Enhanced Heavy Oil Recovery through Biotransformation by Spore-Forming Bacteria Isolated from Contaminated Soil Samples
| المؤلف الرئيسي: | Al-Sayegh, Abdullah (Author) |
|---|---|
| مؤلفين آخرين: | Elshafie, Abdulkadir (Advisor), Al Bemani, Ali (Advisor), Al Wahaibi, Yahya Mansoor (Advisor), Al-Bahry, Saif Nasser (Advisor) |
| التاريخ الميلادي: |
2017
|
| موقع: | مسقط |
| الصفحات: | 1 - 158 |
| رقم MD: | 970869 |
| نوع المحتوى: | رسائل جامعية |
| اللغة: | الإنجليزية |
| الدرجة العلمية: | رسالة دكتوراه |
| الجامعة: | جامعة السلطان قابوس |
| الكلية: | كلية الهندسة |
| الدولة: | عمان |
| قواعد المعلومات: | Dissertations |
| مواضيع: | |
| رابط المحتوى: |
عدد مرات التحميل
1
| المستخلص: |
أن تناقص موارد النفط الخفيف السهل الإنتاج واستقرار مستوى استهلاك الطاقة كما هو عليه، دفعت مستكشفي ومنتجي النفط لتطوير موارد النفط الخام الثقيلة المنخفضة الجودة الصعبة الإنتاج التي تقدر مواردها بسبعة أضعاف تلك التقليدية من النفط الخفيف من خلال تقنيات الاستخلاص المعزز للنفط (EOR). لكل تقنية من هذه التقنيات ومن ضمنها الميكروبية، مزاياها وحدود معينة للتطبيق. بخلاف تقنيات الاستخلاص المعزز للنفط الأخرى، تتميز تقنيات الاستخلاص المعزز الميكروبي للنفط (MEOR) بحاجتها القليلة للطاقة لإنتاج البكتيريا (الكائنات الحية الدقيقة) أو المنتجات الحيوية البكتيرية وإنتاجها لا يعتمد مباشرة بشكل رئيسي على أسعار النفط الخام. وبالإضافة إلى ذلك، هذه التقنيات صديقة للبيئة. بالتالي، سعت الدراسة إلى العثور على ميكروبات محلية يمكنها أن تتحلل النفط الخام الثقيل إلى مكونات أقل كثافة وتقييم فعالية عملية التحول الأحيائي. في بحثي هذا، تم الحصول البكتيريا من النفط الثقيل الخام لحقل قرن علم ومن عينات التربة الملوثة بالنفط الخام الثقيل التي يتم جمعها من عمليات الحفر المستمرة بالحقل. أشار تحليل التنوع البيولوجي ((metagenomics باستخدام lllumina MiSeq sequencer لعينات التربة إلى وفرة شعبتي (phyla) البكتيريا Firmicutes و Proteobacteriaالمحتويتان على العديد من أنواع البكتيريا المحللة للنفط. تراوحت نسبة وفرة Firmicutes من 24% إلى 36% وProteobacteria من 27% إلي 55%. علي مستوي نوع البكتيريا Halanaerobium (genus) كانت الأكثر وفرة في جميع العينات وتلتها Deferribacter و Desulfovermiculus وكما هو متوقع في حالة تلوث التربة بالنفط الخام الثقيل المحتوي للكبريت، بكتيريا معالجة الكبريتات (sulfate-reducing bacteria)كانت وفيرة. دعمت النتائج استخدام التربة الملوثة بالنفط الخام الثقيل كمصدر للبكتيريا التي يمكنها البقاء في الظروف القاسية وأغراض الاستخلاص المعزز الميكروبي للنفط. هنالك العديد من البكتيريا التي يمكنها النمو باستخدام النفط الخام الخفيف كمصدر لعنصر الكربون ولكن البكتيريا يمكنها التي النمو باستخدام النفط الخام الثقيل فقط محدودة. استهدف البحث العثور علىspore-forming bacteria وبالتالي تم تسخين عينات التربة للتخلص من جميع أنواع البكتيريا التي لا يمكنها تحمل الحرارة ولا يمكنها تكوين أبواغ (spores) بداخلها. تم اختبار خمسة أنواع من السوائل المغذية للبكتيريا بإضافة النفط الثقيل الخام (˚13API) كمصدر وحيد للكربون وتم العثور 15 سلالة من بكتيريا Bacillus subtilis و.Bacillus licheniformis تم تحديد سلالة البكتيريا عن طريق MALDI biotyperو sequencing 16S rRNA وسجل تسلسل ال 16S rRNA في قاعدة بيانات بنك (GenBank NCBI accession numbers: KJ729814 to KJ729828) أثبتت البكتيريا قدرتها على تحليل النفط الخام الثقيل في الظروف الهوائية واللاهوائية من خلال Photo – spectrometer و well-assays و GC- FID وثبت أن أفضل وسيط للنمو هو السائل المغذي M2. كانت بكتيريا Bacillus subiilis AS2 و acillus licheniformis AS5 الأكثر كفاءة في التحلل الأحيائي للنفط، في اختبارات ضخ السوائل بعينات الصخور الرملية Berea sandstone)) المحاكيه للظروف الميدانية بحقول النفط، زادت بكتيريا Bacillus licheniformis AS5 نسبة استخلاص النفط الخام الثقيل 16% بعد إبقائها بالصخور الرملية. أظهرت الدراسة المجهرية المقطعية للصخور نمو البكتيريا بداخلها وأظهر تحليلGC-FID تحلل النفط المنتج. يتمثل التحدي الرئيسي من التجربة اللاهوائية لضخ السوائل والنفط الخام الثقيل والبكتيريا بعينات الصخور الرملية في الوقت حيث أن تجربة عينة الصخر الواحدة تستغرق ما لا يقل عن ثلاثة أسابيع بما في ذلك فترة حضانة البكتيريا. وبالتالي تم اختبار تجربة ضخ أعمدة الرمال كبديل لضخ عينات الصخور الرملية بهدف توفير الوقت والكلفة. ولكن وعلى الرغم من قابلية كونها الحل الأنسب لمثل هذه التجارب الطويلة الأمد في الصخور، فإن تجربة ضخ أعمدة الرمال لم تنجح بسبب المسامية والنفاذية العاليتين لأعمدة الرمال ولزوجة النفط الثقيل معا. أظهرت اختبارات فعالية استبدال مصادر النيتروجين المختلفة بالسائل المغذي M2 أن خلاصة الخميرة (yeast extract) هي مصدر النيتروجين الأمثل للبكتيريا حيث أظهرت أعلى مستوى النمو بالمقارنة مع اليوريا (urea) ونترات الأمونيوم (ammonium nitrate). وأسفرت الاختبارات أن إضافة الجلوكوز (glucose) أدت إلى زيادة نمو البكتيريا وبالمقابل أدت إضافة ثيوكبريتات الصوديوم (sodium thiosulfate) إلى انخفاض النمو. تمت سلسلة الجينوم كاملا لكل من بكتيريا Bacillus subtilis AS2 و Bacillus licheniformis AS5 ومقارنتها بأنواعها من البكتيريا النموذجية Bacillus subtilis str. 168و Bacillus licheniformis DSM13. بالنسبة إلى الخصائص المتعلقة بقدرة البكتيريا على تحليل المركبات، تميزت بكتيريا AS2 بإثنان من الجينات لم تظهرهما البكتيريا النموذجية Bacillus subtilis str. 168 جين تحلل المركبات العطرية (Aromatic compounds) pcaC وجين تحلل مركبات الأمينوبنزوات atoD (aminobenzoate) واحتوت بكتيريا AS5 على جينات تحلل مركبات مماثلة للبكتيريا النموذجية Bacillus licheniformis DSM 13 في ما عدا تلك المتعلقة بتحلل مركب Styrene تساوت جميع البكتيريا المحلية والنموذجية في احتوائها لجينات تحلل مماثلة لثلاثة عشر نوعا من المركبات الهيدروكربونية الأخرى وتضمنت على مختلف الجينات، ولم تحتوي أي منهما على جينات تحلل المركبات التالية: Fluorobenzoate و Toluene و Nitrotoluene و polycyclic aromatic hydrocarbon. بالنسبة إلى الخصائص المتعلقة بقدرة البكتيريا على إنتاج biosurfactants، احتوت بكتيريا AS2 على جينات surfactin and iturin biosurfactants في حين احتوت البكتيريا النموذجية Bacillus subtilis str. 168 على جينات surfactin and plipastatin biosurfactants، واحتوت بكتيريا AS5 على جيناتlichenysin biosnrfactant مماثلة للبكتيريا النموذجية .Bacillus lichenifonnis DSM 13 لم تنتج البكتيريا أي منتجات بكتيرية (bioproducts) باستخدام السوائل المغذية السابقة. وبالتالي تم اختبار اثنان من السوائل المغذية المستخدمة لإنتاج منتجات بكتيرية من بكتيريا مشابهة لبكتيريا هذه الدراسة. أنتجت بكتيريا AS2 مركب منشط للسطح (biosurfactant) ولم تنتج بكتيريا AS5 أي منتج. تمكنت بكتيريا AS2 من خفض التوتر السطحي (surface tension) مع الهواء إلى m/mN: 0.79 ± 28.78 وخفض التوتر السطحي مع سائل (interfacial tension) hexadecane إلى4.22 ± 0.60 mN/m أشارت اختبارات أعمدة الرمال الأولية إلى إمكانية زيادة نسبة استخلاص النفط الخام الثقيل بنسبة %5- 4 عن طريق ضخ AS2 biosurfactant مما يعد مؤشرا جيدا لإمكانية زيادة نسبة استخلاص النفط بعينات الصخور الرملية المحاكيه للظروف الميدانية. أظهر طيف الأشعة تحت الحمراء FTIR تشابه AS2 biosurfactant مع مركب منشط السطح القياسي Surfactin biosurfactant (Sigma chemicals, USA) أما بالنسبة إلى الخصائص المتعلقة بقدرة البكتيريا. على إنتاج البوليمر، أظهرت كل من البكتيريا المحلية والنموذجية جينات مماثلة لإنتاج وتحلل البوليمر الحيوي ولكن لم توجد بالبكتيريا المحلية AS2 وAS5 جين إنتاج البوليمر: pgsC. |
|---|
عناصر مشابهة
-
Potential of Thermophilic Spore Forming Bacteria In Heavy Oil Recovery
بواسطة: Al-Hinai, Balqees Saud Suleiman منشور: (2012) -
The Potential of some Bacillus Species Isolated From Oil Contaminated Soil for the Enhancement of Oil Recovery
بواسطة: Al-Lawati, Aida Taqi منشور: (2009) -
Isolation, molecular and biochemical characterization of oil degrading bacteria from contaminated soil at the Jordanian Oil Refinary in Zarqa
بواسطة: الذيب، تغلب محمد فاتح فايز منشور: (2005) -
Molecular detection and identification of oil degrading bacteria from oil-contaminated soil in Al-Rwuayshid area : the northeast part of Jordan
بواسطة: Al Adwan, Mohammad Mahmmoud منشور: (2010) -
Study of Heavy Metals Distribution in Used Engine Oil Using Soil Column Chromatography
بواسطة: عوده، رسمي حلمي مصطفى منشور: (2013)
