CZ280508B6 - Způsob čištění půd, kalů a vod kontaminovaných nepolárními látkami pomocí mikroorganismů - Google Patents
Způsob čištění půd, kalů a vod kontaminovaných nepolárními látkami pomocí mikroorganismů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ280508B6 CZ280508B6 CZ94771A CZ77194A CZ280508B6 CZ 280508 B6 CZ280508 B6 CZ 280508B6 CZ 94771 A CZ94771 A CZ 94771A CZ 77194 A CZ77194 A CZ 77194A CZ 280508 B6 CZ280508 B6 CZ 280508B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- substances
- microorganisms
- soil
- sludge
- polar
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 54
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000012632 extractable Substances 0.000 claims description 16
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 13
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 13
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 9
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 7
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 5
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 5
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 5
- 241000589291 Acinetobacter Species 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 4
- 239000007003 mineral medium Substances 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 3
- 241000588748 Klebsiella Species 0.000 claims description 2
- 229920001273 Polyhydroxy acid Polymers 0.000 claims description 2
- ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N Sulfobutanedioic acid Chemical class OC(=O)CC(C(O)=O)S(O)(=O)=O ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 2
- -1 fatty alcohol sulphates Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 claims description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 241000588625 Acinetobacter sp. Species 0.000 claims 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 claims 1
- 241000588754 Klebsiella sp. Species 0.000 claims 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims 1
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 claims 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 5
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 abstract description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 5
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 2
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 2
- 241000235035 Debaryomyces Species 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthene Chemical compound C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 2
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000186046 Actinomyces Species 0.000 description 1
- 241000186063 Arthrobacter Species 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N Benz[a]pyrene Chemical compound C1=C2C3=CC=CC=C3C=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KHNYNFUTFKJLDD-UHFFFAOYSA-N Benzo[j]fluoranthene Chemical compound C1=CC(C=2C3=CC=CC=C3C=CC=22)=C3C2=CC=CC3=C1 KHNYNFUTFKJLDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000186146 Brevibacterium Species 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 201000009030 Carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 241000588881 Chromobacterium Species 0.000 description 1
- 241000186031 Corynebacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 201000004624 Dermatitis Diseases 0.000 description 1
- 241000178951 Endomyces Species 0.000 description 1
- 241000588722 Escherichia Species 0.000 description 1
- 241000206602 Eukaryota Species 0.000 description 1
- 241000221479 Leucosporidium Species 0.000 description 1
- 241001508815 Lodderomyces Species 0.000 description 1
- 241000186359 Mycobacterium Species 0.000 description 1
- 241000187654 Nocardia Species 0.000 description 1
- 241000235648 Pichia Species 0.000 description 1
- 241000588769 Proteus <enterobacteria> Species 0.000 description 1
- 241000196250 Prototheca Species 0.000 description 1
- 241000223252 Rhodotorula Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 241000235003 Saccharomycopsis Species 0.000 description 1
- 241000311088 Schwanniomyces Species 0.000 description 1
- 241000605008 Spirillum Species 0.000 description 1
- 241000222068 Sporobolomyces <Sporidiobolaceae> Species 0.000 description 1
- 241000223230 Trichosporon Species 0.000 description 1
- 231100000570 acute poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 208000010668 atopic eczema Diseases 0.000 description 1
- JDPBLCQVGZLACA-UHFFFAOYSA-N benzo[a]perylene Chemical group C1=CC(C=2C3=CC=CC=C3C=C3C=2C2=CC=C3)=C3C2=CC=CC3=C1 JDPBLCQVGZLACA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000618 nitrogen fertilizer Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000255 pathogenic effect Toxicity 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 231100000208 phytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000000885 phytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Z asanované lokality zemina nebo kal s vysokým stupněm čištění se odtěží, promíchá s látkami usnadňujícími přístup kyslíku a deponuje na dekontaminačních plochách. Na deponovaný materiál se aplikuje nakultivovaná směs mikroorganismů utilizujících nepolární extrahovatelné látky, materiál se periodicky zvlhčuje zkrápěním vodou obsahující biologicky odbouratelné povrchově aktivní látky, křemičitany a komplexotvorné látky, mechanicky se provzdušňuje, přičemž se současně na lokalitě s neodtěženou zeminou nebo kalem s nižším stupněm znečištění čerpá podzemní voda systémem vystrojených vrtů do průtočného bioreaktoru obsahujícího imobilizované mikroorganismy za současného provzdušňování a přídavku fosforečných a dusíkatých hnojiv. Vyčištěná voda vytékající z bioreaktoru se po přídavku biologicky odbouratelných povrchově aktivních látek a/nebo křemičitanů a komplexotvorných látek nechá vsakovat pomocí vsakovacích vrtů nebo drenáží do nadloží tvořeného neodtěženou zeminou nebo kalem. Výběr mikroŕ
Description
Způsob čištění půd, kalů a vod kontaminovaných nepolárními látkami pomocí mikroorganismů
Oblast techniky
Chod prosperující společnosti je bezprostředně spojen se značnou produkcí a spotřebou ropy a výrobků na ropné bázi, produktů koksochemie a řady různých výrobků organické technologie. Vzrůstající spotřeba těchto produktů, které je možno s ohledem na způsob analytického stanovení společně označit jako nepolární extrahovatelné látky, přináší stále se zvyšující riziko jejich úniku do půdy a kolektorů podzemní vody jakož i do vod povrchových. Rozklad těchto látek přirozenou cestou je přitom dlouhodobou záležitostí, proto je pro asanaci znečištění nepolárními extrahovatelnými látkami čím dál více aktuální potřeba aktivního přispění člověka.
Zvýšený obsah nepolárních látek je obvykle doprovázen tvorbou olejovitých filmů na vodní hladině. Souvislá, dostatečně silná vrstva těchto látek může omezit přístup kyslíku k hladině vody, čímž je ovlivněna biocenóza vodního toku nebo nádrže a v důsledku toho i průběh biologických samočisticích procesů. Po rozkladu plovoucích hydrofobních filmů v důsledku biochemických a oxidačních procesů, rozpouštění a emulgace a po odpaření nízkovroucích uhlovodíků do ovzduší zůstanou u hladiny jen málo rozpustné těžší uhlovodíky a jejich deriváty. Ty potom ulpívají na březích říčního koryta nebo vodní nádrže. Škodlivými vlivy těchto asfaltových, respektive dehtovitých látek je postihována fauna i flora.
Přítomnost nepolárních látek v povrchové nebo podzemní vodě zabraňuje využití této vody nejen pro pitné účely, ale mnohdy i pro závlahy. Větší obsah těchto látek ve vodě používané k závlahám může mít za následek odumírání rostlinných kultur nebo jejich zaostávání v růstu. Rozsah nepříznivého ovlivnění rostlin nepolárními látkami a délka doby potřebná k regeneraci kontaminované půdy jsou podmíněny kromě jiného i druhem kontaminantu. Obecně nepolární látky s vyšší tenzí par a s malou viskozitou působí fytotoxicky po kratší dobu ve srovnání se silně viskózními nepolárními látkami majícími nízkou tenzi par.
Co se týče přímého toxického vlivu nepolárních látek na člověka, je třeba rozlišovat mezi nepolárními látkami ropného původu a produkty koksochemie. Případy akutních otrav lidí nebo zvířat vodou s obsahem ropných látek nebyly dosud publikovány. Ropné látky, které mají největší podíl na ohrožení čisté vody (benzíny, nafta, topné oleje a ropa), prozrazují svou přítomnost nepříjemným pachem již v nepatrných koncentracích, které nejsou ještě jedovaté ani pro člověka, ani pro zvířata. Patogenní vlivy ropných látek na povrch lidského těla se především projevují u osob přicházejících dlouhodobě do styku s těmito látkami. Během dlouhodobého účinku ropných látek dochází k chronickým změnám pokožky (tvorbě ekzémů i karcinomů). Z ropných látek působí karcinogenně zejména aromáty o vyšší teplotě varu. Jsou to polycyklické sloučeniny se 4 až 6 benzenovými kruhy. Obsah těchto látek je v případě produktů koksochemie podstatně vyšší. Nejenom z důvodu vyššího obsahu polykondenzovaných aromátů, ale i s ohledem na pří-1CZ 280508 B6 tomnost řady toxických heterocyklických a jiných derivátů jsou produkty a odpady z koksochemie pro člověka i zvířata nebezpečnější .
Dosavadní stav techniky
Při odstraňování uvedeného typu polutantů je použití jednotlivých způsobů asanace (popřípadě jejich kombinace) determinováno především druhem znečištění a materiálem, respektive prostředím, které má být asanováno. K odstraňování nepolárních látek odpadajících buď přímo z výroby, nebo deemulgací nestálých odpadních emulzí se nejčastěji používají buď metody mechanické (gravitační odlučování, odstřeďování), nebo metody fyzikální (adsorpce). Tyto klasické metody dekontaminace znečištění nepolárními látkami ve své podstatě představují separaci těchto látek z kontaminovaného prostředí, přičemž jejich vlastní likvidace se zpravidla provádí spalováním. (Z důvodu úspory energie při termické likvidaci odloučené suspenze nepolárních látek je žádoucí tuto suspenzi předem odvodnit, což se běžně provádí gravitačním způsobem ve vertikálních usazovácích, odstřeďováním nebo filtrací).
Společnou nevýhodou uvedených asanačních postupů je také jejich nízká účinnost při likvidaci znečištění s nízkým obsahem nepolárních polutantů. Z těchto důvodů je v poslední době věnována značná pozornost možnostem odstraňování ropných uhlovodíků pomocí mikroorganismů. Výskyt mikroflory degradující alkany v přírodě se předpokládá všude tam, kde se vyskytují uhlovodíky - při nalezištích ropy a zemního plynu a tam, kde se ropa zpracovává, skladuje nebo dopravuje.
Schopnost mikroorganismů růst na alkánech nepřipadá nějaké úzké skupině mikroorganismů a různé reprezentativní typy můžeme nalézt jak mezi prokaryonty tak i mezi eukaryonty. Byly popsány také řasy využívající n-alkány, například Prototheca zopfii. U bakterií do této skupiny patří Gram-negativní aerobní tyčinky a koky, Gram-negativní fakultativně anaerobní tyčinky, Gram-pozitivní koky a sporotvorné tyčinky, coryneformní bakterie, actinomycety a dokonce fototrofy. Každý rok jsou publikovány nové kmeny mikroorganismů degradující alkány, z těchto důvodů také není vytvořen úplný seznam těchto mikroorganismů. Nejčastěji je však věnována pozornost rodům Brevibacterium, Mycobacterium, Nocardia, Acinetobacter, Pseudomonas a Arthrobacter. Bylo zjištěno, že n-alkány je schopna utilizovat i řada druhů kvasinek z rodu Debaryomyces, Pichia, Schwanniomyces, Sporobolomyces, Candida, Rhodotorula, Torulopsis, Trichosporon, Endomyces, Lodderomyces, Leucosporidium, Saccharomycopsis, Wingea, Rhodosporidium, Selenotila, Sporidiobolus a Metchnikowia. (Pro využití v praxi je však výhodnější použití bakterií.)
EP 0 104 648 A2 řeší způsob čištění slané vody znečištěné organickými látkami. Používá k tomu mikroby z rodů Escherichia, Próteus, Alclegenis, Vibro, Aerobacter Chromobacterium, Neissina, Pseudomonas, Spirillum a Bacillus.
EP 0202626 chrání zařízení určené k biologickému čištění odpadních vod organickými látkami. Zařízení sestává ze dvou na sebe navazujících reaktorů a usazovacích nádrží s recyklací
-2CZ 280508 B6 nakultivované biomasy. Po biologickém čištění následuje chemické a mechanické čištění.
US 5232596 vylepšuje bioremediační proces čištění zeminy kontaminované organickými látkami (ropné produkty, herbicidy) směsí mikroorganismů, zejména Pseudomonas a Acinetobacter, v systému duálního sériového zapojení bioreaktorů a množení mikroorganizmů ve formě flokulantní suspenze.
Při aplikacích mikroorganismů k bioremediačním účelům hraje velmi důležitou roli vytvoření podmínek vhodných pro růst mikroorganismů. Vedle potřebné teploty a vlhkosti se jedná o dostatek dusíkatých a fosforečných živin a především o vytváření potřebného redox potenciálu, tj. o zabezpečení dostatečného přístupu kyslíku. Při odstraňování polutantů velmi málo rozpustných ve vodě hraje důležitou roli i možnost přístupu aplikovaných mikroorganismů k těmto kontaminantům.
Podstata vynálezu
Uvedené limitující faktory odstraňuje způsob čištění půd, kalů a vod kontaminovaných nepolárními látkami pomocí mikroorganismů vyznačující se odtěžením nebo vyvezením materiálu s vysokým obsahem nepolárních extrahovatelných látek (v závislosti na struktuře zeminy při koncentracích vyšších než 2 500 až 10 000 mg NEL/kg sušiny) na dekontaminační plochu, kde je ošetřen postřikem suspenze nakultivovaných mikroorganismů utilizujících nepolární extrahovatelné látky, a zbylý materiál s nižším obsahem nepolárních extrahovatelných látek se spolu s podzemními vodami čistí jejich čerpáním do průtočných bioreaktorů obsahujících imobilizované mikroorganismy utilizující nepolární extrahovatelné látky, v množství 0,01 až 20 % hmot., vztaženo na hmotnost čištěné kapaliny v bioreaktorů. Vyčištěná voda odtékající z bioreaktorů se zpětně vsakuje systémem vsakovacích vrtů nebo drenáží do kontaminovaného nadloží. Přídavkem biologicky odbouratelných tenzidů se urychluje proces vymývání kontaminantů z nadloží a současně se zlepšuje kontakt mikroorganismů s utilizovanými polutanty. Z tohoto důvodu jsou biologicky odbouratelné tenzidy přidávány i do vody, kterou se zvlhčuje deponovaný materiál na dekontaminační ch plochách.
Použité povrchově aktivní látky nesmí vykazovat v daných koncentracích inhibiční účinek na růst mikroorganismů a současně nesmí zatěžovat životní prostředí. S výhodou je možno používat neionogenní tenzidy na bázi alkyl- nebo acylderivátů sacharidů, popřípadě sulfáty mastných alkoholů a/nebo komplexotvorné látky ze skupiny hydroxy a polyhydroxykyselin, aminoalkylkarboxylových kyselin nebo derivátů aminoalkylkarboxylových kyselin v kombinaci s křemičitany alkalických kovů v koncentracích 0,00001 až 0,1 hmot. % daného preparátu.
Aby byl zabezpečen dostatečný přístup kyslíku k aplikovaným mikroorganismům (zvláště v případech bioasanace kalů a zemin jílovitého charakteru), s výhodou se k deponované zemině nebo kalu přidávají inertní materiály jako například štěpky dřevní hmoty, oxihumolity, kůra, piliny, sláma, popřípadě v kombinaci s chlévskou mrvou a podobně. Pokud je v asanované zemině nebo čerpané vodě nízký podíl látek využitelných jako zdroj dusíku
-3CZ 280508 B6 a fosforu pro růst mikroorganismů, přidává se potřebné množství živin ve formě dusíkatých a fosforečných hnojiv, jako například fosforečnan amonný v koncentraci 0,05 až 5 g/kg.
Při řešení daného problému remediace je důležitý výběr vhodného kmene mikroorganismu nebo spíše jejich kombinace pro účinné odbourávání přítomných kontaminantů. Pro výběr a screening vhodných mikrobiálních kmenů se způsobem podle vynálezu extrahují polutanty obsažené v materiálu určeném k remediaci pomocí nízkovroucích organických rozpouštědel (například sirouhlíku) a kultivace testovaných mikroorganismů ze skupiny rodů Acinetobacter a Klebsiella se provádí v médiu obsahujícím pouze minerální složky a extrakt, ze kterého byla organická rozpouštědla předem odpařena .
Způsob čištění půd, kalů a vod podle vynálezu je vhodný nejenom pro odstraňování ropných polutantů, ale i k biodegradacím látek koksochemického původu. Isolací, respektive kultivací mikroorganismů na materiálech obsahujících látky koksochemického původu se připraví výchozí inokulum mikroorganismů odbourávajících uvedený typ znečišťujících látek, přičemž se po patřičném namnožení nakultivovaná suspenze mikroorganismů aplikuje shora uvedeným způsobem.
Podzemní vody obsahující nepolární látky se čistí v bioreaktoru, který sestává z podélné nádoby, v níž jsou vertikálně umístěny perforované přepážky s výhodou z nylonových sítí, na nichž je sorbcí nebo chemisorbcí imobilizována směs nakultivovaných mikroorganismů utilizujících nepolární extrahovatelné látky a u dna podélné nádoby je rozveden systém perforovaných trubek nebo hadic pro přívod stlačeného vzduchu a kolmo k přepážkám proti sobě jsou umístěny přívod kontaminované vody a odtok vyčištěné vody, v horní části podélné nádoby je umístěn přívod živin.
Výhodou způsobu podle vynálezu je především ekonomicky efektivnější a časové kratší průběh bioremediace, možnost provádět tuto remediaci bez výrazného podílu odtěžování asanované zeminy (v případech, kdy z jakýchkoliv příčin nelze těžbu uskutečnit, je možno bioremediaci provádět dostatečně efektivním způsobem pouhým propíráním při současném čerpání podzemní vody do průtočných bioreaktorů) a rozšíření použitelnosti vypracovaného postupu bioasanace i na polutanty koksochemického původu včetně zvláště nebezpečných polykondenzovaných aromatických uhlovodíků typu benzopyrenu, fluoranthenu, benzofluoranthenu, benzoperylenu a podobně.
Vynález je dokumentován příklady a připojeným výkresem znázorňujícím bioreaktor.
Příklady provedení
Bioreaktor znázorněný na obrázku sestává z podélné nádoby 1, v níž jsou vertikálně umístěny perforované přepážky 2 s výhodou z nylonových sítí, na nichž je sorbcí nebo chemisorbcí imobilizována směs nakultivovaných mikroorganismů utilizujících nepolární extrahovatelné látky a u dna podélné nádoby 1 je rozveden systém 2 perforovaných trubek nebo hadic pro přívod stlačeného vzduchu a kolmo k přepážkám 2 proti sobě jsou umístěny přívod 4.
-4CZ 280508 B6 kontaminované vody a odtok .5 vyčištěné vody, v horní části podélné nádoby 1 je umístěn přívod 6 živin.
Příklad 1
Vzorek kalu kontaminovaného polutanty ropného původu se extrahuje organickými rozpouštědly o nízké teplotě varu jako je sirouhlík. K odfiltrovanému extraktu se přidá sterilní minerální médium a organická rozpouštědla se za míchání odpaří. Směs se zaočkuje testovanými kmeny mikroorganismů. Kultivace probíhá při 37 °C na třepacím stroji po dobu 72 h, U vybraných kmenů mikroorganismů utilizujících daný typ polutantů se narostlým inokulem zaočkuje fermentor v množství 3 % hmot. inokula a po 24 h kultivace (za optimálních podmínek) se nakultivovaná suspenze mikroorganismů aplikuje (po naředění vodou) přímo na materiál deponovaný na dekontaminační ploše. Tento materiál byl vytvořen smícháním štěpků dřevní hmoty a kůry s kaly určenými k bioasanaci v poměru 1:1:2, doplněnými o přírodní chlévskou mrvu. Deponovaný materiál se periodicky zkrápí vodou obsahující biologicky odbouratelné povrchově aktivní látky (neionogenní tenzidy na bázi alkyl- a acylderivátů sacharidů s karboxymethylcelulosou) v konečné koncentraci aplikovaného preparátu 0,0001 % hmot. Současně se zkrápěním se provádí i provzdušňování a kontrola průběhu bioasanace, dokud není dosaženo požadovaného limitu obsahu kontaminantů.
Příklad 2
Vzorek podzemní vody kontaminované látkami koksochemického původu se po naředění minerálním médiem zaočkuje testovanými kmeny mikroorganismů a z vybraných kmenů mikroorganismů narostlých na směsi silikagelu a křemeliny obsahující nepolární extrahovatelné látky, se nakultivuje biomasa postupem uvedeným v Příkladu
1. Získaným inokulem v množství 4 % hmot, se zaočkuje průtočný bioreaktor vybavený systémem záchytných sítí a obsahující načerpanou podzemní vodu doplněnou o fosforečné a dusíkaté hnojivo (superfosfát a ledek amonný a/nebo fosforečnan amonný) v konečné koncentraci 3 g/1. Bioreaktor se provzdušňuje stlačeným vzduchem pomocí rozvodu perforovanými hadicemi na dně bioreaktoru, čímž je dodáváno potřebné množství kyslíku pro růst kultury mikroorganismů. Do bioreaktoru se nechá přitékat kontaminovaná voda a kultivační tekutina z bioreaktoru se po doplnění biodegradabilními tenzidy na bázi sulfojantaranů v konečné koncentraci 0,01 obj.% aplikovaného preparátu nechá vsakovat do zasakovacích vrtů nebo jímek, které obklopují čerpaný vrt. V bioreaktoru se udržují podmínky vytvořené na počátku kultivace. Čerpání podzemní vody a chod bioreaktoru se udržuje po dobu několika týdnů až měsíců, dokud se nesníží obsah kontaminantů v čerpané podzemní vodě pod požadovanou hodnotu.
Příklad 3
Vzorek zeminy z kontaminované lokality se extrahuje organickými rozpouštědly o nízké teplotě varu. K odfiltrovanému extraktu se přidá sterilní minerální médium společně s anorganickým inertním materiálem jako je sklenění drť. a organická rozpouštědla se
-5CZ 280508 B6 za míchání odpaří. Směs se zaočkuje testovanými kmeny mikroorganismů utilizujícími nepolární látky ropného nebo koksochemického původu. Kultivace probíhá při 37 'C na třepacím stroji po dobu 72 h. U vybraných kmenů mikroorganismů utilizujících daný typ polutantů se nakultivuje potřebné množství biomasy způsobem uvedeným v Příkladu 1. Zemina s vyšším obsahem nepolárních extrahovatelných látek než 2 500 mg/kg sušiny se odtěží a po smíchání s pilinami, rašelinou a oxihumolity v poměru 1 : 1 : 0,2 : 0,1 se deponuje na dekontaminační plochu. Nakultivovaná suspenze mikroorganismů se aplikuje (po naředění vodou v poměru 1 : 9) na materiál deponovaný na dekontaminační ploše. Deponovaný materiál se periodicky zkrápí vodou obsahující biologicky odbouratelné povrchově aktivní látky, sulfáty mastných alkoholů v množství 0.001 % obj. v kombinaci s komplexotvornými látkami v množství 0.00005 % obj. a křemičitany v koncentraci 0,00005 % obj. Současně se zkrápěním se provádí i provzdušňování a kontrola průběhu bioasanace, dokud není dosaženo požadovaného limitu obsahu kontaminantů. Po odtěžení zeminy s vysokým stupněm znečištění se z dané lokality čerpá systémem vystrojených vrtů podzemní voda do průtočných bioreaktorů obsahujících imobilizované mikroorganismy utilizující nepolární extrahovatelné látky. Způsobem popsaným v příkladu 2 se provádí čištění jak podzemní vody, tak i příslušného nadloží v dané lokalitě, dokud není dosaženo požadovaného limitu vyčištění.
Průmyslová využitelnost
Způsob čištění půd, kalů a vod kontaminovaných nepolárními látkami pomocí mikroorganismů podle vynálezu je využitelný v průmyslu, zemědělství, dopravě, armádě, všude tam, kde dochází k únikům polutantů ropného a koksochemického původu do zemin, podzemních a povrchových vod.
Claims (5)
1. Způsob čištěni půd, kalů a vod kontaminovaných nepolárními látkami, zejména ropného původu pomocí aerobních mikroorganismů Acinetobacter a Klebsiella, vyznačující se tím, že se z asanované lokality zemina nebo kal s vysokým stupněm znečištění o koncentraci vyšší než 2 500 až 10 000 mg nepolárních extrahovatelných látek na 1 kg sušiny odtěží, promíchá s látkami usnadňujícími přístup kyslíku ze skupiny látek jako je rašelina a/nebo dřevné štěpky a/nebo rostlinné odpady a/nebo oxihumolity a deponuje na dekontaminačních plochách, potom se na deponovaný materiál aplikuje v množství 0,1 až 5 % hmot. nakultivovaná směs mikroorganismů utilizujících nepolární extrahovatelné látky, ze skupiny Acinetobacter sp. a/nebo Klebsiella sp., a materiál se periodicky zvlhčuje zkrápěním vodou obsahující biologicky odbouratelné povrchově aktivní látky v množství 0,00001 až 0,1 % obj., křemičitany alkalických kovů v množství 0,00001 až 0,1 % obj. a komplexotvorné látky v množství 0,00001 až 0,1 % obj. tenzidového preparátu a mechanicky se provzdušňuje frézováním a/nebo rigolováním a/nebo hlubokou orbou, přičemž se současně po odtěžení části zeminy nebo kalu na lokalitě s neodtěženou zeminou nebo
-6CZ 280508 B6 kalem s nižším stupněm znečištění čerpá podzemní voda systémem vystrojených vrtů do průtočného bioreaktoru obsahujícího předem nakultivovanou směs následně imobilizovaných mikroorganismů utilizujících nepolární extrahovatelné látky v množství 0,01 až 20 % hmot., vztaženo na hmotnost čištěné kapaliny v bioreaktoru, za současného provzdušňování a přídavku fosforečných a dusíkatých hnojiv o koncentraci 0,05 až 5g/litr a vyčištěná voda vytékající z bioreaktoru, obsahující mikroorganismy utilizující extrahovatelné nepolární látky, se po přídavku biologicky odbourátelných povrchově aktivních látek v množství 0,00001 až 0,1 % obj. a/nebo křemičitanů alkalických kovů v množství 0,00001 až 0,1 % obj. a/nebo komplexotvorných látek v množství 0,00001 až 0,1 % obj. nechá vsakovat pomocí vsakovacích vrtů nebo drenáží do nadloží tvořeného neodtěženou zeminou nebo kalem.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že nakultivovaná směs mikroorganismů se připraví 24 až 48 h kultivací z 1 až 10% inokula získaného kultivací vybraných kmenů mikroorganismů připravených zaočkováním testovaných mikrobiálních kmenů na extraktu získaném ze vzorku zeminy nebo kalu kontaminovaného daným typem polutantu pomocí organických rozpouštědel o teplotě varu od 30 do 70 °C s následným odfiltrováním zeminy nebo.kalu a odpařením nízkovroucích rozpouštědel a za přídavku minerálního média a/nebo biologicky odbouratelné povrchově aktivní látky a/nebo inertního anorganického materiálu ze skupiny skleněná drť, křemelina, porézní sklo, silikagel.
Způsob podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že povrchově aktivní látky jsou ze skupiny látek tvořených sulfáty mastných alkoholů, alkyl-, acyl- deriváty sacharidů, sulfáty etoxylovaných alkoholů a mastných kyselin s počtem uhlíků 8 až 30, a alkoxylovaných sulfojantaranů.
4. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že komplexotvorné látky jsou ze skupiny látek tvořených hydroxy a polyhydroxykyselinami aminoalkylkarboxylové kyseliny, a deriváty aminoalkylkarboxylových kyselin.
5. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1 a 2 sestávající z nádoby s přepážkami a systému trubek pro přívod stlačeného vzduchu, vyznačující se tím, že sestává z podélné nádoby (1), v níž jsou vertikálně umístěny perforované přepážky (2), na nichž je sorpcí nebo chemisorpcí imobilizována směs nakultivovaných mikroorganismů utilizujících nepolární extrahovatelné látky a u dna podélné nádoby (1) je rozveden systém (3) perforovaných trubek nebo hadic pro přívod stlačeného vzduchu a kolmo k přepážkám (2) proti sobě jsou umístěny přívod (4) kontaminované vody a odtok (5) vyčištěné vody, v horní části podélné nádoby (1) je umístěn přívod (6) živin.
6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že přepážky (2) jsou vytvořeny z nylonových sítí.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ94771A CZ280508B6 (cs) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Způsob čištění půd, kalů a vod kontaminovaných nepolárními látkami pomocí mikroorganismů |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ94771A CZ280508B6 (cs) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Způsob čištění půd, kalů a vod kontaminovaných nepolárními látkami pomocí mikroorganismů |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ77194A3 CZ77194A3 (en) | 1995-10-18 |
| CZ280508B6 true CZ280508B6 (cs) | 1996-02-14 |
Family
ID=5462226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ94771A CZ280508B6 (cs) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Způsob čištění půd, kalů a vod kontaminovaných nepolárními látkami pomocí mikroorganismů |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ280508B6 (cs) |
-
1994
- 1994-03-31 CZ CZ94771A patent/CZ280508B6/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ77194A3 (en) | 1995-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Morgan et al. | Hydrocarbon degradation in soils and methods for soil biotreatment | |
| US20220204372A1 (en) | Soil-Based Flow-Through Rhizosphere System For Treatment Of Contaminated Water And Soil | |
| Takeno et al. | Treatment of oil-containing sewage wastewater using immobilized photosynthetic bacteria | |
| Sivakumar et al. | Bioremediation studies on reduction of heavy metals toxicity | |
| EA000660B1 (ru) | Способы и продукты восстановления биомассы и биологической переработки отходов | |
| Demque et al. | Land treatment of diesel contaminated sand | |
| RU2191753C2 (ru) | Препарат для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов | |
| Kuhad et al. | Biological remediation of petroleum contaminants | |
| RU2402495C2 (ru) | Способ переработки кислого гудрона (варианты) | |
| RU2104248C1 (ru) | Способ очистки водоемов и почв от нефтяных загрязнений | |
| Uche et al. | HC-0B-06: Biodegradation of hydrocarbons | |
| CZ280508B6 (cs) | Způsob čištění půd, kalů a vod kontaminovaných nepolárními látkami pomocí mikroorganismů | |
| RU2329200C2 (ru) | Способ переработки шламов очистных сооружений нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств | |
| RU2571219C2 (ru) | Препарат для биодеградации нефтепродуктов "биоионит" и способ его получения | |
| RU2332362C2 (ru) | Способ очистки нефтешлама от нефти и нефтепродуктов | |
| CA2229761C (en) | Biodegradation of oil sludge | |
| Tleukeyeva et al. | Study of the Properties of New Strains of Green Microalgae Cultivated on Residual Phosphorus-Containing Waters. | |
| Jabbar et al. | Bioremediation of soil contaminated with diesel using biopile system | |
| Infanta | from Industrial Wastewater and its Bioremediation | |
| Kaur et al. | Significance of biological approaches/bioremediation of wastewater treatment over physicochemical methods: a comparative analysis | |
| RU2193533C2 (ru) | Биопрепарат для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов | |
| KR100297661B1 (ko) | 고농도질소,인제거활성오니고도처리공법 | |
| Tazeen et al. | Sidra Serwer, Naima Saeed, Muhammad Qasim, Qudrat Ullah, Amna Chaudhary, Minahil Fatima | |
| Adeyi et al. | Comparative bioremediation of diesel oil bearing soil by Pseudomonas aeruginosa and Pseudomonas fluorescence | |
| Jilani | The influence of dissolved oxygen on growth and degradation of Cypermethrin by Pseudomonas using a biosimulator |