Tối ưu hóa liều lượng phân bón giải phóng chậm cho biện pháp phục hồi môi trường trầm tích bãi biển bị ô nhiễm dầu trong môi trường nhiệt đới

R. Xu1, J.P. Obbard1, E.T.C. Tay1
1Department of Chemical and Environmental Engineering, National University of Singapore, Singapore, Singapore

Tóm tắt

Việc tối ưu hóa nồng độ phân bón để kích thích phục hồi sinh học trong các nền tảng biển bị ô nhiễm là cần thiết để giảm thiểu cả chi phí và rủi ro môi trường liên quan đến hiện tượng phú dưỡng. Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của các liều lượng khác nhau của phân bón giải phóng chậm, Osmocote™, trong việc kích thích khối lượng vi sinh vật bản địa trong các trầm tích bãi biển bị ô nhiễm dầu đã được khảo sát. Osmocote™ được sử dụng bao gồm N–P–K tan trong nước với nồng độ lần lượt là 18, 4.8 và 8.3% w/w, và các liều lượng được thử nghiệm nằm trong khoảng 0–4.0% trọng lượng khô tương đương của trầm tích. Các trầm tích bãi biển được lấy từ môi trường ven biển nhiệt đới và được bổ sung dầu thô nhẹ Ả Rập (ALCO) để đạt được hàm lượng hydrocarbon dầu là 4.4% w/w. Thí nghiệm được thực hiện trong các vi sinh thái mở được tưới bằng nước biển trong thời gian 42 ngày. Kết quả cho thấy tất cả các trầm tích được bổ sung Osmocote™ đều có khả năng giải phóng chất dinh dưỡng ổn định trong ít nhất 42 ngày. Việc thêm 0.8% Osmocote™ vào trầm tích là đủ để tối ưu hóa hoạt động chuyển hóa của khối vi sinh vật, và khả năng phân hủy sinh học của các alkan chuỗi thẳng (C10–C33). Liều lượng Osmocote™ 1.5% dẫn đến khả năng phân hủy sinh học tối ưu của các alkan nhánh khó phân hủy hơn (ví dụ: pristane và phytane).

Từ khóa

#phân bón giải phóng chậm #phục hồi sinh học #trầm tích bãi biển #ô nhiễm dầu #vi sinh vật bản địa #alkan chuỗi thẳng #alkan nhánh

Tài liệu tham khảo

Atlas, R.M. & Bartha, R. 1992 Hydrocarbon biodegradation and oil spill bioremediation. Advances in Microbial Ecology 12, 287–338. Dibble, J.T. & Bartha, R. 1979 Effect of environmental parameters on the biodegradation of oil sludge. Applied and Environmental Microbiology 37, 729–739. Johnson, C.R. & Scow, K.M. 1999 Effect of nitrogen and phosphorus addition on phenanthrene biodegradation in four soils. Biodegradation 10, 43–50. Mathew, M. & Obbard, J.P. 2001 Optimisation of the dehydrogenase assay for measurement of indigenous microbial activity in beach sediments contaminated with petroleum. Biotechnology Letters 23, 227–230. Mathew, M., Obbard, J.P., Ting, T.P., Gin, Y.H. & Tan, H.M. 1999 Bioremediation of oil contaminated beach sediments using indigenous microorganisms in Singapore. Acta Biotechnologica 19, 225–233. Hach Company. 1995a Nitrogen, ammonia, Nessler method (Method 8038). In DR/2000 Spectrophotometer Handbook: Procedures Manual. pp. 367–370. Loveland, CO: Hach Company. Hach Company. 1995b Phosphorus, reactive, PhosVer 3 method (Method 8048). In DR/2000 Spectrophotometer Handbook: Procedures Manual. pp. 531–538. Loveland, CO: Hach Company. Hach Company. 1995c Nitrate, mid range, Cadmium reduction method (Method 8171). In DR/2000 Spectrophotometer Handbook: Procedures Manual. pp. 337–344. Loveland, CO: Hach Company. Prince, R.C., Elmendorf, D.L., Lute, J.R., Hsu, C.S., Halth, C.E., Senlus, J.D., Dechert, G.J., Douglas, G.S. & Butler, E.L. 1994 17a(H), 21b(H)-Hopane as a conserved internal marker for estimating the biodegradation of crude oil. Environmental Science and Technology 28, 142–145. Riser-Roberts, E. 1992 Bioremediation of Petroleum Contaminated Sites. pp. A-173–A-179. Chelsea, MI: C.K. Smoley. ISBN 0873718321. Skujins, J., Nahrstedt, H.O. & Octen, S. 1986 Development of a sensitive biological method for determination of low level toxic contamination in soils. Swedish Journal of Agricultural Science 16, 113–118. Swannell, R.P.J., Mitchell, D., Lethbridge, G., Jones, D., Heath, D., Hagley, M., Jones, M., Petch, S., Milne, R., Croxford, R. & Lee, K. 1999 A field demonstration of the efficacy of bioremediation to treat oiled shorelines following the Sea Empress incident. Environmental Technology 20, 863–873. Venosa, A.D. 1998 Oil spill bioremediation on coastal shorelines: a Critique. In Bioremediation: Principles and Practice, vol. 3, eds. Sikdar, S.K. & Irvine, R.L. pp. 280–296. Lancaster, PA: Technomic Pub. Co. ISBN 1566765617. Venosa, A.D., Suidan, M.T., Wrenn, B.A., Strohmeier, K.L., Haines, J.R., Eberhart, B.L., King, D. & Holder, E. 1996 Bioremediation of an experimental oil spill on the shoreline of Delaware Bay. Environmental Science and Technology 30, 1764–1775. Walpole, R.E., Myers, R.H., Myers, S.L. & Ye, K. 2002 Probability & Statistics for Engineers & Scientists, 7th edn, pp. 479–480. New Jersey: Prentice-Hall Inc. ISBN 0-13-098469-8. Wang, Z., Fingas, M. & Li, K. 1994 Fractionation of a light crude oil and identification and quantitation of aliphatic, aromatic, and biomarker compounds by GC-FID and GC-MS, Part I. Journal of Chromatographic Science 32, 361–366.