ÖLJY-YMPÄRISTÖISSÄ ESIINTYVIEN RIKKIVETYÄ TUOTTAVIEN BAKTEERIEN OSOITUSMENETELMÄN KEHITYS JA OPTIMOINTI.
Utriainen, Markus (2011)
Utriainen, Markus
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2011062012350
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2011062012350
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tehtiin Kemira Oyj:n tutkimuskeskuksessa Espoossa. Työn tarkoituk-sena oli kehittää edullinen, nopea ja luotettava menetelmä sulfaattia pelkistävien bakteerien osoittamiseksi keinotekoisesta merivedestä.
Sulfaattia pelkistävät bakteerit viihtyvät samoissa ympäristöissä, joista kerätään öljyä: merivedestä, meren sedimenteistä sekä maaperästä. Öljy-ympäristöistä yleisimmin tavatut mikrobit ovat useimmiten fermentoivia, metanogeenisiä ja sulfaattia pelkistäviä. Näistä eniten on tutkittu sulfaattia pelkistäviä lajeja, koska ne tuottavat myrkyllistä ja tuotantolaitteistoa korrodoivaa rikkivetyä. Sulfaatinpelkistäjiä tunnetaan useammasta kymmenestä mikrobisuvusta, kaikille on yhteistä vaatimus hapettomista kasvuolosuhteista ja kyky pelkistää sulfaattia sulfidiksi(esim. rikkivety). Tyypillisesti lajit ovat hidaskasvuisia ja monia lajeja ei pystytä kasvattamaan laboratoriossa ollenkaan.
Öljyteollisuudessa käytetään useasti merivettä apuna pumpattaessa öljyä. Raakaöljy saa-daan liikkumaan pumppaamalla kovalla paineella käsiteltyä merivettä maaperään tai sedimenttiin. Näin öljy saadaan liikkumaan porauskaivoihin, joista se kerätään talteen. Merivedessä oleva sulfaatti toimii sulfaatinpelkistäjien metaboliassa elektronien vastaanottajana ja siten edistää sulfaatinpelkistäjien kasvua ja lisää rikkivedyn tuottoa.
Opinnäytetyössä sulfaatinpelkistäjien osoittaminen merivedestä tehtiin ei-spesifisillä mittausmenetelmillä, kuten ATP-luminometrialla ja kasvuympäristön sulfidipitoisuuksien mit-taamisilla. Kokeissa käytetty bakteeristo kasvatettiin fermentorissa, jossa kierrätettiin kei-notekoista merivettä. Fermentorissa oli huokoisesta kivimateriaalista tehtyjä kuulia, joiden pinnalle mikrobit muodostivat biofilmikerroksen. Testimenetelmää on tarkoitus myöhem-min kehittää edelleen biosidien tehon testaamiseen.
Opinnäytetyössä luotiin vahva perusta lopullisen testimenetelmän luomiseen. Kasvatusolosuhteet ja välineistö saatiin optimoitua mahdollistaen lyhyemmät kasvatusajat. Kokeiden toistettavuutta ja luotettavuutta saatiin lisättyä huomattavasti yhdistämällä bioluminisenssin ja rikkivedyn mittauksen tuloksia.
Sulfaattia pelkistävät bakteerit viihtyvät samoissa ympäristöissä, joista kerätään öljyä: merivedestä, meren sedimenteistä sekä maaperästä. Öljy-ympäristöistä yleisimmin tavatut mikrobit ovat useimmiten fermentoivia, metanogeenisiä ja sulfaattia pelkistäviä. Näistä eniten on tutkittu sulfaattia pelkistäviä lajeja, koska ne tuottavat myrkyllistä ja tuotantolaitteistoa korrodoivaa rikkivetyä. Sulfaatinpelkistäjiä tunnetaan useammasta kymmenestä mikrobisuvusta, kaikille on yhteistä vaatimus hapettomista kasvuolosuhteista ja kyky pelkistää sulfaattia sulfidiksi(esim. rikkivety). Tyypillisesti lajit ovat hidaskasvuisia ja monia lajeja ei pystytä kasvattamaan laboratoriossa ollenkaan.
Öljyteollisuudessa käytetään useasti merivettä apuna pumpattaessa öljyä. Raakaöljy saa-daan liikkumaan pumppaamalla kovalla paineella käsiteltyä merivettä maaperään tai sedimenttiin. Näin öljy saadaan liikkumaan porauskaivoihin, joista se kerätään talteen. Merivedessä oleva sulfaatti toimii sulfaatinpelkistäjien metaboliassa elektronien vastaanottajana ja siten edistää sulfaatinpelkistäjien kasvua ja lisää rikkivedyn tuottoa.
Opinnäytetyössä sulfaatinpelkistäjien osoittaminen merivedestä tehtiin ei-spesifisillä mittausmenetelmillä, kuten ATP-luminometrialla ja kasvuympäristön sulfidipitoisuuksien mit-taamisilla. Kokeissa käytetty bakteeristo kasvatettiin fermentorissa, jossa kierrätettiin kei-notekoista merivettä. Fermentorissa oli huokoisesta kivimateriaalista tehtyjä kuulia, joiden pinnalle mikrobit muodostivat biofilmikerroksen. Testimenetelmää on tarkoitus myöhem-min kehittää edelleen biosidien tehon testaamiseen.
Opinnäytetyössä luotiin vahva perusta lopullisen testimenetelmän luomiseen. Kasvatusolosuhteet ja välineistö saatiin optimoitua mahdollistaen lyhyemmät kasvatusajat. Kokeiden toistettavuutta ja luotettavuutta saatiin lisättyä huomattavasti yhdistämällä bioluminisenssin ja rikkivedyn mittauksen tuloksia.