Способ биологической очистки почв и грунтов от загрязнений нефтью и нефтепродуктами

(2009.01), 02 3/34 (2009.01), 12 1/20 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ грунтов от нефтезагрязнений при экологической и экономической эффективности способа. Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки почв и грунтов,включающем обработку загрязненного участка негашеной известью, фрезерование, дискование почв и грунтов, предложено проводить обработку загрязненного участка биопрепаратом нефтеокисляющих микроорганизмов(биодеструктором) в комплексе с минеральными добавками, наполнителем - серобентонитом, а также внесением разрыхляющих агентов в виде гранулированного шлака и навоза. В качестве биодеструктора используют биопрепарат в виде культуральной жидкости консорциума нефтеокисляющих микроорганизмовштамм А 1 иштамм ДН в количестве 0,3-0,6 т в 1,0-1,5 т серобентонита, в качестве минеральных добавок используют нитроаммофос и гумат натрия, а в качестве разрыхляющего агента используют гранулированный шлак в количестве 12-15 т на 1 га и навоз в количестве 10-12 т на 1 га.(72) Адилов Марат Тажаевич Кубашева Умит Сагидулловна Саданов Амангельды Курбанович Шорабаев Ерик Жарылкасымович Айтуганов Канат Абшекенович(56) Предварительный патент РК 17975, В 09 С 1/00, В 09 С 1/10, С 09 К 17/00, 2006(54) СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПОЧВ И ГРУНТОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ(57) Изобретение относится к способам очистки почв и грунтов от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, может быть использовано на производственных объектах добычи и транспортировки нефти. В основу изобретения поставлена задача разработки эффективного экономичного способа очистки почв и грунтов от загрязнений нефтью и нефтепродуктами. Ожидаемый технический результат обеспечение высокого качества очистки почв и 22556 Изобретение относится к способам очистки почв и грунтов от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, может быть использовано на производственных объектах добычи и транспортировки нефти. Известно, что процессы самоочищения и самовосстановления почв и грунтов от загрязнений нефтью и нефтепродуктами в природных условиях проходят длительное время, в течение десятилетий,в продолжение которых происходит вторичное загрязнение окружающей среды. В настоящее время наиболее перспективными способами очистки загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв и грунтов являются микробиологические способы, как наиболее экономически эффективные и экологически безопасные, в частности широко применяются способы,где стимулируются процессы биоокисления нефтяных углеводородов путем внесения нефтеокисляющих микроорганизмов в комплексе с биологически активными природными минералами и свободноживущими микроорганизмами. В работах многих исследователей (Муромцев Г.С.,Зольникова Н.В.,Боровков А.В. Использование хлореллы в качестве тест-объекта при выделении микроорганизмов, обладающих фитотоксической активностью//Докл. ВАСХНИЛ,1974.1. с.2-3.,// ... - 1995. . 43,4. с.600-603) показано, что азотобактер и некоторые другие микроорганизмы в результате своей деятельности продуцируют метаболиты. Многие из метаболитов являются биологически активными веществами и положительно влияют на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, на прорастание семян и формирование проростков большинства растений. Известен способ очистки почвогрунтов от загрязнений нефтью и нефтепродуктами путем обработки загрязненного участка биодеструктором нефтяных углеводородов, внесения разрыхляющего агента на основе навоза и введения азот- и фосфорсодержащих минеральных добавок(Предварительный патент 17975, МПК В 09 С 1/10, В 09 С 1/10, С 09 К 17/00, публ. 15.11.2006, бюл. 11). В качестве биодеструктора используют биомассу, представляющую собой комплекс природного целлюлита с внедренными в структуру нефтеокисляющими микроорганизмамиили, взятую в соотношении 111 тонн биомассы на 1 га, в качестве минеральных добавок используют аммиачную селитру и нитроаммафос, которые вводят последовательно по 0,375 тонн на 1 га, а в качестве разрыхляющего агента используют навоз в количестве 13 тонн на 1 га. Однако известный способ не обеспечивает быстрого и полного восстановления загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв с высоким уровнем загрязнения до уровня хозяйственного использования за короткий промежуток времени. Кроме того, этот биопрепарат не идентифицирован 2 не определены культурально-морфологические параметры штаммов, а также применяемый природный цеолит является очень дорогим сорбентом, способ экономически малорентабелен. В основу изобретения поставлена задача разработки эффективного экономичного способа очистки почв и грунтов от загрязнений нефтью и нефтепродуктами. Ожидаемый технический результат обеспечение высокого качества очистки почв и грунтов от загрязнений нефтью и нефтепродуктами при экологической и экономической эффективности способа. Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки почв и грунтов,включающем обработку загрязненного участка негашеной известью, фрезерование, дискование почв и грунтов, внесение разрыхляющих агентов в виде гранулированного шлака и навоза, предложено проводить обработку загрязненного участка биопрепаратом нефтеокисляющих микроорганизмов(биодеструктором) в комплексе с наполнителем серобентонитом. В качестве биодеструктора используют биопрепарат в виде культуральной жидкости консорциума нефтеокисляющих микроорганизмовштамм ,штамм ДН в комплексе с серобентонитом, в качестве минеральных добавок используют нитроаммофос, гумат натрия, негашеную известь, а в качестве разрыхляющего агента используют гранулированный шлак и навоз. Получение консорциума нефтеокисляющих микроорганизмов проводят по известной методике на питательной среде Ворошиловой - Диановой,идентификацию проводят по Берджи. Нефтеокисляющие микроорганизмы ранее известны, но впервые сочетаются в таком консорциуме в комплексе с новым композиционным материалом серобентонитом. Бентонит Багратионовского месторождения фракцией 0,01-0,5 мм нагревают при перемешивании до 150-155 С. В металлическую посуду с разогретым бентонитом вносят тонкоизмельченную серу и быстро, интенсивно перемешивают. Затем полученную вязкую массу серобентонита охлаждают, помещают в заранее приготовленные металлические формы, слегка утрамбовывают и оставляют остывать. Через 3-4 часа полученный композиционный материал коричневого цвета измельчают на шаровой мельнице до 0,01-0,1 мм. Совместно со специалистами Филиала Экологическая биотехнология Центра биологических исследований МОН РК выделены и идентифицированы культуры углеводородокисляющих микроорганизмов,определена их нефтеокисляющая активность на модельных и на полевых испытаниях. Установлена их безвредность для окружающей среды, т.е. они не патогенны. Экспериментально проверка способа проведена на модельных лабораторных и полигонных (опытнополевых) испытаниях. 22556 Опытно-полевые испытания проведены на полигоне Филиала Экологическая биотехнология в Атырауской области на искусственно загрязненной почве. Для чистоты и сравнимости эксперимента 3-4 тонны почвы с территории нефтепромысла смешали с нефтью и нефтепродуктами на месте аварийного разлива. Смесь нефтепродуктов и почвы доставили на полигон в миксере-бетономешалке. При доставке около 6-7 часов смесь перемешивалась до однородной массы. Смесь была размещена ровным слоем 35-40 см, распланирована, разделена на одинаковые участки по 20 м 2, включая контроль. Биопрепарат в виде культуральной жидкости транспортировали термосом на полигон около Атырау. Температура отгрузки составляла 12 С, а температура при доставке на место применения 14 С. Температура почвы перед внесением препарата составляла 20-22 С. Биологический препарат представлял собой культуральную жидкость, состоящую из консорциума штаммов нефтеокисляющих микроорганизмов штаммиштамм ДН. В соответствии с сертификатом соответствия титр клеток составлял 81014. Биопрепарат вносили в подготовленную почву,которую заранее перепахали, внесли необходимые ингредиенты, полили. Биопрепарат разбавляли водой в соотношении 11. Внесение биопрепарата производили вручную с применением леек. В качестве разрыхляющего агента и минеральных добавок использовали серобентонит 10 тонн на 1 га,гранулированный шлак в количестве 12-15 тонн на 1 га, навоз в количестве 10 тонн на 1 га, а также негашеную известь, нитроаммофос и гумат натрия. В таблице 1 приведены данные,иллюстрирующие внесение ингредиентов Состав вносимых минеральных и органических добавок на испытуемый участок в расчете на 1 гап/п 1 2 3 4 5 6 Ингредиенты Биомасса нефтеокисляющих микроорганизмов,иммобилизованных в структуру серобентонита на основе природных бентонитов Багратионовского месторождения Негашеная известь Серобентонитный композиционный материал Нитроаммофос Гумат натрия Навоз различный Во время внесения биопрепарата и после внесения производили перепахивание (вспашку) отвальным плугом с последующим дискованием и фрезерованием, после чего производили полив. Эти же агротехнические мероприятия проводили трехкратно. Были заложены полевые опыты по проверке нефтеокисляющей активности обоих штаммовштамм А 1 иштамм ДН, а также их консорциума. Контролем служил вариант нефтезагрязненной почвы без внесения биомассы бактерий. Срок эксперимента по апробации в полевых условиях нефтеокисляющей активности штаммов составлял 100 дней. Динамику снижения концентрации нефтяных углеводородов контролировали мониторинговыми исследованиями,включающими отбор проб обработанной почвы с последующим физико-химическим анализом по определению остаточного количества нефти в почве. Остаточное количество нефти в почве определяли хроматографическим методом,экстрагируя нефть гексаном и хлороформом. Данные полевых опытов приведены в таблице 2. Таблица 2 Данные полевых опытов проб почвы на содержание нефтепродуктов Варианты КонтрольДН Консорциум 1 Как следует из данных таблицы 2, выделенные культуры как по отдельности, так и при совместном внесении штаммов, обеспечивают достаточно высокую степень деструкции нефтепродуктов в почве, а при использовании консорциума 1 деструкция нефтепродуктов в почве составила 94,0. Таким образом,полученные результаты свидетельствуют о том, что выделенные культуры при внесении на нефтезагрязненные участки 3 22556 показали высокую нефтедеструктивную активность,как при отдельном их внесении, так и в консорциуме. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ биологической очистки почв и грунтов от загрязнений нефтью и нефтепродуктами,включающий обработку загрязненных участков биодеструктором нефтяных углеводородов на основе микроорганизмов, внесение разрыхляющего агента на основе навоза, введение азот- и фосфорсодержащих минеральных добавок,последующее увлажнение и фрезерование,отличающийся тем, что в качестве биодеструктора используют комплекс нефтеокисляющих микроорганизмовштаммиштамм ДН с серобентонитным композиционным материалом в количестве 12-18 т на 1 га, при этом содержание микроорганизмовштаммиштамм ДН в серобентоните составляет 0,3-0,6 т в 1,0-1,5 т серобентонита, дополнительно в качестве разрыхляющего агента применяют гранулированный шлак в количестве 12-15 т на 1 га, в качестве минеральных добавок используют негашеную известь в количестве 10-15 т на 1 га, гумат натрия в количестве 0,9 т на 1 га и нитроаммофос в количестве 0,15 т на 1 га.