Đặt vấn đề Dầu mỏ là nguồn năng lượng quan trọng và cũng là nguyên liệu thô của ngành công nghiệp hóa dầu. Dầu mỏ được sử dụng để sản xuất điện và là nguồn nguyên liệu của tất cả các phương tiện giao thông vận tải. Hơn nữa, dầu cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa dầu để sản xuất chất dẻo (plastic) và nhiều sản phẩm khác. Mặc dù dầu mỏ đem lại lợi ích không nhỏ cho xã hội nhưng chúng cũng gây ảnh hưởng nguy hại tới con người, sinh vật sống và môi trường.
Nguyên nhân chính gây ô nhiễm phải kể đến các sự cố tràn dầu trong quá trình thăm dò, khai thác, vận chuyển và lọc hóa dầu. Các phương pháp thường được ứng dụng để xử lý ô nhiễm dầu là phương pháp vật lý, hóa học và sinh học. Mặc dù phương pháp vật lý và hóa học có thể loại bỏ nhanh chóng phần lớn dầu tràn ô nhiễm, nhưng các phương pháp này không xử lý được triệt để dầu ô nhiễm, ngoài ra còn tạo các sản phẩm phụ độc hại gây ô nhiễm thứ cấp cho môi trường. Do đó, xử lý ô nhiễm dầu bằng các phương pháp sinh học đang được các nhà nghiên khoa học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu.
Các chất hoạt động bề mặt sinh học (CHĐBMSH) đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý ô nhiễm dầu do hiệu quả của chúng cũng như các đặc điểm thân thiện với môi trường, chẳng hạn như độc tính thấp và khả năng phân hủy sinh học cao. Hiện nay, các CHĐBMSH đang được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dầu khí, trong đó các hợp chất này có thể được sử dụng trong việc làm sạch sự cố tràn dầu, loại bỏ dư lượng dầu từ các bể chứa, tăng cường khả năng thu hồi dầu và xử lý sinh học đất và nước ô nhiễm dầu. Ô nhiễm dầu ảnh hưởng nghiêm trọng tới con người và môi trường sống không những ở Việt Nam mà còn ở nhiều nước khai thác và xuất khẩu dầu mỏ. Trước thực trạng ô nhiễm dầu ở Việt Nam, cùng với nhu cầu tìm kiếm các giải pháp xử lý ô nhiễm dầu hiệu quả, an toàn và thân thiện với môi trường, đề tài luận văn “Nghiên cứu điều kiện lên men tổng hợp chất hoạt động bề mặt sinh 1 học của chủng vi khuẩn phân hủy dầu” đã được tiến hành.
Kết quả nghiên cứu sẽ đóng góp một phần không nhỏ vào việc xử lý ô nhiễm dầu ở Việt Nam. Mục đích, nội dung nghiên cứu 1. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu điều kiện lên men tổng hợp CHĐBMSH của chủng vi khuẩn Bacillus phân hủy dầu sử dụng nguồn cơ chất đơn giản với chi phí thấp nhằm ứng dụng tạo chế phẩm xử lý ô nhiễm dầu. Nội dung nghiên cứu - Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố (nguồn carbon, nitơ, pH, nhiệt độ, nồng độ muối (NaCl), tỷ lệ tiếp giống) tới quá trình sinh tổng hợp chất hoạt động bề mặt sinh học (CHĐBMSH) (quy mô bình tam giác).
- Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến sinh trưởng của chủng vi khuẩn nghiên cứu thông qua xác định số lượng trong quá trình lên men (trong hệ thống lên men 100 lít, dung tích làm việc 70 lít) theo thời gian. - Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến khả năng tổng hợp CHĐBMSH của chủng vi khuẩn nghiên cứu thông qua xác định chỉ số nhũ hóa E 24 trong quá trình lên men (trong hệ thống lên men 100 lít, dung tích làm việc 70 lít) theo thời gian. 2 PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tình hình ô nhiễm hydrocarbon dầu mỏ Hydrocarbon dầu mỏ là chất hữu cơ độc hại không những đối với con người mà với tất cả các sinh vật sống trong các hệ sinh thái ở dưới nước và trên cạn.
Các thành phần trong hydrocacbon thuộc chất gây ung thư và chất gây hại thần kinh (Nilanjana and Preethy, 2011). Ô nhiễm hydrocarbon dầu mỏ là sự giải phóng hydrocarbon dầu mỏ (dầu thô) hay các sản phẩm từ dầu như xăng, dầu diesel, hay dầu thải vào môi trường. Do dầu là chất hữu cơ độc hại, khó phân hủy, không tan trong nước nên để xử lý dầu ô nhiễm thường phải mất tới hàng tháng, thậm chí là hàng năm (Trương Minh Nhật, 2017). Môi trường biển bị ô nhiễm dầu là một vấn đề được quan tâm trong nhiều thập kỷ.
Nguyên nhân gây ô nhiễm dầu có thể kể đến sự cố tràn dầu thường xảy ra trên biển, ven bờ, cảng biển, cửa sông tại các luồng giao thông đường thủy và vùng khoan thăm dò, khai thác, lưu trữ, vận chuyển, quản lý chất thải dầu khí như các sự cố phụt dầu, vỡ đường ống, rò rỉ bể chứa, tai nạn tàu thuyền, sự cố tại các giàn khoan dầu khí và cơ sở lọc hóa dầu (Cao Thi Thu Trang và Vũ Thị Lựu, 2011). Hậu quả của ô nhiễm dầu đối với môi trường biển rất nghiêm trọng và đang là mối lo ngại hàng đầu đối với con người. Tình hình ô nhiễm dầu trên thế giới Trên thế giới có rất nhiều vụ tràn dầu gây hậu quả nghiệm trọng đến hệ sinh thái biển. Vụ tràn dầu Amoco Cadiz năm 1978 ở vùng biển ngoài khơi nước Pháp.
Tàu chở dầu Amoco Cadiz đã mắc cạn ngoài vùng biển Brittany trong cơn bão biển. Vụ chìm tàu này đã làm tràn 68.7 triệu gallons dầu ra biển. Mặc dù đã sử dụng 3.300 tấn chất phân tán hóa học rải xuống biển để xử lý, tuy nhiên, do sóng to, gió lớn và biển động dữ dội, việc xử lý dầu tràn bị thất bại. Chính vì vậy, chỉ trong một tháng sau vụ tràn dầu, 320 km2 đường bờ biển của Pháp đã bị ô nhiễm dầu nghiêm trọng.
Rất nhiều máy xúc được huy động để xúc 3 dầu. Đây là vụ tràn dầu gây ra hậu quả nghiêm trọng nhất đối với các loài sinh vật biển ở Pháp (Auke, 2010). Vụ tràn dầu do rò rỉ dầu tại giếng khoan dầu khí Ixtoc năm 1979 diễn ra tại Vịnh Campeche, Mexico. Trong suốt 10 tháng kể từ khi dầu bắt đầu bị rò rỉ, ước tính có tới 140 triệu gallons dầu đã chảy tràn và loang trên Vịnh Mexico (John et al.
Để hạn chế và ngăn sự dầu bị rò rỉ từ giếng khoan, chính phủ Mexico cho thả bùn, sau đó là những quả bóng bằng thép, chì xuống giếng khoan dầu. Một nửa số dầu từ giếng bốc cháy, khi nó nổi lên mặt nước, một phần ba đã bay hơi. Công ty dầu mỏ Mexico PEMEX đã xử lý ô nhiễm dầu tràn bằng việc phun chất phân tán hóa học lên dầu loang nhằm giảm ảnh hưởng của dầu tràn lên bờ biển. Sự cố tràn dầu do vụ nổ tại giàn khoan dầu Deepwater Horizon ở vùng Vịnh Mexico đã làm ô nhiễm nghiêm trọng các hệ sinh thái xung quanh với hydrocarbon thơm đa vòng.
Dầu liên tục chảy trong hơn 85 ngày cho đến khi sự cố được khắc phục vào ngày 15 tháng 7 năm 2010. Tổng khối lượng dầu bị rò rỉ ước tính xấp xỉ 210 triệu gallons, sự cố tràn dầu lớn này đã khiến 572 dặm bờ biển được bao phủ bởi dầu loang và cướp đi sinh mạng của hàng ngàn loài chim và sinh vật biển. Các phương pháp như sinh học, vật lý và hóa học đã được áp dụng tại các địa điểm bị ô nhiễm. Tuy nhiên, trong số các phương pháp kể trên, xử lý ô nhiễm dầu bằng phương pháp sinh học hiện thu hút được sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước với các ưu điểm vượt trội do sử dụng các vi sinh vật trong hệ sinh thái để phân hủy hydrocacbon dầu mỏ từ các hợp chất độc hại, khó phân hủy thành các hợp chất an toàn (các axit hữu cơ đơn giản, CO 2 , nước và sinh khối vi sinh vật).
Phương pháp xử lý này an toàn và thân thiện với môi trường (David, 2010). Vào ngày 15 tháng 1 năm 2022, một vụ tràn dầu đã nhuộm màu bờ biển miền trung của Peru. Thông tin ban đầu cho thấy sự cố tràn dầu đã xảy ra ở Ventanilla (thuộc tỉnh Callao) trong quá trình hoạt động dỡ hàng được thực hiện tại nhà máy lọc dầu La Pampilla, nguyên nhân là do sự cố vỡ ống xả. Nhiều giờ 4 trôi qua, lượng dầu tràn vào khoảng 6.000 thùng (Aponte et al.
Trên thế giới, người ta phân các vụ tràn dầu thành nhiều cấp độ khác nhau. Sự cố tràn dầu nhỏ (dưới 7 tấn), vừa (từ 7 đến 700 tấn) và lớn (lớn hơn 700 tấn). Sự cố tràn dầu xảy ra ở Ventanilla, Peru được xếp vào loại lớn với khoảng 954 tấn dầu. Ngoài các vụ tràn dầu kể trên, thế giới còn hàng nghìn vụ tràn dầu lớn nhỏ trên biển gây ra những thiệt hại không nhỏ cả về kinh tế cũng như môi trường tự nhiên.
Tình hình ô nhiễm dầu ở Việt Nam Theo thống kê của Hiệp hội các chủ hàng chở dầu quốc tế. Trong số 39 quốc gia được thống kê, Việt Nam là một trong 3 quốc gia (cùng với Trung Quốc và Hoa Kỳ) có sự cố tràn dầu nhiều nhất với số lượng từ 10 sự cố trở lên, trong giai đoạn từ năm 2005 đến năm 2014. Tại thời điểm xảy ra sự cố tàu Đức Cường 06 này đang chở chở 4597.44 tấn Clinker và có 18 tấn dầu DO. Trong quá trình kiểm tra các thợ lặn cho biết con tàu đang chìm ở độ sâu -13m so với mặt nước biển.
Giữa hầm hàng số 1 và số 2 tàu đã bị xé theo chiều ngang boong tàu. Cảng vụ Hàng hải Thanh Hóa đã có văn bản đề nghị Đài thông tin duyên hải Thanh Hóa phát đi thông tin cứu nạn và cũng đưa ra phương án để kịp thời ứng cứu khi 18 tấn dầu DO này tràn ra ngoài. (Nguyễn Duy Thái, 2021) Sự cố 4000 lít dầu tràn ở phường Quảng Hưng, thành phố Thanh Hóa. Theo điều tra cho biết nguyên nhân của vụ tràn dầu là từ một cây xăng quân đội đóng tại địa phương.
Vào ngày 14 tháng 12 năm 2018, do trời mưa lớn nên bể thu gom dầu thừa của kho đã bị tràn ra ngoài. Theo đó, dầu đã chảy ra khoảng 800m xung quanh khu phố theo đường cống thoát nước và ra các cánh đồng ruộng (Nguyễn Duy Thái, 2021). 5 Vào lúc 5 giờ sáng 14 tháng 01 năm 2021, tàu chở dầu ĐNa 0607 của Công ty TNHH Thương mại và Dịch vụ Hòa Khánh (quận Hải Châu, thành phố Đà Nẵng) mới hạ thủy đang bơm dầu thử cột bơm, thì xảy ra sự cố dẫn đến chìm tàu, trên tàu lúc này có khoảng 4m3 dầu DO. Lượng dầu tràn ra ngoài loang trên bề mặt khoảng 20m2.