FR2904248A1 - Procede de traitement bio-assiste d'un sol contamine par des hydrocarbures. - Google Patents
Procede de traitement bio-assiste d'un sol contamine par des hydrocarbures. Download PDFInfo
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Abstract
Ce qui est décrit dans ce document est un procédé bio-assisté destiné au traitement d'un sol contaminé par des hydrocarbures employant de nouveaux microorganismes capables de décontaminer un sol contaminé par des hydrocarbures contenant de l'eau en libre circulation ou sous la forme d'un mélange ou contenant une quantité importante de gravier. Le procédé comprend l'ajout des microorganismes libérant les hydrocarbures suivi par l'ajout des microorganismes capables de dégrader l'hydrocarbure libéré pour décontaminer le sol, dans lequel la croissance desdits microorganismes est réalisée séparément dans des récipients appropriés contenant un milieu nutritif approprié.
Description
1 La présente invention concerne en général le procédé de traitement de
sols contaminés par des hydrocarbures. Plus particulièrement, la présente invention fournit un nouveau traitement biologique permettant la dégradation de contaminants indésirables se trouvant dans un sol, inondé par de l'eau ou sous la forme d'une suspension. La production, le traitement, le stockage, le transport ainsi que le déversement accidentel d'un pétrole brut et de distillats de pétrole ont contribué à la libération d'hydrocarbure dans l'environnement. La conséquence de ceci est un nombre important de sites pollués et d'énormes quantités volumétriques de sol qui ont été contaminées par des substances dangereuses. La contamination des sols peut engendrer des endommagements importants dans l'écosystème local en s'accumulant dans les tissus des animaux et des plantes et en provoquant la mort de ceux-ci et/ou une mutation chez leurs descendants. Une telle contamination peut également présenter une menace sérieuse pour la santé des humains et, dans les cas extrêmes, rendre la zone contaminée inhabitable pour les humains. Le sol contaminé par des hydrocarbures et les puits de stockage sont généralement traités par un remblai de sécurité, une incinération, un traitement thermique indirect, une aération, une ventilation, un barbotage d'air et une bioremédiation traditionnelle. La boue stockée dans les puits de stockage et un sol contaminé par des huiles contenant des quantités importantes de pierres/graviers/gros matériaux et de l'eau en libre circulation ne peuvent pas être traités selon ces procédés. Dans ces zones, l'huile d'hydrocarbure présente dans les sédiments ne reste pas biodisponible pour une action microbienne et l'huile reste partagée entre la phase aqueuse et le sol solide/particules de graviers.
Il existe de nombreux sites contaminés par des hydrocarbures, comme au bord de l'eau, dans les basses terres, dans les zones pluvieuses où le sol contaminé par des hydrocarbures reste sous la forme d'une suspension et l'eau reste dans des conditions d'écoulement libre sur la surface. Ces sites ne peuvent pas être traités par les procédés traditionnels. Le problème devient plus prononcé quand une telle zone 2904248 2 contaminée par des hydrocarbures et inondée par de l'eau contient de gros graviers et de grosses pierres en plus du sol. Pour traiter avec succès un sol contaminé par des huiles, la libération de l'hydrocarbure adsorbé sur les particules solides du sol et la surface des graviers est 5 absolument nécessaire. Divers tensioactifs d'origine chimique ou biologique ont la capacité de libérer une huile des sédiments. Cependant, les tensioactifs chimiques en raison de leur toxicité envers les microorganismes, en particulier les microorganismes dégradant les hydrocarbures, et d'autres impacts écologiques défavorables ne sont pas communément utilisés et de plus, les tensioactifs chimiques 10 s'avèrent moins efficaces pour la libération prolongée des huiles. Une libération améliorée d'hydrocarbure et une dégradation en ajoutant un bio-tensioactif purifié sont rapportées dans l'art antérieur (Rahman et al., Bioresource, Technology, 90, 159-168, 2003 ; Kuyukina et al., Environment International., 31, 155-161, 2005). Cependant, pour une application dans le domaine de la bioremédiation basée sur la 15 bioaugmentation, l'ajout des bactéries produisant des bio-tensioactifs peut être bénéfique et plus pratique qu'un bio-tensioactif purifié exogène. Dean et collaborateurs (Journal of Environmental Quality 30 : 1126-1133 (2001)) ont étudié la biodégradation du phénanthrène par la co-culture de bactéries dégradant le phénanthrène et de bactéries ayant des souches produisant un tensioactif 20 dans les microcosmes de sol de marne sableuse de Fallsinfton et un milieu aqueux, séparément. La co-culture de bactéries dégradant les contaminants et produisant un tensioactif conduit à une amélioration globale de la dégradation du phénanthrène. Van Hamme et Ward (Appl Environ Microbiol. octobre ; 67 (10) : 4874-9, 2001) ont étudié les interactions physiques et métaboliques entre la souche F9-D79 25 de Rhodococcus sp. et la souche JA5-B45 de Pseudomonas sp. qui ont été examinées lors de la croissance sur un pétrole brut de Bow River dans un récipient d'Erlenmeyer de 250 mL contenant 50 mL de milieu et ont rapporté que la co-culture éliminait légèrement mieux le TPH que la bactérie individuelle. Dans la co-culture, la souche F9-D79 de Rhodococcus sp. forme d'excellentes, bien qu'éphémères, émulsions de pétrole brute-eau entre 24 et 48 heures d'incubation. La souche JA5-B45 de Pseudomonas sp. n'émulsifie pas l'huile, mais dégrade de manière efficace le pétrole brut.
2904248 3 Le brevet des Etats-Unis No. 3 871 956 concerne un procédé de nettoyage de déversements accidentels l'huile sur l'eau ou dans un sol. Le procédé de ce brevet n'utilise pas de contrôles de température ou d'oxygène et n'est pas un procédé auto-perpétué.
5 Le brevet des Etats-Unis No. 5 035 537 décrit un procédé de traitement de sol, de roches poreuses e1: de matériau similaire contaminés par du pétrole, un hydrocarbure ou des composés organiques volatils et comprend les étapes consistant à rassembler le sol contaminé, le décharger uniformément sur une surface horizontale imperméable sur une hauteur de quatre à six pouces, le traiter avec un agent 10 émulsifiant et permettre à l'agent émulsifiant de s'infiltrer à travers le sol et de volatiliser l'hydrocarbure et les composés organiques se trouvant dans le sol. Le brevet des Etats-Unis No. 5 055 196 décrit un procédé de traitement de sol ou de boue destinée à éliminer les contaminants au contact du sol ou de la boue. En particulier, ce procédé concerne un procédé dans lequel des contaminants 15 inorganiques, tels qu'un métal ou des sels métalliques, ou des contaminants organiques, comme les PCB, sont éliminés du sol mouillé par de l'eau et de la boue. Le brevet des Etats-Unis No. 5 059 252 décrits un procédé de bioremédiation sur site de sols contaminés par des déchets dangereux dérivés de pétrole. Ce procédé destiné à améliorer la bioremédiation comprend les étapes consistant à appliquer une 20 résine échangeuse de cations sur le sol contaminé en une quantité suffisante pour favoriser la croissance d'organismes capables de dégrader le déchet dangereux. Le brevet des Etats-Unis No. 5 427 944 décrit un procédé de biodégradation de contaminants à base d'hydrocarbure aromatique polycyclique utilisant une culture mixte de bactéries composée d'Achromobacter sp. et de Mycobacteriura sp. et d'une 25 substance nutritive. La culture mixte de bactéries a été utilisée pour une bioremédiation in situ ou ex situ d'un sol contaminé, ou dans un quelconque bioréacteur traditionnel pour traiter des liquides contaminés, tels que des lexiviats de remblai, une eau souterraine ou des effluents industriels. Le brevet des Etats-Unis No. 5 453 133 concerne un procédé permettant 30 l'élimination de contaminants, tels que des hydrocarbures, d'un sol. Le procédé implique le contact du sol contaminé avec un solvant approprié pour le contaminant, en présence d'un liquide de pontage, qui n'est pas miscible au solvant, tout en agitant.
2904248 4 La quantité de liquide de pontage et le degré d'agitation sont équilibrés pour contrôler la taille des particules d'agglomérats de sol essentiellement exempts de solvants et de contaminants ainsi formés. Le brevet des Etats-Unis No. 5 494 580 concerne un procédé de 5 décontamination d'un environnement pollué par des hydrocarbures en utilisant certaines compositions de bactéries. Le brevet des Etats-Unis No. 6 057 147 décrit un appareil et un procédé de bioremédiation améliorée d'hydrocarbures éliminés d'un objet contaminé. Le dispositif et le procédé contribuent à une bioremédiation microbienne continue des 10 contaminants à base d'hydrocarbure par auto-propagation tout en nettoyant la solution et en filtrant les sédiments sans générer de traces de déchets dangereux pour l'environnement. La solution de nettoyage comprend des microorganismes du genre Achromobacter, Actinobacter, Hlcaligène ; Arthrobacter, Bacillus, Nocardia, Flavobacterium, Pseudomonas et leurs mélanges.
15 Le brevet des Etats-Unis No. 6 652 752 décrit un procédé permettant la biodégradation d'une boue à base d'huiles comprenant un mélange d'hydrocarbures de pétrole. Le procédé comprend la formation d'une solution aqueuse, dans un réacteur, composée d'une émulsion huile-dans-eau de la boue à base d'huiles, d'une culture bactérienne et de substances nutritives pour la culture bactérienne, la culture 20 bactérienne ayant la capacité de croître sur des hydrocarbures de pétrole utilisés en tant qu'unique source de carbone et ayant été isolée d'un sol contaminé par des hydrocarbures ou d'une boue contenant des hydrocarbures ou d'autres environnements enrichis en bactéries dégradant les hydrocarbures, le maintien de la solution aqueuse en conditions aérobies dans le réacteur à une température d'au 25 moins 10 C pendant une durée suffisante pour réduire la quantité d'hydrocarbure d'au moins 25 %, et le déchargement de la solution aqueuse contenant une quantité réduite d'hydrocarbures du réacteur. La demande de brevet des Etats-Unis 20020187545 décrits un procédé de bioremédiation d'un déchet contaminé par des hydrocarbures utilisant une matière de 30 maïs. Le contaminant hydrocarboné est mis au contact de la matière de maïs en présence de substances nutritives et de bactéries efficaces pour la bioremédiation.
2904248 5 La présente invention décrit l'art de décontaminer de manière efficace un sol contaminé par des huiles ayant un sol avec de l'eau s'écoulant librement sur lui ou sous la forme d'une boue sol-eau et l'hydrocarbure est soit adsorbé dans les particules de sol/gravier, soit présent à l'interface eau-sol, en utilisant un mélange de nouveaux 5 microorganismes. L'objet principal de la présente invention est de fournir un procédé de traitement de sol contaminé par des hydrocarbures pour améliorer la dégradation de ladite contamination d'une manière efficace et acceptable d'un point de vue environnemental, dans lequel ledit procédé emploie une technique bio-assistée 10 utilisant des microorganismes sélectifs, par le biais d'une combinaison d'aptitude à l'émulsification et à la dégradation. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de traitement de sol contaminé par des hydrocarbures pour dégrader ladite contamination, dans lequel ledit procédé est capable de se dérouler de manière efficace à basse 15 température ainsi qu'à une température modérément élevée. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de traitement de sol contaminé par des hydrocarbures pour dégrader ladite contamination, dans lequel ledit procédé est capable de décontaminer un sol riche en gravier contaminé par des hydrocarbures contenant de l'eau en libre circulation ou sous la forme d'un 20 mélange, en utilisant un mélange sélectif de microorganismes produisant un biotensioactif et un mélange de microorganismes assimilant les hydrocarbures. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de traitement de sol contaminé par des hydrocarbures pour dégrader ladite contamination, dans lequel ledit procédé permet la remédiation et l'élimination d'un hydrocarbure, d'une 25 boue huileuse, d'huiles déversées et de mélanges provenant dudit sol contaminé. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de traitement de sol contaminé par des hydrocarbures pour dégrader ladite contamination, dans lequel un nouveau consortium microbien est choisi, qui est capable de produire des bio-tensioactifs de type agent émulsifiant tensioactif efficaces et de libérer l'huile des 30 particules de sol/gravier.
2904248 6 Un autre objet de la présente invention est le choix d'un autre nouveau microorganisme, qui est capable de dégrader une huile dans une phase aqueuse, à l'interface eau-sol et à l'interface huile-eau. Les objets mentionnés ci-dessus et d'autres sont atteints selon la présente 5 invention, dans laquelle sont fournis les modes de réalisation suivants, cependant, les modes de réalisation décrits ci-après dans ce document sont d'après le meilleur mode de pratique et l'invention n'est pas restreinte aux modes de réalisation particuliers. Selon un mode de réalisation de la présente invention, on fournit un procédé de traitement de sol contaminé par des hydrocarbures pour éliminer la contamination, 10 dans lequel ledit procédé comprend l'isolement des microorganismes capables de produire un ou des bio-tensioactifs en utilisant un milieu nutritif approprié, l'ajout desdits microorganismes dans les sites contaminés pour éliminer l'huile adsorbée du sol/sédiments/gravier, l'ajout supplémentaire d'un autre microorganisme isolé et ayant la capacité de dégrader les substances hydrocarbonées libérées (par exemple, 15 un pétrole brut, d'autres distillats de pétrole, soit à base de paraffine, soit possédant d'autres bases chimiques particulières) pour la remédiation de sols contaminés par des hydrocarbures. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, il est fourni un procédé de traitement de sol contaminé par des hydrocarbures, dans lequel lesdits 20 microorganismes produisant un bio-tensioactif ainsi que les microorganismes dégradant les hydrocarbures sont mis à croître séparément dans des récipients appropriés contenant un milieu nutritif approprié, de plus la culture microbienne mixte de l'invention, dont la croissance a été réalisée de manière appropriée, est adsorbée sur un support approprié, dans lequel le support est capable de retenir sur 25 lui les microorganismes relativement modérément et permet ainsi la libération aisée des microorganismes ainsi proliférés. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, il est fourni un procédé bio-assisté de traitement de sols contaminés par des hydrocarbures, dans lequel les microorganismes utilisés pour libérer les huiles sont la souche IOCX de 30 Pseudomonas aeruginosa ou la souche IOC DHT de Pseudomonas aeruginosa, utilisées seules ou dans une combinaison de celles-ci. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, il est fourni un procédé bio-assisté de traitement 2904248 7 de sols contaminés par des hydrocarbures, dans lequel les microorganismes capables de dégrader l'hydrocarbure libéré comprennent la souche I005al de Pseudomonas putida, la souche IOCR1 de Pseudomonas putida et Bacillus subtilis, seule ou un mélange de celles-ci.
5 Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, il est fourni des procédés bio-assistés de traitement de sols contaminés par des hydrocarbures, dans lequel lesdits microorganismes sont capables de travailler dans une plage de température de 3 à 45 C, de préférence de 10 à 35 C. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, il est fourni un 10 procédé bio-assisté de traitement de sols contaminés par des hydrocarbures, dans lequel les microorganismes permettant de libérer les huiles sont inoculés avant les microorganismes capables de dégrader les huiles libérées. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, il est fourni un procédé bio-assisté de traitement de sols contaminés par des hydrocarbures, dans 15 lequel lesdits microorganismes permettant de libérer les huiles sont ajoutés pas moins de deux semaines avant les microorganismes permettant de dégrader les huiles libérées. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, il est fourni un procédé bio-assisté de traitement de sols contaminés par des hydrocarbures, dans 20 lequel le rapport des microorganismes utilisés ici pour libérer les huiles et des microorganismes pour dégrader lesdites huiles libérées est dans la plage de 1 : 1 à 1 : 10, de préférence d'environ 1 : 2. Bien que ce mémoire se termine avec les revendications montrant en particulier et revendiquant distinctement ce qui est considéré comme l'invention, il 25 est anticipé que l'invention peut être plus facilement comprise à la lecture de la description détaillée suivante de l'invention et en étudiant les exemples inclus. La présente invention fournit un procédé sûr, efficace et peu coûteux permettant le traitement d'un sol contaminé par des hydrocarbures inondé avec de l'eau ou sous la forme d'un mélange et dans lequel les contaminants sont largement 30 adsorbés sur les particules de sol/gravier. Dans la présente invention, il est fourni le choix spécifique de microorganismes produisant un bio-tensioactif pour libérer une huile des sédiments 2904248 8 et des graviers et pour la rendre biodisponible aux microorganismes ayant la capacité de dégrader les huiles présentes dans une phase aqueuse, à l'interface eau-sol et à l'interface huile-eau, pour éliminer l'huile. En outre, ces microorganismes étaient actifs sur une plage étendue de températures et étaient capables de croître à une 5 température située dans la plage de 3 C à 45 C. Les microorganismes produisant les bio-tensioactifs décrits ici dans la présente invention ont été isolés selon une technique d'enrichissement sélectif à partir d'un sol contaminé par des hydrocarbures. L'isolement de l'isolat pur souhaité a été réalisé par piquage sur un milieu de gélose à sel minimum contenant un hydrocarbure 10 comme source de carbone. La capacité à produire un bio-tensioactif a été vérifiée en réalisant divers tests. Lesdits microorganismes ont été choisis en se basant sur leur capacité à produire de manière efficace un bio-tensioactif dans une source de carbone soluble dans l'eau et insoluble dans l'eau à 3 C ainsi qu'à 45 C. En outre, la production in situ d'un bio-tensioactif par les bactéries et sa capacité à libérer l'huile 15 lors de la croissance sur une boue sol-eau contaminée par une huile ont été établies. Les bio-tensioactifs extra-cellulaires ont également été isolés des microorganismes et il a été établi qu'ils étaient capables de libérer une huile des sédiments d'un sol ainsi que dans une colonne huile-sable. Les bactéries ainsi que le bio-tensioactif purifié pourraient libérer de manière efficace une huile d'un mélange huile-eau.
20 Les microorganismes ont été choisis en se basant sur leur capacité à croître dans du pétrole/distillats/PAH/alcanes en phase aqueuse, à l'interface aqueux-sol, à l'interface huile-eau et dans les sédiments d'un sol. Afin de tirer avantage de la synergie des divers potentiels métaboliques des microorganismes, le consortium des trois bactéries choisies a été construit. L'effet de l'ajout d'une bactérie produisant un 25 bio-tensioactif et d'un bio-tensioactif purifié sur la dégradation des hydrocarbures a été observé et il a été trouvé une augmentation importante de la biodégradation. Le consortium des bactéries produisant un bio-tensioactif et dégradant les hydrocarbures a été évalué afin d'écarter toute inhibition de croissance par un type de bactérie sur un autre type de bactérie et vice versa.
30 La substance nutritive minimum décrite dans ce document selon la présente invention comprend de manière souhaitable une source d'azote, telle qu'un sel d'ammonium, et une source de phosphore, telle qu'un composé de phosphate de métal 2904248 9 alcalin, une source de magnésium, telle qu'un sel de magnésium, et peu comprendre facultativement d'autres substances nutritives, comme du sodium, du calcium et des sels de fer. Le système nutritif préféré comprend un sel d'ammonium et un composé de phosphate, avec des quantités minimes d'autres substances nutritives 5 traditionnelles, où le rapport molaire de l'azote élémentaire sur le phosphore est d'environ 5 : 1 à 15 : 1 ; de préférence d'environ 8 : 1 à environ 12 : 1. De manière préférée entre toutes, le système nutritif utilisable lors du procédé décrit dans la présente invention comprend du chlorure d'ammonium, environ 5 à environ 20 parties en poids de sulfate de magnésium hydraté (MgSO4.7H2O) pour 100 parties en 10 poids de chlorure d'ammonium, environ 5 à 20 parties en poids de chlorure de sodium pour 100 parties en poids de chlorure d'ammonium, et environ 15 à environ 50, et de manière davantage préférée, environ 20 à environ 30 parties en poids de phosphate de potassium monobasique (KH2PO4) pour 100 parties en poids de chlorure d'ammonium et des traces de vitamines et d'oligo-éléments. En outre, 15 lesdites substances nutritives sont dissoutes dans une quantité appropriée d'eau pour dissoudre les substances nutritives et combinées à des quantités appropriées de source initiale d'aliments primaires appropriée. Les microorganismes produisant un bio-tensioactif sont deux souches, la souche IOCX de Pseudomonas aeruginosa et la souche 1OC DHT de Pseudomonas 20 aeruginosa. En outre, les isolats dégradant les hydrocarbures présentant la croissance la plus élevée et le potentiel de dégradation le plus élevé sont identifiés comme étant la souche I005al de Pseudomonas putida, la souche IOCR1 de Pseudomonas putida et Bacillus substilis. Les microorganismes produisant un bio-tensioactif ainsi que les 25 microorganismes dégradant les hydrocarbures décrits dans ce document de la présente invention sont mis à croître séparément dans un récipient approprié contenant une solution nutritive. Le récipient contient de préférence des dispositifs de contrôle pour la température, le pH, l'agitation, l'aération et le secouage. Le système nutritif particulièrement préféré pour la croissance comprend (g par litre) un 30 extrait de levure 5,0-10, du KH2PO4, 0,5-10, du K2HPO4 0,5-10, du MgSO4 0,5-10, du (NH4)2SO4 0,25-0,75, du KNO3 0,25-0,75, de la peptone 2,0-5,0, des sucres fermentables comme source de carbone 1-5 %.
2904248 10 Selon la présente invention, des microorganismes capables de dégrader des contaminants à base d'hydrocarbures et/ou de produire un bio-tensioactif sont dispersés dans un sol contaminé par des huiles tout en étant supportés, c'est-à-dire fixés sur un support. Le support utilisé ici est fait de matériaux pouvant retenir sur 5 eux les microorganismes relativement modérément et donc permettre une libération aisée des microorganismes ainsi proliférés. Le support est peu cher et peut jouer le rôle de source nutritive pour les microorganismes ainsi appliqués, en particulier une source nutritive qui peut être progressivement libérée à l'avantage. En outre, la formation d'un support par un matériau biodégradable est avantageuse en ce que tout 10 problème issu d'une contamination secondaire par le support résiduel ou l'effet des microorganismes appliqués sur le système écologique du sol peut être évité. Tel quel, un matériau biodégradable est de préférence utilisé comme support, qui se décompose progressivement et disparaît après la remédiation du sol par les microorganismes appliqués. Quand un support est utilisé, les microorganismes 15 appliqués qui ont été libérés dans le sol après la disparition du support sont ensuite placés dans des environnements difficiles pour la croissance, du fait de la compétition avec les microorganismes indigènes prédominants se trouvant dans le sol et la prédation par les protozoaires. Les microorganismes sont ensuite chassés du sol et leur nombre diminue progressivement jusqu'à l'extinction. En conséquence, le 20 système écologique se trouvant dans le sol peut être restauré à son état original. Les matériaux de support biodégradables préférés utilisés ici selon la présente invention comprennent une spathe, les déchets de l'industrie sucrière et n'importe quel déchet agricole. Le mélange microbien adsorbé sur un support a été testé pour son efficacité 25 dans un échantillon de sol tel que reçu d'un champ à une température de 3 C et de 45 C. Tout d'abord, le mélange produisant un bio-tensioactif (mélange BS) a été ajouté et autorisé à libérer l'huile, puis le mélange dégradant les hydrocarbures (mélange HD) a été introduit pour dégrader l'huile. Le rapport du mélange BS et du mélange HD est de 1 : 1 à 1 : 10 en poids, de préférence de 1 : 2,5.
30 Une solution de culture est utilisée ici selon la présente invention pour la croissance des microorganismes, ladite solution de culture comprend des matières largement utilisées choisies parmi du jus de viande, un extrait de levure, un extrait de 2904248 11 malt, une bactopeptone, du glucose, des sels inorganiques ou des minéraux ou un mélange de ceux-ci. Ces composants sont mélangés dans un rapport approprié en fonction du type de microorganisme. Comme substances nutritives, n'importe quelle substance nutritive contenant des substances nutritives organiques ou inorganiques 5 appropriées, en plus de la solution de culture mentionnée ci-dessus, peut être utilisée. Une substance nutritive préférable est un mélange d'extrait de levure et de nitrate de potassium et de phosphate d'ammonium en un rapport de 2 : 1 : 0,1 à 1 : 0,1 : 0,01, et de manière préférée entre toutes de 1 : 1 : 0,1. Selon la présente invention, il est fourni l'utilisation d'une technique 10 d'aération pour le traitement de remédiation du sol contaminé, dans laquelle un mélange mécanique fréquent et un secouage d'un mélange de sol peuvent donner une aération appropriée. L'aération peut également être réalisée par barbotage d'air en utilisant certains dispositifs traditionnels connus dans l'art antérieur. Le débit d'aération peut se trouver dans la plage de 1 L/min à 25 L/min, de préférence de 15 5 L/min, et de préférence 2 L/min. La température selon la présente invention pour la remédiation du sol est de 3 C à 45 C, de préférence de 10 C à 35 C, qui est appropriée pour l'action des microorganismes utilisés. Les exemples spécifiques suivants illustrent le procédé de la présente invention, mais ne doivent pas être considérés comme une limite à l'étendue de 20 l'invention. Exemple I Isolement des bactéries produisant un bio-tensioactif, purification du bio-tensioactif et libération d'une huile par l'intermédiaire des bactéries et du bio-tensioactif Les souches bactériennes ont été isolées selon la technique de culture par 25 enrichissement à partir du sol contaminé par des huiles. Un échantillon de 5 g de sol a été inoculé dans 100 mL de milieux à sel minimal (MSM) contenant (par litre) 6,0 g de Na2HPO4, 3,0 g de KH2PO4, 1,0 g de NH4C1, 0,5 g de NaCl, 1,0 mL de MgSO4 1 M et 2,5 mL d'une solution d'oligo-éléments ([par litre], 23 mg de MnCl2 2H2O, 30 mg de MnCI4 H2O, 31 mg de H3BO3, 36 mg de CoC12 6H2O, 30 10 mg de CuCl2 2H2O, 20 mg de NiCl2 6H2O, 30 mg de Na2MoO4 2H2O et 50 mg de ZnC12) (pH 7,0). Du pétrole brut (5 % poids/volume) a été utilisé comme source de carbone et incubé à 30 C sur un agitateur rotatif (200 Tr/min) pendant 4 2904248 12 jours. Après cinq cycles de cet enrichissement, 1 mL de la culture a été diluée et mise sur des plaques de gélose MSM (2 % en poids/volume) contenant du pétrole brut (5 % en poids/volume) comme unique source de carbone. Les colonies bactériennes obtenues ont de plus été purifiées sur des plaques de gélose Luria-Bertani (LB). La 5 souche a été stockée sous la forme d'une culture de base congelée à -70 C dans de glycérol à 25 %. Pour étudier la production et l'activité du bio-tensioactif', les bactéries ont été mises à croître dans un MSM contenant un substrat hydrosoluble, comme le glucose (3 %), et/ou un substrat insoluble dans l'eau, comme l'hexadécane à 2 %. Les 10 cultures ont été incubées à 30 C et à 150 Tr/min. Après 24 heures, le bouillon de culture a été centrifugé à 8000 Tr/min pendant 10 minutes et le surnageant a été utilisé pour une mesure des propriétés tensioactives. Les composés tensioactifs ont été extraits par une extraction liquide-liquide à partir du bouillon deculture sans cellule acidifié avec du HC1 1 N à pH 2,0. Le fluide surnageant a été mélangé à un 15 volume égal du mélange chloroforme : méthanol (2 : 1). Le solvant a été évaporé et la substance a été utilisée en tant que bio-tensioactif brut et pesée pour évaluer le rendement. Les microorganismes produisant un bio-tensioactif ont donné un résultat positif dans le test d'étalement de l'huile et d'affaissement de goutte, et ont réduit de 20 manière importante la réduction de surface sur les milieux (plus de 25 dN/cm). De manière intéressante, la majeure partie de l'activité tensioactive des souches était confinée dans le surnageant de culture. Les activités d'émulsification du surnageant de culture ont été mesurées avec plusieurs substrats non miscibles à l'eau et le résultat a montré que le surnageant de culture possédait des activités d'émulsification 25 élevées contre l'huile diesel, le kérosène, le gazole, le pétrole brut et l'essence. Les bactéries produisant un bio-tensioactif ont été adsorbées sur la matrice support et inoculées (3,0 x 104/mL) dans le mélange sol-eau contaminée par des hydrocarbures et la libération de l'huile dans la phase aqueuse a été contrôlée par spectroscopie infrarouge en suivant l'extrait de solvant. Le bio-tensioactif isolé 30 (500 mg/L) a également été évalué de la même manière. Le témoin a été conservé dans les mêmes conditions expérimentales, mais sans bactéries ou bio-tensioactif. Les résultats sont les suivants.
2904248 13 Tableau 1 : libération de l'huile lors de la croissance du mélange BS et ajout de biotensioactif isolé dans le mélange sol-eau Condition % d'accroissement de % d'accroissement de libération de l'huile par libération de l'huile par rapport au témoin, après 48 rapport au témoin, après 96 heures heures Mélange BS 47 69 Bio-tensioactif purifié 56 52 5 Exemple 2 Dégradation synergétiquae de l'huile par un mélange BS et HD dans un mélange eauhuile contaminé à 10 C Pour les tests de dégradation d'un mélange eau-huile contaminé, un sol contaminé par des hydrocarbures contenant des graviers et s'écoulant librement a été 10 obtenu à partir d'un champ. Un kilogramme dudit mélange eau-sol a été inoculé par un mélange produisant un bio-tensioactif (mélange BS), un mélange microbien dégradant les hydrocarbures (mélange HD) et une combinaison des deux (en appliquant tout d'abord le mélange BS, puis le mélange HD), séparément. 0,25 % en poids d'un extrait de levure et 0,025% de phosphate d'ammonium ont été ajoutés et 15 maintenus à 10 C. Un témoin non inoculé a également été incubé dans les mêmes conditions. Tous les groupes ont été mélangés pour réaliser une aération et à des intervalles de temps, la libération de l'huile a été contrôlée dans la phase aqueuse et une libération importante dans le mélange BS a été observée. Après une durée spécifiée, l'échantillon entier a été extrait avec un solvant (toluène) et la teneur en 20 hydrocarbures a été déterminée de manière gravimétrique et par CG. Les résultats sont les suivants : Traitement % de réduction de TPH après six mois Témoin 10 Mélange BS 19 2904248 14 Mélange HD 24 Mélange BS suivi par le mélange HD 80 Bien que la présente invention ait été décrite en détail en se référant à certains modes de réalisation préférés, il est à noter que la présente invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation précis. En fait, à la lecture de la présente description, qui 5 décrit le meilleur moyen actuel pour mettre en pratique l'invention, de nombreuses modifications et variations se présenteront d'elles-mêmes à l'homme du métier sans s'écarter de l'étendue et de l'esprit de la présente invention.
Claims (15)
1. Procédé bio-assisté destiné au traitement d'un sol contaminé par des hydrocarbures employant un mélange de microorganismes sélectifs, le procédé comprenant : l'isolement des microorganismes, qui sont capables de libérer de l'huile de particules contaminées de sol/gravier, l'ajout des microorganismes isolés dans ledit sol pour libérer les huiles, l'ajout de microorganismes isolés séparément, qui sont capables de dégrader les huiles libérées, le fait de fournir une substance nutritive optimisée pour les microorganismes, et l'aération de ceux-ci en mélangeant périodiquement un mélange sol contaminé par les huiles-eau ou en faisant barboter de l'air pour traiter le sol contaminé.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits microorganismes sont efficaces pour décontaminer un sol contaminé par des hydrocarbures contenant de l'eau en libre circulation ou sous la forme d'un mélange et contenant une grande quantité de graviers.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les microorganismes capables de dégradation sont efficaces pour dégrader les huiles libérées présentes dans une phase aqueuse, à l'interface eau-sol, à l'interface huile-eau ou dans des sédiments.
4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les substances nutritives utilisées dans le procédé sont choisies parmi une source d'azote, une source de phosphore, une source de magnésium.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le rapport molaire de l'azote élémentaire sur le phosphore est d'environ 5 : 1 à environ 15 : 1.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le rapport molaire de l'azote 30 élémentaire sur le phosphore est d'environ 8 : 1 à environ 12 : 1. 2904248 16
7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits microorganismes sont supportés sur un support. 5
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel ledit support est de préférence choisi parmi une spathe, un déchet de l'industrie sucrière ou n'importe quel déchet agricole.
9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits microorganismes sont capables de travailler à une température située dans la plage de 3 C à 45 C.
10.Procédé selon la revendication 9, dans lequel lesdits microorganismes sont capables de travailler à une température située dans la plage de 10 C à 35 C.
11. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les microorganismes capables de 15 libérer un hydrocarbure contaminé comprennent la souche IOCX de Pseudomonas aeruginosa et la souche IOC DHT de Pseudomonas aeruginosa, seule ou un mélange de celles-ci.
12. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les microorganismes capables de 20 dégrader l'hydrocarbure libéré comprennent la souche I005al de Pseudomonas putida, la souche IOCR1 de Pseudomonas putida et Bacillus subtilis, seule ou un mélange de celles-ci.
13. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits microorganismes libérant les 25 huiles sont ajoutés au moins deux semaines avant les microorganismes dégradant les huiles.
14. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le rapport des microorganismes libérant les huiles et des microorganismes dégradant les huiles se trouve dans la 30 plage de 1 : 1 à 1:10. 10 2904248 17
15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel le rapport des microorganismes libérant les huiles et des microorganismes dégradant les huiles est d'environ 1 : 2.
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