يمكن مكافحه التلوث النفطي بواسطه البكتيريا اي بواسطه حل بيولوجي باستخدام البكتيريا، حيث وجد بعض العلماء ان عددا من الاحياء الدقيقه المجهريه التي تستطيع تحليل المواد النفطيه يمكنها ان تقوم بتحويل البقع النفطيه الى قطرات دقيقه جدا في الماء.
وقد استخدمت بعض شركات البترول والمختبرات الكيماويه المتخصصه في بعض البلاد الغربيه هذه الاحياء المجهريه على نطاق واسع في معالجه البقع النفطيه في البحار والمحيطات التي تسرب النفط اليها من الناقلات اما بكسر الناقله او ما اشبه ذلك .
التحلل البيولوجي للنفط :
تحوي مياه البحر على العديد من الحيوانات الطفيليه وذات الحجم المتناهي الصغر. و تقوم هذه الكائنات بتحليل النفط ومشتقاته الى مواد قابله للذوبان في المياه بشكل كامل او شبه كامل. و بالتالي فان هذه الكائنات المائيه تحول النفط المتسرب الى ثاني اكسيد الكربون وماء.
وهناك انواع عديده منها لكن لكل نوع محدد وظيفته المحدده في عمليه تحلل المركب النفطي.
وبالرغم من ذلك فان هناك مركبات نفطيه تقاوم هذه العمليه وبالتالي لا تتحلل. وتعتمد عمليه التحلل البيولوجي بشكل تام على تواجد المغذيات لهذه الكائنات و ابرزها النيتروجين و الفوسفور في المياه، درجه حراره مناسبه ومستوى الاوكسجين في المياه.
وحيث ان عمليه التحلل البيولوجي تعتمد بشكل اساسي على وجود الاوكسجين فان هذه العمليه تتم فقط في منطقه التماس بين التسرب النفطي و مياه البحر لان الاوكسجين غير موجود في تركيبه النفط.
تكون البقع النفطيه بواسطه التحلل الطبيعي او الكيميائي يزيد مساحه البقع النفطيه وتاليا اتساع المنطقه التي تتاح فيها عمليه التحلل البيولوجي.
بكتيريا محلله للنفط :
ادى جنوح ناقله نفط واندلاق كميات كبيره من النفط قباله شواطئ بريطانيا عام 1967 ، الى تكثيف الجهود من اجل البحث عن طرق لحل مشكله تلويث البحار بالنفط. وقد ادى استعمال المعالجات الكيماويه انذاك لحل هذه المشكله الى بعثره النفط بدلا من تحليله.
اما اليوم، فمن المعروف ان انجح طريقه لتحليل النفط هي بواسطه بكتيريا لها القدره على استغلال مركبات الكربون الموجوده في النفط كمصدر للطاقه اللازمه لها.
لماذا لا تنجح البكتيريا الموجوده في الطبيعه من تحليل طبقات النفط في البحار، بسرعه كافيه ؟
وتوجد في الطبيعه بكتيريا محلله للنفط ولكنها تكثرفي مياه البحر الملوثه بالنفط بشكل دائم. تحتاج هذه البكتيريا الى عناصر كثيره بينها: مغنيزيوم، فوسفور ونيتروجين. يوجد المغنيزيوم في مياه البحر بكميات كافيه ، غير ان الفوسفور والنيتروجين يوجدان بكميات محدوده . وقد اقترح الباحثون حلا لهذا النقص بواسطه تطوير “سماد” يحتوي على مركبات الفوسفور والنيتروجين. يلتصق هذا السماد بطبقه النفط الطافيه على سطح الماء مما يوفر للبكتيريا المحلله عنصري الفوسفور والنيتروجين اللازمين لها.
وقد وجد الباحثون ان اضافه السماد تزيد من نجاعه تحليل النفط بواسطه البكتيريا. وفي ابحاث اخرى، وجد ان بعض انواع البكتيريا المحلله للنفط لها صفه خاصه وهي القدره على انتاج مواد شبيهه بمواد التنظيف وافرازها الى البيئه . تقوم هذه المواد ببعثره زيوت النفط على شكل قطرات صغيره وكثيره تنتشر في طبقه الماء وتكون مستحلبا . هذه الحاله ، تجعل عمليه تحليل النفط بواسطه البكتيريا اكثر نجاعه وتؤدي الى نمو سريع لعشائر البكتيريا فيلا المناطق الملوثه .
قدره التحليل البيولوجي :
اثناء دراسه الشواطئ الملوثه بالنفط، وجد ان اضافه سماد يحتوي على مركبات فوسفور ونيتروجين تؤدي الى تحسن بارز في وتيره التحليل البيولوجي للنفط بواسطه البكتيريا “المحليه “، حتى بدون اضافه مستنبتات بكتيريا نميت في المختبر. وعلى الرغم من التكلفه الباهظه نسبيا للمعالجه الكيماويه – البيولوجيه والتي تشمل اضافه سماد وبكتيريا، فان افضليتها للبيئه تكمن في كونها وديه للبيئه .
وتتعرض المواد النفطيه التي تجد طريقها الى البيئه البحريه لما يسمى بالتقنيه الذاتيه .
فبعد تبخر الاجزاء المتطايره من النفط فان الجزء المتبقي يتعرض لعمليات اكسده مختلفه اهمها عمليه الاكسده البيولوجيه التي تتم بواسطه الكائنات الحيه الدقيقه التي تعيش في البيئه البحريه .
وتتاثر عمليه الاكسده البيولوجيه بعده عوامل،من اهمها:
1. وفره الكائنات الدقيقه التي يمكن ان تقوم بعمليه التحلل البيولوجي في البيئه البحريه .
2. كميه الاوكسجين الذائب في الماء. فكلما ازدادت هذه الكميه ازداد بالتالي معدل التحلل البيولوجي للنفط .
3. درجه الحراره المياه، فكلما كانت المياه دافئه كان ذلك افضل لاتمام عمليه التاكسد الحيوي
4. الحاله الطبيعيه للمواد النفطيه في المياه، فكلما كان تركيز هذه المواد قليلا سهل تحللها بيولوجيا.
وتعد البكتيريا والفطريات من اهم الكائنات الدقيقه التي لها القدره على اكسده او تحلل المواد النفطيه .
وهذه الكائنات الدقيقه واسعه الانتشار في التربه وفي البيئات المائيه .
وقد قام كثير من الباحثين بدراسه هذه الكائنات ودراسه قدرتها على القيام بعمليه التحلل البيولوجي داخل المختبرات .
وتستطيع البكتيريا المؤكسده للمواد الهيدروكربونيه الموجوده في النفط ان تهاجم قطرات الزيت في البقع النفطيه ، حيث تتكاثر اعدادها حول هذه القطرات، وتقوم البكتيريا بتحليل الغشاء الفاصل بين قطرات المواد الهيدروكربونيه والماء, ولذلك فانه كلما ازداد تحول المواد النفطيه الى قطرات دقيقه جدا في مياه البحر , ازداد السطح المعرض لعمليه التحلل البيولوجي . اما الكرات القطرانيه او الطبقات الاسفلتيه التي تصل الى السواحل او الى قاع البحر فانه من الصعب تحللها بيولوجيا.
ويعد الاكسجين عاملا اساسيا في عمليه التحلل البيولوجي للمواد النفطيه , وفي حال غياب هذا العنصر الهام فان هذه العمليه تكون غير مجديه ، ولعل هذا ما يفسر لنا عدم تحلل كرات القار التي تهبط الى قاع البحر .
وقد قام العلماء بالتعرف على نحو 200 مجموعه من الاحياء الدقيقه المجهريه التي تتغذى على مكونات البقع النفطيه , وهي تضم اضافه للبكتيريا انواعا من الفطريات والخمائر، ويمكن تدجين هذه الاحياء في المختبرات العالميه تمهيدا لاستخدامها في معالجه البقع النفطيه .
وقد وجد بعض الباحثين ان عددا من الاحياء المجهريه التي تستطيع تحليل المواد النفطيه يمكنها في الوقت نفسه تحويل البقع النفطيه الى قطرات دقيقه جدا في الماء, ومن امثله هذه الاحياء الدقيقه البكتيريا التاليه :
- Pseudomonas.
- Arthrobacteria.
- Cornybacteria.
وقد استخدمت بعض شركات البترول والمختبرات الكيميائيه المتخصصه في فرنسا وغيرها هذه الاحياء المجهريه على نطاق تجاري واسع في معالجه البقع النفطيه في البحار والمحيطات
. ولكن تبقى لهذه الطريقه مساؤها ايضا , ومنها بطء فاعليتها في حاله الكوارث النفطيه الكبيره التي تغطي مساحات مائيه واسعه . كما ان لهذه الاحياء اثار جانبيه ضاره تتمثل في استهلاكها لكميات كبيره من الاوكسجين في اثناء قيامها بعمليه التحليل البيولوجي, وهو امر يؤدي الى اختناق الاحياء المائيه الموجوده تحت البقع النفطيه .
استخدام العوامل الحيويه في تسريع التحلل الطبيعي للنفط :
مما سبق , يمكننا ان نعرف التحلل الحيوي بانه عمليه تحطم فيها الكائنات الحيه المجهريه – مثل البكتريا , الفطور , الخمائر – المركبات المعقده الى مركبات بسيطه , من اجل الحصول على الغذاء والطاقه .
بينما تعرف العوامل الحيويه بانها مغذيات او انزيمات او الكائنات الحيه المجهريه التي تزيد من سرعه التحلل الطبيعي للنفط .
فالنفط قابل للتحلل الحيوي الطبيعي ولكن بشكل بطيء , فقد تستغرق العمليه اسابيع , او شهور, او سنوات , ومن المعلوم ان الازاله السريعه للنفط من المياه تعتبر امرا صعبا , لكنه مطلوب من اجل التقليل قدر الامكان من الضرر البيئي المحتمل على مناطق حدوث الانسكاب .
لذلك تم العمل من اجل تسريع عمليه التحلل البيولوجي للنفط , وقد تم التوصل الى تقنيات تسرع من عمليه التحلل البيولوجي من خلال اضافه مواد الى البيئه البحريه مثل المحسنات او البكتريا , الامر الذي يؤدي الى تسريع عمليه التحلل البيولوجي .
وفي اغلب الاحيان يستعمل التحلل الحيوي بعد طرق الازاله الميكانيكيه للنفط .
وهناك طريقتان للمعالجه الحيويه للنفط هما:
(1)التنشيط الحيوي :
في هذه الطريقه يتم اضافه مواد مغذيه مثل الفوسفور او النتروجين الى البيئه الملوثه , من اجل تحفيز نمو الكائنات الحيه المجهريه التي تقوم بعمليه تحطيم النفط , حيث تتحكم كميه المواد المغذيه المضافه بنمو الكائنات الحيه عند اضافتها بكميات معينه فيزداد عدد الكائنات المجهريه بسرعه وبالتالي تزداد سرعه الانحلال الحيوي للنفط .
(2)الاكثار الحيوي :
وهو اضافه الكائنات الحيه المجهريه الى الاحياء المجهريه الموجوده اصلا في الماء . وفي بعض الاحيان تضاف انواع غير موجوده فعلا . ان الغرض من ذلك هو زياده اعداد وانواع البكتيريا التي تقوم بعمليه تفكيك النفط .
ولكن يبقى لهذه الطريقه مساوئها ايضا، والتي منها بطء فعاليتها في حاله الكوارث النفطيه الكبيره التي تغطي مساحات مائيه واسعه ، كما ان لهذه الاحياء اثارا جانبيه ضاره تتمثل في استهلاكها لكميات كبيره من الاوكسجين في اثناء قيامها بعمليه التحليل وهو ما يؤدي الى اختناق الاحياء المائيه الاخرى الموجوده تحت البقع النفطيه ، خصوصا الاحياء المائيه الصغيره جدا، والتي هي طعمه سائغه للحيوانات الكبيره في البحر مثل الحيتان والاسماك وما اشبه ذلك.
كما انه يمكن استخدام البكتيريا في مكافحه التلوث النفطي للتربه ، مثل استعمالها في البقع النفطيه البحريه ، حيث تستخدم انواع خاصه من البكتيريا القادره على اكسده النفط وتحليله وتكون البكتيريا في شكل مستحضر تضاف اليه توليفه من الاملاح المعدنيه كغذاء، ويرش هذا المستحضر بواسطه الطائرات المروحيه او سائر الوسائل، وذلك فوق التربه الملوثه للبقعه النفطيه .
وهناك تجارب في هذا المجال اجريت في روسيا حيث استخدمت نحو غرامين من هذا المستحضر لمعالجه مساحه ملوثه بالنفط بلغت مساحتها (1000 كيلومتر مربع)، ويمكن للبكتريا المذكوره في هذا المستحضر ان تلتهم ما يربو عن (20) عنصرا من العناصر النفطيه بما في ذلك المواد الاسفلتيه .
ولا يتاثر المستحضر البكتيري بالظروف الجويه ، لان مفعوله لا يتغير في درجات الحراره التي تتراوح بين (70 50) تحت الصفر المئوي، كما وليس للمستحضر المذكور اثار بيئيه ظاهره ضاره عند استخدامها في معالجه التربه الملوثه بالنفط .
وهناك تجربه اجريت على هذا المستحضر حيث قام قسم من العلماء بصب حوالي (12.5 كيلو جراما) من النفط على المساحه الخاضعه للتجربه ، ثم رشوا هذه المساحه بعد تلوثها بالمستحضر البكتيري، وبعد شهرين اكتست المنطقه بالعشب مما دل على تنظف المنطقه تنظفا كاملا .
ويمكن استخدام هذه التقنيه في معالجه البرك النفطيه التي تتكون عاده حينما يحدث اي تدمير للابار النفطيه ، كما حدث في صحراء الكويت عقب تفجير صدام لابارها سنه 1411ه (1991م).
ومن التجارب ايضا ما يتعلق بالبقعه النفطيه التي تقدر بنحو 15 الف طن من الفيول (زيت الوقود الثقيل)، والتي تسربت الى بحر لبنان بعد قصف خزانات محطه توليد الطاقه في الجيه على بعد 30 كيلومترا جنوب بيروت في 13 و15 تموز (يوليو) 2006، كانت ابرز مشكله بيئيه خلفها العدوان الاسرائيلي على لبنان. وهي امتدت شمالا مسافه لا تقل عن 150 كيلومترا، وبلغت الساحل السوري، واعتبرت « اسوا كارثه بيئيه » تحل بالبحر المتوسط.
وقد ابدت الجامعه اللبنانيه الاميركيه استعدادها لجلب واستنبات نوع مطور من البكتيريا المحلله للنفط لاستخدامها في عمليه تنظيف بيولوجي للشواطئ الرمليه . وقال الدكتور فؤاد حشوه ، عميد كليه الاداب والعلوم واستاذ الميكروبيولوجيا في الجامعه ، ان بحر لبنان وشاطئه سينظفان تلقائيا الى حد كبير خلال اقل من سنه ، خصوصا بحركه الامواج في فصل الشتاء، « ولكن بعد عمليات التنظيف الفيزيائي والكيماوي تاتي المعالجه البيولوجيه التي تسرع التنظيف ولا تتطلب الا مواد بسيطه كالنيتروجين والفوسفور
