EA038309B1 - Способ получения биологического препарата для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов - Google Patents
Способ получения биологического препарата для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов Download PDFInfo
- Publication number
- EA038309B1 EA038309B1 EA201800010A EA201800010A EA038309B1 EA 038309 B1 EA038309 B1 EA 038309B1 EA 201800010 A EA201800010 A EA 201800010A EA 201800010 A EA201800010 A EA 201800010A EA 038309 B1 EA038309 B1 EA 038309B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- oil
- biological product
- microorganisms
- contaminated
- rhodococcus
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Virology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Mycology (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области микробиологии, биотехнологии и экологии и касается получения нового биопрепарата "KazBioRem" на основе штаммов Rhodococcus erythreus AT7 и Dietzia maris 22K, который может быть использован для биоремедиации нефтезагрязненной почвы. В настоящее время нефтяное загрязнение наносит большой ущерб экологии окружающей среды. Одним из способов решения данной проблемы является биологический метод очистки нефтезагрязненных почв и воды с использованием микроорганизмов, позволяющий быстро и эффективно очищать нефтезагрязненные территории. Эффективность биоремедиации нефтезагрязненных почв напрямую зависит от наличия в среде активных штаммов-нефтедеструкторов. Удачно подобранная культура и правильно подобранный наполнитель являются залогом разработки эффективного биопрепарата и успешного проведения биоремедиационных работ. Технический результат - получение препарата "KazBioRem" на основе штаммов-нефтедеструкторов Rhodococcus erythreus AT7 и Dietzia maris 22K с высоким титром клеток без культивирования на промышленных ферментерах.
Description
Изобретение относится к области биотехнологии и охраны окружающей среды и касается получения нового биологического препарата KazBioRem, который может быть использован для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов.
На сегодняшний день нефтяное загрязнение является экологической проблемой мирового масштаба. В Казахстане, в настоящее время, насчитывается более 200 тыс. га нефтезагрязненных почв. В природе саморазложение нефти занимает очень длительное время, при ее розливе поверхность воды и почвы быстро покрывается плотным слоем нефтяной пленки, которая препятствует доступу воздуха и света. Нефтяное загрязнение приводит к нарушению многих естественных процессов и взаимосвязей. Территории, загрязненные нефтью, выводятся из природного фонда как непригодные и токсичные и являются потенциально опасными для жизнедеятельности человека из-за риска попадания вредных веществ в подземные и поверхностные воды с атмосферными осадками, а также в организм человека через воздух.
Одним из методов очистки нефтезагрязненных почв является биологическая ремедиация с применением микробиологических биопрепаратов. Этот способ выгодно отличается от других способов небольшими капиталовложениями и экологической безопасностью.
Для создания эффективного биопрепарата необходимо подобрать активные штаммы микроорганизмов с высокой нефтеокисляющей активностью. Важно также правильно подобрать подходящий наполнитель для бактерий. Конечная форма биопрепарата играет важную роль для сохранения эффективности биопрепарата в течение длительного времени, а также для удобства их транспортировки.
Аналоги изобретения: известен биопрепарат Бакойл, патент KZ № 24879. Техническим результатом является получение бактериального препарата на основе ассоциации нефтеокисляющих бактерий Micrococcus roseus 40 и 34, Rhodococcus erythropolis 7A, адсорбированных на бентоните для повышения их активности и устойчивости к неблагоприятным факторам среды.
Недостатком данного изобретения является необходимость отдельного культивирования штаммов, входящих в состав биопрепарата на промышленных ферментерах, с последующим центрифугированием и добавлением бентонита, что в конечном итоге влияет на его стоимость.
Известен также биопрепарат НефтедеструкорКазБио для очистки нефтезагрязненной почвы и воды (KZ№ 29607 C02F 3/34). Техническим результатом является получение биопрегтаратанефтедеструктора на основе высокоактивного аборигенного штамма Rhodococcus erytropolis КД с разработанными оптимальными параметрами культивирования, включая источники питания.
Недостатком изобретения является низкая концентрация клеток в препарате, а также необходимость глубинного культивирования на промышленных ферментерах.
Наиболее близким аналогом является биопрепарат, состоящего из двух видов бактерий рода Pseudomonas - Ps. putida и Ps. Fluorescens (патент RU 2116145, C02F 3/34, 1998). Данный биопрепарат получают путем совместного культивирования бактерий. На первой стадии приготовления препарата проводят глубинное культивирование на жидкой питательной среде в 5 л бутылях, либо в 100 л ферментере, далее на второй стадии бактерии совместно выращивают на поверхности твердого носителя (стерильного торфа). Стерильные полиэтиленовые пакеты наполняют стерильным торфом в количестве 0,6 кг и засевают посевным материалом, который получен на стадии глубинного культивирования, в количестве 150 мл. Пакеты выдерживают герметично закрытыми при 30°С в течение 7 сут. Титр жизнеспособных клеток в полученном биопрепарате составляет 1012 клеток на один грамм.
Недостаток данного способа заключается в необходимости строго соблюдения условий стерильности (подготовки стерильных пластиковых пакетов, расфасовке стерильного торфа в стерильные пакеты). Также недостаток способа - в местах удаленных от мест расположения залежей торфа производство его будет нерентабельным.
Задачей изобретения является разработка биопрепарата KazBioRem с высоким титром жизнеспособных клеток и длительным сроком хранения, обеспечивающего эффективную очистку почвы и воды от нефти и нефтепродуктов.
Технический результат - получение препарата KazBioRem на основе штаммов-нефтедеструкторов Rhodococcus erythreus AT7 и Dietzia maris 22K с высоким титром клеток без необходимости культивирования на промышленных ферментерах.
Это достигается тем, что культуры нефтеокисляющих бактерий выращивают на органическом носителе методом твердофазной ферментации. Органическим носителем выступают отруби, которые являются богатым источником питания для бактериальных клеток, к тому же это недорогое и доступное сырье. Кроме того, важно отметить, что твердофазное культивирование микроорганизмов предотвращает взаимное ингибирование клеток продуктами их метаболизма. Благодаря указанным новым свойствам объекта происходит значительное увеличение биологической активности препарата в отношении углеводородов.
В качестве нефтеокисляющих бактерий используют сообщество микроорганизмов-нефтеструкторов Rhodococcus eryihreus AT7 и Dietzia maris 22K.
Штамм Rhodococcus eryihreus AT7 выделен из нефтезагрязненной почвы месторождения Алибекмола Актюбинской области. Штамм представляет собой подвижные грамположительные палочки, размером 2-3 мкм с округленными концами, расположенные одиночно и в скоплениях, растет на жидких и
- 1 038309 агаризованных средах. Оптимальная температура роста - 28°С, длительность культивирования - 24-48 ч. Аэроб. Способен к росту на средах, содержащих источники углерода. Хорошо утилизирует фруктозу, сорбит, манит, инозит, слабее глюкозу, сахарозу, мальтозу, сукцинат, цитрат, и бензоат, активно разлагает тирозин. Колонии микроорганизма круглые, непрозрачные, слизистые, плоские, края ровные, окраска кремовато-розовая. При микроскопическом исследовании культура представлена палочковидными, неравномерными по толщине грамположительными клетками, споры отсутствуют. Штамм не токсичен и не патогенен. Штамм бактерий Rhodococcus erythreus AT7 депонирован в Республиканской коллекции микроорганизмов МОН РК под номером B-RKM-0769.
Штамм Dietzia maris 22K выделен из нефтезагрязненной почвы месторождения Кумколь Кызылординской области. Штамм представляет собой неподвижные кокки, грамположительные, спор не образуют. На питательном агаре культура образует круглые, выпуклые, оранжевого цвета колонии диаметром 2- 3 мм. Край колоний ровный, пигмент в среду не выделяет. Факультативный аэроб. Штамм не токсичен и не патогенен. Физиолого-биохимические признаки. В качестве источника углерода использует глюкозу, сахарозу, арабинозу, ксилозу. Крахмал не гидролизует, желатину не разжижает. Сероводород и индол не образует. Нитраты восстанавливает до нитритов. Дает положительную реакцию на каталазу и отрицательную на оксидазу. Штамм характеризуется высокой способностью к утилизации нефти и нефтепродуктов. Штамм бактерий Dietzia maris 22K депонирован в Республиканской коллекции микроорганизмов МОН РК под номером B-RKM-0768.
Сущность изобретения поясняется следующими конкретными примерами
Пример 1. Приготовление препарата
Стартерную культуру для получения биопрепарата готовят методом глубинного культивирования в течение 24 ч при температуре 28°С. Культуры Rhodococcus erythreus АТ7 и Dietzia maris 22K культивируют отдельно, затем объединяют. Полученную культуральную жидкость с титром клеток 8,0-9,0 lgKOE/см3 добавляли к питательной смеси, основанной на пшеничных отрубях с добавлением питательных элементов (по ноу-хау технологии). Тщательно перемешивали до получения однородной влажной кашеобразной массы, формируют биопрепарат таблетированной формы, осуществляют поверхностное твердофазное культивирование в течение 2-3 суток при температуре 28-30°С.
Титр полученного биопрепарата KazBioRem в конечном продукте составляет не менее 10,00 lg КОЕ/г. Хранение препаратов можно осуществлять при комнатной температуре (в течение 30 дней), что намного облегчает процесс перевозки препаратов и удешевляет стоимость его хранения.
Пример 2. Изучение нефтеокисляющей активности препарата KazBioRem в нефтезагрязненной почве.
Препарат перед постановкой эксперимента восстанавливали на течение 2 суток. Расчет внесения биопрепарата представлен в табл. 1.
Таблица 1. Расчет внесения биопрепарата KazBioRem при реактивации
| Приготовление маточного раствора | Количество маточного раствора, мл | Объем питательной среды, мл | Титр клеток после внесения препарата, lgKOE/см3 | Титр клеток после реактивации, IgKOE/ см3 |
| 1 г препарата на 1000 мл питательной среды | 100 | 1000 | 8,02+0,11 | 9,34±0,17 |
| 10 | 1000 | 7,14+0,14 | 9,37±0,18 | |
| 1 | 1000 | 6,98±0,13 | 9,46±0,19 |
На 200 мл восстановленного препарата KazBioRem вносили 150 г нефтезагрязненной почвы месторождений Жанаталап со степенью загрязнения 5,3%. Аналогично проводили очистку нефтезагрязненной почвы месторождения Каламкас. Степень загрязнения нефтью составляет 2,44%. Почву тщательно перемешивали. Пробы почв, обработанных биопрепаратом, отбирали через 3 и 7 суток. Остаточное содержание нефти определяли методом гравиметрии. Результаты деструкции нефти в нефтезагрязненных почвах приведены в табл. 2.
Таблица 2. Деструкция нефти биопрепаратом KazBioRem в нефтезагрязненных почвах
| Наименование | Деструкция нефти, % | |||
| Почва Жанаталап | Почва Каламкас | |||
| 3 сут. | 7 сут. | 3 сут. | 7 сут. | |
| Биопрепарат | 81,9 | 88,23 | 96,69 | 97,36 |
| Контроль | 8,83 | 9,31 | 4,49 | 6,42 |
В результате проведенных модельных экспериментов по очистке нефтезагрязненной почвы выявлено, что степень деструкция биопрепаратом в почве Жанаталап достигает до 88,23% на 7 сутки, в почве Капамкас до 97,36%.
Таким образом, получен высоэффективный биопрепарат KazBioRem нефтедеструктор, для производства которого нет необходимости использовать промышленные ферментеры.
Достоинством предлагаемой технологии является то, что исключается необходимость использования промышленных ферментерах для наработки препарата, также не требуется дополнительной расфасовки готового препарата, что удешевляет технологию получения препарата в целом.
- 2 038309
Производство заявляемого препарата сокращает затраты на глубинное культивирование, концентрирование, фасовку, что соответственно снижает его себестоимость по сравнению с другими аналогами.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ получения биологического препарата для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов, отличающийся тем, что методом глубинного культивирования получают стартерные культуры микроорганизмов-деструкторов и объединяют их с получением культуральной жидкости с титром клеток 8,0-9,0 lgKOE/см3, которую затем добавляют к питательной среде, основанной на пшеничных отрубях, с добавлением питательных элементов, тщательно перемешивают до получения однородной массы, формируют из нее биопрепарат в таблетированной форме и проводят поверхностное твердофазное культивирование в течение 2-3 суток при температуре 28-30°С, причем в качестве микроорганизмов-нефтедеструкторов используют штаммы, депонированные в Республиканской коллекции микроорганизмов Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан Rhodococcus erythreus AT7 с номером доступа B-RKM 0769 и Dietzia maris 22K с номером доступа B-RKM 0768.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KZ20170534 | 2017-08-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201800010A1 EA201800010A1 (ru) | 2019-02-28 |
| EA038309B1 true EA038309B1 (ru) | 2021-08-06 |
Family
ID=65443158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201800010A EA038309B1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-11-22 | Способ получения биологического препарата для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA038309B1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113215013A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-08-06 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一株降解和抑制黄曲霉毒素的双功能深海海迪茨氏菌 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080020947A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-24 | Park Byeong-Deog | Novel microorganisms having oil biodegradability and method for bioremediation of oil-contaminated soil |
| RU2430021C1 (ru) * | 2010-04-29 | 2011-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" (ООО "Газпром ВНИИГАЗ") | Способ очистки окружающей среды от углеводородных загрязнений |
| RU2502569C1 (ru) * | 2012-04-16 | 2013-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Способ очистки почвы от углеводородных загрязнений |
-
2017
- 2017-11-22 EA EA201800010A patent/EA038309B1/ru unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080020947A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-24 | Park Byeong-Deog | Novel microorganisms having oil biodegradability and method for bioremediation of oil-contaminated soil |
| RU2430021C1 (ru) * | 2010-04-29 | 2011-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" (ООО "Газпром ВНИИГАЗ") | Способ очистки окружающей среды от углеводородных загрязнений |
| RU2502569C1 (ru) * | 2012-04-16 | 2013-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Способ очистки почвы от углеводородных загрязнений |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201800010A1 (ru) | 2019-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhen-Yu et al. | Biodegradation of crude oil in contaminated soils by free and immobilized microorganisms | |
| RU2565549C2 (ru) | Биопрепарат для биоремедиации нефтезагрязненных почв для климатических условий крайнего севера | |
| RU2518349C1 (ru) | ШТАММ Rhodococcus sp.-ДЕСТРУКТОР НЕФТЯНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ | |
| CN114107092B (zh) | 一株降解邻苯二甲酸酯的植物内生菌戈登氏菌l191及其应用 | |
| CN110184225B (zh) | 一株具有PAHs降解能力的根际促生细菌PHE-2及其应用 | |
| CN104403965B (zh) | 一种降解水体四环素污染物的栖木槿假单胞菌及其应用 | |
| RU2378060C2 (ru) | Биопрепарат для очистки почв от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, способ его получения и применения | |
| KR20140119856A (ko) | 바이오 플락 시스템의 수질 정화용 갯벌 유래 로도코커스 속 신규 균주 및 미생물 제재 | |
| RU2404139C2 (ru) | Биопрепарат для очистки морской воды от нефти | |
| EA038309B1 (ru) | Способ получения биологического препарата для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов | |
| CN101880642B (zh) | 具有氯苯降解能力的皮式罗尔斯顿菌h2及其应用 | |
| JP4707251B2 (ja) | 活性汚泥及び排水処理方法 | |
| RU2312891C1 (ru) | Ассоциация штаммов бактерий, продуцирующих биоэмульгаторы, для деградации нефти и нефтепродуктов в почвах, пресной и морской воде | |
| WO2007032704A1 (fr) | Procede de production d'une preparation biologique rhoder destinee a eliminer le petrole et les produits petroliers d'eau, de sols et de boues d'hydrocarbures residuaires | |
| KR101475589B1 (ko) | 연안 갯벌에서 분리 동정한 균주 및 이를 이용한 갯벌 유기물 정화제 | |
| RU2404138C2 (ru) | Способ получения биопрепарата для очистки морской воды от нефти (варианты) | |
| RU2615464C1 (ru) | Препарат для очистки почв и водных объектов от нефти и нефтепродуктов | |
| RU2142997C1 (ru) | Штамм arthrobacter sp. для разложения сырой нефти и нефтепродуктов | |
| RU2703500C1 (ru) | Нефтеокисляющий биопрепарат, биосорбент на его основе и способ его приготовления | |
| TWI589694B (zh) | 具有苯和／或萘降解能力的瓊氏不動桿菌ｄｓ４４分離株及其用途 | |
| RU2114174C1 (ru) | Консорциум дрожжей candida maltosa для биодеградации нефтезагрязнений | |
| RU2181701C2 (ru) | Биопрепарат "авалон" для очистки объектов окружающей среды от нефти и нефтепродуктов, способ его получения | |
| RU2257410C1 (ru) | Штамм rhodococcus erythropolis для разложения нефти и нефтепродуктов | |
| CN110423623A (zh) | 一种重金属固定剂及重金属污染土壤的原位修复方法 | |
| Escudero-López et al. | Bacterial selection of the Pseudomonas genus with the capacity to treat water and contaminated soils |