RU2053206C1 - Biopreparation for soil and water treatment from oil and petroleum products - Google Patents

Abstract

FIELD: oil industry. SUBSTANCE: proposed biopreparation consists of the highly active living aerobic oil-oxidizing bacterium (Mycobacterium, Pseudomonas etc.) grown on the liquid nutrient medium at titer 2,5-7•10⁷ cell/ml depending on genus and species of bacteria used. Ammonium oxalate (0.05-1.0%) and normal paraffins (1.0-1.5%) were added additionally to the liquid preparation to induce oil-oxidizing activity and high titers attainment. Biopreparation does not show pathogenicity, does not pollute environment, useful life at 6-12 C is up to 1 month. Utilization degree of diesel fuel in soil is 73-94%, on water surface is 100% using proposed biopreparation. EFFECT: simplified method of preparing, decreased cost, high effectiveness of biopreparation. 3 tbl

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности, сельскому хозяйству и экологии и может быть использовано для биологической очистки почв и поверхностных вод от нефтезагрязнений. The invention relates to the oil industry, agriculture and the environment and can be used for biological treatment of soils and surface waters from oil pollution.

Нефтезагрязнение почвы и воды в результате аварий при транспортировке, неудачных эксплуатационных приемов добычи нефти и других причин наносит значительный ущерб экологии, рыбному и сельскому хозяйству. Восстановление нефтезагрязненных земель и очистка поверхностных вод представляет собой широкий комплекс мероприятий. Во всем мире ведутся интенсивные исследования в части изучения действия нефти на живую природу, разрабатываются способы ускорения деградации нефти в почве или на поверхности воды. Установлено, что микроорганизмы выступают в роли основных катализаторов разложения нефти. Абиотические факторы непосредственно не оказывают существенного влияния на этот процесс: действие этих факторов приобретает существенную роль, исключительно влияя на жизнедеятельность нефтеокисляющих микроорганизмов (температура, влага и т. п. ). Практическое использование соответствующих микроорганизмов осуществляется путем внесения их в почву в форме различных препаратов. При этом используются различные роды, виды и штаммы микроорганизмов в качестве единственного средства окисления нефти в почве или воде бактерии: Micrococcus, Mycobacterium, Paracoccus, Spirillum или грибы: Penicillum, Verticillum (Коронелли Т.В. Степанова Л.Н. Исследования парафинокисляющих штаммов Pseudomonas, Микробиология, 1968, т. 37, вып. 3, с. 460-465. Davies J. S. Westlake D.W.S. Crude oil utilization by fungy. Canad. J. Microbiol. 1970, v. 25, N 2, р. 146-156). В соответствующих литературных источниках указаны и другие микроорганизмы, в той или иной мере способные ассимилировать нефть. Они выделены в различных местах земного шара из природных источников. Нефтеокисляющая деятельность бактерий протекает в аэробных условиях. Oil pollution of soil and water as a result of accidents during transportation, unsuccessful operational methods of oil production and other reasons causes significant damage to the environment, fisheries and agriculture. The restoration of oil-contaminated land and the treatment of surface water is a wide range of activities. Intensive research is being carried out all over the world in the part of studying the effect of oil on wildlife, methods are being developed to accelerate the degradation of oil in soil or on the surface of the water. It was found that microorganisms act as the main catalysts for the decomposition of oil. Abiotic factors do not directly have a significant impact on this process: the action of these factors acquires a significant role, exclusively affecting the vital activity of oil-oxidizing microorganisms (temperature, moisture, etc.). The practical use of the corresponding microorganisms is carried out by introducing them into the soil in the form of various preparations. In this case, various genera, species and strains of microorganisms are used as the only means of oil oxidation in soil or water bacteria: Micrococcus, Mycobacterium, Paracoccus, Spirillum or fungi: Penicillum, Verticillum (Coronelli T.V. Stepanova L.N. Studies of paraffin-oxidizing strains of Pseudomonasas , Microbiology, 1968, v. 37, issue 3, pp. 460-465. Davies JS Westlake DWS Crude oil utilization by fungy. Canad. J. Microbiol. 1970, v. 25, No. 2, pp. 146-156) . Other microorganisms that are capable of assimilating oil to one degree or another are also indicated in the corresponding literature. They are allocated in various places of the globe from natural sources. The oil-oxidizing activity of bacteria occurs under aerobic conditions.

Микроорганизмы (бактерии), имеющиеся в коллекции авторов, характеризуются показателями окисления нефтяных углеводородов (данные приводятся для "лучших" штаммов), приведенными в табл. 1. Microorganisms (bacteria) available in the authors' collection are characterized by indicators of oxidation of petroleum hydrocarbons (data are given for the "best" strains) given in Table. 1.

Известен бактериальный препарат "Путидойл", предназначенный для ускорения разложения нефти [1] Хотя авторы указывают на его эффективность, но тем не менее ему присущи существенные недостатки:
Технология изготовления препарата предусматривает распылительную сушку живой культуры бактерий, что вызывает травмирование бактерий и, как следствие, их гибель или потерю необходимой активности. Для восстановления их жизнедеятельности авторы применяют сложный комплекс мер подогрев большого количества воды (5 м³) до 18-28^оС, перемешивание, аэрирование и все это в течение длительного времени (16-24 ч), что в полевых условиях выполнить довольно сложно.Known bacterial drug Putidul, designed to accelerate the decomposition of oil [1] Although the authors indicate its effectiveness, but nevertheless it has significant disadvantages:
The manufacturing technology of the drug provides for spray drying of a live bacterial culture, which causes injury to the bacteria and, as a result, their death or loss of necessary activity. To restore their livelihoods, the authors use a complex set of measures to heat a large amount of water (5 m ³ ) to 18-28 ^о С, stirring, aeration and all this for a long time (16-24 h), which is rather difficult to perform in the field.

Препарат "Путидойл" оказывает угнетающее действие на естественный микробный ценоз (Новиков Ю.В. и Комзолова Н.В. Исследования бактериального препарата Путидойл, предназначенного для очистки водоемов от нефти Водное хозяйство, 1992, N 2, с. 121-123). The drug "Putidoyl" has a depressing effect on natural microbial cenosis (Novikov Yu.V. and Komzolova N.V. Studies of the bacterial drug Putidul, designed to clean oil from water bodies Water Management, 1992, N 2, p. 121-123).

В естественных условиях препарат оказался малоэффективным. In vivo, the drug was ineffective.

Целью предлагаемого изобретения является создание высокоэффективного бактериального препарата (предполагаемое название "Нафтокс"), лишенного указанных недостатков и способного активизировать процесс окисления нефти и нефтепродуктов, создавая таким образом предпосылки для рекультивации нефтезагрязненных почв, очистки поверхностных вод и улучшения экологической обстановки. The aim of the invention is the creation of a highly effective bacterial preparation (the alleged name "Naftox"), devoid of these shortcomings and able to activate the process of oxidation of oil and oil products, thereby creating the prerequisites for the restoration of oil-contaminated soils, purification of surface waters and improving the environmental situation.

Поставленная цель достигается использованием бактериального препарата, состоящего из одного или нескольких штаммов нефтеокисляющих бактерий, выращенных в жидкой питательной среде с заданными свойствами. The goal is achieved using a bacterial preparation consisting of one or more strains of oil-oxidizing bacteria grown in a liquid nutrient medium with desired properties.

С целью увеличения численности бактерий и индуцирования их окислительной активности по отношению к нефти, в препарат дополнительно вносят нормальные парафины ряда С₁₂-С₁₈ и аммоний щавелевокислый (см.табл. 2).In order to increase the number of bacteria and induce their oxidative activity with respect to oil, normal paraffins of the C ₁₂ -C ₁₈ series and oxalic acid ammonium are additionally added to the preparation (see table 2).

В исследованиях, посвященных выбору оптимальных концентраций ШКА и нормальных парафинов в жидком препарате, было показано, что для Mycobacterium pley концентрация ШКА 0,1% С₁₂-С₁₈ 1,0% для Pseudomonas aeruginosa и Rodococcus sp 0,1; 1,5% 0,05; 1,5% соответственно.In studies on the selection of optimal concentrations of SCA and normal paraffins in a liquid preparation, it was shown that for Mycobacterium pley, the concentration of SCA was 0.1% C ₁₂ -C ₁₈ 1.0% for Pseudomonas aeruginosa and Rodococcus sp 0.1; 1.5% 0.05; 1.5%, respectively.

Необходимое содержание живых активных углеводородокисляющих бактерий при очистке земель и водных экосистем рассчитывается в зависимости от степени загрязненности (см. табл. 3). The required content of living active hydrocarbon-oxidizing bacteria in the treatment of land and aquatic ecosystems is calculated depending on the degree of contamination (see table. 3).

П р и м е р 1. PRI me R 1.

Для приготовления 1 л биопрепарата в соответствующее количество воды добавляется 10 мл ферментационной жидкости, содержащей Mycobacterium phley при концентрации 5,1 · 10⁹ кл/мл, 1 г ШКА и 10 г парафинов ряда С₁₂-С₁₈. Конечная концентрация указанных бактерий в препарате составляет 5 · 10⁷ кл/мл.To prepare 1 l of the biological product, 10 ml of fermentation liquid containing Mycobacterium phley at a concentration of 5.1 · 10 ⁹ cells / ml, 1 g of SKA and 10 g of C ₁₂ -C ₁₈ series paraffins is added to the appropriate amount of water. The final concentration of these bacteria in the preparation is 5 · 10 ⁷ cells / ml.

Аналогичным способом приготовляют жидкие препараты на основе других штаммов, доводя конечную концентрацию бактерий для Pseudomonas aeruginosa до 6х10⁷ кл/мл, для Rodococcus sp 7 · 10⁷ кл/мл.In a similar way, liquid preparations are prepared on the basis of other strains, bringing the final concentration of bacteria for Pseudomonas aeruginosa to 6x10 ⁷ cells / ml, for Rodococcus sp 7 · 10 ⁷ cells / ml.

Приготовленный таким образом биопрепарат наносят (путем опрыскивания) на поверхность загрязненной почвы или воды. Thus prepared biological product is applied (by spraying) on the surface of contaminated soil or water.

Нанесенный на поверхность почвы препарат запахивают на глубину 20-25 см с последующим 3-4-кратным культивированием в течение летне-осеннего сезона. При необходимости в почву вносят минеральные удобрения и известкую до рН 6,8-7,0. The preparation applied to the soil surface is plowed to a depth of 20-25 cm, followed by 3-4-fold cultivation during the summer-autumn season. If necessary, fertilizers and lime are added to the soil to a pH of 6.8-7.0.

Очистка поверхности водоемов наиболее эффективным образом осуществляется в теплое время года при температуре воды не ниже 12^оС (оптимальная температура в поверхностном слое воды не ниже 20^оС). Препарат действует более эффективно при спокойной воде и отсутствии сноса препарата. В случае очистки неглубоких водоемов, бассейнов, очистных прудов и т.д. для ускорения процесса рекомендуется вносить в воду удобрения: нитроаммофоску или аммофоску.Purification reservoirs surfaces most effectively carried out during the warm season water at a temperature of not lower than 12 ^{° C} (optimum temperature in a surface layer of water not lower than ²⁰ ° C). The drug acts more effectively with calm water and the absence of drug demolition. In the case of cleaning shallow ponds, pools, sewage ponds, etc. To speed up the process, it is recommended to introduce fertilizers into the water: nitroammophos or ammofos.

Производство жидкого препарата по сравнению с производством его на твердом субстрате-носителе обходится дешевле и с меньшими затратами труда. The production of a liquid preparation in comparison with its production on a solid carrier substrate is cheaper and less labor intensive.

Claims (3)

1. БИОПРЕПАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОЧВЫ И ВОДЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ, включающий аэробные нефтеокисляющие бактерии и наполнитель, отличающийся тем, что в него дополнительно вводят нормальные парафины С_1 2 - С_1 8 и щавелевокислый аммоний, а в качестве наполнителя используют воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нормальные парафины С_1 2 - С_1 8 - 1,0 - 1,5
Щавелевокислый аммоний - 0,05 - 0,1
Вода - 98,95 - 98,40
Аэробные нефтеокисляющие бактерии, кл/мм - В эффективном количестве
2. Биопрепарат по п. 1, отличающийся тем, что в качестве аэробных нефтеокисляющих бактерий он содержит бактерии Micobacterium phlei в конечной концентрации не ниже 2,5 • 10⁷ клеток/мл препарата.1. BIOLOGICAL PREPARATION FOR CLEANING SOIL AND WATER FROM OIL AND OIL PRODUCTS, including aerobic oil-oxidizing bacteria and a filler, characterized in that normal paraffins C _{1 2} - C _{1 8} and oxalic ammonium are added to it, and water is used as a filler in the following ratio components, wt.%:
Normal paraffins С _{1 2} - С _{1 8} - 1,0 - 1,5
Ammonium oxalate - 0.05 - 0.1
Water - 98.95 - 98.40
Aerobic oil-oxidizing bacteria, cells / mm - In an effective amount
2. The biological product according to claim 1, characterized in that as an aerobic oil-oxidizing bacteria, it contains the bacteria Micobacterium phlei in a final concentration of not less than 2.5 • 10 ⁷ cells / ml of the drug. 3. Биопрепарат по п. 1, отличающийся тем, что в качестве аэробных нефтеокисляющих бактерий он содержит бактерии Pseudomonas aeruginosa в конечной концентрации не ниже 6 • 10⁷ клеток/мл препарата.3. The biological product according to claim 1, characterized in that it contains bacteria Pseudomonas aeruginosa in a final concentration of not less than 6 • 10 ⁷ cells / ml of the drug as aerobic oil-oxidizing bacteria. 4. Биопрепарат по п. 1, отличающийся тем, что в качестве аэробных нефтеокисляющих бактерий от содержит бактерии Rodococcus species в конечной концентрации не ниже 7 • 10⁷ клеток/мл препарата.4. The biological product according to claim 1, characterized in that as an aerobic oil-oxidizing bacteria it contains bacteria of Rodococcus species in a final concentration of not less than 7 • 10 ⁷ cells / ml of the drug.

Images