Патент на изобретение №2387995

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОЧИСТКИ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДАМИ, И НЕЙТРАЛИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ШЛАМОВ ПОСРЕДСТВОМ АНАЛИЗА АКТИВНОСТИ КАТАЛАЗЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области экологии и почвоведения. В способе отбирают пробы из чистой почвы, проба 1, из биологического средства, проба 2, из почвы, загрязненной углеводородами, проба 3, или углеводородных шламов, проба 4, из почвы, загрязненной углеводородами с добавлением биологического средства, проба 3а, или из углеводородных шламов с добавлением биологического средства, проба 4а. В течение не более одних суток определяют активность фермента каталазы отобранных проб с применением нетоксичных реактивов, а именно карбоната кальция и водного раствора перекиси водорода. При этом о начале очистки почвы средства судят по повышению активности каталазы проб 3а или 4а относительно активности фермента проб 3 или 4 соответственно, а об окончании очистки и нейтрализации судят по выравниванию активности каталазы проб 3а или 4а с активностью фермента проб 1 или 2 соответственно. Способ позволяет уменьшить трудоемкость контроля очистки почв, загрязненных углеводородами, и нейтрализации углеводородных шламов с помощью биологического средства. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано при контроле очистки почв, загрязненных углеводородами (нефтью, нефтепродуктами, газовым конденсатом и продуктами его переработки) и нейтрализации (обезвреживании) углеводородных шламов, которые осуществляются с помощью биологического средства, содержащего в своем составе углеводородокисляющие микроорганизмы, приводящие к полному разложению углеводородов путем каталитического воздействия продуцируемого ими фермента каталазы.

12. С.51-58).

Недостатком этого способа является сложность и трудоемкость стадии экстракции углеводородов нефти и нефтепродуктов с помощью токсических и легковоспламеняющихся реактивов (циклогексан, н-пентан, хлороформ, хлористый метилен, петролейный эфир, тетрагидрофуран, спирто-бензол, толуол, метанол, четыреххлористый углерод), а также концентрирования и хроматографической очистки экстрактов. Кроме того, в процессе отгонки реактивов происходит потеря летучих фракций углеводородов, что искажает результаты анализа. Известный способ в связи с использованием токсичных и легковоспламеняющихся реактивов также требует специально оборудованных помещений и предъявляет жесткие требования к квалификации персонала. В результате отмеченные недостатки не позволяют использовать данный способ для экспрессных и массовых анализов, как в условиях оперативной оценки последствий аварийных разливов углеводородов, так и очистки загрязненных почв и нейтрализации углеводородных шламов.

При создании предлагаемого изобретения решались технические задачи снижения сложности и трудоемкости контроля очистки почв, загрязненных углеводородами, и нейтрализации углеводородных шламов, производимых с помощью биологического средства.

Данные технические задачи решались тем, что способ контроля очистки почвы, загрязненной углеводородами, и нейтрализации углеводородных шламов, производимых с помощью биологического средства, характеризуется тем, что отбирают пробы из чистой почвы – проба 1, из биологического средства – проба 2, из почвы, загрязненной углеводородами, – проба 3 или углеводородных шламов – проба 4, из почвы, загрязненной углеводородами, но с добавлением биологического средства – проба 3а или из углеводородных шламов, но с добавлением биологического средства – проба 4а. В качестве метода анализа используют экспрессное определение (в течение не более одних суток) активности фермента – каталазы отобранных проб с применением не токсичных реактивов, а именно карбоната кальция и водного раствора перекиси водорода. При этом о начале очистки почвы, загрязненной углеводородами, и нейтрализации углеводородных шламов с помощью биологического средства судят по повышению активности каталазы проб 3а или 4а относительно активности фермента проб 3 или 4 соответственно. Об окончании очистки и нейтрализации судят по выравниванию активности каталазы проб 3а или 4а с активностью фермента проб 1 или 2 соответственно.

Способ осуществляют следующим образом. Отбирают несколько вариантов проб, а именно: из чистой почвы (проба 1), биологического средства (проба 2), почвы, загрязненной углеводородами (проба 3), или углеводородных шламов (проба 4) – контрольные варианты, а также из почвы, загрязненной углеводородами, но с добавлением биологического средства (проба 3а) или из углеводородных шламов, но с добавлением биологического средства (проба 4а) – рабочие варианты. Пробы для биохимического анализа отбираются в 6-ти кратной повторности, в которых экспрессно (за время не более чем одни сутки) определяется активность каталазы с использованием нетоксичных реактивов.

Активность каталазы проб анализируется с помощью прибора, изображенного на рисунке и состоящего из штатива (1), газометра (2) с подкрашенной водой, устроенного по принципу сосуда Варбурга, шкалы газометра (3), краника (4), каталазника (5) и коленчатого сосуда (6).

С целью анализа активности каталазы, 1 г пробы, отдельно из каждого вышеназванного варианта, помещается в каталазник (5), в который затем добавляется 0.1 г тонко измельченного карбоната кальция и перемешивается с искомой пробой, а в коленчатый сосуд (6) приливается 5 мл 3%-го раствора перекиси водорода. Далее газометр герметизируется посредством соединения коленчатого сосуда (6) с каталазником (5) и закрытием краника (4). Затем поворотом коленчатого сосуда (6) на 180° его содержимое сливается в каталазник (5).

Начинается биохимическая реакция с выделением кислорода, количество которого фиксируется секундомером в течение 1 мин (выражаемое в единицах мл О₂/мин/г) и различающееся в контрольных и рабочих вариантах, что в результате позволяет судить о процессе очистки почвы от углеводородов или нейтрализации углеводородных шламов.

В результате многочисленных экспериментов обнаружено, что очистка почвы, загрязненной углеводородами (проба 3а) и нейтрализация углеводородных шламов (проба 4а) с помощью биологического средства начинается при повышении активности каталазы данных проб относительно активности фермента проб 3 или 4 соответственно, а окончательная очистка или нейтрализация наступает при выравнивании активности каталазы с активностью фермента чистой почвы (проба 1) или с активностью самого биологического средства (проба 2).

Так, при внесении биологического средства – биокомпоста «Пикса» в почву, загрязненную газовым конденсатом, активность каталазы возрастала в среднем в 1.9-2.8 раза по сравнению с вариантом без внесения этого ремедирующего средства, при этом наиболее резко – при дозе, равной 8 кг/м² (табл.1).

Нейтрализация шлама газового конденсата с помощью биологического средства – биокомпоста «Пикса» показала, что активность каталазы смеси биокомпоста со шламом после 42 суток инкубирования имела максимальное значение при соотношениях этих компонентов 2:1 и 4:1, что свидетельствует о нейтрализующей способности данного средства (табл.2).

Таблица 1
Активность каталазы при внесении в почву биологического средства – биокомпомост «Пикса». Полевыой опыт продолжительностью 42 сут.
Вариант	Активность, мл О2/мин/г
Контроль	1.4 а*
Биокомпост «Пикса», 4 кг/м2	2.7 б
То же, 8 кг/м2	3.4 б
–-, 12 кг/м2	3.5 б
–-, 16 кг/м2	3.9 б
* существенные различия между вариантами (при Р1=0.05) указаны посредством различных букв

Формула изобретения

Способ контроля очистки почв, загрязненных углеводородами, и нейтрализации углеводородных шламов, производимых с помощью биологического средства, отличающийся тем, что отбирают пробы из чистой почвы – проба 1, из биологического средства – проба 2, из почвы, загрязненной углеводородами, – проба 3 или углеводородных шламов – проба 4, из почвы, загрязненной углеводородами, но с добавлением биологического средства – проба 3а или из углеводородных шламов, но с добавлением биологического средства – проба 4а, в качестве метода анализа используют экспрессное определение в течение не более одних суток активности фермента – каталазы отобранных проб с применением нетоксичных реактивов, а именно карбоната кальция и водного раствора перекиси водорода, при этом о начале очистки почвы, загрязненной углеводородами, и нейтрализации углеводородных шламов с помощью биологического средства судят по повышению активности каталазы пробы 3а или 4а относительно активности фермента пробы 3 или 4 соответственно, а об окончании очистки и нейтрализации судят по выравниванию активности каталазы пробы 3а или 4а с активностью фермента пробы 1 или 2 соответственно.

РИСУНКИ

TK4A – Поправки к публикациям сведений об изобретениях в бюллетенях “Изобретения (заявки и патенты)” и “Изобретения. Полезные модели”

Напечатано: (73) Общество с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Газпром ВНИИГАЗ» (ООО «ВНИИГАЗ») (RU)

Следует читать: (73) Общество с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Газпром ВНИИГАЗ» (ООО «Газпром ВНИИГАЗ») (RU)

Номер и год публикации бюллетеня: 12-2010

Код раздела: FG4A

Извещение опубликовано: 20.06.2010 БИ: 17/2010