EA006453B1 - Способ ингибирования биологического подкисления воды, находящейся в контакте с материалами, содержащими серу - Google Patents

Способ ингибирования биологического подкисления воды, находящейся в контакте с материалами, содержащими серу Download PDF

Info

Publication number
EA006453B1
EA006453B1 EA200400492A EA200400492A EA006453B1 EA 006453 B1 EA006453 B1 EA 006453B1 EA 200400492 A EA200400492 A EA 200400492A EA 200400492 A EA200400492 A EA 200400492A EA 006453 B1 EA006453 B1 EA 006453B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
sulfur
water
contact
salt
acidification
Prior art date
Application number
EA200400492A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200400492A1 (ru
Inventor
Франческо Крещенци
Антонелла Кризари
Чезаре Акилле Пьятти
Original Assignee
Эни С.П.А.
ЭНИТЕКНОЛОДЖЕ С.п.А.
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 Эни С.П.А., ЭНИТЕКНОЛОДЖЕ С.п.А. filed Critical Эни С.П.А.
Publication of EA200400492A1 publication Critical patent/EA200400492A1/ru
Publication of EA006453B1 publication Critical patent/EA006453B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/50—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/02—Sulfur; Selenium; Tellurium; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/08—Alkali metal chlorides; Alkaline earth metal chlorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S422/00—Chemical apparatus and process disinfecting, deodorizing, preserving, or sterilizing
    • Y10S422/90—Decreasing pollution or environmental impact

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу ингибирования биологического подкисления воды, которая находится в контакте с материалами, содержащими серу в восстановленной форме или элементарную серу, способную окисляться под действием Thiobacilli, включающему введение указанных материалов в контакт с растворимыми неорганическими солями, концентрации которых находятся в диапазоне от 0,4-нормальной концентрации до насыщения.

Description

Настоящее изобретение относится к способу ингибирования биологического подкисления воды, которая вступает в контакт с материалами, содержащими серу.
Более конкретно, изобретение относится к способу ингибирования биологического подкисления воды, которая вступает в контакт с материалами, содержащими серу в восстановленной форме или элементарную серу, способную окисляться под действием ТЫоЬасйй.
Сера не является токсичным материалом, однако при перемещении или складировании больших ее количеств сера может создавать значительный экологический риск.
Поскольку в настоящее время на мировом рынке элементарной серы наблюдается депрессия, можно ожидать, например, что значительная часть серы, извлекаемой при десульфации ископаемых топлив, будет складирована на довольно длительный промежуток времени. Эта сера является обязательным продуктом, и в ближайшем будущем ее количество будет возрастать по мере возрастания производства энергии; в самом деле, по прогнозам, избыток серы в 2010 составит 5-7 млн тонн в год, хотя эта цифра может оказаться и намного больше.
По указанным выше причинам, отрасли промышленности, которые занимаются утилизацией элементарной серы, должны правильно обращаться с проблемными залежами материала в течение более или менее длительных периодов времени, чтобы не подвергать опасности окружающую среду; указанное может стать ключевой проблемой для всей серо-обрабатывающей промышленности и для нефтяных компаний, разрабатывающих запасы углеводородов, содержащих высокие концентрации серы.
С другой стороны, отсутствие приемлемых с точки зрения безопасности окружающей среды решений может сделать небезопасным добычу нефти из кислых месторождений.
Хотя практика складирования даже больших количеств серы широко распространена (в течение многих десятилетий в Канаде были обработаны миллионы тонн залежей серы), проблемам окружающей среды, вызванным этими залежами, лишь недавно начали уделять внимание.
При рассмотрении этой проблемы нужно также принять во внимание текущее снижение рыночной стоимости этого элемента, что дополнительно снижает прибыль, часть которой может быть направлена на правильное, с точки зрения безопасности окружающей среды, решение проблемы утилизации серы.
Самый большой экологический риск, создаваемый залежами серы - это образование чрезвычайно кислых фильтрационных вод (асШс ретсо1а1ек), возникающих при контакте дождевой воды с поверхностью серы.
Кислые фильтрационные воды могут загрязнять почвы и грунтовые воды, а также могут повышать растворимость тяжелых металлов, присутствующих в почве, перенося их в грунтовые воды.
Подкисление воды, контактирующей с элементарной серой, является результатом окисления указанного элемента под действием микроорганизма ТЫоЬасбЫк, допускающего следующую реакцию: δ8 + 12О2 + 8Н2О--8Н28О4
Микроорганизм поглощает необходимый ему углерод из атмосферы в виде СО2 (он является автотрофным) и, кроме того, для выживания ему нужны лишь очень небольшие количества других элементов (Ν, Р, питательные микроэлементы), почти всегда присутствующих во всех неограниченных средах.
Микроорганизм ТЫоЬасбЫк вездесущ и играет фундаментальную роль в природном биологическом цикле серы. Кроме всего прочего, повсеместность ТЫоЬасШик позволяет использовать элементарную серу для удовлетворения потребности сельскохозяйственных культур в сере.
В течение многих лет ТЫоЬасйй являлись объектом тщательного исследования, при этом они проявили способность выживать в кислых средах или в присутствии высоких концентраций неорганических солей.
Что касается ингибирования производимого ТЫоЬасйй подкисления воды, проведенные ранее исследования в основном были нацелены на снижение риска возникновения коррозии металлических конструкций при контакте с серой.
Такие исследования привели к идентификации продуктов бактериостатического действия, таких как лаурилсульфат натрия, который, как было доказано, эффективно снижает коррозию металлических контейнеров, применяемых для транспортировки или хранения серы (С1агк Ρ.Ό., Нупе 1. В., Ьа1кЫеу Е.Ь, аиб ВгуаШ Κ.Ό., Некий о£ 8Ыр Тпак ίη 1Не Ике о£ 8Ь8 £от 1пЫЬйюп о£ Лаб Вш1б-ир ίη Е1ешеШа1 8и1£иг, Ргос. 8и1£иг '98, ΒγιΙικΗ 8и1рйиг РиЬйкЫпд, ЫоуетЬет 1-4, 1998, Тископ Лпхопа. радек 29-43).
Однако, применение бактериостатических продуктов для решения проблемы подкисления в неограниченных средах, как в случае кислых фильтрационных вод, получаемых благодаря залежам серы, не может быть предложено.
В самом деле, для осуществления ингибирования в течение длительного периода времени, необходимо нерднократное введение биоцидов, что приводит к значительному увеличению стоимости, а также возрастанию экологического риска, если могут потребоваться большие количества биоцида.
За исключением небольших залежей элементарной серы в закрытых средах, единственное промышленное решение проблемы, широко применяемое в настоящее время в случае хранения элементарной серы, заключается в формировании крупных глыб этого материала на площадках на открытом воздухе (С1агк Р. Ό., 8и1£иг 81огаде апб и(1Нха11ои £от Ро\\ег Сепетабоп Л8НЬ Неу1е^., 8и1£иг, ОсЮЬег 2001 №. 276, радек 39-42).
- 1 006453
Дождевую воду, попадающую в контакт с глыбами серы, собирают и направляют на обрабатывающие установки до того, как она попадает в поверхностные водохозяйственные объекты.
Однако это решение достаточно дорогостоящее, поскольку оно требует сбора и полной обработки воды из ручьев и инфильтрационной воды, но, в любом случае, представляет значительный экологический риск.
В соответствии с недавно опубликованной приблизительной оценкой затрат (С1агк Р. И.: 8и1Пиг 81отаде апб υΐίΐίζαΐίοη Гог Ро\усг Сепегабоп Л8КЬ Рсуюху.. 8и1Гиг, ОсЮЬсг 2001 №. 276, радек 39-42) стоимость обработки воды из ручьев, вытекающих из залежей серы, находящихся в Канадской провинции Альберта, может достигать 3$ на тонну серы в год.
В случае залежей, содержащих миллионы тонн серы, эксплуатационные расходы могут достигать значений порядка миллионов долларов в год.
Из литературы известно, что некоторые виды ТЫоЬааШ, за исключением галофильных штаммов, чувствительны к присутствию в культуральной среде минеральных солей. (8ιιζι.ι1<ί I., Ьее И: Макау В. ЕПсс1 оГ уапоик юпк, рН апб октобс ртекките оп ох1ба1юп оГ е1етеп1а1 ки1Пиг Ьу ТЫоЬасйик 1Ыоох1бапк, Аррйеб апб Епу1гоптеп1а1 МюгоЬю1о§у, Иоу. 1999, радек 5163-5168; НатаЬис Ь., ^^ζата Н., апб 8ιιζι.ι1<ί I., 8е1ес11уе ибпЬШоп оГ 1йе ох1ба1юп оГ Геттоик юп ог ки1Гиг ш ТЫоЬасйик Гетгоох1бапк, АррЬеб апб Епуиоптеп!а1 МютоЬю1оду, Маг. 2000, радек 1031-1037).
В настоящее время найден простой и экономичный способ, основанный на использовании растворов неорганических солей, этот способ замедляет подкисление воды, производимое ТЫоЬааШ, если указанная вода приходит в соприкосновение с материалами, содержащими серу в восстановленной форме, или с элементарной серой.
Способ, как доказано, является эффективным вне зависимости от вида ТЫоЬааШ, возможно присутствующих на поверхности серы.
В соответствии с этим, цель настоящего изобретения относится к способу ингибирования биологического подкисления воды, которая вступает в контакт с материалами, содержащими серу в восстановленной форме или элементарную серу, способную окисляться под действием ТЫоЬааШ, включающему введение указанных материалов в контакт с растворимыми неорганическими солями, концентрации которых находятся в диапазоне от 0,4-нормальной концентрации до насыщения.
Неорганические соли в концентрациях по настоящему изобретению оказывают бактериостатическое действие на ТЫоЬааШ, предотвращая, таким образом, понижение рН среды, значение которого остается близким к нейтральному.
Возможность ингибирования подкисления воды, находящейся в контакте с материалами, содержащими серу, при помощи бактериостатического действия солевого раствора подходящей концентрации до сих пор не была описана в литературе.
Однако если концентрацию солевого раствора при помощи разведения снизить до значений, лежащих ниже концентраций, необходимых для ингибирования, процесс подкисления обычно восстанавливается. Таким образом, для получения желаемого эффекта, концентрацию раствора, находящегося в контакте с ТЫоЬасШц необходимо поддерживать на установленном уровне.
Способ в соответствии с изобретением может быть с успехом применен не только при обработке залежей серы, но также и при обработке всех серосодержащих материалов, таких как, например, некоторые минералы или сульфиды металлов.
Действуя в соответствии со способом настоящего изобретения можно обрабатывать залежи элементарной серы в течение длительного времени экологически безопасным способом и со значительно меньшими затратами по сравнению со стоимостью применяющихся в настоящее время способов.
Для получения необходимого эффекта при ингибировании подкисления можно применять неорганические соли, безопасные с экологической точки зрения, такие как хлориды, сульфаты, нитраты моноили двухвалентных катионов, в интервале концентраций от 0,4-нормальной концентрации до насыщения.
Предпочтительно используют ИаС1 в интервале концентраций от 0,5 экв./л до насыщения.
Для поддержания эффективной концентрации соли на поверхности серы при обработке залежей серы могут быть применены различные способы.
Например, если можно предсказать затопление серы водой, как в случае залежей серы, расположенных ниже уровня грунтовых вод или в водонепроницаемых отстойниках, эффект ингибирования можно легко достигнуть введением и последующим поддержанием необходимой концентрации соли в затопляющей воде.
В случае незатопляемых систем хранения, с другой стороны, необходимо предотвратить смывание соли с поверхности серы, защищая ее соответствующим покрытием.
Это может быть осуществлено при помощи водонепроницаемого материала, достаточно эффективного для предотвращения смывания соли, но недостатком этого способа является его высокая стоимость, обусловленная большой протяженностью залежей серы, а также известный риск, связанный с возможным накоплением между покрытием и поверхностью серы в течение некоторого времени чрезвычайно опасных токсичных газов.
С другой стороны, для предотвращения эрозии может быть изготовлено не слишком дорогостоящее
- 2 006453 покрытие из инертных гранулированных материалов подходящей толщины, возможно содержащих небольшие количества гидравлических связующих веществ. Это покрытие проницаемо для газов и эффективно предотвращает смывание солей.
Было доказано, что для этой цели подходят следующие материалы: песок, брекчия, пуццолан, а в качестве связующих материалов - известь или цемент. В ином случае могут быть использованы почва или материалы, полученные при выемке грунта.
После насыщения слоя покрытия дождевой водой, непроницаемость поверхности серы предотвращает формирование вертикального потока, который смывал бы соль, в то время как горизонтальный ток воды, который достигает поверхности серы, можно легко заблокировать стенками защитной оболочки с высотой, равной или менее толщины покрытия.
В зависимости от количества дождевых осадков, ожидаемых на месте, предназначенном для хранения серы, толщину покрытия выбирают так, чтобы минимизировать диффузию соли по направлению к поверхности покрывающего слоя.
В случае понижения концентрации соли до значений, лежащих ниже необходимого уровня, концентрацию восстанавливают, подходящим способом добавляя концентрированные солевые растворы.
Для нанесения соли на поверхность серы могут быть применены разнообразные системы, способные гарантировать полное ингибирование подкисления воды.
Простейшая система заключается в нанесении неорганической соли в порошкообразной форме на поверхность серы перед нанесением покрытия, в противном случае, иногда бывает удобнее распылять концентрированный раствор соли на поверхность серы.
Другая эффективная система нанесения, хотя и представляющаяся несколько более сложной, заключается во внедрении соли в массу серы при помощи мелкодисперсного распределения соли в жидкой сере при концентрациях соли, лежащих в диапазоне от 5 до 20 мас.%, и распределении этой суспензии по поверхности массы серы, предназначенной для хранения.
В этом случае соль становится частью структуры и защищает серу от подкисления, являясь, в свою очередь, частично защищенной от вымывания.
Другая система нанесения заключается во введении серы ниже уровня грунтовых вод, если последние являются достаточно солеными.
Такая ситуация достаточно часто встречается во многих странах мира, в том случае, если минерализованные грунтовые воды находятся очень близко к поверхности почвы.
В этих случаях, хранение серы ниже уровня грунтовых вод не только ингибирует подкисление, но и позволяет спрятать залежи.
Примеры
Рабочая процедура испытаний по подкислению воды, контактирующей с элементарной серой
В литературе бактериальные организмы типа ТЫоЬаеШик описаны как организмы, в основном, ответственные за окисление элементарной серы до серной кислоты в природном окружении, и, следовательно, за подкисление воды, контактирующей с элементарной серой.
Таким образом, для выполнения экспериментальных испытаний, нацеленных на защиту от ацидогенезиса и его ослабление, применяли штаммы микробов, относящихся к вышеуказанным видам.
Испытания проводили, используя штаммы микробов, закупленные в общедоступных коллекциях, и при помощи бактериальных изолятов, отобранных из материалов, выделенных из залежей серы, а также из вулканически активных зон, в которых, как известно, имеется сера и выбросы сульфидов.
Пример 1. Приготовление исходных культур ТЫоЬаеШ1
а) Культивирование штаммов, закупленных в общедоступных коллекциях
Штаммы ТЫоЬаеШик 1Ыоох1бап8 Ό8Μ 504, Т. 1Ыорагик Ό8Μ 505, Т. 1егюох1баик Ό8Μ 583, закупленные в лиофилизованной форме, были реактивированы в среде и в условиях, указанных поставщиком коллекции Ό8ΜΖ.
Для посева жидких культур каждого штамма в специфической среде (25 мл в 100-мл колбах) использовали взрослые клетки.
Для приготовления культуры инокулята, состоящего из коллекции микроорганизмов, в 100миллилитровые широкогорлые колбы были помещены 25-миллилитровые аликвоты солевой среды ТМ, имеющей следующий состав: К2НРО4 (3,5 г/л), (ΝΗ4)28Ο4 (0,3 г/л), Μ^δΟ4 · 7Н2О (0,5 г/л), Ре8О4 · 7Н2О (0,018 г/л), СаС12 (0,25 г/л) (81агкеу 1935, ХУаккшап аиб 1ойе, 1922). Фосфаты стерилизовали отдельно, а затем соединяли с другими компонентами среды (стерилизовали паром в автоклаве в течение 20 мин при 121°С).
Среду ТМ доводили до рН 6 раствором 0,1Ν НС1, и прибавляли 0,1 г (0,4%) элементарной серы (порошок серы 98% - ϋΝΊ просеянный: 0,05).
Культуральную среду инокулировали 0,5 мл смешанной бактериальной суспензии, содержащей 108 клеток/мл, полученной из смеси предварительно приготовленных чистых культур ТЫоЬаеШик 1Ыоох1баик, Т. Шюрагик, Т. £еггоох1бап8.
Культуры инкубировали при мягком орбитальном перемешивании (1 00 об/мин) в течение 25 дней. По окончании этого периода культуральные жидкости профильтровали через обычную фильтровальную
- 3 006453 бумагу для удаления избытка серы, чтобы хранить в виде 2-миллилитровых аликвот в полипропиленовых флаконах в холодильнике при -70°С.
Ь) Культивирование сероокисляющих штаммов дикого типа, отобранных в лаборатории мл ТМ среды (доведенной до рН 6 раствором 0,1Ν НС1 и стерилизованной паром в автоклаве в течение 20 мин при 121°С) помещали в 100-миллилитровые колбы. К ТМ культуральной среде прибавляли 0,1 г (0,4%) элементарной серы (порошок серы 98% - ϋΝΙ просеянный: 0,05). К среде в качестве источника микроорганизмов прибавили 2 г небольших фрагментов серы, отобранных из залежи серы в Канаде, которая в течение многих лет подвергалась воздействию окружающей среды, и, следовательно, наверняка содержала сероокисляющие бактерии. Культуры инкубировали при мягком орбитальном перемешивании (100 об./мин) в течение 25 дней. В процессе инкубации культуры ежедневно контролировали, проводя непрямую количественную оценку развития клеток путем регистрации значений оптической плотности (при 600 нм) и измеряя понижение значения рН.
По окончании этого периода полученные культуральные жидкости, имеющие плотность клеток более 107 клеток/мл и понижение рН среды до 1,5, отфильтровали через обычную фильтровальную бумагу для удаления частиц избытка серы, чтобы хранить в качестве стандартизованного инокулята в виде 2миллилитровых аликвот в полипропиленовых флаконах в холодильнике при -70°С.
Сравнивали кривые роста и подкисляющую способность двух микробных сообществ: сообщества, полученного из коллекционных штаммов, и сообщества, приготовленного из образцов серы, отобранных из реальных залежей. Сравнение показало, что кинетика роста и показатели подкисления в этих случаях являются практически одинаковыми. Для всего последующего эксперимента было решено использовать исходную культуру, состоящую из штаммов дикого типа, отобранных из естественного окружения. Далее эту культуру будем называть «сообщество» (сопкойшт).
Пример 2. Верификация колонизации поверхностей элементарной серы микробами
Подготовка испытаний по колонизации
200 мл культуральной среды ТйюЬааШ в среде ТМ при рН 6 и 2 таблетки серы (приблизительно 13 г каждая; приготовлены при помощи застывания жидкой серы в алюминиевых формах) были помещены в контейнеры из боросиликатного стекла (открытые мензурки, диаметр = 1 4 см, Н = 7 см). Контейнеры инкубировали в течение 25 дней при комнатной температуре, причем контейнеры были прикрыты промокательной бумагой для того, чтобы не препятствовать поступлению воздуха, но не допускать загрязнения опытных образцов.
Такая процедура позволила достигнуть эффективной колонизации открытых поверхностей образцов серы микроорганизмами ТЫоЬааШ.
Подкисление раствора, контактирующего с серой, возникающее из-за окисления, определяли, регистрируя рН жидкостной среды.
Колонизацию поверхности серы опытных образцов бактериальными клетками наблюдали при помощи сканирующего электронного микроскопа (СЭМ).
Пример 3. Ингибирующее воздействие Ναί,Ί на подкисление воды, контактирующей с порошком серы, инкулированной культурой ТйюЬашШ мл ТМ в деминерализованной воде, при рН 6, инокулированных 0,4% (об./об.) бактериальной суспензии (сообщества), с добавлением 0,1 г порошка серы, были помещены в 100-миллилитровые колбы. К среде было добавлено 33 г/л Ναί,Ί для оценки ингибирующего воздействия соли на рост ТйюЬашШ и подкисление раствора. Параллельно инкубировали контрольные культуры без №С1.
Культуральные жидкости контролировали по рН и значениям поглощения. Полученные результаты указаны в табл. 1 .
Таблица 1
Время (дни) рН Оптическая плотность
+ЫаС1 -МаС1 +N301 -ЫаС1
0 6,0 6,0 0,021 0,021
1 6,0 6,0 0,038 0,025
3 _ 6,0 6.0 0,041 0,024
5 5,8 3,5 0,080 0,028
9 5,8 2,2 0,190 0,021
12 5,8 2,0 0,280 0,021
14 5,8 2,0 0,377 0,021
16 5,8 2,0 0,430 0,014
19 5,8 2,0 0,551 0,012
21 5,8 2,0 0,672 0,010
24 5,8 2,0 0,711 0,010
26 5,8 2,0 0,716 0,014
- 4 006453
Результаты в таблице показывают ингибирование подкисления воды, контактирующей с элементарной серой, в результате присутствия №1С1 в окружении, колонизированном биомассой многочисленных клеток ТЫоЬасШц специально введенных в систему.
Пример 4. Ингибирующее воздействие ИаС1 на подкисление воды, контактирующей с порошком серы
Для имитации условий роста бактерий в естественном окружении были проведены те же самые испытания, что и в примере 1, но без инокуляции микроорганизмов ТЬюЬаеШТ
Солевую среду ТМ сравнивали со средой, состоящей из дождевой воды, стерилизованной при низкой температуре при помощи фильтрования через мембрану, изготовленную из нитрата целлюлозы (пористость 0,2 мкм).
Целью эксперимента являлась проверка ингибирующего воздействия ИаС1 на подкисление контактирующей с серой воды, вызываемое штаммами типа ТЬюЬаеПН, присутствующими в природном окружении, причем вода может быть как обогащенной, так и обедненной питательными веществами.
Значения рН, полученные для воды, указаны в табл. 2.
Таблица 2
Время (дни) РН
Среда ТМ Среда ТМ + ЫаС1 Дождевая вода Дождевая вода + ЫаС1
0 6,0 6,0 6,0 6,0
2 6,0 6,0 6,0 6,0
4 6,0 6,0 6,0 6,0
7 4,0 6,0 5,0 6,0
9 3,0 6,0 3,5 6.0
11 2,5 6,0 3,0 6,0
14 2,5 6,0 2,5 6,0
21 1,8 5,8 1,8 5,8
23 1,8 5,8 1.8 5,8
Данные табл. 2 показывают, что подкисление воды, контактирующей с серой, происходит в течение непродолжительного времени также и в системах, не инокулированных искусственным способом, но подвергающихся воздействию окружающей среды.
Подкисление воды также наблюдали и в системах, обедненных питательными веществами. В обоих случаях результаты подтверждают ингибирующее воздействие ИаС1.
Пример 5. Замедляющее действие ИаС1 на подкисление воды, контактирующей с твердой серой
При помощи опытных образцов твердой серы (дисковидные таблетки, каждая массой приблизительно 13 г) были приготовлены следующие опытные системы.
Система А: содержащая два не колонизированных микробными клетками опытных образца, помещенные на дно контейнера, и полностью погруженные в дождевую воду (стерилизованную при низкой температуре при помощи микрофильтрации);
Система А1: содержащая два не колонизированных опытных образца, лишь смоченные при помощи пульверизатора дождевой водой, стерилизованной при помощи микрофильтрации.
Система В: содержащая два колонизированных микробными клетками опытных образца (предварительно погруженных в суспензию 108 клеток/мл ТйюЬашШ и оставленных сушиться на воздухе), помещенные на дно контейнера, и полностью погруженные в дождевую воду, стерилизованную при помощи микрофильтрации.
Система В1: содержащая два колонизированных опытных образца, как и предыдущая система, но лишь смоченные дождевой водой, стерилизованной при помощи микрофильтрации.
Система С: содержащая два колонизированных опытных образца, полностью погруженные в дождевую воду, стерилизованную при помощи микрофильтрации, в которой растворили 33 г/л ИаС1.
Система С1: содержащая два колонизированных опытных образца, лишь смоченные дождевой водой, стерилизованной при помощи микрофильтрации и содержащей 33 г/л ИаС1.
Изменения рН, отмеченные за 48 дней наблюдения, указаны в табл. 4.
- 5 006453
Таблица 4
Время (дни) Значения рН систем
А А1 В В1 С С1
0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0
3 6,0 3,5 3,5 3,5 6,0 5,8
5 6,0 3,5 .3,5 2,5 6,0 5.8
7 6,0 3,5 3,5 2,5 5,8 5,8
10 6,0 3,0 3,0 2,5 5,8 5,8
12 6,0 3,0 3,0 2,5 5,8 5,8
15 5,8 3,0 3,0 2,5 5,8 5,8
21 5,8 3,0 2,5 2,5 5,8 5,8
29 5,8 2,5 2,5 2,5 5,8 5,8
32 5,8 2,5 2,5 2,0 5,8 5,8
35 5,8 2,5 2,0 2, 5,8 5,8
38 5,8 2,0 1,8 1,8 5,8 5,8
42 - 5,8 2,0 1,6 1,6 5,8 5,8
46 5,8 2,0 1,5 1,5 5,8 5,8
48 5,8 2,0 1,3 1,3 5.8 5,8
Данные табл. 4 указывают на ингибирующее воздействие присутствия №1С1 на подкисление воды, контактирующей с поверхностями твердой серы. Действие очевидно, как в системах полностью погруженных в воду, так и в системах с лишь смоченной поверхностью.
Пример 6. Сравнение зингибирующего воздействия ИаС1 и бактерицида лаурилсульфата натрия (ЛСН) на подкисление воды, контактирующей с элементарной серой
Целью эксперимента являлось сравнение действия ЛСН, известного бактерицида против ТЫоЬасШ1, и хлорида натрия на одно и то же сообщество микробов.
Серию из шести 100-миллилитровых колб, содержащих по 50 мл среды ТМ (с 0,4 г хлопьев серы), инокулировали 1 мл смешанной культуры, содержащей 108 клеток/мл.
Испытания включали
А - 2 контрольных колбы, содержащие ТМ и серу, без ИаС1;
В - 2 колбы, содержащие ТМ, серу и 33 г/л ИаС1;
С - 2 колбы, содержащие ТМ, серу и 20 мг/л ЛСН (концентрация, описанная в литературе, как бактериостатическая).
Значения рН и роста бактерий измеряли в течение 34 дней, регистрируя увеличение поглощения. Результаты сведены в табл. 5.
Таблица 5
Время (дни) Оптическая плотность рН
А В С А В С
0 0,014 0,014 0,014 6,0 6,0 6,0
3 0,028 0,015 0.013 3,5 6,0 4.5
5 0,069 0,017 0,042 2,5 6,0 4,5
8 0,176 0,023 0,073 2,0 5,8 4,0
11 0,320 0,028 0,067 2,0 5,8 4,0
16 0,512 0,025 0.098 1.8 5,8 3,8
21 0,593 0,026 0,080 1.8 5,8 3,8
23 0,613 0,022 0,035 1,5 5,8 3,8
28 0,631 0,022 0,033 1,5 5,8 3,2
31 0,652 0,026 0,020 1,5 5,8 3,2
Данные табл. 5 показывают, что оба вещества способны замедлять подкисление воды, контактирующей с элементарной серой. Большая эффективность действия №1С1 по сравнению с действием ЛСН, возможно, объясняется большей примененной концентрацией.
Пример 7. Ингибирующее воздействие различных солей на подкисление воды, контактирующей с элементарной серой
Целью настоящей проверки являлось определение воздействия, обусловленного присутствием дру
- 6 006453 гих солей в различных концентрациях, в том же самом сообществе.
Серию из двенадцати 100-миллилитровых колб, содержащих по 50 мл среды ТМ (с 0,4 г порошка серы), инокулировали 1 мл смешанной культуры, содержащей 108 клеток/мл.
Испытания включал:
контрольных колбы, содержащие ТМ и серу, с ИаС1 (0,16 М, 0,33 М, 0,56 М);
колбы, содержащие ТМ, серу и Ν;·ι28Ο4 (0,12 М, 0,24 М, 0,56 М);
колбы, содержащие ТМ, серу и КС1 (0,13 М, 0,26 М, 0,56 М);
колбы, содержащие ТМ, серу и ΚΝΟ3 (0,09 М, 0,19 М, 0,56 М).
Полученные результаты сведены в табл. 6.
Таблица 6
Время (дни) РН
№С1 (М) ИагЗОд (М) КС1 (М) ΚΝΟ3 (М)
0,16 0,33 0,56 0,12 0,24 0,56 0,13 0,26 0,56 0,09 0,19 0,56
0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0
2 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0
6 3,5 5,5 6,0 3,5 4,5 6,0 4,5 5,5 6,0 3.8 4,8 6,0
9 2,8 5,0 6,0 2,8 4,0 6,0 4,0 5,5 6,0 3,0 4,0 6,0
12 2,8 3,0 6,0 2,8 3,5 6.0 3.5 5,5 6,0 3,0 4,0 6,0
15 2,5 3,0 6,0 2,8 3,0 5,9 3,0 5,5 6,0 3,0 4,0 6,0
18 2,5 3,0 6,0 2,5 2,8 5,9 3,0 5,2 6,0 3,0 4,0 6,0
20 2,5 2,5 6,0 1,8 2,0 5,9 3,0 5,2 6,0 3,0 4,0 6,0
24 2,0 2,5 6,0 1,8 2,0 5,9 2,5 5,0 6,0 3,0 4,0 6,0
28 1,7 1,9 6,0 1,6 1,7 5,9 2,5 5,0 6,0 3,0 4,0 6,0
30 1,6 1,7 6,0 1,6 1,5 5,9 2,4 5,0 6,0 3,0 3,3 6,0
40 1,3 1,4 5,8 1,4 1,5 5,8 1,5 4.9 5,8 3,0 3,2 5,8
Эксперимент показывает, что ингибирующее воздействие на подкисление воды, контактирующей с элементарной серой, может быть вызвано не только №С1, но и другими солями, такими как нитраты или сульфаты, взятые в подходящих концентрациях.
Пример 8. Ингибирование подкисления воды, контактирующей с погруженной в нее серой
Две глыбы элементарной серы с площадью верхней поверхности приблизительно 2500 см2 (8,5 кг серы) поместили в два контейнера. Верхнюю поверхность каждой глыбы серы смочили 250 мл бактериальной суспензии ТЬюЬасПН, содержащей 108 бактерий на миллилитр. Две глыбы затем затопили дождевой водой. В один из контейнеров добавляли хлорид натрия до тех пор, пока не была достигнута концентрация 30 г/л.
Контейнеры подвергались действию наружной окружающей среды в течение трех месяцев, при этом постоянно пополняли воду, которая могла быть утеряна вследствие испарения. По окончании указанного времени измеряли рН растворов в двух контейнерах.
В следующей таблице указаны значения рН, полученные при двух типах обработки. Эффективность обработки неорганической солью для ингибирования подкисления воды, контактирующей с серой, очевидна. Полученные изменения рН воды показаны в табл. 7.
Таблица 7
Время (дни) РН
-№С1 + №С1
0 6,0 6,0
10 3,0 5,9
20 1,8 5,8
30 1,8 5,8
40 1.8 5,8
90 1.8 5,8
Пример 9. Ингибирование подкисления воды, контактирующей с поверхностью серы, обработанной неорганической солью и защищенной слоем песка
Две глыбы элементарной серы с площадью верхней поверхности приблизительно 2500 см2 (8,5 кг серы) поместили в два контейнера. Верхнюю поверхность каждой глыбы серы смочили 250 мл бактериальной суспензии ТЬюЬасПН, содержащей 108 бактерий на миллилитр. Поверхность одной из глыб затем обработали хлоридом натрия, равномерно распределив по ней приблизительно 150 г порошкообразной
- 7 006453 соли. Две глыбы затем покрыли 2-сантиметровым слоем песка и смачивали через определенные промежутки времени дождевой водой до тех пор, пока слой песка не достиг насыщения, и избыток воды не начал стекать с песка после насыщения. Дождевую воду добавляли каждый месяц в количестве, эквивалентном выпадению 100 мм осадков.
Контейнеры подвергались действию наружной окружающей среды в течение трех месяцев. По окончании указанного времени измеряли рН воды, контактирующей с серой, в двух контейнерах.
В табл. 8 указаны значения рН, полученные при двух типах обработки. Эффективность обработки неорганической солью для ингибирования подкисления воды, контактирующей с серой, очевидна.
Таблица 8
Время (дни) рН
-№С1 + ЫаС1
0 6,0 6,0
10 3,0 5,8
20 1,8 5,7
. зо 1,8 5,7
40 1,8 5,7
90 1.8 5,7
Пример 10. Ингибирование подкисления воды, контактирующей с поверхностью серы, обработанной неорганической солью, внедренной в поверхностный слой серы
Две глыбы элементарной серы с площадью верхней поверхности приблизительно 2500 см2 (8,5 кг серы) поместили в два контейнера. Поверхность одной из глыб затем покрыли тонким слоем (3 мм) жидкой серы, содержащей хлорид натрия (10%). Верхнюю поверхность каждой глыбы серы смочили 250 мл бактериальной суспензии ТйюЬасШц содержащей 108 бактерий на миллилитр. Две глыбы затем покрыли 2-сантиметровым слоем песка и смачивали через определенные промежутки времени дождевой водой до тех пор, пока слой песка не достиг насыщения, и избыток воды не начал стекать с песка после насыщения. Дождевую воду добавляли каждый месяц в количестве, эквивалентном выпадению 1 00 мм осадков.
Контейнеры подвергались действию наружной окружающей среды в течение трех месяцев. По окончании указанного времени измеряли рН воды, контактирующей с серой, в двух контейнерах.
В табл. 9 указаны значения рН, полученные при двух типах обработки. Эффективность обработки неорганической солью для ингибирования подкисления воды, контактирующей с серой, очевидна.
Таблица 9
Время (дни) рН
-ЫаС1 + №С1
0 6,4 6,5
10 3,0 6,5
20 1,8 6,5
. 30 1,8 6,5 .
90 1,8 6,5

Claims (10)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ ингибирования биологического подкисления воды, которая вступает в контакт с материалами, содержащими серу в восстановленной форме или элементарную серу, способную окисляться под действием ТЫоЬасйй, включающий введение указанных материалов в контакт с растворимыми неорганическими солями, концентрации которых находятся в диапазоне от 0,4-нормальной концентрации до насыщения.
  2. 2. Способ по п.1, в котором неорганические соли выбирают из хлоридов, сульфатов, нитратов моноили двухвалентных катионов.
  3. 3. Способ по п.2, в котором неорганической солью является ЫаС1 в интервале концентраций от 0,5 N до насыщения.
  4. 4. Способ по п.1, в котором элементарную серу погружают в раствор неорганических солей.
  5. 5. Способ по п.1, в котором по элементарной сере распределяют неорганические соли, а затем защищают ее покрытием.
  6. 6. Способ по п.5, в котором покрытие состоит из гранулированных материалов, возможно содержащих небольшие количества гидравлических связующих веществ.
  7. 7. Способ по п.6, в котором гранулированные материалы выбирают из песка, брекчии, пуццолана, почвы и материалов, полученных при выемке грунта, а связующие материалы выбирают из извести или
    - 8 006453 цемента.
  8. 8. Способ по п.5, в котором исходную концентрацию соли поддерживают при помощи добавления концентрированных солевых растворов.
  9. 9. Способ по п.1, в котором по элементарной сере распределяют суспензию неорганической соли, внедренной в массу жидкой серы, при концентрациях соли в интервале от 5 до 20 мас.%.
  10. 10. Способ по п.1, в котором серу помещают ниже уровня грунтовых вод.
EA200400492A 2003-04-30 2004-04-29 Способ ингибирования биологического подкисления воды, находящейся в контакте с материалами, содержащими серу EA006453B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000882A ITMI20030882A1 (it) 2003-04-30 2003-04-30 Metodo per inibire l'acidificazione biologica di acque in contatto con materiali contenenti zolfo

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200400492A1 EA200400492A1 (ru) 2004-12-30
EA006453B1 true EA006453B1 (ru) 2005-12-29

Family

ID=32448936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200400492A EA006453B1 (ru) 2003-04-30 2004-04-29 Способ ингибирования биологического подкисления воды, находящейся в контакте с материалами, содержащими серу

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7585460B2 (ru)
EA (1) EA006453B1 (ru)
EG (1) EG25661A (ru)
GB (1) GB2401360B (ru)
IT (1) ITMI20030882A1 (ru)
NO (1) NO330222B1 (ru)
SA (1) SA04250210B1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4938771B2 (ja) * 2005-06-20 2012-05-23 ゼノポート，インコーポレーテッド トラネキサム酸のカルバミン酸アシルオキシアルキルプロドラッグ、合成法、および使用
US20110060040A1 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Xenoport, Inc. Uses of acyloxyalkyl carbamate prodrugs of tranexamic acid
EP2694615A4 (en) * 2011-04-01 2014-08-06 Solazyme Inc OIL FIELD CHEMICALS BASED ON BIOMASS
SG11201707876YA (en) 2015-03-24 2017-10-30 Terravia Holdings Inc Microalgal compositions and uses thereof
CN114031448A (zh) * 2021-11-29 2022-02-11 天津市汉邦植物保护剂有限责任公司 一种促进生根发芽的克菌丹水悬浮剂及其制备工艺

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2246666A (en) * 1939-12-27 1941-06-24 Du Pont Process for storing sulphur
US3443882A (en) * 1966-03-14 1969-05-13 Dow Chemical Co Treatment of earth surface and subsurface for prevention of acidic drainage from the soil
US3388058A (en) * 1966-08-03 1968-06-11 Nalco Chemical Co Treatment of acid mine water waste
GB1410188A (en) * 1970-03-27 1975-10-15 Wallace R A P Method of and apparatus for removing concentrated solutions of ionisalbe compounds from aqueous solutions thereof
FR2192126B1 (ru) * 1972-07-07 1975-03-07 Rhone Progil
US4314966A (en) * 1979-11-15 1982-02-09 Robert Kleinmann Method of control of acid drainage from exposed pyritic materials
JPS59202287A (ja) * 1983-04-30 1984-11-16 Lion Corp 土壌処理方法
US5041275A (en) * 1990-04-20 1991-08-20 Union Oil Company Of California Reduced acid buildup in moist sulfur during storage
US5171454A (en) * 1991-08-19 1992-12-15 Betz Laboratories, Inc. Methods for inhibiting the production of acid in acid mine waters
DE4344926C1 (de) * 1993-12-30 1995-05-18 Thomas Willuweit Zusammensetzung zur Aufbereitung von Wasser und Sanierung von Böden und deren Verwendung
FR2728143A1 (fr) * 1994-12-16 1996-06-21 Sodifra Composition aqueuse a base de h2o2, acides et ag, procede de preparation et utilisation dans le domaine de la desinfection et/ou de l'hygiene
US5550141A (en) * 1995-08-31 1996-08-27 Natural Resources - Canada Method for inhibiting the formation of acid mine drainage
US6651383B2 (en) * 1998-07-06 2003-11-25 Gerald J. Grott Methods of utilizing waste waters produced by water purification processing
US6582025B2 (en) * 2001-08-03 2003-06-24 Crescent Technology, Inc. Sulfur storage method

Also Published As

Publication number Publication date
GB2401360B (en) 2005-09-14
ITMI20030882A1 (it) 2004-11-01
NO20041663L (no) 2004-11-01
EA200400492A1 (ru) 2004-12-30
US7585460B2 (en) 2009-09-08
NO330222B1 (no) 2011-03-07
GB2401360A (en) 2004-11-10
GB0409363D0 (en) 2004-06-02
SA04250210B1 (ar) 2008-05-19
US20050002825A1 (en) 2005-01-06
EG25661A (en) 2012-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ighalo et al. A review of treatment technologies for the mitigation of the toxic environmental effects of acid mine drainage (AMD)
Gutiérrez-Padilla et al. Biogenic sulfuric acid attack on different types of commercially produced concrete sewer pipes
Ranalli et al. Bioremediation of cultural heritage: removal of sulphates, nitrates and organic substances
JP2935619B2 (ja) 底質・水質改善方法及び該方法に使用する改善剤セット
US6569342B1 (en) Process for treating waters, soils, sediments and/or silts
Haynes et al. Retention of heavy metals by dredged sediments and their management following land application
US20230050281A1 (en) Method for treating waters, sediments and/or sludges
EA006453B1 (ru) Способ ингибирования биологического подкисления воды, находящейся в контакте с материалами, содержащими серу
Kubenkulov et al. Reclamation efficiency of elemental sulfur on the soda saline soil
Maeda et al. Nickel inhibition of the growth of a sulfur-oxidizing bacterium isolated from corroded concrete
JP6079986B2 (ja) ヘドロを分解して砂地化する方法
Yang et al. Characterization of biological iron sulfide composites and its application in the treatment of cadmium-contaminated wastewater
Tenge et al. Heavy metal remediation from municipal waste water using arrowroots (Amaranta arundinacea)
Wheeler et al. Biological Polishing Tool: Element Removal in the Water Column
Martinez Effects of acid mine drainage on the release of aluminum from clay minerals
Olem et al. Prevention of acid drainage from stored coal
Backes The oxidation of pyrite and its environmental consequences
Perry et al. Buffering capacity of soft-water lake sediments in Florida
Bezuidenhout An investigation into the cyanobacteria and related cyanotoxins in the Vaalkop dam and Vaalkop treatment plant, Rustenburg
Gazala et al. Study on an economical alternate for water treatment in rural areas
Khan Ion Exchange:-A Treatment Option for Acid Mine Drainage
Forbes Phosphorus retention and fractionation in masonry sand and light weight expanded shale used as substrate in a subsurface flow wetland
BURTON et al. RA PATTERSON
Kelly et al. Mitigation of alkaline mine drainage in a natural wetland system
WO2006083146A1 (en) Material for seawater ecosystem preservation and red-tide prevention

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU