Ex-situ βιοεξυγίανση χωμάτων ρυπασμένων με υδρογονάνθρακες σε βιοαντιδραστήρες στερεάς-υγρής φάσης

Δημητρέλου, Αθανασία; Dimitrelou, Athanasia

dc.contributor.author	Δημητρέλου, Αθανασία	el
dc.contributor.author	Dimitrelou, Athanasia	en
dc.date.accessioned	2025-05-05T10:26:49Z
dc.date.available	2025-05-05T10:26:49Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61852
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29548
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Βιοεξυγίανση	el
dc.subject	Βιοτεχνολογία	el
dc.subject	Βακτήρια	el
dc.subject	Ρυπασμένο Χώμα	el
dc.subject	Υδρογονάνθρακες	el
dc.title	Ex-situ βιοεξυγίανση χωμάτων ρυπασμένων με υδρογονάνθρακες σε βιοαντιδραστήρες στερεάς-υγρής φάσης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοτεχνολογία	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-03
heal.abstract	Η ρύπανση των εδαφών από υδρογονάνθρακες, που προέρχονται από δραστηριότητες όπως η εξόρυξη, επεξεργασία και μεταφορά πετρελαίου, αποτελεί σοβαρό περιβαλλοντικό πρόβλημα με σημαντικές επιπτώσεις τόσο στην υγεία όσο και στο οικοσύστημα. Η βιοεξυγίανση είναι μια αποτελεσματική και φιλική προς το περιβάλλον μέθοδος αποκατάστασης ρυπασμένων εδαφών, που αξιοποιεί τη βιολογική δράση μικροοργανισμών για τη διάσπαση των υδρογονανθράκων. Στην παρούσα εργασία, μελετήθηκε η ex-situ βιοεξυγίανση ρυπασμένων εδαφών με τη χρήση μικροοργανισμών σε βιοαντιδραστήρες στερεάς-υγρής φάσης. Η μέθοδος αυτή στηρίζεται στην βιοαποδόμηση των υδρογονανθράκων σε ελεγχόμενες συνθήκες, καθιστώντας τη διεργασία πιο αποτελεσματική από άλλες in situ μεθόδους. Στην παρούσα διπλωματική διερευνήθηκε η βιοδιάσπαση ρύπων με χρήση μικροοργανισμών από διαφορετικές πηγές υδρογονανθράκων που περιλάμβαναν: (i) καθαρό diesel κίνησης, (ii) ρυπασμένο με υγρά καύσιμα έδαφος, και (iii) υδρογονάνθρακες που εκχυλίστηκαν από το ρυπασμένο αυτό έδαφος. Αρχικά, προσδιορίστηκε η σύσταση του ρυπασμένου χώματος με τη μέθοδο Soxhlet. Το περιεχόμενο σε πετρελαϊκές ενώσεις ήταν ίσο με 6,70% w/w. Για τη βιοεξυγίανση του αποβλήτου, η πειραματική διαδικασία περιλάμβανε αρχικά την προκαλλιέργεια συγκεκριμένων στελεχών μικροοργανισμών που έχουν προηγουμένως απομονωθεί και μελετηθεί ως προς την ικανότητά τους να βιοαποδομούν υδρογονάνθρακες. Στη συνέχεια, σε εργαστηριακούς αντιδραστήρες πραγματοποιήθηκαν πειράματα βιοεξυγίανσης σε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας (θερμοκρασία, ταχύτητα ανάδευσης, λόγος Υγρού/Στερεό, αερισμό, θρεπτικές ουσίες, αρχική ποσότητα άνθρακα) κάνοντας χρήση των διαφορετικών πηγών υδρογονανθράκων και των διαφορετικών προ-καλλιεργειών. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε συστήματα διαλείποντος έργου (batch), υπό αποστειρωμένες και μη αποστειρωμένες συνθήκες. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων βιοεξυγίανσης, συλλέγονταν δείγματα ανά τακτά χρονικά διαστήματα για προσδιορισμό κρίσιμων μεγεθών, όπως η συγκέντρωση του οργανικού άνθρακα (TOC – Total Organic Carbon), του ολικού αζώτου (TN – Total Nitrogen) και του φωσφόρου (TP – Total Phosphorus). Επιπλέον, για τον υπολογισμό της απόδοσης της βιοαποδόμησης, στην αρχή και στο τέλος κάθε πειράματος γινόταν μέτρηση των ολικών πετρελαϊκών υδρογονανθράκων (TPH – Total Petroleum Hydrocarbon).Χρησιμοποιήθηκαν τα γένη των βακτηρίων του Pseudomonas medocina, Achromobacter muriclens, Paenarthrobacter aurescens και Arthrobacter, που είναι γνωστά για την ικανότητά τους να διασπούν υδρογονάνθρακες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα βακτήρια του γένους Paenarthrobacter βιοαποδόμησαν αποτελεσματικά το καθαρό ντίζελ σε ποσοστό 94,4% ενώ η μέγιστη διάσπαση των εκχυλισμένων υδρογονανθράκων από το ρυπασμένο χώμα ήταν ίση με 58,9% με χρήση βακτηρίων του γένους Achromobacter. Όταν χρησιμοποιήθηκε απευθείας το ρυπασμένο χώμα η απόδοση της βιοεξυγίανσης μειώθηκε περίπου στο 40%. Αξίζει να αναφερθεί ότι στην τελευταία περίπτωση, οι δοκιμές βιοεξυγίανσης υπό αποστειρωμένες και μη αποστειρωμένες συνθήκες έδωσαν παρόμοια αποτελέσματα. Επίσης, σημαντικό αποτέλεσμα ήταν ότι η συνέργεια μικροοργανισμών βελτίωσε την απόδοση της διεργασίας κατά 21,6% (από 41,3% σε 62,8%). Το μέγιστο αυτό ποσοστό απομάκρυνσης υδρογονανθράκων επιτεύχθηκε υπό αποστειρωμένες συνθήκες. Η διαδικασία πραγματοποιήθηκε με τη χρήση θρεπτικού μέσου BH (Bushnell-Hass), με αναλογία C:N:P= 100:10:1, σε θερμοκρασία 30°C, ταχύτητα ανάδευσης 180 rpm, και αναλογία υγρού προς στερεό 10:1. Εν κατακλείδι, η ex-situ βιοεξυγίανση ρυπασμένων εδαφών με τη χρήση βιοαντιδραστήρων στερεάς-υγρής φάσης είναι μια αποτελεσματική και πολλά υποσχόμενη διεργασία.	el
heal.advisorName	Βλυσίδης, Ανέστης	el
heal.committeeMemberName	Καραντώνης, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Μαμμά, Διόμη	el
heal.committeeMemberName	Βλυσίδης, Ανέστης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	104 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false