιο αποτελεσματικές βιοτασιενεργές ενώσεις.Οι μικροοργανισμοί καλλιεργήθηκαν σε τεχνητό θαλασσινό νερό ONR7 με την προσθήκη θρεπτικών ουσιών αζώτου και φωσφόρου και με πηγή άνθρακα βαρέα κλάσματα αργού πετρελαίου. Την μέγιστη συγκέντρωση Ραμνολιπιδίων την παράγει ο μικροοργανισμός Alcanivorax borkumensis SK2. Η συγκέντρωση αυτή είναι 52,5g/L και επιτυγχάνεται έπειτα από 22 ημέρες. Στα πλαίσια αυτής της έρευνας περιγράφονται διάφορες χρήσεις που θα μπορούσαν να έχουν οι συγκεκριμένοι μικροοργανισμοί.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες

Στατιστικά