FR2713655A1 - Procédé de décontamination d'un milieu poreux pollué par des hydrocarbures utilisant une composition contenant un composé tensio-actif et des glycolipides. - Google Patents
Procédé de décontamination d'un milieu poreux pollué par des hydrocarbures utilisant une composition contenant un composé tensio-actif et des glycolipides. Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne l'utilisation d'une composition contenant de 0,01 à 99,99 % d'au moins un composé tensio-actif anionique et/ou non ionique et de 99,99 à 0,01 % de glycolipides sous une forme brute ou dérivée dans un procédé de décontamination d'un milieu poreux pollué par des hydrocarbures selon lequel on introduit, par exemple par au moins un puits d'injection, ladite composition, éventuellement en présence de bactéries hydrocarbonoclastes et on récupère par exemple par un puits de production une partie au moins de la composition contenant au moins une partie des hydrocarbures.
Description
L'invention concerne l'utilisation d'une composition comprenant au moins un composé tensio-actif et au moins un glycolipide dans un procédé de décontamination d'un milieu pollué par des hydrocarbures.
La contamination des sols et des nappes phréatiques par des hydrocarbures résulte souvent de l'infiltration d'un produit pétrolier suite à la fuite d'une cuve ou d'une canalisation ou bien d'un déversement accidentel à la surface du sol. Les risques liés à la présence d'hydrocarbures dans le sol sont relatifs d'une part à la sécurité, en raison des risques d'explosion présentés par les vapeurs d'hydrocarbures volatils, et d'autre part, à la qualité des eaux souterraines en raison de la solubilisation des hydrocarbures aromatiques tels que le benzène, le toluène, les xylènes, l'éthylbenzène, le naphtalène, et de certains hydrocarbures aliphatiques tels que les iso- ou cycloalcanes et les oléfines.
Pour restaurer un aquifère contaminé, on commence généralement par récupérer le polluant mobile à la surface de la nappe phréatique en le faisant migrer vers un puits de pompage. I1 est souvent nécessaire d'éliminer aussi le produit résiduel piégé dans la zone insaturée et dans la zone de battement car il constitue un risque à long terme.
Diverses méthodes mises en oeuvre in situ ont été décrites pour éliminer des hydrocarbures pétroliers en concentration résiduelle dans un sol. Elles consistent soit à extraire le polluant du sol, soit à le détruire par biodégradation in situ. L'extraction peut être effectuée en phase gazeuse en entraînant les hydrocarbures par l'air mis en circulation dans la zone insaturée contaminée au moyen d'un ventilateur branché sur un puits d'extraction ; cette technique n'est applicable qu'aux fractions volatiles et peut nécessiter une longue période de mise en oeuvre.
Il a été aussi proposé d'extraire les produits résiduels en balayant la zone contaminée par de l'eau contenant des tensio-actifs et en utilisant un puits d'injection et un puits de récupération d'effluents..
L'utilisation de tensio-actifs a e été également proposée pour activer la biodégradation in situ des hydrocarbures résiduels en augmentant leur accessibilité aux bactéries, aux nutriments et à l'oxygène.
Les tensio-actifs décrits pour faciliter l'extraction des hydrocarbures en émulsion dans l'eau ou activer leur biodégradation sont en général des composés non ioniques, par exemple un alcool gras polyéthoxylé ou un nonylphénol polyéthoxylé, ou des composés anioniques, par exemple ceux de la famille des sulfonates.
Mais l'utilisation de ces tensio-actifs a ses propres limitations du fait qu'elle conduit à des taux de biodégradation et à des taux d'élimination des hydrocarbures du milieu poreux pas suffisamment importants.
L'art antérieur est par exemple décrit dans le brevet EP-A-0 499 434 (Unilever), qui mentionne une composition comprenant un tensioactif glycolipidique et un tensioactif anionique cationique ou non ionique, spécialement utilisée pour ses propriétés détergentes lors d'opérations de lavage de textiles. De plus, Biosis (AN 90: 154 490)
Appl. Microbiol. Biotechnol vol. 32 nO 4, 1990 pages 485-489, ISSN 0 175-7598, décrit l'effet de l'addition de composés sophorolipidiques sur la dégradation des hydrocarbures par des bactéries dans un sol et sur la biomasse ainsi produite.
Appl. Microbiol. Biotechnol vol. 32 nO 4, 1990 pages 485-489, ISSN 0 175-7598, décrit l'effet de l'addition de composés sophorolipidiques sur la dégradation des hydrocarbures par des bactéries dans un sol et sur la biomasse ainsi produite.
D'autres demandes de brevets FR-A-2 437 874, EP-A-O 310 005, GB-A-2 053 182 et
EP-A-0 048 339 illustrent aussi l'art antérieur.
EP-A-0 048 339 illustrent aussi l'art antérieur.
La demanderesse a par ailleurs décrit dans une demande de brevet français 92/16.033 une composition comprenant un mélange d'un tensio-actif anionique ou non ionique et de sophorolipides et l'utilisation de cette composition dans un procédé de décontamination d'une formation souterraine polluée par des hydrocarbures.
Il a été trouvé avantageux, et c'est l'objet de la présente invention, d'utiliser, pour activer simultanément les deux processus mentionnés ci-dessus, des formulations de tensio-actifs par exemple, non ioniques ou anioniques comprenant un cotensio-actif glycolipidique. On peut penser que l'utilisation d'un tel composé améliore les propriétés interfaciales des tensio-actifs synthétiques, et en particulier augmente l'abaissement de tension interfaciale eau-huile, et rend la solution aqueuse injectée plus stable en réduisant les pertes de matière active s'adsorbant sur les particules de sol et, dans le cas de l'utilisation de tensio-actifs anioniques, en réduisant notamment le colmatage du milieu poreux résultant de la précipitation des sels de calcium de ces composés en présence d'argile.
Un des objets de l'invention est de répondre au problème technique soulevé ci-avant et de remédier aux inconvénients de l'art antérieur, notamment de favoriser au maximum l'accessibilité des hydrocarbures aux bactéries et par voie de conséquence, de minimiser la quantité d'hydrocarbures résiduels dans le site pollué.
On a donc observé plus précisément qu'une composition contenant en poids, de 0,01 à 99,99 % d'au moins un composé tensio-actif et de 99,99 à 0,01 % d'au moins un glycolipide permettait d'obtenir de bons résultats. Les glycolipides peuvent être utilisés sous une forme brute ou sous une forme dérivée, par exemple modifiée chimiquement sous forme d'ester d'acides organique par réaction avec un alcool linéaire ou ramifié de 1 à 18 atomes de carbone, de préférence de 1 à 8 atomes. On a par ailleurs constaté qu'avec une composition comprenant de manière avantageuse, de 45 à 85 % en poids, du composé tensio-actif, de préférence 50 à 65 % et de 15 à 55 % d'au moins un glycolipide et de préférence 35 à 50 %, on parvenait à décontaminer de manière très substantielle un milieu poreux pollué notamment par des hydrocarbures.
Selon une caractéristique de la composition, le composé tensio-actif peut être anionique. I1 peut être choisi avantageusement parmi les alkylarylsulfonates sous forme de sels de sodium ou de calcium, ou sous forme d'amines linéaires ou ramifiées avec des nombres de carbone compris entre 2 et 8, avec des chaînes alkyles de 10 à 16 atomes de carbone, des groupements aryles au nombre de 1 à 10, le groupement aryle pouvant être de préférence phényle ou naphtyle et des groupements sulfonates au nombre de 1 à 2. Il peut encore être choisi parmi les mono- ou diesters de sulfosuccinate de sodium ayant réagi avec des alcools linéaires ou ramifiés de 6 à 20 atomes de carbone tel que le dioctylsulfosuccinate de sodium, les alkyl ou alcényl sulfonates de sodium avec des groupements alkyles ou alcényles de C10 à C18, les sulfonates de pétrole commerciaux, issues de la sulfonation d'une coupe de pétrole, les lignosulfonates de sodium ou de calcium ou d'ammonium et le dodécylbenzène sulfonate d'isopropylamine.
Selon une autre caractéristique de la composition, le composé tensio-actif peut être non ionique. I1 peut être choisi parmi les alkylphénols polyéthoxylés avec un nombre de groupements éthoxyles compris entre 8 et 24 et des groupements alkyles avec des nombres de carbone compris entre 8 et 12 tel que le nonylphénol éthoxylé avec 9 moles d'oxyde d'éthylène (NP 9), le polyoxyéthylène alkylphénoxyéthanol, les esters d'acides gras polyéthoxylés et les éthers d'alcools gras polyéthoxylés avec un nombre de carbone de l'acide gras ou de l'alcool gras compris entre 4 et 18 et un nombre de groupements éthoxyles compris entre 4 et 12, et les mono- et polyoléates de sorbitol polyéthoxylés avec un nombre de groupements éthoxyles compris entre 4 et 8.
Le composé tensioactif peut être cationique ou zwittérionique.
Parmi les glycolipides compris dans la composition, on peut citer le rhamnolipide, le glucoselipide, le trehaloselipide et le cellobioselipide, seuls ou en mélange, sous leur forme brute ou dérivée.
Ces glycolipides doivent être évidemment solubles dans l'eau (au moins 0,1 g/l par exemple). Ils sont généralement produits par fermentation bactérienne et biodégradables. Leur préparation et les conditions de fermentation sont décrites dans la demande de brevet EP 0 499 434. Par exemple, les rhamnolipides de formule I sont produits à partir d'une bactérie du genre Pseudomonas utilisant comme substrat du sucre, du glycérol ou un alcane. Les glucoselipides de formule II peuvent être produits à partir de la bactérie Alcaligènes sp., les tréhaloselipides de formule m à partir de
Arthrobacter sp. ou Rhodococcus érythropolis et les cellobioselipides de formules IV à partir du genre Ustilago.
où a égal à 1 ou 2; b est égal à 1 ou 2; n = 4 à 10 de préférence 6, R1 est H ou un cation, de préférence H, R2 est H ou le groupement CH3 (CH2)m CH = CH - C-, de préférence H, m = 4 à 10.
où R1 est H ou un cation, p = 1 à 4, q = 1 à 4, de préférence 6.
où Rg, R10 et Ri 1 sont chacun un groupement hydrocarboné de 5 à 13 atomes de carbone saturé ou insaturé, hydroxylé ou pas.
où R1 est H ou un cation, R12 est un groupement hydrocarboné de 9 à 15 atomes de carbone, de préférence 13, saturé ou insaturé, hydroxylé ou non ; R13 est H ou un groupement acétyl, R14 est un groupement hydrocarboné de 4 à 16 atomes de carbone saturé ou insaturé, hydroxylé ou non.
Arthrobacter sp. ou Rhodococcus érythropolis et les cellobioselipides de formules IV à partir du genre Ustilago.
où a égal à 1 ou 2; b est égal à 1 ou 2; n = 4 à 10 de préférence 6, R1 est H ou un cation, de préférence H, R2 est H ou le groupement CH3 (CH2)m CH = CH - C-, de préférence H, m = 4 à 10.
où R1 est H ou un cation, p = 1 à 4, q = 1 à 4, de préférence 6.
où Rg, R10 et Ri 1 sont chacun un groupement hydrocarboné de 5 à 13 atomes de carbone saturé ou insaturé, hydroxylé ou pas.
où R1 est H ou un cation, R12 est un groupement hydrocarboné de 9 à 15 atomes de carbone, de préférence 13, saturé ou insaturé, hydroxylé ou non ; R13 est H ou un groupement acétyl, R14 est un groupement hydrocarboné de 4 à 16 atomes de carbone saturé ou insaturé, hydroxylé ou non.
Le produit peut être directement issu du moût de fermentation.
I1 peut ultérieurement être l'objet de modifications chimiques (désacétylation et/ou estérification partielle ou totale) permettant de mieux adapter la structure, et donc les propriétés des composés majoritaires aux exigences de l'application. Par exemple on peut facilement ajuster leurs propriétés tensio-actives que l'on caractérise par leur
HLB (balance hydrophile-lipophile).
HLB (balance hydrophile-lipophile).
Les modifications chimiques du produit de fermentation peuvent notamment consister en une désacétylation partielle en milieu H2SO4 1 N à 550C, suivie d'une neutralisation et d'une estérification sur résines H+ du groupement acide carboxylique par des alcools, méthanol ou éthanol par exemple, dont la structure et la masse moléculaire constituent également des paramètres d'ajustement des propriétés. Dans le cas présent, l'estérification par le méthanol conduit à l'obtention d'esters méthyliques de la forme acide partiellement désacétylée.
Une désacétylation des cellobioselipides sensiblement totale peut être obtenue par saponification, suivie d'une neutralisation. L'estérification sur résines H+ du groupement acide carboxylique par des alcools, le méthanol dans le cas présent, conduit à l'obtention d'esters méthyliques totalement désacétylés.
Comme il a été dit ci-avant, l'invention concerne un procédé de décontamination d'une formation souterraine polluée par des hydrocarbures selon lequel on injecte en solution aqueuse dans la dite formation, au moyen d'au moins un puits injecteur par exemple, la composition de glycolipides sous leur forme brute ou dérivée, en quantité suffisante et dans des conditions appropriées pour décontaminer substantiellement le milieu et on récupère, par exemple par un puits de récupération, une partie au moins de la solution comprenant une partie au moins des hydrocarbures. L'utilisation de sophorolipides sous leur forme brute ou dérivée pour décontaminer les formations souterraines polluées par des hydrocarbures a été déjà décrite dans la demande française 92/12.033
Selon une caractéristique du procédé, on peut introduire dans le milieu pollué de 0,1 à 20 volumes de pore et préférentiellement de 0,5 à 10 volumes de pore de la solution contenant la composition à une concentration de 0,1 à 20 grammes par litre de solution aqueuse.
Selon une caractéristique du procédé, on peut introduire dans le milieu pollué de 0,1 à 20 volumes de pore et préférentiellement de 0,5 à 10 volumes de pore de la solution contenant la composition à une concentration de 0,1 à 20 grammes par litre de solution aqueuse.
Selon une autre caractéristique du procédé, la solution aqueuse renfermant la composition peut contenir de 0,01 à 1 % en poids d'au moins un additif choisi dans le groupe formé par le nitrate de sodium, le nitrate de potassium, le nitrate d'ammonium, le phosphate de potassium, le phosphate de sodium, le phosphate d'ammonium et une composition de polymères hydrosolubles de masse moléculaire élevée tel que le xanthane ou le polyacrylamide. Les engrais liquides à base d'azote, de phosphore et de potassium peuvent tout à fait convenir.
Pour faciliter la biodégradation du polluant, et dans la mesure où le taux de bactéries in situ s'avère insuffisant, on peut introduire dans la formation polluée de 1 x 105 à 1 x 109 microorganismes hydrocarbonoclastes par millilitre de solution aqueuse tels que des bactéries appartenant aux genres entre autres de Pseudomonas,
Flavobacterium, Arthrobacter, Corynebacterium, Moraxella, Nocardia.
Flavobacterium, Arthrobacter, Corynebacterium, Moraxella, Nocardia.
La restauration de sols contaminés par des produits pétroliers peut se faire à l'aide de méthodes physico-chimiques ou de l'association de ces dernières avec des méthodes par voie microbiologique. Le principe de base de la biorestauration consiste à stimuler in situ la dégradation microbienne des polluants, en favorisant l'accessibilité des hydrocarbures aux microorganismes par exemple en ajoutant des tensio-actifs, et en apportant éventuellement les éléments limitants tels que des éléments minéraux, azote et phosphore sous forme de leurs sels en solution dans l'eau, et l'oxygène si nécessaire en favorisant l'aération du milieu poreux.
Dans certains cas où la flore microbienne in situ n'est pas suffisamment active, on peut inoculer le milieu poreux pollué en injectant des microorganismes sélectionnés pour leur capacité à dégrader les hydrocarbures et cultivés au préalable en réacteur.
Toutes ces additions in situ se font en général suivant différents types d'injection, par puits crépinés verticaux, par tranchées drainantes horizontales ou par l'intermédiaire de drains mis en place par la technique du forage horizontal.
Ces injections peuvent se faire gravitairernent, sous pression, par séquences alternées de phases d'imbibition (saturation du milieu poreux et apport des nutriments) et de phases de drainage (aération du milieu poreux). Selon les perméabilités des sols pollués, les débits de fluides injectés peuvent être compris entre 0,1 et 10 Vp/h et avantageusement entre 0,5 et 5 Vp/h. (Vp = volume des pores de la formation souterraine polluée). En général, les traitements opèrent selon la méthode "des doublets" associant soit: - Un puits ou une tranchée à un puits d'injection à un puits de récupération où la
phase huile déplacée est séparée des effluents contenant en partie la
composition injectée, une partie de ceux-ci pouvant être recyclée après
réajustement de la teneur des différents additifs, éléments minéraux et tension
actifs, la partie restante étant traitée sur le site par des procédés divers, de
désémulsion, d'adsorption, par exemple, avant d'être rejetée dans le milieu
naturel, lorsque ses caractéristiques répondent aux normes de protection de
l'environnement.
phase huile déplacée est séparée des effluents contenant en partie la
composition injectée, une partie de ceux-ci pouvant être recyclée après
réajustement de la teneur des différents additifs, éléments minéraux et tension
actifs, la partie restante étant traitée sur le site par des procédés divers, de
désémulsion, d'adsorption, par exemple, avant d'être rejetée dans le milieu
naturel, lorsque ses caractéristiques répondent aux normes de protection de
l'environnement.
- un puits d'injection central entouré de plusieurs puits de récupération.
- plusieurs puits ou tranchées d'injection périphériques et un puits central de
récupération.
récupération.
Quand la nappe phréatique à traiter sert de ressource en eau potable, le choix des tensioactifs utilisés sera orienté par la prise en considération, en particulier de leur non persistance. Par exemple, le dioctylsulfosuccinate de sodium et les sophorolipides conviennent tout à fait.
L'invention sera mieux comprise au vu des exemples suivants illustrant de manière non limitative l'invention. Les exemples 1 et 2 montrent le rôle de cosolvant joué par les glycolipides dans la composition tandis que les exemples 3 et 4 illustrent leur rôle de co-tensio-actif. Enfin, les exemples 5 à 10 démontrent un effet surprenant de synergie en matière de décontamination d'un milieux poreux pollué par des hydrocarbures.
EXEMPLE 1
Cet exemple concerne l'adsorption d'un tensio-actif anionique conventionnel, le dioctylsulfosuccinate de sodium (DOS) (Rhône-Poulenc, France), du rhamnolipide référencé RL 1 provenant de Petrogen Inc. (Illinois) dont la chaine lipidique contient 10 atomes de carbone (n=6), amoyen = 1,5, b = 2, R1 = R2 = H et du mélange des deux produits, sur un sable argileux dit sable de Saint-Ouen (France) de granulométrie inférieure ou égale à 800 Rm. La solution initiale dans laquelle ces produits sont dissous est une eau de ville, contenant 107 ppm d'ions Ca2+ et à laquelle a été ajouté du chlorure de sodium (2 g/l).
Cet exemple concerne l'adsorption d'un tensio-actif anionique conventionnel, le dioctylsulfosuccinate de sodium (DOS) (Rhône-Poulenc, France), du rhamnolipide référencé RL 1 provenant de Petrogen Inc. (Illinois) dont la chaine lipidique contient 10 atomes de carbone (n=6), amoyen = 1,5, b = 2, R1 = R2 = H et du mélange des deux produits, sur un sable argileux dit sable de Saint-Ouen (France) de granulométrie inférieure ou égale à 800 Rm. La solution initiale dans laquelle ces produits sont dissous est une eau de ville, contenant 107 ppm d'ions Ca2+ et à laquelle a été ajouté du chlorure de sodium (2 g/l).
Les mesures d'adsorption sont effectuées sur poudre (essais dits en batch). Le mélange constitué par la solution aqueuse de tensio-actif et le sable (rapport massique liquide/solide = 4) est agité pendant deux heures dans une étuve maintenue à 200C.
Après décantation, la solution surnageante est analysée. Les conditions initiales sont telles que la concentration des tensio-actifs, y compris celle des rhamnoselipides, dans la solution surnageante est supérieure à la concentration micellaire critique.
L'adsorption mesurée est donc celle correspondant au plateau de l'isotherme d'adsorption.
La quantité de composé adsorbé est déterminée par la méthode des restes, par dosage du tensio-actif et/ou des glycolipides dans la solution initiale et dans la solution surnageante obtenue après contact avec le sable. Le DOS, ainsi que les autres sulfonates mentionnés ci-avant, est dosé par la méthode de Brewer: titration par la hyamine en mélange diphasique. Les glycolipides sont dosés par la méthode dite à l'anthrone.
Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous.
<tb>
<SEP> Solution <SEP> initiale <SEP> l <SEP> <SEP> Quantité <SEP> de <SEP> tension
<tb> <SEP> Tensio-actif <SEP> Concentration <SEP> actif <SEP> adsorbé
<tb> <SEP> ( <SEP> ) <SEP> (mg/g <SEP> de <SEP> sable)
<tb> DOS <SEP> 3 <SEP> 1,8
<tb> RL1 <SEP> 3 <SEP> 1,9
<tb> DOS <SEP> 3 <SEP> 1,0
<tb> +
<tb> RL1 <SEP> 3 <SEP> (n.d.)
<tb> (n.d.) : non déterminé
EXEMPLE 2
Les conditions sont les mêmes que dans l'exemple 1, mais le rhamnoselipide acide a été estérifié par le méthanol.
<tb> <SEP> Tensio-actif <SEP> Concentration <SEP> actif <SEP> adsorbé
<tb> <SEP> ( <SEP> ) <SEP> (mg/g <SEP> de <SEP> sable)
<tb> DOS <SEP> 3 <SEP> 1,8
<tb> RL1 <SEP> 3 <SEP> 1,9
<tb> DOS <SEP> 3 <SEP> 1,0
<tb> +
<tb> RL1 <SEP> 3 <SEP> (n.d.)
<tb> (n.d.) : non déterminé
EXEMPLE 2
Les conditions sont les mêmes que dans l'exemple 1, mais le rhamnoselipide acide a été estérifié par le méthanol.
<tb>
<SEP> Solution <SEP> initiale <SEP> Quantité <SEP> de <SEP> tension <SEP>
<tb> <SEP> Tensio-actif <SEP> Concentration <SEP> actif <SEP> adsorbé
<tb> <SEP> ( <SEP> ) <SEP> (mg/g <SEP> de <SEP> sable)
<tb> DOS <SEP> 3 <SEP> 1,8
<tb> RL1 <SEP> estérifié <SEP> 3 <SEP> 2,0
<tb> DOS <SEP> + <SEP> 3 <SEP> 1,1
<tb> RL1 <SEP> estérifié <SEP> 3 <SEP> (n.d)
<tb>
Outre l'effet de synergie observé, il a été remarqué une meilleure solubilisation des tensio-actifs dans la solution initiale en présence de glycolipide, ce qui permet de les utiliser dans une plus large gamme de concentrations.
<tb> <SEP> Tensio-actif <SEP> Concentration <SEP> actif <SEP> adsorbé
<tb> <SEP> ( <SEP> ) <SEP> (mg/g <SEP> de <SEP> sable)
<tb> DOS <SEP> 3 <SEP> 1,8
<tb> RL1 <SEP> estérifié <SEP> 3 <SEP> 2,0
<tb> DOS <SEP> + <SEP> 3 <SEP> 1,1
<tb> RL1 <SEP> estérifié <SEP> 3 <SEP> (n.d)
<tb>
Outre l'effet de synergie observé, il a été remarqué une meilleure solubilisation des tensio-actifs dans la solution initiale en présence de glycolipide, ce qui permet de les utiliser dans une plus large gamme de concentrations.
EXEMPLE 3
Cet exemple illustre l'effet synergique obtenu par mélange d'un tensio-actif conventionnel, le dioctylsulfosuccinate de sodium (DOS), et de rhamnolipide sur l'abaissement de la tension interfaciale entre l'eau de ville contenant 2 g/l de chlorure de sodium et des hydrocarbures, d'un gazole routier.
Cet exemple illustre l'effet synergique obtenu par mélange d'un tensio-actif conventionnel, le dioctylsulfosuccinate de sodium (DOS), et de rhamnolipide sur l'abaissement de la tension interfaciale entre l'eau de ville contenant 2 g/l de chlorure de sodium et des hydrocarbures, d'un gazole routier.
La tension interfaciale est mesurée à 200C à l'aide d'un tensiomètre à goutte tournante.
La mesure est effectuée lorsque le diamètre de la goutte d'hydrocarbure a atteint une valeur constante, après au moins 30 min. de rotation du tube capillaire. Les valeurs exprimées en gramme de matière active par litre de solution.
<tb>
<SEP> Concentration <SEP> Tension <SEP> interfaciale
<tb> <SEP> Tensio-actif <SEP> (g/l) <SEP> solution-gazole
<tb> <SEP> (mN/m)
<tb> DOS <SEP> 5 <SEP> 0,31
<tb> RL1 <SEP> 5 <SEP> 1,40
<tb> DOS <SEP> 3
<tb> + <SEP> 0,08
<tb> RL1 <SEP> 2
<tb>
EXEMPLE 4
Les conditions sont les mêmes que dans l'exemple 1, mais le rhamnolipide sous la forme acide a été estérifié totalement par le méthanol.
<tb> <SEP> Tensio-actif <SEP> (g/l) <SEP> solution-gazole
<tb> <SEP> (mN/m)
<tb> DOS <SEP> 5 <SEP> 0,31
<tb> RL1 <SEP> 5 <SEP> 1,40
<tb> DOS <SEP> 3
<tb> + <SEP> 0,08
<tb> RL1 <SEP> 2
<tb>
EXEMPLE 4
Les conditions sont les mêmes que dans l'exemple 1, mais le rhamnolipide sous la forme acide a été estérifié totalement par le méthanol.
<tb>
<SEP> Concentration <SEP> Tension <SEP> interfaciale
<tb> <SEP> Tensio-actif <SEP> (g/l) <SEP> solution-gazole
<tb> <SEP> (mN/m)
<tb> DOS <SEP> 5 <SEP> 0,31
<tb> RLl <SEP> ester <SEP> 5 <SEP> 1,51
<tb> DOS <SEP> 3
<tb> + <SEP> 0,08
<tb> RL1 <SEP> ester <SEP> 2
<tb>
EXEMPLE 5
La mise en évidence des phénomènes de lixiviation et biodégradation des hydrocarbures piégés dans un milieu poreux se fait au laboratoire dans les conditions suivantes: - Le dispositif expérimental comprend une colonne en verre afin d'éviter
l'adsorption des hydrocarbures ; elle est thermostatée à 150C afin de se
rapprocher des conditions thermiques rencontrées au niveau des nappes phréatiques. Elle est protégée de la lumière pour éviter d'éventuels phénomènes abiotiques de photooxydation des composés hydrocarbonés. Le milieu poreux utilisé, remplissant en partie la colonne (la hauteur de remplissage d'une colonne de 30 cm de longueur et de 2,5 cm de diamètre intérieur est de 17,5 cm, correspondant à un poids de sable sec de 400 g), est un sable de Loire siliceux grossier GS 20 avec une distribution granulométrique comprise à 95 % entre 590 et 840 Rm, préalablement calciné 8 heures à 8000C afin d'éliminer toute matière organique pouvant interférer. La perméabilité de ce sable est de l'ordre de 3.10-3 m/s et sa densité de 1,51.
<tb> <SEP> Tensio-actif <SEP> (g/l) <SEP> solution-gazole
<tb> <SEP> (mN/m)
<tb> DOS <SEP> 5 <SEP> 0,31
<tb> RLl <SEP> ester <SEP> 5 <SEP> 1,51
<tb> DOS <SEP> 3
<tb> + <SEP> 0,08
<tb> RL1 <SEP> ester <SEP> 2
<tb>
EXEMPLE 5
La mise en évidence des phénomènes de lixiviation et biodégradation des hydrocarbures piégés dans un milieu poreux se fait au laboratoire dans les conditions suivantes: - Le dispositif expérimental comprend une colonne en verre afin d'éviter
l'adsorption des hydrocarbures ; elle est thermostatée à 150C afin de se
rapprocher des conditions thermiques rencontrées au niveau des nappes phréatiques. Elle est protégée de la lumière pour éviter d'éventuels phénomènes abiotiques de photooxydation des composés hydrocarbonés. Le milieu poreux utilisé, remplissant en partie la colonne (la hauteur de remplissage d'une colonne de 30 cm de longueur et de 2,5 cm de diamètre intérieur est de 17,5 cm, correspondant à un poids de sable sec de 400 g), est un sable de Loire siliceux grossier GS 20 avec une distribution granulométrique comprise à 95 % entre 590 et 840 Rm, préalablement calciné 8 heures à 8000C afin d'éliminer toute matière organique pouvant interférer. La perméabilité de ce sable est de l'ordre de 3.10-3 m/s et sa densité de 1,51.
Ce dispositif permet de simuler des milieux poreux avec des concentrations résiduelles en eau et en huile représentatives d'un sol pollué par les hydrocarbures. A l'aide d'une pompe, on remplit la colonne d'eau par le bas.
Dans le même temps on verse le sable par le haut qu'on laisse ensuite égoutter.
On inocule ensuite le sable par le haut et le bas de la colonne avec une préculture d'un mélange de souches bactériennes appartenant aux genres
Pseudomonas, Flavobacterium, Arthrobacter, Corynebacterium, Moraxella,
Nocardia, isolées et sélectionnées au préalable pour leur capacité à dégrader les hydrocarbures. On sature ensuite le sable par du gazole routier que l'on injecte par le haut de la colonne qu'on laisse ensuite s'égoutter.
Pseudomonas, Flavobacterium, Arthrobacter, Corynebacterium, Moraxella,
Nocardia, isolées et sélectionnées au préalable pour leur capacité à dégrader les hydrocarbures. On sature ensuite le sable par du gazole routier que l'on injecte par le haut de la colonne qu'on laisse ensuite s'égoutter.
L'expérimentation proprement dite est alors lancée en réalisant des cycles imbibition-drainage avec un milieu minéral dont la composition est la suivante: (NH4)2SO4 : 0,3 g/l, NH4NO3 : 0,15 g/l, KH2PO4 : 0,3 g/l,
Na2HPO4, 2 H2O : 0,2 g/l, MgS04, 7 H2O : 0,05 g/l, CaCl2: 0,05 g/l. Ce milieu est additionné des différents produits tensio-actifs testés.
Na2HPO4, 2 H2O : 0,2 g/l, MgS04, 7 H2O : 0,05 g/l, CaCl2: 0,05 g/l. Ce milieu est additionné des différents produits tensio-actifs testés.
Chaque cycle dure 6 heures avec une durée de remplissage de la colonne en milieu minéral, de 25 minutes, suivie d'une période de repos de 5 min. et d'une phase d'égouttage de 10 min., et enfin le maintien de la colonne égouttée pendant 5 heures 20 minutes.
Ces phases successives de saturation en eau et d'assèchement permettent d'alterner respectivement une phase d'apport de nutriments minéraux et une phase d'aération.
- L'huile résiduelle piégée dans le sable en fin d'essai, après environ 60 jours, est
extraite dans un soxhlet d'abord avec le n-hexane pendant 8 heures puis avec le
chlorure de méthylène pendant 8 heures. Le premier extrait organique est
concentré par évaporation, et une séparation des trois familles composant le
mélange est réalisé, à savoir les hydrocarbures aliphatiques, les hydrocarbures
aromatiques et les composés polaires, les deux premières étant ensuite
quantifiées par chromatographie en phase gazeuse, la troisième par pesée. Les
hydrocarbures contenu dans le second extrait dichlorométhane sont dosés par
pesée après évaporation du solvant et additionnés à ceux récupérés dans le n
hexane.
extraite dans un soxhlet d'abord avec le n-hexane pendant 8 heures puis avec le
chlorure de méthylène pendant 8 heures. Le premier extrait organique est
concentré par évaporation, et une séparation des trois familles composant le
mélange est réalisé, à savoir les hydrocarbures aliphatiques, les hydrocarbures
aromatiques et les composés polaires, les deux premières étant ensuite
quantifiées par chromatographie en phase gazeuse, la troisième par pesée. Les
hydrocarbures contenu dans le second extrait dichlorométhane sont dosés par
pesée après évaporation du solvant et additionnés à ceux récupérés dans le n
hexane.
- On procède aussi à l'extraction et à l'analyse des hydrocarbures entraînés par
les effluents aqueux, selon des méthodes comparables à celles utilisées pour le
sable.
les effluents aqueux, selon des méthodes comparables à celles utilisées pour le
sable.
L'expérimentation est effectuée selon le protocole décrit précédemment. Le milieu minéral, servant à l'imbibition de la colonne est additionné d'un tensio-actif non ionique, (NP 9). La concentration en tensio-actif est de 0,05 % (en poids) par rapport au milieu minéral utilisé.
Après 60 jours pendant lesquels on a pratiqué les cycles d'imbibition-drainage du milieu poreux, l'essai est arrêté, le sable et les effluents aqueux sont extraits, et les hydrocarbures ainsi récupérés, analysés.
La teneur initiale en hydrocarbures du gazole dans le milieu poreux, qui était de 41,7 g/kg n'est plus que de 1,8 g/kg dans le sable après 60 jours. Le taux d'hydrocarbures biodégradés estimé par le rapport hydrocarbures disparus/hydrocarbures au temps zéro (les hydrocarbures disparus étant calculés par différence entre la teneur au temps zéro et les teneurs récupérées dans le sable en fin d'essai et dans tous les effluents aqueux) est égal à 83,6 %.
EXEMPLE 6
L'essai 5 est répété, mais en remplaçant le NP 9 par le rhamnolipide RL1 de l'exemple 1 ajouté au milieu minéral à raison de 0,05 % en poids par rapport au milieu minéral.
L'essai 5 est répété, mais en remplaçant le NP 9 par le rhamnolipide RL1 de l'exemple 1 ajouté au milieu minéral à raison de 0,05 % en poids par rapport au milieu minéral.
La teneur initiale en hydrocarbures du gazole dans le milieu poreux, de 33 g/kg est passée après 60 jours à 9,5 g/kg dans le sable. Le taux de biodégradation des hydrocarbures est de 53,0 %.
EXEMPLE 7
L'essai 5 est répété, sauf que l'on ajoute au milieu minéral 0,05 % (en poids) une composition contenant un mélange NP 9/RL1 dans un rapport 3/2.
L'essai 5 est répété, sauf que l'on ajoute au milieu minéral 0,05 % (en poids) une composition contenant un mélange NP 9/RL1 dans un rapport 3/2.
La teneur initiale en gazole dans le milieu poreux, de 35 g/kg n'est plus que de 0,9 g/kg dans le sable après 60 jours d'expérimentation. Le taux de biodégradation des hydrocarbures est de 86,1 %.
EXEMPLE 8
L'essai 5 est répété, mais en remplaçant le tensio-actif non ionique, le NP 9, par le tensio-actif anionique de l'exemple 1, le di-octylsulfosuccinate de sodium, (DOS), à une concentration de 0,05 % en poids.
L'essai 5 est répété, mais en remplaçant le tensio-actif non ionique, le NP 9, par le tensio-actif anionique de l'exemple 1, le di-octylsulfosuccinate de sodium, (DOS), à une concentration de 0,05 % en poids.
La concentration en hydrocarbures du gazole dans le sable passe de 33,8 g/kg au temps zéro à 1,8 g/kg après 60 jours d'essai. Le taux de biodégradation des hydrocarbures est de 81,5 %.
EXEMPLE 9
L'essai 8 est répété, mais en remplaçant le tensio-actif anionique DOS par un mélange
DOS, rhamnolipide RL1 dans un rapport 3/2, et à une concentration de 0,05 % en poids par rapport au milieu minéral.
L'essai 8 est répété, mais en remplaçant le tensio-actif anionique DOS par un mélange
DOS, rhamnolipide RL1 dans un rapport 3/2, et à une concentration de 0,05 % en poids par rapport au milieu minéral.
La concentration en hydrocarbures du gazole dans le sable passe de 35 g/kg au temps zéro à 0,3 g/kg après 60 jours d'essai. Le taux de biodégradation des hydrocarbures est de 97,9
EXEMPLE 10
Les essais 5 à 9 ont été répétés avec un glycolipide qui est le cellobioselipide produit par Ustilago maydis avec R1 = CH3 ; Rl2 = 15 ; R13 = acétyl ; R14 = 4 sous sa forme ester et on a obtenu des résultats sensiblement équivalents.
EXEMPLE 10
Les essais 5 à 9 ont été répétés avec un glycolipide qui est le cellobioselipide produit par Ustilago maydis avec R1 = CH3 ; Rl2 = 15 ; R13 = acétyl ; R14 = 4 sous sa forme ester et on a obtenu des résultats sensiblement équivalents.
Claims (10)
1. Procédé de décontamination d'un milieu poreux pollué par des hydrocarbures
selon lequel on introduit en solution aqueuse dans ledit milieu une
composition contenant de 0,01 à 99,99 % d'au moins un composé tensioactif
anionique et/ou non ionique et de 99,99 % à 0,01 % d'au moins un
glycolipide à l'exception de sophorolipides, sous forme brute ou modifiée
chimiquement, en quantité suffisante et dans des conditions appropriées pour
décontaminer substantiellement le milieu et on récupère une partie au moins
de la solution comprenant une partie au moins des hydrocarbures.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la composition comprend:
- de 45 à 85 % du composé tensioactif et de préférence 50 à 65 %
- et de 15 à 55 % d'au moins un glycolipide et de préférence 35 à 50 %.
3. Procédé selon les revendications 1 et 2, dans lequel le composé tensioactif est
un composé choisi dans le groupe formé par les alkylarylsulfonates sous
forme de sels de sodium ou de calcium, ou sous forme d'amines linéaires ou
ramifiées avec un nombre de carbone définissant l'amine compris entre 2 et
8, avec des groupements alkyles de 10 à 16 atomes de carbone, avec des
groupements aryles au nombre de 1 à 10 et avec des groupements sulfonates
au nombre de 1 à 2, les mono- ou diesters de sulfosuccinate de sodium ayant
réagi avec des alcools linéaires de 6 à 20 atomes de carbone, les aLkyl- ou
alcénylsulfonates de sodium avec des groupements alkyles ou alcényles
ayant 10 à 18 atomes de carbone, les sulfonates de pétrole et les
lignosulfonates de sodium, de calcium ou d'ammonium et de préférence le
composé tensioactif est le dioctylsulfosuccinate de sodium, les sulfonates de
pétrole commerciaux et le dodécylbenzène sulfonate d'isopropylamine.
4. Procédé selon les revendications 1 et 2, dans lequel le composé tensioactif est
un composé choisi dans le groupe formé par les alkylphénols polyéthoxylés
avec un nombre de groupements éthoxyles compris entre 8 et 24 et avec des
groupements alkyles de nombre de carbone compris entre 8 et 12, le
polyoxyéthylène alkylphénoxyéthanol, les esters d'acides gras polyéthoxylés,
les éthers d'alcool gras avec un nombre de carbone de l'acide gras ou de
l'alcool gras compris entre 4 et 18 et avec un nombre de groupements
éthoxyles compris entre 4 et 12, et les mono- et polyoléates de sorbitol
polyéthoxylés avec un nombre de groupements éthoxyles compris entre 4 et
8 et de préférence le nonylphénol éthoxylé avec 9 moles d'oxyde d'éthylène
(NP9).
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel les glycolipides sont
compris dans le groupe formé par le rhamnolipide, le glucoselipide, le
trehaloselipide, le cellobioselipide.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les glycolipides sont
au moins en partie sous forme d'esters qui proviennent de la réaction d'un
alcool linéaire ou ramifié de 1 à 18 atomes de carbone et de préférence de 1
à 8, avec la fonction acide desdits glycolipides.
7. Procédé selon les revendications 5 à 6, dans lequel le cellobioselipide est au
moins en partie désacétylé.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel on introduit dans
ledit milieu de 0,1 à 20 volumes de pore de la solution aqueuse contenant la
composition à une concentration de 0,1 à 20 grammes par litre.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel on introduit dans le
milieu pollué de 1 x 105 à 1 x 109 bactéries hydrocarbonoclastes par
millilitre de solution aqueuse.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel la solution aqueuse
contient de 0,01 à 1% en poids d'au moins un additif choisi dans le groupe
formé par le nitrate de sodium, le nitrate d'ammonium, le phosphate de
potassium, le phosphate de sodium, le phosphate d'ammonium et une
composition de polymères hydrosolubles de masse molaire élevée.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9315201A FR2713655B1 (fr) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | Procédé de décontamination d'un milieu poreux pollué par des hydrocarbures utilisant une composition contenant un composé tensio-actif et des glycolipides. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9315201A FR2713655B1 (fr) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | Procédé de décontamination d'un milieu poreux pollué par des hydrocarbures utilisant une composition contenant un composé tensio-actif et des glycolipides. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2713655A1 true FR2713655A1 (fr) | 1995-06-16 |
| FR2713655B1 FR2713655B1 (fr) | 1998-05-22 |
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ID=9454045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9315201A Expired - Fee Related FR2713655B1 (fr) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | Procédé de décontamination d'un milieu poreux pollué par des hydrocarbures utilisant une composition contenant un composé tensio-actif et des glycolipides. |
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|---|---|
| FR (1) | FR2713655B1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2827192A1 (fr) * | 2001-07-13 | 2003-01-17 | Cognis France Sa | Preparations contenant des agents tensio-actifs non ioniques comme agents d'extraction |
| CN114075437A (zh) * | 2020-08-14 | 2022-02-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 具有修复石油烃污染土壤功能的组合物及其应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2422715A1 (fr) * | 1978-02-11 | 1979-11-09 | Biotechnolog Forschung Gmbh | Procede et installation pour produire au moyen de microorganismes des glycolipides servant d'agent d'injection dans des gisements de petrole ou dans des sables petroliferes |
| FR2437874A1 (fr) * | 1978-10-06 | 1980-04-30 | Wintershall Ag | Procede et installation pour separer du petrole et des hydrocarbures de petrole de substances solides ou solides-liquides |
| EP0048339A1 (fr) * | 1980-09-22 | 1982-03-31 | Wintershall Aktiengesellschaft | Procédé pour empêcher la pénétration ou l'adhésion d'huile brute ou d'hydrocarbures pétrolifères sur la terre, le sable ou les objets |
| WO1991012305A1 (fr) * | 1990-02-16 | 1991-08-22 | Novo Nordisk A/S | Elimination des substances huileuses |
| EP0499434A1 (fr) * | 1991-02-12 | 1992-08-19 | Unilever Plc | Compositions détergentes |
-
1993
- 1993-12-15 FR FR9315201A patent/FR2713655B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2422715A1 (fr) * | 1978-02-11 | 1979-11-09 | Biotechnolog Forschung Gmbh | Procede et installation pour produire au moyen de microorganismes des glycolipides servant d'agent d'injection dans des gisements de petrole ou dans des sables petroliferes |
| FR2437874A1 (fr) * | 1978-10-06 | 1980-04-30 | Wintershall Ag | Procede et installation pour separer du petrole et des hydrocarbures de petrole de substances solides ou solides-liquides |
| EP0048339A1 (fr) * | 1980-09-22 | 1982-03-31 | Wintershall Aktiengesellschaft | Procédé pour empêcher la pénétration ou l'adhésion d'huile brute ou d'hydrocarbures pétrolifères sur la terre, le sable ou les objets |
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| APPL MICROBIOL BIOTECHNOL 32 (4). 1990. 485-489. CODEN: AMBIDG ISSN: 0175-7598 * |
| DATABASE BIOSIS BIOSCIENCES INFORMATION SERVICE, PHILADELPHIA, PA, US; OBERBREMER A ET AL: "EFFECT OF THE ADDITION OF MICROBIAL SURFACTANTS ON HYDROCARBON DEGRADATION IN A SOIL POPULATION IN A STIRRED REACTOR." * |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2827192A1 (fr) * | 2001-07-13 | 2003-01-17 | Cognis France Sa | Preparations contenant des agents tensio-actifs non ioniques comme agents d'extraction |
| WO2003006146A1 (fr) * | 2001-07-13 | 2003-01-23 | Cognis France S.A. | Preparations aqueuses |
| CN114075437A (zh) * | 2020-08-14 | 2022-02-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 具有修复石油烃污染土壤功能的组合物及其应用 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2713655B1 (fr) | 1998-05-22 |
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Effective date: 20090831 |