BG65778B1 - Method for bioremediation of soils - Google Patents

Method for bioremediation of soils Download PDF

Info

Publication number
BG65778B1
BG65778B1 BG108802A BG10880204A BG65778B1 BG 65778 B1 BG65778 B1 BG 65778B1 BG 108802 A BG108802 A BG 108802A BG 10880204 A BG10880204 A BG 10880204A BG 65778 B1 BG65778 B1 BG 65778B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
soil
bioremediation
nitrogen
oil
contaminated
Prior art date
Application number
BG108802A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG108802A (en
Inventor
Емилия РАДУЛОВА
Original Assignee
"Електра - 2000" Еоод
Емилия РАДУЛОВА
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by "Електра - 2000" Еоод, Емилия РАДУЛОВА filed Critical "Електра - 2000" Еоод
Priority to BG108802A priority Critical patent/BG65778B1/en
Publication of BG108802A publication Critical patent/BG108802A/en
Publication of BG65778B1 publication Critical patent/BG65778B1/en

Links

Abstract

The invention relates to a method for bioremediation of soil contaminated with hydrocarbon waste, in particular petroleum and petroleum products. It is based on the ability of the local soil microflora to actively develop under co-metabolic conditions, where non-growth substrates are oxidized conjugationally with organic compounds, which in turn serve as growth substrates for the soil microflora.The proposed combination of operations according to the invention leads to significant acceleration of the process of biodegradation of the oil products, whereat for a period of one month 88 to 95 percent oxidation of the pollutant is achieved.

Description

Област на техникатаTechnical field

Изобретението се отнася до метод за биоремедиация на почви, замърсени с въглеводородни отпадъци, по-специално нефт и нефтопродукти.The invention relates to a method for bioremediation of soils contaminated with hydrocarbon wastes, in particular oil and petroleum products.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известно е, че основните фактори, от които се влияе процеса на биоремедиация на замърсени с въглеводородни отпадъци почви с участието на локалната почвена микрофлора, са присъствието на вода, концентрацията на замърсителите и възможността им да образуват устойчиви емулсии, температурата, достъпа на кислород, киселинността, както и солеността на средата и присъствието на азотни и фосфорни неорганични соли. На базата на това, за възстановяването на замърсените почви са разработени различни подходи, а именно:It is known that the main factors influencing the process of bioremediation of soil contaminated with hydrocarbon wastes with the participation of local soil microflora are the presence of water, the concentration of pollutants and their ability to form stable emulsions, temperature, oxygen access, acidity. , as well as the salinity of the medium and the presence of nitrogen and phosphorus inorganic salts. On this basis, different approaches have been developed for the recovery of contaminated soils, namely:

Съгласно редица патентни документи се използват специализирани микробни култури за обогатяване на почвата с оглед разграждане на въглеводородните замърсители на основата на тяхната биологична активност. Така например, съгласно WO 2000/056668, концентрацията на петрол в различни среди се редуцира с помощта на бутан-усвояващи микроорганизми в присъствието на кислород. В качеството на алкан-усвояващи микроорганизми са предложени микроорганизми като Pseudomonas, Variovorax, Nocardia, Comamonas, Acidovorax, Rhodococcus, Chryseobacterium, Comamonas, Rhodococcus, Aureobacterium, Micrococcus, Aeromonas и други.According to a number of patent documents, specialized microbial crops are used to enrich the soil with a view to decomposing hydrocarbon pollutants based on their biological activity. For example, according to WO 2000/056668, the concentration of oil in various media is reduced by the use of butane-digesting microorganisms in the presence of oxygen. Microorganisms such as Pseudomonas, Variovorax, Nocardia, Comamonas, Acidovorax, Rhodococcus, Chryseobacterium, Comamonas, Rhodococcus, Aureobacterium, Micrococcus, Aeromonas and others have been proposed as alkane-absorbing microorganisms.

Друг тип подход се основава на подготовката на специализирани микробни култури и комбинирането им с растителни насаждения. Така RU 2181640 предвижда биологична ремедиация на почви, замърсени с нефт и нефтопродукти с помощта на биопрепарат, състоящ се от няколко микроорганизма, тревна смеска и растителен растежен регулатор.Another type of approach is based on the preparation of specialized microbial cultures and their combination with plantations. Thus, RU 2181640 provides for biological remediation of soils contaminated with oil and petroleum products by means of a biological preparation consisting of several micro-organisms, a grass mixture and a plant growth regulator.

Заявка за европейски патент ЕР 1008396 предлага ремедиация на почви, замърсени с нефт и нефтопродукти посредством комбинирана механична, физична и химична обработка. Поспециално, предложеният метод предвижда смесване на замърсената почва с термично-фракциониран графит, добавяне на вода и сепариране на сорбента, който се издига към повърхността заедно с адсорбираните върху него петролни продукти.European Patent Application EP 1008396 offers remediation of soils contaminated with oil and petroleum products through combined mechanical, physical and chemical treatment. In particular, the proposed method involves mixing contaminated soil with thermally-fractionated graphite, adding water and separating the sorbent that rises to the surface with the petroleum products adsorbed thereon.

Друг подход за биоремедиация предвижда използване на суспензия от микроорганизми на базата на локалната почвена микрофлора и допълнителното им подхранване с азотни и фосфорни соли с оглед стимулиране на тяхната биологична активност с цел разграждане на замърсителите. Така RU 2062669 описва метод за ликвидация на въглеводородни замърсявания на почвата посредством аерация на замърсената почва, внасяне на микробна суспензия от микроорганизми и внасяне на минерални соли на азот и фосфор. В случая за изготвянето на микробната суспензия се използва съобщество на микроорганизми, взето от сондажния участък, с чиято нефт е замърсена почвата.Another approach for bioremediation involves the use of a suspension of microorganisms based on the local soil microflora and their supplemental feeding with nitrogen and phosphorus salts in order to stimulate their biological activity in order to degrade the pollutants. Thus, RU 2062669 describes a method for the elimination of hydrocarbon contamination of soil by aeration of contaminated soil, the introduction of a microbial suspension of microorganisms and the introduction of mineral salts of nitrogen and phosphorus. In the case of the preparation of the microbial suspension, a community of micro-organisms, taken from the well with oil-contaminated soil, is used.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

По своята същност изобретението представлява метод за биоремедиация на почви, замърсени с въглеводородни отпадъци, по-специално нефт и нефтопродукти. Основава се на възможността на локалната почвена микрофлора да се развива активно в съметаболитни условия, когато нерастежни субстрати се окисляват спретнато с органични съединения, които от своя страна служат като растежни субстрати за почвената микрофлора. По-специално, методът се основава на възможността на локалната почвена микрофлора да окислява нефтени въглеводороди в присъствието на въглехидрати в качеството на съметаболит в концентрация, която да действа стимулиращо за синтеза на отговорните за трансформацията на нефтените въглеводороди ензими.In essence, the invention is a method of bioremediation of soils contaminated with hydrocarbon wastes, in particular oil and petroleum products. It is based on the ability of the local soil microflora to actively develop in metabolic conditions, when non-growth substrates are neatly oxidized with organic compounds, which in turn serve as growth substrates for the soil microflora. In particular, the method is based on the ability of the local soil microflora to oxidize petroleum hydrocarbons in the presence of carbohydrates as a sometabolite at a concentration that acts stimulating the synthesis of the enzymes responsible for the transformation of the petroleum hydrocarbons.

Биоремедиацията на почви, съгласно метода, се осъществява чрез последователност от операции, която включва хомогенизиране на замърсената почва, внасяне на съметаболит и разтвор на неорганични соли с последващо аериране и овлажняване на почвата при съблюдаване на температурни граници от 15 до 30°С. В качеството на съметаболит се използва D-глюкоза,The bioremediation of soils, according to the method, is carried out by a sequence of operations, which includes homogenization of contaminated soil, introduction of a sometabolite and solution of inorganic salts with subsequent aeration and moistening of the soil at observance of temperature limits from 15 to 30 ° C. D-glucose is used as a metabolite,

65778 Bl а като източник на неорганични соли се използват азотни и фосфорни торове, по-специално калиев нитрат (KNO3) и бибазичен калиев фосфат (ХНРОД65778 Bl a nitrogen and phosphorus fertilizers, in particular potassium nitrate (KNO 3 ) and bibasic potassium phosphate (CNDP) are used as a source of inorganic salts.

Методът предвижда два варианта на изпълнение, според които биоремедиацията на почви със замърсяване под и около 10% замърсител спрямо теглото на почвата се осъществява на мястото на замърсяването (in situ), а биоремедиацията на почви със замърсяване над 10% спрямо теглото на почвата, да се пречиства на специално конструирана за целта площадка (ex situ).The method provides two embodiments whereby the bioremediation of soils with contamination below and about 10% of the pollutant by soil weight is carried out at the site of contamination (in situ), and the bioremediation of soils with contamination over 10% by weight of the soil, yes is purified on a specially designed site (ex situ).

Независимо от това, дали почвеният субстрат се третира на мястото или извън зоната на замърсяване, количеството на внесения съметаболит D-глюкоза е такова, че в процеса на съокисление да се запази съотношение между Dгпюкозатаи нефта или нефтопродуктите съответно 1:2. Азотните и фосфорни торове се внасят във вид на 0,012%-ен воден разтвор при спазване на съотношение съответно 4:1. Разтворът се внася в количество, възлизащо на 5 до 6% от обема на замърсената почва, а нейното допълнително овлажняване се осъществява с 2,53% вода. Аерирането на почвата се осъществява чрез разораване преди започване на третирането и 3-4 дни след въвеждането на съметаболита и торовете.Regardless of whether the soil substrate is treated on-site or outside the contamination zone, the amount of D-glucose introduced is such that during the co-oxidation process, the ratio of Dpucose to oil or oil products is maintained at 1: 2, respectively. Nitrogen and phosphorus fertilizers are introduced in the form of a 0.012% aqueous solution in compliance with a ratio of 4: 1, respectively. The solution is introduced in an amount amounting to 5 to 6% of the volume of contaminated soil, and its additional moistening is carried out with 2.53% of water. Aeration of the soil is carried out by plowing before the start of treatment and 3-4 days after the introduction of sametabolite and fertilizers.

Методът съгласно изобретението, дава възможност за стимулиране активността на локалната почвена микрофлора по отношение на биодеградацията на нефт както от лек, така и от тежък тип; предложената комбинация от компоненти, участващи в метода, променят механизма на разграждане на нефта, като при нефт от лек тип с предпочитание се окисляват ароматни съединения и парафини, а при нефт от тежък тип с предимство се разграждат iso-алкани, бензолни и полиароматни съединения. Предложената комбинация от операции, съгласно изобретението води до значително ускоряване на процеса на биодеградация на нефтопродуктите, като за период от един месец се постига от 88 до 95% окисление на замърсителя.The method according to the invention enables the stimulation of the activity of local soil microflora with respect to the biodegradation of oil of both light and heavy type; the proposed combination of components involved in the process alters the mechanism of degradation of the petroleum, with aromatic compounds and paraffins being preferably oxidized in light-type oil, and in iso-alkanes, benzene and poly-aromatic compounds being preferably broken down in heavy-duty oil. The proposed combination of operations according to the invention leads to a significant acceleration of the process of biodegradation of petroleum products, with 88 to 95% oxidation of the pollutant achieved over a period of one month.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of carrying out the invention

Изобретението се илюстрира със следните примерни изпълнения, без да го ограничават.The invention is illustrated by the following non-limiting embodiments.

Пример 1. In situ биоремедиация на поч виExample 1. In situ bioremediation of soil

При добива на каменна сол от находище “Мирково” чрез подземно излужване посредством дълбоки сондажи, в последните се нагнетява определено количество неразтворител, съобразно технология, датираща от 1954 г. В качеството на неразтворител се използват леки фракции от дестилацията на нефт - нафта, газьол, поради което вследствие на аварии и ремонтни дейности са установени множество разливи на нефтопродукти. Изследванията на осреднени почвени проби показват, че в зоните на 24 експлоатационни сондажи, стойностите на количествата на нефтопродукти в замърсените почви надхвърлят 5000 mg/kg суха почва, а в някои случаи са от порядъка на 44000 mg/kg. За решаването на подобен екологичен проблем се пристъпва към обработка на съответния участък замърсена с нефтопродукти почва по следния начин.In the extraction of rock salt from the Mirkovo field by underground leaching through deep wells, in the latter, a certain amount of insolvent is pumped according to technology dating from 1954. Light fractions from the distillation of oil - oil, gas oil, are used as the solvent. therefore, many oil spills have been identified as a result of accidents and repairs. Studies of averaged soil samples show that in 24 well areas, the values of petroleum products in contaminated soils exceed 5000 mg / kg dry soil and in some cases are in the order of 44000 mg / kg. In order to solve such an environmental problem, proceed to the treatment of the relevant section of oil-contaminated soil as follows.

Почвата в участък с размери 10 ш2 с концентрация на нафта 103,5 g/kg суха почва се пречиства на мястото на замърсяването. За целта найнапред тя се подлага на хомогенизиране. През първата седмица в замърсената почва еднократно се въвеждат 40015%-ен разтвор на D-глюкоза. Следва внасяне на 250 1 0,012%-ен разтвор на калиев нитрат (KNO3) и бибазичен калиев фосфат (К2НРО4), с последваща аерация чрез ръчно разрохкване. През втората седмица отново еднократно се внасят същите количества разтвори на D-глюкоза и азотни и фосфорни торове с последваща аерация. През следващата, трета седмица, количеството на внасяната D-глюкоза е понижено - внасят се 350 1 5%-ен разтвор на D-глюкоза без да се внася разтвор на торовете, но за сметка на това след аерацията се осъществява поливане с вода, съобразено с атмосферните условия, за достигане на повече от 20% влажност на почвата. През четвъртата седмица се повтаря третирането от предходната (Схема 1).The soil in a 10 x 2 section with a petroleum concentration of 103.5 g / kg dry soil is purified at the site of contamination. For this purpose, it is first subjected to homogenization. During the first week, 40015% D-glucose solution is introduced into contaminated soil once. Subsequently, 250 l of a 0.012% potassium nitrate solution (KNO 3 ) and bibasic potassium phosphate (K 2 HPO 4 ) are added, followed by aeration by manual loosening. In the second week, the same quantities of D-glucose solutions and nitrogen and phosphorus fertilizers are re-introduced once with subsequent aeration. During the next, third week, the amount of D-glucose introduced is reduced - 350 1 5% D-glucose solution is introduced without fertilizer solution being introduced, but after aeration water is irrigated according to with atmospheric conditions to reach more than 20% soil moisture. During the fourth week, the treatment from the previous one was repeated (Scheme 1).

След завършване на 4-седмичния цикъл на третиране са взети осреднени почвени проби съгласно БДС 17.4.5.01-85 за определяне на съдържанието на нефтени въглеводороди в тях. Резултатите показват над 95% разграждане на нефтопродуктите.After completion of the 4-week treatment cycle, averaged soil samples were taken according to BDS 17.4.5.01-85 to determine the content of petroleum hydrocarbons in them. The results show over 95% degradation of petroleum products.

Пример 2. Ex situ биоремедиация на почвиExample 2. Ex situ soil bioremediation

Почва със замърсяване над 10% нафта се изгребва от местата на разливите и се насилваSoil with contamination of more than 10% of oil is recovered from the spill site and forced

65778 Bl на специално конструирана за целта площадка с размери 10 т2. Последната трябва да е бетонирана и подходящо изолирана, така че да не се допусне замърсяване на подземни водоносни хоризонти. Максималната височина на почвения слой след хомогенизирането и заравняването й следва да бъде 0.70 т. Площадката се огражда от канавки, които да не позволяват произволното преливане на води от тях при по-голямо оводняване на третираната почва и да отвеждат такива води към дренажна система, така че нафтата да бъде улавяна и събирана без опасност от нови замърсявания.65778 Bl on a specially designed site 10 m 2 in size. The latter shall be concreted and properly insulated so as to prevent contamination of groundwater aquifers. The maximum height of the soil layer after homogenisation and leveling should be 0.70 t. The site is surrounded by ditches, which will not allow the arbitrary transfusion of water from them in case of greater waterlogging of the treated soil and to drain such waters to the drainage system, so that the oil be captured and collected without the risk of new pollution.

При този тип биоремедиация се избягва вероятността от замърсяване на подземни и повърхностни води, т.к. възможността за контрол на процесите е значително по-висока и дори позволява да се автоматизират, а водата се връща отново в почвата за ново овлажняване.This type of bioremediation avoids the possibility of contamination of groundwater and surface water. the process control capability is significantly higher and even allows for automation, and the water returns to the soil for fresh humidity.

За целта през първата седмица към предварително хомогенизирана почва със замърсител от порядъка на 244,9 g/kg суха почва се въвеждат 400 1 12%-ен разтвор на D-глюкоза. Следва внасяне на 250 1 0,012%-ен разтвор на калиев нитрат (KNO3) и бибазичен калиев фосфат (К2НРО4), с последваща аерация чрез ръчно разрохкване. През втората седмица отново еднократно се внасят същите количества разтвори на D-глюкоза и азотни и фосфорни торове с последваща аерация. През следващата, трета седмица, се внасят 350 1 5%-ен разтвор на Dппокоза, без да се внася разтвор на торовете, но за сметка на това след аерацията се осъществява поливане с вода, съобразено с атмосферните условия, за достигане на повече от 20% влажност на почвата. През четвъртата седмица се повтаря третирането от предходната седмица (Схема 1).To this end, in the first week, 400 1 12% D-glucose solution was introduced into the pre-homogenized soil with a contaminant of the order of 244.9 g / kg dry soil. Subsequently, 250 l of a 0.012% potassium nitrate solution (KNO 3 ) and bibasic potassium phosphate (K 2 HPO 4 ) are added, followed by aeration by manual loosening. In the second week, the same quantities of D-glucose solutions and nitrogen and phosphorus fertilizers are re-introduced once with subsequent aeration. In the next third week, 350 1 5% solution of Dpokoza is introduced without the fertilizer solution being introduced, but at the same time after aeration irrigation is carried out with water in accordance with atmospheric conditions to reach more than 20 % soil moisture. During the fourth week, the treatment from the previous week was repeated (Scheme 1).

След завършване на 4-седмичния цикъл на третиране са взети осреднени почвени проби съгласно БДС 17.4.5.01-85 за определяне на съдържанието на нефтени въглеводороди в тях. Резултатите показват над 88% разграждане на нафтата.After completion of the 4-week treatment cycle, averaged soil samples were taken according to BDS 17.4.5.01-85 to determine the content of petroleum hydrocarbons in them. The results show over 88% oil degradation.

Claims (5)

Патентни претенцииClaims 1. Метод за биоремедиация на почви, замърсени с въглеводородни отпадъци, по-специално нефт и нефтопродукти, чрез аерация и с участието на локалната почвена микрофлора в присъствие на азотни и фосфорни соли, характеризиращ се с това, че включва хомогенизиране на почвата, внасяне на D-ппокоза и разтвор на неорганични соли с последващо аериране и овлажняване.1. A method for bioremediation of soils contaminated with hydrocarbon wastes, in particular oil and petroleum products, by aeration and with the participation of local soil microflora in the presence of nitrogen and phosphorus salts, characterized in that it involves homogenizing the soil, introducing D-Pococcosis and solution of inorganic salts, followed by aeration and humidification. 2. Метод за биоремедиация на почви съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че количеството на внасяната D-глюкоза спрямо замърсителя е в съотношение 1:2.A soil bioremediation method according to claim 1, characterized in that the amount of D-glucose introduced into the pollutant is in the ratio of 1: 2. 3. Метод за биоремедиация на почви съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че като източник на неорганични соли се използват азотни и фосфорни торове в съотношение 4:1.A soil bioremediation method according to claim 1, characterized in that nitrogen and phosphorus fertilizers in the ratio of 4: 1 are used as a source of inorganic salts. 4. Метод за биоремедиация на почви съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че азотните и фосфорни торове се внасят под формата на 0,012%-ен воден разтвор.A soil bioremediation method according to claim 4, characterized in that the nitrogen and phosphorus fertilizers are introduced in the form of a 0.012% aqueous solution. 5. Метод за биоремедиация на почви съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че разтворът на азотните и фосфорни торове се внася в количество от 5 до 6% спрямо обема на замърсената почва.5. A soil bioremediation method according to claim 4, characterized in that the solution of nitrogen and phosphorus fertilizers is introduced in an amount of from 5 to 6% by volume of the contaminated soil.
BG108802A 2004-07-13 2004-07-13 Method for bioremediation of soils BG65778B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG108802A BG65778B1 (en) 2004-07-13 2004-07-13 Method for bioremediation of soils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG108802A BG65778B1 (en) 2004-07-13 2004-07-13 Method for bioremediation of soils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG108802A BG108802A (en) 2005-02-28
BG65778B1 true BG65778B1 (en) 2009-11-30

Family

ID=34230307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG108802A BG65778B1 (en) 2004-07-13 2004-07-13 Method for bioremediation of soils

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG65778B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
BG108802A (en) 2005-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Riser-Roberts Remediation of petroleum contaminated soils: biological, physical, and chemical processes
Morgan et al. Hydrocarbon degradation in soils and methods for soil biotreatment
Jabbar et al. Challenges in the implementation of bioremediation processes in petroleum-contaminated soils: A review
US20220204372A1 (en) Soil-Based Flow-Through Rhizosphere System For Treatment Of Contaminated Water And Soil
Williams et al. Changes in enantiomeric fraction as evidence of natural attenuation of mecoprop in a limestone aquifer
Bertrand et al. Applied microbial ecology and bioremediation: Microorganisms as major actors of pollution elimination in the environment
EA000660B1 (en) Biomass reduction and bioremediation processes and products
Murygina et al. Method of aerobic-anaerobic bioremediation of a raised bog in Western Siberia affected by old oil pollution. A pilot test
JP4288198B2 (en) Purification method for contaminated soil
Ahmed et al. Cost reduction strategies in the remediation of petroleum hydrocarbon contaminated soil
JP3051047B2 (en) Purification method and purification system for contaminated soil using soil microorganisms
Brown et al. The evolution of a technology: hydrogen peroxide in in situ bioremediation
BG65778B1 (en) Method for bioremediation of soils
Butnariu et al. Viability of in situ and ex situ bioremediation approaches for degradation of noxious substances in stressed environs
Arjoon et al. Bioremediation as a Sustainable Solution for Environmental Contamination by Petroleum Hydrocarbons
St. John et al. Complex industrial waste sites
Lees Bioremediation of oil-contaminated soil: a South African case study.
Piotrowski et al. Bioremedial progress at the Libby Montana Superfund Site
Pearce et al. Bioremediation technology for the treatment of contaminated soil in South Africa
Shuaibu A study on the feasibility of integrated-composting as a method for the remediation of hydrocarbon-contaminated soils under intense rainfall conditions
Bolliger Bioremediation of a heating oil-contaminated aquifier: quantification of processes by chemical, biological, and stable isotope analyses
Akhmieva et al. Heavy hydrocarbons in the soils of industrial areas of the Chechen Republic and some aspects of their rehabilitation
Robertiello et al. In situ bioremediation of a gasoline and diesel fuel contaminated site with integrated laboratory simulation experiments
Masciandaro BIODEGRADATION IN THE VADOSE ZONE
Mammadova CRUDE OIL CONTAMINATED SOILS’ACTUAL ECOLOGICAL RECULTIVATION WAYS