Патент на изобретение №2199406
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЧВ ОТ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
(57) Реферат: Изобретение относится к области рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Способ заключается в том, что перед обработкой бактериальным препаратом на основе адаптированной к углеводородам нефти бактериальной культуры загрязненную почву отмывают раствором моющего средства, при этом в качестве моющего средства используют водный раствор поверхностно-активного вещества и полезных добавок, которые относятся к биологически разлагаемым веществам, а в качестве адаптированной бактериальной культуры используют штамм бактерий Bacillus sp. ВНИИСХМ 132. Способ позволяет ускорить процесс биодеградации нефти при степени разложения нефтепродуктов до 99%. Способ прост в реализации, экологически безопасен, не требует применения специальной техники. 7 табл. Изобретение относится к области рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Наиболее близким по технической сути и достигнутому результату к предлагаемому является способ очистки почвы, загрязненной нефтью, реализованный в патенте РФ 2077397, кл. В 09 С 1/10, опубл. 20.04.97, включающий обработку почвы бактериальным препаратом “Бациспецин”, созданным на основе штамма Bacillus sp. , депонированного в коллекции ВНИИСХМ под номером 132 в группе споровых культур. При осуществлении способа для увеличения эффективности действия этого бактериального препарата требуется внесение органических и минеральных удобрений в сочетании с активной механической обработкой почвы, т.е. требуются значительные энергозатраты при значительной продолжительности его во времени. Также применение предлагаемого способа оказывается неэффективным при высоких уровнях загрязнения (содержание нефтепродуктов в почве более 15%). Для повышения эффективности очистки загрязненной нефтью почвы перед обработкой адаптированной к углеводородам нефти бактериальной культурой ее отмывают раствором моющего средства, при этом в качестве моющего средства используют водный раствор поверхностно-активного вещества и полезных добавок, которые относятся к биологически разлагаемым веществам, а в качестве адаптированной бактериальной культуры используют штамм бактерий Bacillus sp. ВНИИСХМ под номером 132. Следует отметить, что используемое моющее средство, с одной стороны, отмывает нефтезагрязненные почвы до уровня загрязнения, при котором уже могут работать углеводородокисляющие микроорганизмы, с другой стороны, моющее средство способствует стимуляции активности привнесенной адаптированной к углеводородам нефти бактериальной культуры. Взятое в качестве водного раствора моющее средство представляет собой раствор жидкости светло-зеленого цвета, выпускаемый Обществом с ограниченной ответственностью “Научно-производственная фирма Алмико” (г. Уфа) по ТУ 2383-006-1269633-99. Этот продукт безопасен, т.к. не содержит растворителей, кислот, едких веществ, безвреден для людей, животных, окружающей среды, полностью биологически разлагаем, не канцерогенный, не коррозийный, неограниченно и без остатка растворим в воде, не требует смывания, не горюч, не абразивен, без запаха, рН 9,5  0,4, обладает нормированным пенообразованием, не содержит вредные отбеливающие вещества и аммиак, при размораживании своих свойств не теряет. Моющие и обезжиривающие свойства проявляет при мойке и обезжиривании деталей и оборудования, стальных, чугунных, алюминиевых, никелированных, окрашенных, кадмированных, резиновых, пластмассовых поверхностей от нефти, смазок, копоти, сажи, жира и грязи.
Способ осуществляют следующим образом: нефтезагрязненную почву помещают в емкость, затем приливают раствор моющего средства в соотношении 1:1 к объему от очищаемой почвы и перемешивают. После этого смеси дают отстояться, в результате чего происходит осаждение органоминеральной части почвы, а также полное разделение моющего средства и нефти. Нефть удаляют и используют по своему назначению, моющее средство можно вновь направлять на очистку, а отмытую частично почву обрабатывают адаптированной к углеводородам нефти бактериальной культурой.
Пример конкретного применения способаИсследования по рекультивации нефтезагрязненных почв проводились в лабораторных опытах на основных типах почв и грунтов, представленных в Республике Башкортостан, которые подвергались в свое время нефтяному загрязнению. Все они различаются между собой по содержанию собственного органического вещества, механическому составу и общей поглотительной способности. Основные типы почв и грунтов, а также характеристики их свойств представлены в таблице 1. В процессе проведения эксперимента определяли: 2) Для наблюдения за процессом интенсивности деградации нефти через 15, 30, 60 и 90 суток определяли численность углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) – на минеральной среде Цукамуры со стерильной нефтью в качестве единственного источника углерода (Йожеф Сэги. Методы почвенной микробиологии. М.: Колос, 1983, 296 с.). Повторность опытов – трехкратная. В таблицах приведены усредненные данные. Воздушно-сухие почвы и грунты, просеянные через сито диаметром 3 мм, увлажняли до 60% от полной влагоемкости, помещали в металлические стаканы с отверстиями на дне и вносили нефть. Нефть добавляли порционно до появления первой капли в дне стакана. С учетом прилитой нефти определяли нефтеемкость почв и грунтов – в % от их массы (табл.1). Физико-химические свойства товарной нефти представлены в таблице 2. Через 15 часов после насыщения нефтью почвы и грунты поместили в емкости, прилили раствор моющего средства, в соотношении 1:1 к объему от очищаемой почвы и грунта, затем перемешали стеклянной палочкой. После этого суспензии дали отстояться (1 час), в результате чего произошло осаждение органоминеральной части почвы и грунта, а также полное разделение моющего средства и нефти. Нефть и моющее средство удалили. Отмытую почву обработали биопрепаратом “Бациспецин”. Результаты опытов показали, что наиболее быстро и эффективно очищение при обработки раствором моющего средства происходит у грунтов, где содержание нефтепродуктов снизилось у кварцевого песка с 16,87 до 1,0%, а у глины с 17,87 до 0,36%, при времени очищения от 3 до 10 минут соответственно. Примерно такой же уровень остаточного содержания нефтепродуктов наблюдали и у различных типов почв, однако время очистки увеличилось до 30-60 минут. Изменение содержания нефтепродуктов и время очистки почв и грунтов, загрязненных нефтью, представлены в таблице 3. Следует отметить, что при осуществлении данного способа рекультивации нефтезагрязненных почв и грунтов появляется возможность сбора и использования по назначению пролитой нефти, а моющий раствор вновь направить на очистку. Таким образом, используемый на первом этапе рекультивации физико-химический метод с применением раствора моющего средства позволяет достигать высокого уровня очистки почв и грунтов (92-98%) за довольно короткое время (3-60 мин). Следующие этапы рекультивационных мероприятий посредством использования биодополнения обусловлен тем, что ни в одном из вариантов опыта не удалось достичь остаточного содержания нефтепродуктов, соответствующего требованиям ПДК (0,1%) (Порядок определения размеров ущерба от загрязнений земель химическими веществами. Москва, 1993, 30 с.). Этот метод должен применяться для почв, к которым предъявляются более жесткие требования, например для тех, которые находятся в сельскохозяйственном использовании. Дальнейшие исследования проводились на основных типах почв Республики Башкорстотан, находящихся в сельскохозяйственном использовании: 1. Чернозем типичный. 2. Серая лесная. 3. Аллювиальная лугово-зернистая. Они обрабатывались биопрепаратом Бациспецин. Биопрепарат вносили из расчета 5 г/100 г почвы. Инкубация продолжалась в течение 90 суток. Результаты исследований показывают, что в динамике численности углеводородокисляющих микроорганизмов по всем вариантам опыта проявляется идентичная закономерность, выражающаяся в постепенном увеличении их количества в первые 15 дней, с резким возрастанием активности к 30-му дню инкубации и последующим последовательным затуханием. Динамика численности углеводородокисляющих микроорганизмов приведена в таблице 4. В соответствии с численностью микроорганизмов изменялось и содержание нефтепродуктов. Во всех вариантах разложилось 93-94% нефтепродуктов и их остаточное содержание соответствовало требованиям ПДК. Данные результатов опыта представлены в таблице 5. В процессе проведения второй части опыта с использованием биопрепарата “Бациспецин” было выявлено, что под влиянием моющего вещества наблюдается стимуляция микробиологической активности нефтезагрязненных почв. Очевидно это связано с диспергированием нефти. Внесенные с биопрепаратом бактерии главным образом обитают в водной фазе и действуют только в зоне контакта воды и углеводородов. Моющее вещество, вызывая диспергирование углеводородов нефти, обеспечивает наибольшую площадь поверхности соприкосновения на единицу массы и соответственно более высокую активность микроорганизмов – деструкторов нефти. Такой вывод был сделан после проведенного эксперимента: чернозем типичный, серая лесная и аллювиальная лугово-зернистая почвы были искусственно загрязнены нефтью до уровня соответствующему их остаточному загрязнению после отмывания моющим средством. После этого их обработали биопрепаратом “Бациспецин” из расчета 5 г/100 г почвы. Проведенные исследования показали, что динамика роста углеводородокисляющих микроорганизмов в целом была идентичной той, что была в варианте, где почвы обрабатывались биопрепаратом после их отмывки раствором моющего средства, однако их численность в среднем была на 15-20% меньше. Полученные данные представлены в таблице 6. Таким образом, предложенный комплексный метод очистки нефтезагрязненных почв и грунтов с использованием моющего средства и адаптированной к углеводородам нефти бактериальной культурой является высокоэффективным, поскольку степень очистки составляет 99% (таблица 7). Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 26.04.2003
Номер и год публикации бюллетеня: 18-2004
Извещение опубликовано: 27.06.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
