các phương pháp xử lý dầu tràn potx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
CÁC CHẾ PHẨM VI SINH ỨNG DỤNG
TRONG XỬ LÝ TRÀN DẦU
Giáo viên hướng dẫn : T.S Nguyễn Văn Giang
Nhóm sinh viên thực hiện:
Stt Họ và tên sinh viên Mã sinh viên
1 Vũ Thị Hường 533278
2 Phạm Thị Sang 533292
3 Đinh Thị Phương Thảo 533299
4 Lê Văn Vẻ 533314
5 Lê Thị Xuân 533317
Hà Nội – 9/2011
I MỞ ĐẦU
Từ khi được phát hiện, dầu mỏ đã trở thành nguồn nguyên liệu vô cùng quý giá của mỗi
Quốc gia nói chung và toàn nhân loại nói riêng. Với những vai trò quan trọng, dầu mỏ được coi
là nguồn “ vàng đen” của thế giới. Vì vậy việc thăm dò, khai thác và vận chuyển dầu mỏ luôn
diễn ra rất sôi động. Và điều đó kéo theo nguy cơ ô nhiễm dầu cao trên biển. Hằng năm thất thoát
dầu ra môi trường lên đến 5 triệu tấn.
Những sự cố tràn dầu liên tục xảy ra và nó có thể khiến tổn thất về kinh tế, ảnh hưởng
đến con người, sinh vật và môi trường. do đó việc tìm ra giải pháp xử lý tối ưu đang trở nên cấp
thiết hơn bao giờ hết.
Có nhiều phương pháp khác nhau được ứng dụng trong xử lý tràn dầu trên biển như: cơ học,
hóa học… . Tuy nhiên ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý dầu tràn là một hướng mới cho
ngành dầu khí nhằm hướng tới phát triển bền vững, giải quyết những khuyết điểm mà các
phương pháp khác còn thiếu sót. Chính vì vậy chúng em đã chọn đề tài này để làm tiểu luận
Trong bài này chúng em sẽ đi tìm hiểu các phương pháp xử lý dầu tràn trên biển đang được
sử dụng ở Việt Nam và trên thế giới. Đồng thời chúng em sẽ đi sâu vào phân tích việc sử dụng
các chế phẩm sinh học trong xử lý dầu tràn nhằm hướng đến xử lý sạch hơn đồng thời an toàn
với môi trường và sinh vật sống.

Với năng lực còn có hạn, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu
của thầy và các bạn. Chúng em xin chân thành cảm ơn
Các thành viên trong nhóm
II NỘI DUNG
1 Khái niệm dầu tràn
Dầu tràn là sự giải phóng hydrocacbon dầu mỏ lỏng vào môi trường do các hoạt động
của con người và gây ra ô nhiễm môi trường. Thuật ngữ này thường đề cập đến các vụ dầu tràn
xảy ra trong môi trường biển hoặc sông. Dầu có thể bao gồm nhiều loại khác nhau từ dầu thô,
các sản phẩm lọc dầu (như xăng hoặc dầu diesel ), dầu thải, dầu nhờn hoặc chất thải dính dầu.
Dầu cũng được giải phóng vào môi trường do rò rỉ tự nhiên từ các mỏ dầu có sẵn trong tự
nhiên.
Số lượng dầu tràn ra ngoài tự nhiên khoảng vài trăm lít trở lên có thể coi là sự cố tràn dầu.
2 Quá trình hình thành dầu mỏ:
Hiện nay có 3 thuyết giải thích quá trình hình thành dầu mỏ: thuyết sinh vật học, thuyết vô
cơ và thuyết hạt nhân.
2.1 Thuyết sinh vật học
Theo lý thuyết sinh vật học dầu mỏ được tạo thành từ các vật liệu còn sót lại sau quá trình
phân rã xác các động vật và tảo biển nhỏ thời tiền sử. Qua hàng thiên niên kỷ vật chất hữu cơ này
trộn với bùn và bị chôn sâu dưới các lớp trầm tích dày. Kết quả làm tăng nhiệt và áp suất khiến
cho những thành phần này bị biến hoá thành kerogen (một loại vật liệu kiểu sáp). Và sau đó
thành hydrocarbon dạng khí và lỏng thông qua quá trình catagenesis.
Do hydrocarbons có mật độ nhỏ hơn đá xung quanh, vì vậy có thể xâm nhập lên phía trên
thông qua các lớp đá ngay sát đó cho tới khi chúng bị rơi vào “bẫy” bên dưới những tảng đá
không thể ngấm qua, bên trong những lỗ xốp đá gọi là bể chứa. Sự tập trung hydrocarbons bên
trong bẫy hình thành nên một giếng dầu, từ đó dầu lỏng có thể được khai thác bằng cách khoan
và bơm.
2.2 Thuyết vô cơ
Cuối thế kỷ XIX nhà hóa học người Nga Dmitri Ivanovich Mendeleev đã đưa ra lý
thuyết vô cơ giải thích sự hình thành của dầu mỏ. Theo lý thuyết này dầu mỏ phát sinh từ phản
ứng hóa học giữa cacbua kim loại với nước tại nhiệt độ cao ở sâu trong lòng trái đất tạo thành

các hiđrocacbon và sau đó bị đẩy lên trên. Các vi sinh vật sống trong lòng đất qua hàng tỷ năm
đã chuyển chúng thành các hỗn hợp hiđrocacbon khác nhau.
2.3 Thuyết hạt nhân
Lý thuyết thứ ba, được giải thích trong nguyệt san khoa học Scientific American vào năm
2003, cho rằng các hợp chất hyđrocacbon được tạo ra bởi những phản ứng hạt nhân trong lòng
Trái Đất
3 Thành phần, cấu tạo dầu mỏ
Thành phần hóa học của dầu mỏ được chia thành hai phần chính: Các hợp chất
hydrocacbon (HC) và Các hợp chất phi HC. Trong đó hàm lượng các HC luôn chiếm thành phần
chủ yếu. Đối với các hợp chất phi HC thì mặc dù thành phần nguyên tố của chúng không lớn
nhưng hầu hết đây là các hợp chất có hại vì vậy trong quá trình chế biến cần phải loại bỏ nó ra
khỏi thành phần của sản phẩm.
Bốn thành phần hydrocacbon cơ bản trong thành phần dầu thô là: parafin, naften, hợp
chất thơm (Aromatic) và acetylen, ngoài ra còn có resin (nhựa) cùng asphat.
3.1 Parafin (nhóm alkan):
Đây là hydrocacbua no, công thức tổng quát là C
n
H
2n+2
.
Parafin là thành phần chính của khí và là thành phần quan trọng trong xăng nhẹ và
dầu lửa. Phản ứng hóa học chủ yếu là phản ứng thay thế. Khi dầu có >75% nhóm alkan được gọi
là dầu parafinic.
3.2 Naften:
Còn gọi là cycloalkan, là hydrocacbon no, ở dạng vòng; có công thức tổng quát là C
n
H
2n
Chủ yếu ở dạng rắn, phản ứng hóa học tương tự nhóm alkan.
Nhóm naften phổ biến là loại vòng 5 và vòng 6. Trong đó C

5
H
10
và C
6
H
12
là dạng phổ
biến nhất của nhóm. C
3
H
6
và C
4
H
8
là sản phẩm nhân tạo, không tồn tại trong tự nhiên. Trong dầu
thô thường chứa khoảng 60% hydrocacbon no. Dầu có chứa trên 75% naften được gọi là dầu
naftenic như ở một số vùng ở Mexico.
3.3 Nhóm Aromatic:
Hydrocacbua thơm có công thức tổng quát là C
n
H
2n-6.
Đây là hydrocacbon chưa bão hòa (trong công thức có nối đôi hay nối ba), dạng phổ biến
và đơn giản nhất là benzen. Dạng phối hợp của nhóm parafin là alkyl bezen. Các vòng có thể
liến kết nhau ở dạng dây thẳng naftalen (2 vòng). Phản ứng hóa học thường gặp là phản ứng
trùng hợp. Nhóm Aromatic dễ bị oxy hóa và dễ tác dụng với H
2
SO

4
.
3.4 Acetylen:
Hydrocacbon không no có công thức tổng quát là CnH2n-2. Nhóm này thường tạo
thành hỗn hợp phức tạp với dãy parafin và naften. Dầu thô Naftenoparefin chiếm 75%
lượng dầu trên thế giới.
3.5 Resin và asphan
Resin và asphan là hydrocacbon vòng cao phân tử có chứa các tổ phần ngoại, chủ yếu
là N, S, và Oxi. Do N, S, O là các nguyên tố có phân tử khối lớn nên Resin và asphan là những
thành phần nặng nhất trong dầu thô. Chúng thường xuất hiện cùng romatic nặng với hàm lượng
lên đến 25 – 60%
4 Phân bố dầu mỏ
Phân bổ chủ yếu ở khu vực Cận Đông chiếm tỉ lệ khoảng 61,5% toàn bộ trữ lượng. Trong
đó khoảng 22% trữ lượng thế giới nằm ở Saudi-Arabi. Các nước Âu-Á chiếm 12% trữ lượng thế
giới, trong đó 6,6% thuộc nước Nga.
5 Quá trình biến đổi của dầu trong nước biển
Khi một vụ tràn dầu xảy ra, dầu nhanh chóng lan tỏa trên mặt biển. Các thành phần của
dầu sẽ kết hợp với các thành phần có trong nước biển, cùng với các điều kiện về sóng, gió, dòng
chảy sẽ trải qua các quá trình biến đổi như sau:
5.1 Quá trình lan toả
Dầu lan từ nguồn ra phía có bề mặt lớn nhất, sau đó thì tiếp tục lan chảy vô hướng. Khi tạo
thành màng đủ mỏng, màng sẽ bị vỡ dần ra thành những màng có diện tích nhỏ hơn và trên bề
mặt dầu xuất hiện các vệt không có dầu.
Do các quá trình bốc hơi, hòa tan mà mật độ, độ nhớt tăng, sức căng bề mặt giảm dần cho
đến khi độ dày của lớp dầu đạt cực tiểu thì quá trình chảy lan chấm dứt. Trường hợp không có
các yếu tố nhiễu thì dầu lan toả thành một vòng tròn, bao phủ một diện tích tối đa là: Smax =
R2max
Trong thực tế thì quá trình chảy lan trên biển chịu tác động lớn bởi các yếu tố
sóng, gió và thủy triều.
5.2 Quá trình bay hơi

Song song với quá trình lan tỏa, dầu sẽ bốc hơi tùy thuộc vào nhiệt độ sôi và áp suất riêng
phần của hydro và cacbon trong dầu mỏ cũng như các điều kiện bên ngoài: nhiệt độ, sóng, tốc độ
gió và diện tích tiếp xúc giữa dầu với không khí.
Các hydro và cacbon có nhiệt độ sôi càng thấp thì có tốc độ bay hơi càng cao. Ở điều kiện
bình thường thì các thành phần của dầu với nhiệt độ sôi thấp hơn 200
0
C sẽ bay hơi trong vòng 24
giờ. Các sản phẩm nhẹ như dầu hỏa, gasolil có thể bay hơi hết trong vài giờ. Các loại dầu thô nhẹ
bay hơi khoảng 40%, còn dầu thô nặng hoặc dầu nặng thì ít bay hơi, thậm chí không bay hơi.
Tốc độ bay hơi giảm dần theo thời gian, làm giảm khối lượng dầu, giảm khả năng bốc cháy
và tính độc hại, đồng thời quá trình bay hơi cũng làm tăng độ nhớt và tỉ trọng của phần dầu còn
lại, làm cho tốc độ lan toả giảm.
5.3 Quá trình khuếch tán
Đây là quá trình xảy ra sự xáo trộn giữa nước và dầu. Các vệt dầu chịu tác động của sóng,
gió, dòng chảy tạo thành các hạt dầu có kích thước khác nhau, trong đó có các hạt đủ nhỏ và đủ
bền có thể trộn tương đối bền vào khối nước. Điều này làm diện tích bề mặt hạt dầu tăng lên,
kích thích sự lắng đọng dầu xuống đáy hoặc giúp cho khả năng tiếp xúc của hạt dầu với các tác
nhân oxi hoá, phân huỷ dầu tăng, thúc đẩy quá trình phân huỷ dầu.
Hiện tượng trên thường xảy ra ở những nơi sóng vỡ và phụ thuộc vào bản chất dầu, độ dày
lớp dầu cũng như tình trạng biển. Tại điều kiện thường các hạt dầu nhẹ có độ nhớt nhỏ có thể
phân tán hết trong một vài ngày, trong khi đó các loại có độ nhớt lớn hoặc loại nhũ tương dầu
nước ít bị phân tán.
6 Hiện trạng và một số vụ tràn dầu trên thế giới và Việt Nam
6.1 Trên thế giới
6.1.1 Hiện trạng
Theo Viện Dầu khí Việt Nam, thống kê cho thấy từ năm 1970 đến năm 2009 trên thế giới xảy ra
gần 10.000 sự cố tràn dầu, ước tính đã có 5,65 triệu tấn dầu đã thất thoát ra môi trường. Tuy
nhiên, chỉ đến khi giàn khoan dầu Deepwater Horizon sập ngoài khơi nước Mỹ vào ngày
21/4/2010 gây ra thảm họa tràn dầu trên vịnh Mexico mới khiến cả thế giới "giật mình".Chỉ
trong vòng 3 tháng từ khi xảy ra sự cố (tháng 4) có khoảng 695 triệu lít dầu đã phun ra từ giếng

bên dưới giàn khoan. Sau khi sự cố này xảy ra, mỗi ngày có tới 5.000 thùng dầu tràn ra biển, cao
gấp 5 lần so với dự báo trước đây. Dự tính chi phí cho việc làm sạch môi trường ở Vịnh Mexico
có thể lên tới 15-23 tỷ USD.
Trong chiến tranh vùng vịnh năm 1991, khi quân đội Iraq rút khỏi Kuwait, họ đã mở tất cả
các van của giếng dầu và phá vỡ các đường ống dẫn dầu nhằm ngăn cản bước tiến của quân đội
Mỹ. Kết quả là một lượng dầu lớn nhất trong lịch sử đã phủ lên Vịnh Ba tư. Ước tính, số dầu
loang tương đương 240 triệu gallon dầu thô. Diện tích dầu loang có kích thước tương đương đảo
Hawaii.
6.1.2 một số vụ tràn dầu trên thế giới
Tính đến nay, vụ tràn dầu trên Vịnh Mexico năm 2010 chính là thảm họa tồi tệ nhất ở Mỹ.
Trước đó, vụ tràn dầu Exxon Valdez ở Alaska xảy ra hôm 24/3/1989, cũng là thảm họa kinh
hoàng trong lịch sử, và thậm chí đến hơn 20 năm sau thì dư âm của nó vẫn còn.
Một số vụ tràn dầu lớn trên 100.000 tấn điển hình là
- Tràn dầu vịnh War ở vịnh ba tư 21 tháng 1 năm 1991 đã làm tràn 136.000–1.500.000 tần
dầu thô.
- Giếng dầu Ixtoc ở Vịnh Mexico vào ngày 3 tháng 6 năm 1979 đến ngày 23 tháng 3 năm
1980 đã làm tràn 454.000–480.000 tấn dầu thô
- bể chứa Atlantic Empress / Aegean Captain ở Trinidad và Tobago ngày 19 tháng 7 năm
1979, làm tràn ra 287.000 tấn dầu thô
- Bể chứa Fergana Valley ở Uzbekistan ngày 2 tháng 3 năm 1992, đã làm tràn 285.000 tấn dầu
thô.
- Mỏ dầu Nowruz ở Vịnh Ba Tư tháng 2 năm 1983 đã làm tràn 260.000 tấn dầu thô.
- ABT Summer ở 1.300 km ngoài khơi Angola năm 1991 đã làm tràn 260.000 tấn dầu thô
- Castillo de Bellver ở Vịnh Saldanha, Nam Phi ngày 6 tháng 8 năm 1983 đã làm tràn 250.000
tấn dầu thô
- Castillo de Bellve ở Vịnh Saldanha, Nam Phi ngày 6 tháng 8 năm 1983 đã làm tràn 252.000
tấn dầu thô
- Amoco Cadiz ở Brittany, Pháp ngày 16 tháng 3 năm 1978 đã làm tràn 223.000 tấn dầu thô
- Odyssey ở 1.300 km ngoài khơi Nova Scotia, Canada vào năm 1988 đã làm tràn 132.000 tấn
dầu thô.

- Thảm hoạn bồn chứa Amoco Haven ở Địa Trung Hải gần Genoa, Ý vào năm 1991 đã làm
tràn 144.000 tấn dầu thô.
- Biển Star ở Vịnh Oman ngày 19 tháng 12 năm 1972 đã làm tràn 115.000 tấn dầu thô.
- Torrey Canyon ở Scilly Isles, UK ngày 18 tháng 3 năm 1967 đã làm tràn 80.000–119.000 tấn
dầu thô.
- Irenes Serenade ở Vịnh Navarino, Greece vào năm 1980 đã làm tràn 100.000 tấn dầu thô.
- Urquiola ở A Coruña, Tây Ban Nha ngày 12 tháng 5 năm 1976 đã làm tràn 100.000 tấn dầu
thô
- Exxon Valdez ở Vịnh Alaska ngày 24 tháng 3 năm 1989 đã làm tràn 35.000 tấn dầu thô
- Năm 2002, tàu Prestige của Hy Lạp bị gãy làm đôi, làm tràn ra mỗi ngày 125 tấn dầu và dải dầu
kéo dài đến 250km dọc bờ biển Tây Ban Nha.
- Mới đây vào 22-4-2010 thì vụ tràn dầu ở vịnh Mexico đã làm 9 triệu lít dầu tràn ra vịnh
mexico mỗi ngày.
6.2 Ở Việt Nam
6.2.1 Hiện trạng
Theo thống kê của Trung tâm nghiên cứu an toàn dầu khí, từ năm 1987 đến năm 2001 tại
Việt Nam đã xảy ra hơn 90 vụ tràn dầu tại các vùng sông và biển ven bờ. Riêng thành phố Hồ
Chí Minh, tính từ năm 1993 đến 2009 đã xảy ra trên 8 vụ tràn dầu với lượng dầu ước tính là
2.520 tấn, gây thiệt hại hơn 7 triệu USD
6.2.2 Một số vụ tràn dầu ở Việt Nam
- Ở Việt Nam mỗi năm cũng có khoảng 5-6 vụ tràn dầu.
- Năm 1994, tàu trở dầu của Malaysia gặp sự cố làm tràn 1890 tấn dầu diezen và 100 tấn dầu
mazut làm cho hàng chục km
2
ruộng lúa và diện tích nuôi trồng thủy sản ở Cần Giờ và Nhà Bè –
Thành Phố Hồ Chí Minh bị ô nhiễm nặng.
- Năm 2005 ở Cảng Lái cũng xảy ra sự cố làm tràn hơn 100 tấn dầu.
- Theo vietnam.net: Thông tin tại cuộc họp rút kinh nghiệm ứng phó sự cố tràndầu
(Đà Nẵng 20/3/2007) cho hay, chỉ riêng tại miền Trung, sự cố tràn dầu bắt đầu từ
đầu tháng 2/2007 đến nay đã gây ô nhiễm trên 500km vùng biển của 8tỉnh, thành

phố từ Hà Tĩnh đến Phú Yên. Căn cứ vào vết dầu loang gây ô nhiễm trên biển cùng bề dày
của vết dầu, ước tính có từ 21.620 - 51.400 tấn dầu đã tràn trên biển.
- Sự cố tàu Formosa one Liberia đâm vào tàu Petrolimex 01 của Việt Nam tại vịnh Giành Rỏi -
Vũng Tàu (tháng 9/2001) làm tràn ra môi trường biển ven bờ khoảng 1.000m
3
dầu diezel, gây ô
nhiễm nghiêm trọng một vùng rộng lớn biển Vũng Tàu; 3 năm sau, tại khu vực biển Quảng Ninh
- Hải Phòng, sự cố đắm tàu Mỹ Đình, chứa trong mình khoảng 50 tấn dầu DO và 150 tấn dầu
FO, trong khi đó ta chỉ xử lý được khoảng 65 tấn, số dầu còn lại hầu như tràn ra biển
7 Hậu quả tràn dầu:
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tràn dầu. Các vụ tràn dầu xảy ra ảnh hưởng nghiêm trọng
đến môi trường, kinh tế và sinh vật
7.1 Môi trường:
Tràn dầu làm thay đổi tính chất vật lý, hóa học của nước, tăng độ nhớt, giảm nồng độ oxy
hấp thụ vào nuớc.
Các lớp váng dầu ngăn cách nước và không khí, làm thay đổi tính chất của môi
trường.
Bên cạnh đó tràn dầu cũng làm thay đổi tính chất của các vùng bờ biển.
Cặn dầu lắng xuống đáy làm ô nhiễm trầm tích đáy biển, làm ảnh hưởng đến khí hậu
khu vực, giảm sự bốc hơi nước dẫn đến giảm lượng mưa, làm nghèo tài nguyên biển.
Ngoài ra, tràn dầu còn giảm thiểu khả năng giữ cân bằng sinh thái của đại dương và cản
trở việc trao đổi khí oxi và cacbonic với bầu khí quyển.
Ô nhiễm dầu không chỉ ảnh hưởng tới môi trường biển mà còn ảnh hưởng tới môi trường đất
và lòng đất. Khi dầu xâm nhập vào đất, chúng làm thay đổi cấu trúc, đặc tính lý học và hóa
học của đất, chúng biến các hạt keo thành “trơ”, không có khả năng hấp phụ và trao đổi nữa, làm
cho vai trò đệm, tính oxy hóa, tính dẫn điện, dẫn nhiệt của môi trường đất thay đổi mạnh, thành
phần chất hữu cơ giảm nhanh làm khả năng giữ nước và thoát nước của đất bị thay đổi.
Gần đây nhất là Vụ tràn dầu ở Vịnh
Mexico đó là thảm họa môi trường khủng
khiếp nhất mà Mỹ từng phải đối phó: ít

nhất 43 triệu gallon dầu đã tràn ra đại
dương kể từ khi giếng dầu Deepwater
Horizon bốc cháy và chìm xuống biển
trong tháng 4-2010, lớn hơn rất nhiều con
số 11 triệu gallons năm 1989.dầu do tàu
Exxon Valdez gây ra vào
Tổng thống Obama đã phả chỉ đạo thực hiện một chiến dịch có quy mô chưa từng thấy trong
lịch sử nước Mỹ để đối phó với một thảm họa sinh thái, huy động tới hơn 19.000 chiếc tàu, với
20.000 người tham gia dọn dầu loang. Nhưng các nhà khoa học độc lập và các viên chức Mỹ nói
có một thảm họa chúng ta không thể thấy ở vịnh Gulf of Mexico do vụ dầu tràn gây ra vì nó quá
sâu. Hai “đám mây khổng lồ”, sâu vài trăm mét và kéo dài nhiều dặm đã thành hình dưới đáy
biển. Đó là dầu và chắc chắn nhiều loài sinh vật sẽ bị ảnh hưởng.
7.2 Sinh vật
Tràn dầu ảnh hưởng lên các loài sinh vật biển ở sâu
trong đại dương và các loài sinh sống gần bờ.
Các hợp chất trong dầu tràn tác động như một chất
độc đối với các sinh vật. nồng độ dầu trong nước đạt
0,1mg/l có thể gây chết các loài sinh vật phù du, ảnh
hưởng lớn đến con non và ấu trùng của các sinh vật đáy;
Một đàn cá heo mũi chai bơi trong làn nước
đầy dầu trong vùng biển Chandeleur Sound
Cá voi và cá heo ngạt thở, bị chết khi dầu làm nghẹt đường khí quản. Dầu làm gan và thận
của rái cá và hải cẩu trúng độc.
Hơi từ dầu bốc hơi cũng gây nạn ngộp thở. Với chim ngộ độc vì cố rỉa lông khi bộ lông
của chúng dính dầu. Thường thì chúng chết sau vài giờ. Khi bộ lông đã bị dính dầu, cơ thể
chim không giữ được thân nhiệt ổn định. Chỉ cần chừng 1 inch trên thân chim hở ra trong
vùng khí hậu lạnh là chim đã có thể bị chết. Nếu dính nhiều dầu, vì quá nặng, chim không
bay được và cũng có thể không bơi nổi mà bị chìm. Cho đến một giọt dầu nhỏ cũng có thể
làm chim không còn đẻ trứng được
Dầu bám vào cơ thể hoặc sinh vật hấp thụ qua quá trình lọc nước làm giảm giá trị sử dụng.

Dầu gây ô nhiễm môi trường làm cá chết hàng loạt do thiếu oxy hòa tan trong nước; dầu bám
vào cá làm giảm giá trị sử dụng do gây mùi khó chịu; dầu có thể làm trứng mất khả năng phát
triển, trứng có thể bị ung, thối.
Với các loài hải sinh vật có vú : Dầu dính vào bộ lông các loài có vú, làm mất đặc tính cách
nhiệt. Khi thân nhiệt bị mất, con thú chết.
7.3 Kinh tế
Tràn dầu dẫn đến tốn kém tiền bạc để làm sạch môi trường bị ô nhiễm. Vụ tràn dầu ở Alaska,
(1989) mất 2.5 tỉ USD cho quá trình làm sạch, và ước tính toàn bộ chi phí lên đến 9.5 tỉ USD.
Ngoài những thiệt hại trực tiếp về tài sản ra còn có các ảnh hưởng mang tính chất lâu dài như các
cảnh quan bờ biển du lịch, các vùng nuôi trồng, đánh bắt thủy hải sản…. Bên cạnh đó tràn dầu
cũng gây trở ngại cho vận tải đường biển.
8 Các dạng ô nhiễm do tràn dầu
8.1 tràn dầu trên mặt nước ( dạng lỏng)
Thường xảy ra ở sông, biển do các con tàu chở dầu gặp sự cố hay vỡ đường ống dẫn dầu từ
biển vào đất liền. Ngoài ra trong quá trình khai thác các túi dầu ngoài biển khơi bị vỡ và tràn ra
ngoài mặt biển.
Tràn dầu trong lòng đất ( dạng lỏng và rắn)
Do đầu các túi dầu trong lòng đất bị vỡ tràn ra ngoài hay các vật dụng chứa dâu bị thủng dẫn
đến dầu tràn ra và thấm vào trong lòng đất.
8.2 Tràn dầu trên mặt đất
Do đầu bị tràn ra và mà không thấm được vào lòng đất, chịu nhiều tác động của các yếu tố
tự nhiên nên dầu có thể bị đóng cục lại (dạng rắn)
9. Cơ chế phân giải:
Dầu mỏ là một loại nhiên liệu rất đặc biệt, trong thành phần của chúng có
những loại hợp chất sau:
• Hydratcacbon mạch thẳng: 30 - 35%
• Hydratcacbon mạch vòng: 25 - 75%
• Hydratcacbon thơm: 10 - 20%
• Các hợp chất chứa oxy như axit, ceton, các loại rượu
• Các hợp chất chứa nitơ như furol, indol, carbazol

• Các hợp chất chứa lưu huỳnh như hắc ín, nhựa đường, bitum
Các thành phần hóa học có trong dầu mỏ thường rất khó phân hủy. Do đó, việc
ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý ô nhiễm dầu mỏ có đặc điểm rất đặc biệt.
Công nghệ sinh học được ứng dụng trong vấn đề dầu tràn là việc sử dụng các vi
sinh vật (nấm hay vi khuẩn) để thúc đẩy sự suy thoái của hydrocacbon dầu mỏ. Đó
là một quá trình tự nhiên do vi khuẩn phân hủy dầu thành các chất khác. Các sản
phẩm có thể được tạo ra là carbon dioxide, nước, và các hợp chất đơn giản mà
không ảnh hưởng đến môi trường.
Để kích thích quá trình phân hủy của VSV người ta thường bổ sung vào môi
trường một số loại VSV phù hợp hoặc cung cấp dinh dưỡng (nito, photpho…) cho
VSV bản địa phát triển.
Vi khuẩn là nhóm vi sinh vật chính tham gia phân hủy dầu mỏ. Vi khuẩn tham
gia phân hủy dầu mỏ theo những con đường rất khác nhau. Người ta phân chúng
vào ba nhóm dựa trên cơ chế chuyển hóa dầu của chúng như sau:
• Nhóm 1: Bao gồm những VSV phân giải các chất mạch hở như rượu, mạch
thẳng, như aldehyt ceton, axit hữu cơ.
• Nhóm 2: Bao gồm những VSV phân hủy các chất hữu cơ có vòng thơm như
benzen, phenol, toluen, xilen.
• Nhóm 3: bao gồm những VSV phân hủy hydratcacbon dãy polimetil,
hydratcacbon no
Một số các vi khuẩn sản xuất ra các loại enzyme có thể phân hủy các phân tử
hydrocarbon.
Trên toàn thế giới có trên
70 chi vi khuẩn được biết là làm suy thoái
hydrocarbon. Những vi khuẩn thường chiếm ít hơn 1% của quần thể tự nhiên của vi
khuẩn, nhưng có thể chiếm hơn 10% tổng số dân trong hệ sinh thái dầu.
Nhìn chung các gốc no có tỷ lệ phân giải sinh học cao nhất theo sau là các gốc thơm
nhẹ, thơm, gốc thơm cao phân tử; trong khi các hợp chất phân cực lại có tỷ lệ phân
giải thấp. Các loại alkan (loại hydratcarbon mạch thẳng) thường bị phân hủy bắt
đầu từ carbon ở đầu. Quá trình oxy hóa này bắt đầu bằng việc sử dụng oxy phân tử

tạo ra rượu bậc 1. Kế tiếp là sự tạo ra aldehit và axit carboxylic có số carbon giống
như chuỗi carbon ban đầu. Sự phân giải sẽ tiếp tục, từ axit carboxylic tạo thành
monocarboxilic axit có số carbon ít hơn số carbon ban đầu là 2C và một phân tử
CH3 - ScoA, sau đó chuyển thành CO2. Các hợp chất phân nhánh cao sẽ bị oxy hóa
thành rượu bậc 2.
Quá trình oxy hóa của n-ankan: α- và ω-hydroxylation được xúc tác bởi cùng
một bộ các enzym. Với vi khuẩn, các bước 1, 2 và 3 được xúc tác bởi ankan
monooxygenase, rượu dehydrogenase và aldehyde dehydrogenase béo. Với men,
bước 1 là xúc tác bằng P450 monooxygenase, trong khi các bước 2 và 3 được xúc
tác bởi oxidase rượu béo và aldehyde dehydrogenase béo, hoặc do P450
monooxygenase tham gia trong bước 1.
Hình 1: Sự phân hủy ankan
Các alkan có mạch từ C10 - C24 thường được phân hủy nhanh nhất, riêng
chuỗi carbon ngắn lại có tác dụng độc đối với các VSV (nhưng chúng dễ bốc hơi).
Chuỗi carbon dài khó phân hủy, carbon mạch nhánh làm chậm quá trình phân hủy.
Đối với các hợp chất thơm, sự phân hủy xảy ra chậm hơn so với sự phân hủy
các alkan.
Các hợp chất này có thể được phân hủy khi chúng được đơn giản và có trọng
lượng phân tử thấp. Tuy nhiên, vì chúng khá phức tạp nên không phải là dễ dàng để
phân hủy và chúng có thể kéo dài trong môi trường. Hyrocarbon thơm với một, hai
hoặc ba vòng thơm được phân hủy có hiệu quả, tuy nhiên, những hyrocarbon thơm
có bốn hay nhiều vòng thơm có khả năng kháng sự phân hủy của VSV.
Quá trình phân hủy bắt đầu bằng việc mở vòng thơm, và quá trình kết thúc
với acetyl-CoA hoặc axit Pyruvic. Dưới điều kiện hiếu khí cho một vòng benzen, O2
sẽ được chèn vào để tạo thành các nhóm chức năng ở vòng trong và cuối cùng để
hình thành các catechol. Vi khuẩn tiếp tục chuyển đổi catechol thành gốc béo sử
dụng vòng thơm tách dioxygenases. Catechol cuối cùng được tách ra dưới dạng một
hợp chất béo với một nhóm carboxyl được sử dụng bởi các tế bào trong chu trình
axít tricarboxylic (TCA hoặc chu trình Krebs) đó là một loạt các phản ứng quan
trọng cho quá trình hô hấp tế bào.

Hình 2: sự phân hủy của benzen bằng oxy phân tử.
Có vô số con đường cho sự phân hủy của catabolic của các hợp chất thơm.
Ví dụ, toluen được phân hủy bởi các vi khuẩn khác nhau với năm con đường:
Trên con đường mã hóa bởi plasmid TOL, toluen là liền xuống cấp đến rượu
benzyl, benzaldehyde và benzoat, đó là tiếp tục chuyển đến trung gian chu trình
TCA.
Bước đầu tiên của toluen suy thoái với P. putida F1 là phần chèn hai
nhóm
hydroxyl vào toluen, tạo thành cis-toluen dihydrodiol. Đây là trung gian
sau đó chuyển sang 3 – methylcatechol.
Với KR1 mendocina Pseudomonas, toluen được chuyển đổi bởi toluen 4-
monooxygenase tạo ra p-cresol, tiếp theo là sự hình thành p-hydroxybenzoate thông
qua quá trình oxy hóa của chuỗi phụ methyl.
Với pickettii Pseudomonas PKO1, toluene là bị ôxi hóa bởi toluene
3
- monooxygease tạo m-cresol, sau đó tiếp tục bị ôxi hóa thành 3-methylcatechol bởi
monooxygenase khác. Với G4 cepacia Bukholderia, toluen được chuyển hoá thành
o-cresol bởi toluen 2 monooxygenase, trung gian này đang được chuyển bằng
monooxygenase khác tạo 3-methylcatechol.


Hình 3: Sự phân hủy của Toluene với 5 con đường là P. putida (TOL), P.putida
F1, P. mendocina KR1, P. pickettii PKO1, và G4 cepacia B
Hình 4: Sự phân hủy của Phenanthrene
Asphaltenes và nhựa đường: Rất khó để phân hủy vì chúng rất phức tạp, các
hợp chất này không hoặc chậm phân hủy.
Các thành phần dầu khí bị mắc kẹt trong biển trầm tích có xu hướng vẫn tồn
tại trong điều kiện yếm khí. Tuy nhiên, các nghiên cứu sinh thái đã chứng minh
rằng hydrocarbon nhất định có thể bị ôxi hóa trong điều kiện kỵ khí khi một trong
hai điều kiện giảm nitrat, giảm sulfat, metan được tạo ra, Fe (III) giảm, cùng với

quá trình oxy hóa dầu khí. Nhiều hydrocacbon, như ankan, anken và hydrocarbon
thơm như benzen, toluen, xylenes, ethyl- và propylbenzenes, naphtalene,
trimethylbenzenes, phenanthrene và acenaphthene.
Con đường cho sự phân hủy
của ankan và anken là chưa rõ ràng. Vi
khuẩn kỵ khí HD-1 mọc trên CO2 trong sự
hiện diện của H2 hoặc tetradecane.
Nhiều con đường cho sự phân hủy kỵ khí toluen. Tất cả những con đường
biến
đổi các cơ chất ban đầu vào chung trung gian, benzoyl-coenzym A (CoA).
Với
chủng VSV Thauera sp. T1, các quá trình oxy hóa của toluene là khởi xướng bởi
sự hình thành benzylsuccinate từ toluen và fumarate. Sau khi sự hình thành của
benzyl - CoA, tiếp tục tạo cyclohex -1,5-diene - 1 - carboxyl - CoA. Với R. palustris,
cyclohex - 1,5-diene -1-carboxyl-CoA tạo thành cyclohex-1 - ene-1-carboxyl-CoA,
trong khi với Thauera aromatica, nó lại ngậm nước đến 6 – hydroxycyclohex -1- ene
- 1 - carboxyl-CoA. Sản phẩm cuối cùng của quá trình là Acetyl – CoA.
Hình 5: Sự phân hủy kỵ khí của Toluene.
Một số con đường được đề xuất cho sự chuyển đổi của toluene để benzoyl
– CoA. Sau khi chuyển đổi của benzoyl – CoA thành cyclohex – 1, 5 – diene – 1
carboxyl – CoA, sản phẩm này được xử lyshai cách khác nhau với hai loại vi
khuẩn khác nhau: R.palustris và aromatic Thauera.
Tóm lại, sự phân hủy hydratcarbon được xếp theo thứ tự: n – alkan > alkan
mạch nhánh > hợp chất mạch vòng có trọng lượng phân tử thấp > alkan mạch
vòng.
10 Các biện pháp khắc phục
10.1 Cơ học:
là biện pháp tiên quyết cho công tác ứng phó sự cố tràn dầu tại các sông, cảng biển nhằm
ngăn chặn, khống chế và thu gom nhanh chóng lượng dầu tràn tại hiện trường. Thu hồi dầu trên
mặt nước bằng các phao quay nổi (boom) và thiết bị hút dầu (skimmers), thu hồi dầu trên bờ

bằng các thiết bị xúc bốc vật liệu bị nhiễm dầu hoặc sử dụng các vật liệu thấm dầu. Dùng các
loại phao quây khoanh vùng không để dầu tràn ra xa, hút và tái chế.
Các biện pháp thu gom:
-Khoanh vùng ô nhiểm và huy động phương tiện, công nhân môi trường và người dân trong vùng
để thu gom.
-Sử dụng tàu, hoặc ca nô kéo lưới bao dầu để thu gom các vệt dầu lớn.
-Làm sạch khu vực bị nhiễm dầu bằng cách xịt hoặc phun nước (có thể bằng thủ công hoặc bằng
phương tiện như trực thăng….)
-Đốt dầu tràn trên các bãi biển.
10.2 Hóa học
Phương pháp hóa học được dùng khi có hoặc không có sự làm sạch cơ học và dầu tràn trong
một thời gian dài.
Phương pháp này sử dụng các chất phân tán; các chất phá nhũ tương dầu - nước; các chất
keo tụ và hấp thụ dầu Phân tán dầu trên biển bằng các chất học (chất phân tán, chất hoạt động
bề mặt, các chất keo tụ…), đốt tại chỗ hoặc chuyển đến vị trí khác để xử lý. Sử dụng các hóa
chất làm kết tủa hoặc trung hòa dầu tràn, thường thực hiện bằng các phương tiện như trực
thăng và trên phạm vi rộng lớn.
10.3 Phương pháp sinh học
Sử dụng các vi sinh vật bản địa phân giải dầu như vi khuẩn, nấm mốc, nấm men hoặc các
chế phẩm sinh học kích thích quá trình sinh trưởng và phát triển của một số loài VSV phân hủy
dầu.
Phương pháp sinh học là phương pháp an toàn với môi trường nhất hiện nay và có thể áp
dụng ở các quy mô rất lớn ngoài tự nhiên. Có hai phương pháp sinh học phổ biến đó là kích thích
sinh học và phục hồi sinh học
10.3.1 Phương pháp kích thích sinh học( kích hoạt VSV ( biostimulation)) :
Khi quá trình phân giải tự nhiên diễn ra chậm thì cần phải tăng số lượng các VSV bản địa có
khả năng phân hủy dầu bằng cách tạo điều kiện thích hợp cho chúng sinh trưởng. ví dụ như bổ
sung chế phẩm sinh học có chứa chất dinh dưỡng cần thiết : Nitơ ( NH
4
NO

3
). Phốt pho
( K
2
HPO
4
, KH
2
PO
4
) , các khoáng chất, tạo PH, nhiệt độ, độ ẩm, độ thoáng thích hợp cho hệ
VSV bản địa có khả năng phân hủy dầu
Ngoài chất dinh dưỡng còn phải bổ sung thêm chất hoạt động bề mặt sinh
học để tăng diện tích tiếp xúc giữa dầu và VSV, giúp cho chúng tiếp cận nguồn
dinh dưỡng nhanh hơn.
Phương pháp kích hoạt VSV được ứng dụng nhiều nhất hiện nay vì tính kinh tế, chi phí đầu
tư thấp và thân thiện với môi trường
10.3.2 Phương pháp tăng cường sinh học (Phương pháp bổ sung VSV( bioaugmentation))
Khi quần thể các VSV bản địa không có khả năng phân hủy các chất hữu cơ lạ, hoặc hỗn
hợp phức tạp gồm nhiều chất, hoặc d o số lượng của chúng quá ít thì lúc đó người ta nghĩ đến
việc bổ sung một cách thận trọng các chủng VSV để chọn lọc, có khả năng phân hủy, đặc biệt
đối với các chất khó phân hủy.
11 Những chú ý khi sử dụng chế phẩm vi sinh
Các chuyên gia cảnh báo, việc lựa chọn vi sinh vật để xử lý cũng cần phải nghiên cứu kỹ và
thận trọng, bởi thực tế, có những vi sinh vật giúp xử lý thành công tràn dầu ở khu vực này nhưng
ở khu vực khác các chủng vi sinh vật không phát huy khả năng phân hủy. Sau một thời gian
ngắn, bãi biển có màu đen và hôi thối, gây ô nhiễm thứ cấp
Sử dụng vi sinh vật xử lý tràn dầu vào từng vùng biển cần có nghiên cứu cụ thể. Tùy vào
địa lý mỗi vùng, tùy vào mức độ ô nhiễm của mỗi vùng, để chọn ra những vi sinh vật phù hợp.
xử lý dầu tràn bằng tự phân hủy sinh học sẽ phải dựa vào tính chất riêng của nơi bị ô nhiễm như:

thành phần vi khuẩn, loại chất gây ô nhiễm, địa lý và những điều kiện hóa học nơi bị ô nhiễm.
Năm 2002, Việt Nam đã thử dùng phương pháp dùng vi sinh vật xử lý ô nhiễm dầu tràn tại
bờ biển Vũng Tàu. Biện pháp này không thành công do sử dụng chế phẩm sinh học nhập từ nước
ngoài. Nguồn gốc giống vi sinh vật là ngoại lai nên khi rải dọc bờ biển ô nhiễm dầu, các chủng vi
sinh vật không phát huy khả năng phân hủy. Sau một thời gian ngắn, bãi biển có màu đen và hôi
thối, gây ô nhiễm thứ cấp, ngoài ra còn xuất hiện nhiều loài vi sinh vật gây bệnh nguy hiểm cho
sức khỏe con người
12 Sử dụng VSV trong xử lý dầu
12.1 chủng vi khuẩn mới được phát hiện ở Vịnh Mexico
Mới đây ngày 22/4/2010 sự cố nổ và chìm giàn khoan Deepwater Horizon ở Vịnh Mexico
đã làm 11 công nhân thiệt mạng và dẫn đến thảm họa tràn dầu nghiêm trọng ở khu vực này. Tuy
nhiên sau đó người ta đã phát hiện ra thấy rằng ở đó có xuất hiện một chủng vi khuẩn mới có
khả năng ăn dầu trên vịnh Mexico
Theo các nhà khoa học thuộc Trung tâm thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley, Mỹ thì họ
phát hiện chủng vi khuẩn ăn dầu mới này trong khi tiến hành nghiên cứu mức độ phát tán dầu
trong các tầng nước sâu của vịnh Mexico do vụ nổ giàn khoan Deepwater Horizon hồi cuối tháng
4 -2010
Sau khi nghiên cứu các mẫu nước ở vùng này, các nhà khoa học phát hiện chủng vi khuẩn
thống trị các mẫu nước có dầu là một loài vi khuẩn hoàn toàn mới. Chúng sống trong tầng nước
sâu gần đáy biển nơi có nhiệt độ trung bình vào khoảng 5 độ C. và họ cho rằng nước biển ở đây
sạch hơn có thể là do hầu hết dầu đã lắng xuống các tầng nước sâu bên dưới. Nếu như những
nghiên cứu này chính xác thì việc phát hiện ra chủng vi khuẩn mới có khả năng hấp thụ dầu dưới
tầng nước sâu sẽ thực sự có ý nghĩa to lớn trong việc xử lý lượng dầu tràn đang đe dọa nghiêm
trọng môi trường vùng vịnh Mexico.
Chủng vi khuẩn ăn dầu mới trên vịnh Mexico (trong vòng tròn đỏ). Ảnh: AP.
12.2 Vi khuẩn Alcanivorax Borkumensis
Đã được ứng dụng để xử lý ô nhiễm dầu vì chúng có khả năng ăn dầu
Alcanivorax Borkumensis là tên một loài vi khuẩn chuyên sống trong những vùng nước bị
nhiễm dầu. Sinh vật biển nhỏ bé này hầu như không được tìm thấy trong các vùng nước sạch,
nhưng lại có mặt ở dòng thủy triều đen nhỏ nhất. Việc trao đổi của nó dựa vào các hydrocarbon

là nguồn cung cấp duy nhất carbon và năng lượng.
Alcanivorax Borkumensis có thể
tăng sinh một cách hiệu quả và hầu
như chỉ sinh sống nhờ hydrocarbon
trong dầu thô. Nó có thể phân hủy một
lượng lớn hydrocarbon.
Loài vi khuẩn này sản sinh những
chất hoạt hóa bề mặt (surfactant) sinh
học góp phần chuyển chất dầu sang
trạng thái nhũ tương và tăng tốc quá
trình phân hủy.

Hình ảnh vi khuẩn Alcanivorax Borkumensis
Đặc điểm nổi bật của Alcanivorax Borkumensis là mặc dù không hề có mắt lẫn mũi nhưng
loài vi khuẩn này có thể nhận biết môi trường xung quanh và vùng dầu ô nhiễm nhờ các thụ cảm
tập trung ở một đầu cơ thể. Cơ cấu này cho phép chúng định hướng nguồn lương thực để di
chuyển có mục đích.
Vi khuẩn này là một sinh vật đơ bào và chúng sử
dụng các receptor ( các thành phần nhận biết của ác tế
bào thần kinh kiểm tra chất lượng và thông tin gửi đến bộ
não) để có thể phân tích dữ liệu nhân được
Bên cạnh là hình một nhiễm sắc thể của vi khuẩn
Alcanivorax Borkumensis
(Ảnh: nouvelobs)
Các receptor của vi khuẩn kết hợp với nhau thành một “ lưới mắt cáo” trên bề mặt của vi
khuẩn để khuếch đại những thay đổi dù nhỏ nhất trong môi trường, từ đó dẫn tới những phản ứng
cụ thể bên trong tế bào
.
Alcanivorax Borkumensis có thể nhận biết một thay đổi nhỏ chỉ bằng 0,1% của môi
trường xung quanh. Các nhà khoa học cho rằng, từ trước đến nay chưa có một hệ thống nào

nhạy bén đến vậy. Các dữ liệu trong bộ gen và việc phân tích chức năng cung cấp cho các nhà
khoa học một cơ sở kiến thức với giá trị vô giá nhằm tìm cách giảm những thiệt hại về môi
trường do nạn tràn dầu ở biển.
12.3 Chủng vi khuẩn được sử dụng thứ hai là SG-7
SG-7 thuộc họ Pseudomonas, Gram âm
và CHDBMSH- SG7 thuộc nhóm
Glycolipids có khả năng phân hủy dầu DO
khá mạnh : trong 80% dầu DO của dịch
nhiễm ban đầu có đến 17-18% đã bị chuyển
hóa trong vòng 3 ngày.
Chủng vi khuẩn SG-7 bắt đầu sinh ra chất phân hủy dầu CHDBMSH sau hai ngày ở điều
kiện thích hợp. CHDBMSH-SG7 ở dạng dịch nuôi có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của
môi trường nuôi cấy từ 50.8 N/m xuống 31,2 N/m và thể hiện tính tạo nhũ mạnh với xilen n-
hexan và dầu DO. So với SDS một chất hoạt động bề mặt hóa học thì CHDBMSH-SG7 có hoạt
tính cao hơn ngàn lần.