LT5579B - Grunto, užteršto nafta arba jos produktais, biologinio valymo būdas - Google Patents
Grunto, užteršto nafta arba jos produktais, biologinio valymo būdas Download PDFInfo
- Publication number
- LT5579B LT5579B LT2008070A LT2008070A LT5579B LT 5579 B LT5579 B LT 5579B LT 2008070 A LT2008070 A LT 2008070A LT 2008070 A LT2008070 A LT 2008070A LT 5579 B LT5579 B LT 5579B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- soil
- biomass
- oil
- rye
- contaminated
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 92
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 76
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 claims abstract description 61
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 27
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 27
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000011066 ex-situ storage Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 7
- 244000082988 Secale cereale Species 0.000 claims abstract description 6
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract 2
- 241000209056 Secale Species 0.000 claims description 58
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 44
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 33
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 31
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 22
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 20
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 18
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 claims description 5
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 claims description 5
- 108030002440 Catalase peroxidases Proteins 0.000 claims description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 18
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 abstract description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 7
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 abstract description 6
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 abstract description 6
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 abstract description 5
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 abstract description 5
- 108040007629 peroxidase activity proteins Proteins 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 abstract 1
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 25
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 241000209082 Lolium Species 0.000 description 21
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 19
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 17
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 14
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 12
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 12
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 9
- 241000894007 species Species 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000019988 mead Nutrition 0.000 description 6
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 108700020962 Peroxidase Proteins 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 5
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 4
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 4
- -1 alkane group hydrocarbon Chemical class 0.000 description 4
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 4
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 4
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 4
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 4
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 4
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 4
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 4
- 241001233914 Chelidonium majus Species 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-N Metaphosphoric acid Chemical compound OP(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 3
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000001752 chlorophylls and chlorophyllins Substances 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000007003 mineral medium Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 235000019156 vitamin B Nutrition 0.000 description 3
- 239000011720 vitamin B Substances 0.000 description 3
- GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N (D)-(+)-Pantothenic acid Chemical compound OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(O)=O GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 239000005515 coenzyme Substances 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010006591 Apoenzymes Proteins 0.000 description 1
- 235000003106 Artemisia campestris Nutrition 0.000 description 1
- 241001249193 Artemisia campestris Species 0.000 description 1
- 241000743799 Calamagrostis Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000646199 Carex arenaria Species 0.000 description 1
- 241000743041 Carex hirta Species 0.000 description 1
- GHOKWGTUZJEAQD-UHFFFAOYSA-N Chick antidermatitis factor Natural products OCC(C)(C)C(O)C(=O)NCCC(O)=O GHOKWGTUZJEAQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000035851 Chrysanthemum leucanthemum Species 0.000 description 1
- 235000008495 Chrysanthemum leucanthemum Nutrition 0.000 description 1
- 240000001579 Cirsium arvense Species 0.000 description 1
- 235000005918 Cirsium arvense Nutrition 0.000 description 1
- 241000207894 Convolvulus arvensis Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N D-Lyxoflavin Natural products OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000234643 Festuca arundinacea Species 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000389 Leymus arenarius Species 0.000 description 1
- 235000015892 Leymus arenarius Nutrition 0.000 description 1
- 240000004658 Medicago sativa Species 0.000 description 1
- 235000010624 Medicago sativa Nutrition 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N Niacin Chemical compound OC(=O)C1=CC=CN=C1 PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 241001520808 Panicum virgatum Species 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 102000004160 Phosphoric Monoester Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 108090000608 Phosphoric Monoester Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000273256 Phragmites communis Species 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 241000136254 Poa compressa Species 0.000 description 1
- 241000209049 Poa pratensis Species 0.000 description 1
- 208000034809 Product contamination Diseases 0.000 description 1
- 241001523344 Pseudoroegneria Species 0.000 description 1
- 235000015503 Sorghum bicolor subsp. drummondii Nutrition 0.000 description 1
- 235000006923 Sorghum x drummondii Nutrition 0.000 description 1
- 244000099500 Sudangras Species 0.000 description 1
- JZRWCGZRTZMZEH-UHFFFAOYSA-N Thiamine Natural products CC1=C(CCO)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N JZRWCGZRTZMZEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000377 Tussilago farfara Species 0.000 description 1
- 235000004869 Tussilago farfara Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229940088623 biologically active substance Drugs 0.000 description 1
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 230000001925 catabolic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ASARMUCNOOHMLO-WLORSUFZSA-L cobalt(2+);[(2r,3s,4r,5s)-5-(5,6-dimethylbenzimidazol-1-yl)-4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] [(2s)-1-[3-[(1r,2r,3r,4z,7s,9z,12s,13s,14z,17s,18s,19r)-2,13,18-tris(2-amino-2-oxoethyl)-7,12,17-tris(3-amino-3-oxopropyl)-3,5,8,8,13,15,18,19-octamethyl-2 Chemical compound [Co+2].[N-]([C@@H]1[C@H](CC(N)=O)[C@@]2(C)CCC(=O)NC[C@H](C)OP([O-])(=O)O[C@H]3[C@H]([C@H](O[C@@H]3CO)N3C4=CC(C)=C(C)C=C4N=C3)O)\C2=C(C)/C([C@H](C\2(C)C)CCC(N)=O)=N/C/2=C\C([C@H]([C@@]/2(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C(C)/C2=N[C@]1(C)[C@@](C)(CC(N)=O)[C@@H]2CCC(N)=O ASARMUCNOOHMLO-WLORSUFZSA-L 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 210000000416 exudates and transudate Anatomy 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 235000021384 green leafy vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- JDDVKLKOJKGXPA-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC.CCCCCCCCCCCCCCCC JDDVKLKOJKGXPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 235000001968 nicotinic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960003512 nicotinic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229940055726 pantothenic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000019161 pantothenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011713 pantothenic acid Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 1
- 235000019192 riboflavin Nutrition 0.000 description 1
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 description 1
- 229960002477 riboflavin Drugs 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019157 thiamine Nutrition 0.000 description 1
- KYMBYSLLVAOCFI-UHFFFAOYSA-N thiamine Chemical compound CC1=C(CCO)SCN1CC1=CN=C(C)N=C1N KYMBYSLLVAOCFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960003495 thiamine Drugs 0.000 description 1
- 239000011721 thiamine Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Išradimas priklauso biotechnologijos ir aplinkos apsaugos sričiai ir tinka naudoti grunto, užteršto nafta ir naftos produktais, biologiniam valymui ex situ arba in situ sąlygomis. Valymas atliekamas tokiu būdu: į užterštą gruntą įterpia mineralinių trąšų, užterštą gruntą įdirba periodiškai jį kultivuojant, taip pat homogenizuojant ir aeruojant, užterštą gruntą drėkina, o pradinėje jo valymo stadijoje į jį tolygiai įterpia induočių augalų - žieminių rugių (Secale cereale) susmulkintos žaliosios biomasės kaip naftos produktus skaidančių fermentų (oksidazių, katalazių, peroksidazių) ir kitų fiziologiškai aktyvių junginių šaltinį.
Description
Išradimas priklauso biotechnologijos ir aplinkos apsaugos sritims ir tinka naudoti grunto, užteršto nafta arba jos produktais, pavyzdžiui, mazutu, biologiniam valymui ex situ arba in situ sąlygomis.
Žinoma, kad padidėjus grunto ir dirvožemio taršai naftos produktais, jų valymui imta naudoti naftą oksiduojančius mikroorganizmus (NOM), kuriamos bei tobulinamos aplinkos biovalymo technologijos, naudojančios NOM.
Pastaraisiais metais ieškoma naujų būdų gruntui, užterštam sunkiaisiais metalais, pesticidais, nafta ir jos produktais, apvalyti, vis labiau domimasi galimybe panaudoti aukštesniuosius induočius augalus, jų šaknų sistemą. Augalų panaudojimas įvairios kilmės teršalų mažinimui ar jų pilnutiniam nukenksminimui substrate vadinamas fitoremediacija. Fitoremediacijai naudojamos įvairios augalų rūšys, priklausančios mediniams, žoliniams varpiniams, ankštiniams (pupiniams) augalams. Šie augalai turi gerai išvystytą šaknų bei šakniastiebių sistemą. Jie greitai išplinta užterštame plote iš neužterštos zonos. Ant naftos produktams, priklausomai nuo koncentracijos, atsparių augalų šaknų ir šakniaplaukių - augalų rizosferoje kaupiasi keliasdešimt kartų daugiau mikroorganizmų, palyginti su toliau nuo šaknų ar šakniastiebių esančiu gruntu. Augalų šaknys pasižymi gerai išreikštu ekstraceliuliariniu proteolitiniu aktyvumu. Dėl to mikroorganizmams sunkiai prieinamas organinių junginių azotas tampa lengvai įsisavinamu. Augalų šaknys pasižymi fosfataziniu aktyvumu. Jis pagerina grunto organofosfatų ir į gruntą įterpiamų superfosfato trąšų transformaciją. Fosforas tampa geriau prieinamas įvairiems grunto fiziologinių grupių bei naftą oksiduojantiems mikroorganizmams.
Induočiai augalai ne tik įsisavina grunto bei dirvožemio tirpalo laisvuosius, o taip pat koloidų sorbuotus jonus (katijonus ir anijonus), bet išskiria į aplinką įvairius organinius junginius (dalis jų sudaro fiziologiškai aktyvius junginius), kurie, kaip maisto šaltinis mikroorganizmams, užtikrina spartų jų dauginimąsi (Sud. K. Jankevičius ir R. Liužinas. Aplinkos biologinis valymas, 2003). Teršalų įsiurbimas per augalų šaknis ir jų nukenksminimas vis plačiau ir išsamiau tiriamas. Buvo parodyta, kad augalų šaknų sistemos peroksidazės in vitro dalyvauja fenolių junginių polimerizacijoje, kuriuos pašalina iš tirpalų (Alder, P. R. ir kt., Bioremediation of phenolic compounds from water vvith plant root surface peroxidases. J. of Environment Quality, 1994).
Daugiažiedžiai aromatiniai angliavandeniliai yra hidrofobiški junginiai. Augalai juos įsiurbia silpnai. Tokiu būdu daugelis augalų tiesiogiai kai kurių teršalų skaidyme nedalyvauja. Jie savo šaknų eksudatais gerina rizosferos mikroorganizmų augimą ir taip dalyvauja teršalų kooksidacijoje (Kamath R. J. ir kt. Effects of plant-derived substrates on expression of catabolic genes using a nah-lux reporter. Environmental Science and Technology, 2004).
Daugelis augalų rūšių rizosferoje sudaro mikrobines cenozes, kurios pasižymi gerai išreikštu degradaciniu potencialu. Išsamiai išnagrinėtas Medicago sativa, Phragmites australis, Sorghum sudane nse, Festuca arundinacea, Oryza sativa, Panicum virgatum rizosferos vaidmuo skaidant poliaromatinius angliavandenilius (Muratova A. ir kt. International Journal of Phytoremediation, vol 5(2), 2003; Ho C. H. ir kt., International Journal of Phytoremediation, vol 9(2), 2007).
Aukščiau paminėtų darbų ir daugelio kitų panašaus pobūdžio darbų trūkumas yra tai, kad jie yra laboratorinių tyrimų stadijoje ir nėra pritaikyti aplinkos biovalymui. Kol kas tik pavieniai tyrimai yra panaudojami praktikos reikalams - naftos ir jos produktų skaidymui, be to aukščiau minėti būdai nėra efektyvūs, kai grunto užterštumas nafta arba jos produktais yra labai didelis ir siekia 30 000 mg/kg sauso grunto ir daugiau.
Artimiausias žinomas nafta užteršto grunto biovalymo būdas pateiktas LT 4593 B patento aprašyme, kai esant grunto užterštumo naftos produktais koncentracijai ne didesnei kaip 6 000-7 000 mg/kg sauso grunto, į gruntą įsėja naftos užterštumui tolerantiškas aukštesniųjų augalų (induočių) - žemės ūkio kultūrų sėklas, išaugina augalus ir jų rizosferą panaudoja grunto biovalymui.
Šio iš esmės pozityvaus būdo trūkumas yra tas, kad jo praktinio panaudojimo galimybės yra ribotos. Naftos produktai yra toksiški. Augalų sėklos, idant jos sudygtą įsėjamos tik tuo metu, kai naftos produktų koncentracija valomajame grunte sumažėja iki 6-7 g/kg. Tuo tarpu gruntas biovalymui paruošiamas, kai jo naftinė tarša yra didelė ir siekia apie 30 000 mg/kg grunto.
Išradimo uždavinys - pagerinti grunto, užteršto naftos angliavandeniliais, valymo efektyvumą esant grunto užterštumo naftos produktais didelei koncentracijai, siekiančiai 29 000-30 000 mg/kg sauso grunto, kartu atpiginti šį procesą naudojant nebrangią vietinių žemės ūkio kultūrų biomasę, padedančią intensyvinti svarbių naftą skaidančių mikroorganizmų veiklą ir aktyviai degraduojančiai veikiančią naftos angliavandenilius.
Uždavinys išsprendžiamas tuo, kad gruntą užterštą nafta arba jos produktais, biologinį valymą vykdo tokiu būdu: į užterštą gruntą įterpia mineralinių trąšų, užterštą gruntą įdirba, homogenizuoja ir aeruoja jį periodiškai kultivuojant, užterštą gruntą drėkina, kai grunto užterštumo naftos produktais koncentracija yra didelė, siekianti 29 000-30 000 mg/kg sauso grunto, į gruntą pradinėje jo valymo stadijoje įdeda fermentų (oksidazių, katalazių, peroksidazių), svarbių naftą skaidančių mikroorganizmų veiklai intensyvinti bei gebančių savarankiškai skaidyti naftos angliavandenilius.
Fermentų (oksidazių, katalazių, peroksidazių), gebančių savarankiškai skaidyti naftos angliavandenilius, šaltiniu naudoja induočių augalų - žemės ūkio kultūrų susmulkintą žaliąją biomasę.
Induočių augalų - žemės ūkio kultūrų susmulkinta žalioji biomasė pasižymi tuo, kad jos sudėtyje yra naftos produktus oksiduojančių fermentų ir kitų fiziologiškai aktyvių junginią svarbių naftą skaidančių mikroorganizmų veiklai intensyvinti.
Grunto, užteršto nafta arba jos produktais, biologiniam valymui naudoja iš induočių augalų žemės ūkio kultūrų parinktus žieminius rugius (Secale cereale), kurių žaliąją biomasę gamina žieminių rugių augalus smulkinant, kol minėtų augalų kapojai siekia nuo maždaug 1,5 iki maždaug 3,5 cm ilgio bei išsiskiria augalinės masės skystasis turinys.
Taip paruošta augalinė masė įterpiama į užterštą gruntą geriau jame pasiskirsto, o esantys augalų kapojai padaro gruntą puresnį ir sudaro sąlygas įsiskverbti deguoniui į gilesnius grunto sluoksnius, kur skystojo turinio fermentai tiesiogiai oksiduoja naftos angliavandenilius.
Žieminių rugių žaliosios biomasės naudoja ne mažiau 25 kg ne didesniam kaip 1000 kg valomo naftos produktais užteršto grunto kiekiui.
Toks kiekis užtikrina grunte esančių naftą oksiduojančių mikroorganizmų intensyvų dauginimąsi ir efektyviąją veiklą.
Vidutinio klimato juostoje į naftos produktais užterštą gruntą valomą ex situ sąlygomis žieminių rugių biomasę tolygiai paskleidžia užterštame valomajame grunte ir ją į valomą gruntą įterpia apariant pavasarį, gegužės pabaigoje - birželio pradžioje, kai valomo grunto temperatūra ne žemesnė kaip 12-14 °C.
Pasirinkti žieminiai rugiai tinkamiausi tuo, kad jie išaugina stiprias, gilias šaknis. Jie sudygsta esant 1-2 °C grunto temperatūrai. Pavasarį, kai tik dingsta pašalas, intensyviai ima augti rugių augalo antžeminė dalis, gegužės pabaigoje, birželio pradžioje jų žalioji biomasė yra pakankama naftos produktais užteršto grunto biovalymo darbams ex situ sąlygomis atlikti.
Būdas realizuotas atrenkant žemės ūkio kultūras, tinkančias biovalymui. Atranka buvo atlikta remiantis laukinių augalų, atsparių naftos produktams, morfologinėmis ir fiziologinėmis savybėmis. Panaudotas biologinis indikacinis grunto užterštumo naftos produktais metodas kaip parodyta toliau pateiktame 1 pavyzdyje. Nustatyta, kad naftos taršai atspariausi yra tie augalai, kurie turi gerai išvystytą šaknų bei šakniastiebių sistemą. Tai Calamagrostis epigejos, Carex arenaria, Carex hirta, Elytrigia reperis, Leymus arenarius, Poa compressa, Artemisia campestris, Cirsium arvense, Convolvulus arvensis, Tanacetum vulgare, Tussilago farfara. Atrankai buvo naudoti laukiniai (savaiminiai) augalai. Laukiniais augalais naudotasi kaip modeliniais augalais parenkant naftos produktams tolerantiškas žemės ūkio kultūras. Nustatyta, kad savaiminių augalų panaudojimas biovalymui gamybinėmis sąlygomis yra komplikuotas. Sudėtinga surinkti jų sėklas. Juos galima auginti tik tam tikromis dirvožemio sąlygomis. Kur kas universalesnės ekologinių sąlygų požiūriu yra žemės ūkio kultūros.
Bandymais iš keliolikos žemės ūkio kultūrų buvo parinktos kelios kultūros, o iš jų kaip tinkamiausia biovalymui atrinkta žieminių rugių (Secale cereale) kultūra. Žieminiai rugiai išaugina stiprias, gilias šaknis. Jie sudygsta esant 1-2 °C grunto temperatūrai. Jiems sudygti nereikia daug drėgmės. Pavasarį, kai tik dingsta pašalas, intensyviai ima augti antžeminė augalo dalis. Jo žalioji biomasė gegužės pabaigoje, birželio pradžioje yra pakankama naftos produktais užteršto grunto biovalymo darbams ex situ sąlygomis atlikti.
Uždavinio sprendimo esmė yra ta, kad natūralūs rugių želmenys, įterpti į naftos produktais (dyzelinas, mazutas) užterštą substratą, šių produktų skaidymą per 21 paros laikotarpį padidina (2 pavyzdys) palyginti su kontrole, 29-36 % (dyzelino - 36 %, mazuto - 29 %).
Bandymuose naudojant natūralią ir iškaitintą (prie 105 °C temperatūros per 1 parą) rugių želmenų biomasę nustatyta, kad masės kaitinimas jos poveikį naftos produktų skaidymui sumažina du kartus. Prieita išvados, kad kaitinant rugių biomasę (dėl ko susilpnėja jos destrukcinis aktyvumas) sukeliama biomasės baltymų koaguliacija ir tuo pačiu inaktyvuojamos fermentų sistemos, dalyvaujančios naftos skaidymo procese (šie fermentai yra dvikomponenčiai; sudaryti ir termolabilaus baltymo, vadinamo apofermento, ir kofermento, į kurio sudėtį įeina B grupės vitaminai). Išsamesniam rugių biomasės katalizės savybių įvertinimui atliktas šios biomasės, termiškai neapdorotos ir termiškai apdorotos, poveikio tyrimas angliavandenilių dekano, heksadekano ir naftaleno skaidymui.
Buvo nustatyta (3 pavyzdys), kad termiškai neapdorota rugių biomasė (per palyginti trumpą laikotarpį - 7 paras) gerokai padidina angliavandenilių skaidymą (dekano sumažėjimas siekė 63 %, heksadekano — 24 %, sunkiai skaidomo naftaleno - iki 17 %). Termiškai apdorotos rugių biomasės poveikis naftos angliavandenilių skaidymui buvo 2-3 kartus mažesnis. Tas reiškinys susijęs su rugių biomasės fiziologiškai aktyvių medžiagų, ir pirmiausia fermentų, inaktyvacija. Įvertintas rugių biomasės fermentų - oksidazių, katalazių, peroksidazių aktyvumas. Jis per visą tyrimo laikotarpį (7-21 paros) teigiamas ir gerai išreikštas (4 pavyzdys). Dar kartą buvo parodyta, kad naftos angliavandenilių skaidymo procesuose reikšmingą vaidmenį atlieka rugių želmenų biomasės biologiškai aktyvios medžiagos aminorūgštys, vitaminai, chlorofilai, fermentai. Žinoma, kad naftą oksiduojančių mikroorganizmų (NOM) augimui ir dauginimuisi reikalingos fiziologiškai aktyvios medžiagos. Dalis NOM geba savarankiškai sintetinti visus būtinus jų augimui organinius junginius. Jie vadinami prototrofais. Dalis NOM šio sintezės darbo nesugeba atlikti. Šiuos fiziologiškai aktyvius junginius jie turi gauti iš šalies. Šie NOM vadinami auksotrofais.
Rugių želmenų biomasė yra ne tik biogeninių (mineralinių) medžiagų, bet ir didelio aktyvumo junginių - aminorūgščių, vitaminų, chlorofilų, fermentų - šaltinis. Naftą oksiduojantys mikroorganizmai, tiek prototrofai, tiek auksotrofai, savo ląstelės statybai ir naftos angliavandenilius skaidančių fermentų sintezei gauna didelės vertės junginius, palengvinančius tolesnės jų sintezės procesus. Rugių biomasės fermentai tiesiogiai panaudojami naftos angliavandenilių skaidymui. Rugių želmenų biomasės oksidacinis, katalazinis ir peroksidazinis aktyvumas rodo, kad ši biomasė savo fermentais geba dalyvauti, panašiai kaip ir NOM, naftos angliavandenilių skaidymo procesuose.
Didelis siūlomo grunto, užteršto nafta arba jos produktais, biologinio valymo būdo pranašumas, o kartu ir išradimo esmė yra ta, kad rugių žalioji biomasė į naftos produktais užterštą gruntą valant jį ex situ sąlygomis, įterpiama (5 pavyzdys) esant didelei naftos taršai (iki 30 000 mg/kg grunto). Ši biomasė vidutinio klimato zonoje į valomą gruntą įterpiama ir tolygiai paskleidžiama visoje grunto storymėje pavasarį, gegužės pabaigoje-birželio pradžioje. Prieš įterpiant į gruntą rugių biomasė smulkinama, gaminami 2-3 cm ilgio kapojai, idant biomasės skystasis turinys būtų lengviau prieinamas grunto mikroorganizmams, dalyvaujantiems biovalymo procesuose, o skystojo turinio fermentai tiesiogiai oksiduotų naftos angliavandenilius.
Naudojamosios rugių žaliosios biomasės kiekis neturi būti mažesnis kaip 25 kg/1000 kg grunto, užteršto naftos produktais.
pavyzdys
Dirvožemio bei grunto taršą nafta ir jos produktais labai gerai parodo augalai. Augalų bendrijų degradavimo laipsnis — augalų rūšių sudėties, gausumo, derlingumo, dydžio, projekcijos sumažėjimo -priklauso nuo naftos koncentracijos grunte. Pagal išradimą parengtas biologinis indikacinis grunto užterštumo naftos produktais metodas (grunto užterštumo kriterijai) leidžia ne tik nustatyti taršos apimtį, bet ir išaiškinti labiausiai taršai atsparias augalų rūšis.
Grunto užterštumo mazutu įvertinimo kriterijai
| Laips- nis | Grunto užterštumo įvertinimas | Rodiklis, rodantis augalijos būklės suprastėjimą lyginant su kontrole (%) | Biologinės degradacijos laipsnis |
| 0 | Neužteršta | Mažiau kaip 5 | 0 |
| 1 | Silpnai užteršta | 6-10 | I |
| 2 | Vidutiniškai užteršta (1) | 11-25 | II |
Ί
| 3 | Vidutiniškai užteršta (2) | 26-50 | III |
| 4 | Labai užteršta | 51-75 | IV |
| 5 | Ypač užteršta | Daugiau kaip 75 | V |
Vidutiniškai užteršta (2) rodo ribinę užterštumo mazutu koncentraciją - 5000 mg/kg sauso grunto.
Grunto užterštumą atitinkantys biodegradavimo laipsniai:
bendrijos sudarytos iš normaliai išsivysčiusių, jai būdingų rūšių augalų; rūšių skaičius, įvairovė ir projekcija atitinka bendrijos standartą.
bendrijų rūšių sudėtis ir struktūra panaši į natūralių, bet antropogeninį poveikį patiriančių bendrijų; augalai esti kiek žemesni, o rūšių įvairovė netgi didesnė dėl įsikuriančių ruderalinių rūšių (šiukšlynų ir užneštinių augalų rūšys).
II rūšių skaičius ir projekcija maždaug 30 % mažesnė, augalai žemesni.
III rūšių skaičius, projekcija, būdingų augalų aukštis ir gyvybingumas 50 % mažesnis negu natūralių augimviečių bendrijose.
IV mažarūšės augalų grupuotės, sudarytos daugiausia iš vegetuojančių individų.
V augalų danga sunaikinta, gali būti pavienių, atsitiktinių augalų.
pavyzdys
Siekiant nustatyti induočių augalų biomasės gebą skaidyti naftos angliavandenilius maksimaliai atsiribota nuo naftą oksiduojančių mikroorganizmų, tačiau jų neišvengta. Jie su naftos produktais pateko į bandinius.
Tyrimams substratu naudotas sterilus, iškaitintas (kad jame sudegtų jame esančios organinės medžiagos) smėlis. Panaudota rugių želmenų biomasė. Rugių želmenys auginami iki 25-30 cm aukščio. Tyrimams naudota gerai sutrinta, tyrelės pavidalo masė. Ji panaudota natūralioje (natyvinėje) būklėje ir iškaitinta 105 °C temperatūroje 24 vai. (idant būtų inaktyvuotos fziologiškai aktyvios medžiagos, potencialiai gebančios suardyti naftos angliavandenilius).
Tyrimai atlikti su dyzelinu ir mazutu.
Registruojami rodikliai:
- naftos produktų (dyzelino, mazuto) kiekio kaita po 7, 17 ir 27 parų;
- vandenilio jonų koncentracijos (pH) dinamika tais pačiais intervalais.
Tyrimai atlikti 25 °C temperatūroje.
Tyrimo (dešimtanario) schema buvo tokia:
Kontrolė - 2 kg sterilaus smėlio + 20 ml dyzelino.
Kontrolė - 2 kg sterilaus smėlio + 20 ml mazuto.
1 variantas - 2 kg sterilaus smėlio + 20 ml dyzelino + 200 g sutrintų rugių želmenų.
2 variantas - 2 kg sterilaus smėlio + 20 ml dyzelino + 50 g sutrintų rugių želmenų.
3 variantas - 2 kg sterilaus smėlio + 20 ml dyzelino + 200 g iškaitintų rugių želmenų.
4 variantas - 2 kg sterilaus smėlio + 20 ml dyzelino + 50 g iškaitintų rugių želmenų.
5 variantas - 2 kg sterilaus smėlio + 20 ml mazuto + 200 g sutrintų rugių želmenų.
6 variantas - 2 kg sterilaus smėlio + 20 ml mazuto + 50 g sutrintų rugių želmenų.
7 variantas - 2 kg sterilaus smėlio + 20 ml mazuto + 200 g iškaitintų rugių želmenų.
8 variantas - 2 kg sterilaus smėlio + 20 ml mazuto + 50 g iškaitintų rugių želmenų.
Vandenilio jonų koncentracija (pH) tyrimo variantuose kito mažai. Ji svyravo 6,5-7,5 ribose.
Tyrimai parodė teigiamą rugių želmenų biomasės poveikį naftos produktų (dyzelino, mazuto) biodestrukcijai. Natūralūs rugių želmenys (200 g/2 kg substrato) dyzelino skaidymą per 21 parą, palyginti su kontrole, padidino 36 %, mazuto - 29 %. Iškaitintų rugių želmenų poveikis dyzelino ir mazuto skaidymui buvo du kartus mažesnis. Rugių želmenys vertinami kaip naftą oksiduojančių mikroorganizmų mitybos šaltinis. Juose be pagrindinių biogeninių elementųmineralinių medžiagų, angliavandenių ir baltymų yra fiziologiškai aktyvių medžiagų laisvųjų aminorūgščių, vitaminų, chlorofilo, fermentų. Iškaitintų rugių želmenų biomasės poveikis naftos produktų destrukcijai susilpnėja dėl biomasės baltymų koaguliacijos ir fermentų inaktyvacijos. Fermentai, skaidantys naftos produktus, yra sudaryti iš dviejų komponentų: termolabilaus baltymo, vadinamo apofermentu ir kofermento, į kurio sudėtį įeina B grupės vitaminai niacinas, B2 (riboflavinas), Bi (tiaminas), pantoteno rūgštis ir Bį2 (kobalaminas), taip pat geležis (Fe), varis (Cu), cinkas (Zn), kobaltas (Co), molibdenas (Mo).
Iškaitindami rugių želmenis sumažiname kai kurių termolabilių B grupės vitaminų koncentraciją, koaguliuojame fermentų baltymus ir tuo pačiu inaktyvuojame pačius fermentus. Be to, tirpius kalcio hidrofosfatus paverčiame netirpiais. Terminis rugių želmenų apdorojimas padėjo atskleisti pagrindines priežastis, dėl kurių žymiai sumažėjo naftos produktų biodestrukcijos katalitinės galios.
pavyzdys
Išsamesniam rugių biomasės katalitinių savybių įvertinimui atliktas šios biomasės (natūralios ir iškaitintos) poveikis naftos angliavandenilių skaidymui tyrimas.
Tyrimui buvo naudojami sterilūs angliavandeniliai: dekanas, heksadekanas, naftalenas. Dekanas (n-dekanas), C10H22, molekulinė masė 142,29 g/mol, alkanų grupės angliavandenilis, lydimosi temperatūra — 30 °C, virimo - 174 °C, tyrimui naudota 0,5 % ir 0,1 % koncentracijos dekanas.
Heksadekanas (n-heksadekanas), CH3(CH2)i4CH3, molekulinė masė 226,45 g/mol, alkanų grupės angliavandenilis, lydimosi temperatūra - 18 °C, virimo - 287 °C, tyrimui naudota 0,5 % koncentracijos heksadekanas.
Naftalenas, C10H8, molekulinė masė 128,6 g/mol, daugiažiedis aromatinis angliavandenilis, virimo temperatūra - 218 ’C, lydimosi - 80,5 ’C, tyrimui naudota 0,5 % koncentracijos naftalenas.
Substratu naudota Čapeko mitybinė terpė be sacharozės.
Sterilios rugių sėklos išsėtos ant sterilaus filtravimo popieriaus ir 20 parų augintos bokse iki želmenys pasiekė 30 cm aukštį. Želmenys sutrinti iki tyrelės. Tyrelės dalis panaudota natūralios būklės, kita dalis panaudota termiškai (iškaitinta per 24 vai. 105 ’C temperatūroje) ją apdorojus.
Sudaryta tokia bandymų schema:
Kontrolė - Čapeko terpė be sacharozės su 0,5 % dekanu.
Kontrolė - Čapeko terpė be sacharozės su 0,5 % heksadekanu.
Kontrolė - Čapeko terpė be sacharozės su 0,5 % naftalenu.
variantas - Čapeko terpė be sacharozės su 0,5 % dekanu + rugių biomasės 10 %, termiškai neapdorota.
'0 LT 5579 B variantas - Čapeko terpė be sacharozės su 0,5 % dekanu + rugių biomasės 2,5 %, termiškai neapdorota.
variantas - Čapeko terpė be sacharozės su 0,1 % dekanu + rugių biomasės 10 %, termiškai neapdorota.
variantas - Čapeko terpė be sacharozės su 0,5 % dekanu + rugių biomasės 10 %, termiškai apdorota.
variantas - Čapeko terpė be sacharozės su 0,5 % dekanu + rugių biomasės 2,5 %, termiškai apdorota.
variantas - Čapeko terpė be sacharozės su 0,1 % dekanu + rugių biomasės 10 %, termiškai apdorota.
variantas - Čapeko terpė be sacharozės su 0,5 % heksadekanu + rugių biomasės 10 %, termiškai neapdorota.
variantas - Čapeko terpė be sacharozės su 0,5 % heksadekanu + rugių biomasės 10 %, termiškai apdorota.
variantas - Čapeko terpė be sacharozės su 0,5 % naftalenu + rugių biomasės 10 %, termiškai neapdorota.
variantas - Čapeko terpė be sacharozės su 0,5 % naftalenu + rugių biomasės 10 %, termiškai apdorota.
Bandymo trukmė - 7 paros.
Patikrintas tyrime naudotų angliavandenilių garavimo intensyvumas. Po 7 parų kontrolinėse kolbose nustatyta, kad dekano kiekis sumažėjo 70,5 %; naftaleno - 26,4 %; heksadekano - 5,0 %. Angliavandenilių skaidymo intensyvumo apskaita atlikta remiantis likusiu po nugaravimo angliavandenilio kiekiu.
Tyrimų rezultatai parodė ryškų angliavandenilio dekano sumažėjimą variantuose su Čapeko terpe ir žaliąja rugių želmenų biomase. Tas sumažėjimas siekė beveik 63 % (0,1 % dekano + 10 % želmenų biomasės) ir daugiau (0,5 % dekano + 10 % želmenų biomasės). Mažiau suskaidyta dekano (55 %) tame variante, kuriame biomasės 2,5 % (2 variantas). Dekano sumažėjimas variantuose (4, 5, 6), kai panaudota termiškai apdorota rugių želmenų biomasė, siekia apie 18 % ir yra tris kartus mažesnė palyginti su tais atvejais, kai naudota žalioji rugių želmenų biomasė. Tas rodo, kad terminis želmenų biomasės apdorojimas inaktyvuoja jos fiziologiškai aktyvias medžiagas.
Heksadekanas skaidomas silpniau nei dekanas. Variante su termiškai neapdorota rugių biomase nustatyta 24 % angliavandenilio, o su termiškai apdorota du kartus mažiau - 12 %.
Dar silpniau skaidomas naftalenas, nuo 5 % (10 variantas) iki 17%(9 variantas). Dėsningumas išlieka tas pats: kai naudojama termiškai neapdorota rugių biomasė, skaidymo efektas yra 2-3 kartus didesnis palyginti su termiškai apdorotu rugių biomasės variantu, ir tas yra susiję su fiziologiškai aktyviomis medžiagomis, jų inaktyvacija.
pavyzdys
Įvertinta rugių biomasės fermentų įtaka naftos angliavandenilių degradacijai.
Tyrimui panaudota heksadekanas 0,5 % ir dyzelinas 1,0 %.
Angliavandeniliai naudoti sterilioje M9 mineralinių druskų terpėje be anglies šaltinio (Sambrook ir kt., 1989).
Naudota žalioji rugių biomasė, 2,5 % jos kiekio terpėje.
Nustatyta angliavandenilių kiekio kaita į 7, 14 ir 21 parą. Dyzelino angliavandenilių frakcijų kiekis nustatytas chromatografiniu būdu.
Įvertintas oksidacinis, katalazinis ir peroksidazinis aktyvumas. Oksidaciniam aktyvumui nustatyti naudotas 1 % NNN'N'-tetra-metil-p-fenilendiamino dichlorido ir 1 % askorbo rūgšties tirpalų mišinys santykiu 1:1.
Katalazinis-peroksidazinis aktyvumas įvertintas 0,2 % katecholio ir 1 % vandenilio peroksido H2O2 tirpalu 1:1.
Darbo schema sudaryta tokia:
Kontrolė - mineralinė terpė be anglies šaltinio + 2,5 % rugių želmenų biomasės.
variantas - mineralinė terpė be anglies šaltinio + 2,5 % rugių želmenų biomasės + 0,5 % heksadekano.
variantas - į nesterilią dirvą įnešta 1,0 % dyzelino, kuri sumaišoma su 2,5 % rugių želmenų biomasės.
Tyrimas parodė, kad heksadekano kiekis skystoje mineralinėje terpėje su žaliąja rugių biomase sumažėja 64 %. Analogiški rezultatai gauti su dyzelino kiekio ir jo frakcijų kitimu dirvožemyje, sumaišytame su rugių želmenų biomase. Dyzelino buvo suskaidyta beveik 70 %, iš kurių alkanų frakcijai tenka 65 %, o aromatinei - 5 %.
Rugių želmenų biomasės fermentinio aktyvumo duomenys pateikiami lentelėje
| Fermentai | Paros | ||
| 7 | 14 | 21 | |
| Oksidazės | + | + | + |
| Katalazė | + | + | + |
| Peroksidazė | + | + | + |
Tyrimo duomenys rodo, kad naftos angliavandenilio heksadekano bei dyzelino (alkanų ir aromatinės frakcijos) skaidymo procesuose reikšmingą vaidmenį atlieka rugių želmenų biomasės fiziologiškai aktyvios medžiagos (aminorūgštys, vitaminai, chlorofilai, fermentai). Rugių biomasėje gerai išreikštas oksidacinis, katalazinis ir peroksidazinis aktyvumas.
Rugių želmenų potenciniam oksidacinių redukcinių fermentų aktyvumui įvertinti buvo atliktas papildomas bandymas jodometriniu būdu. Buvo panaudota 25 g rugių želmenų. Jie buvo sutrinti su 10 ml metafosforo rūgšties (šią rūgštį naudojame 5 proc.). Turinį perkeliame į 100 ml matavimo indą (grustuvėlį nuplauname ta pačia metafosforo rūgštimi, o tirpalą supilame į tą patį matavimo indą). Indą metafosforo rūgštimi papildome iki 100 ml. Mišinį paliekame stovėti 3 vai. (karts nuo karto jį maišome, suplakame). Po to filtruojame pro popierinį filtrą. Imame 25 ml filtrato. Į filtratą pridedame keletą lašų krakmolo kleisterio (naudojame 1 % krakmolo kleisterį). Titruojame jį Liugolio tirpalu (0,005 nJ tirpalo ištirpinto KJ tirpale) iki pamėlynavimo.
Oksidacinis redukcinis 100 g rugių želmenų aktyvumas nustatytas pagal formulę
X =-ml 0,005 nJ tirpalo, c
kur a - titravimui sunaudoto jodo tirpalo kiekis ml, b - praskiedimas, c - analizuojamos medžiagos masė.
Tyrimai parodė, kad rugių želmenų (100 g) potencinis redukcinis aktyvumas išreiškiamas
227,2 ml 0,005 nJ tirpalo.
pavyzdys
Atliktas rugių žaliosios biomasės panaudojimo naftos produktų - mazuto skaidymui tyrimas gamybinėmis sąlygomis. Valomo, užteršto mazutu (10 000 mg/kg) grunto sklype parinkti keturi 50 m2 dydžio bareliai - 2 kontroliniai ir 2 bandomieji. Mazutą sudaro tokie angliavandenilių kompleksai (%): parafinų-naftenų angliavandeniliai - 15; olefinai ir ciklodiolefinai - 5; alkilaromatiniai angliavandeniliai - 1; alkildiaromatiniai angliavandeniliai - 4; poliaromatiniai angliavandeniliai - 20; benzeno dervos - 30; alkoholio benzeno dervos 25.
Tiek kontroliniuose, tiek bandomuosiuose bareliuose vandenilio jonų koncentracija (pH) buvo 6,5-7,5 ribose. Valomas gruntas vienodai buvo tręšiamas mineralinėmis NPK trąšomis. Jis inokuliuotas naftą oksiduojančių mikroorganizmų kompleksu. Palaikoma grunto normali drėgmė (60 % jo vandentalpos). Gruntas aeruojamas, reguliariai jį purenant ir homogenizuoj ant.
Į valomą gruntą (2 barelius), kurio sluoksnio storis 40 cm ir svoris 64 000 kg įterpta rugių žaliosios masės 1600 kg.
Tyrimas parodė, kad rugių žalioji biomasė mazuto skaidymą, palyginti su kontrole, padidina tokiu mastu, kuris prilygsta laboratorinėmis sąlygomis gautiems rodikliams.
Patentuojamas grunto, užteršto nafta arba jos produktais, biovalymo būdas panaudojant indučių augalų žaliosios biomasės fermentus leidžia efektyviai valyti užterštą gruntą ex situ arba in situ esant grunto užterštumo naftos produktais didelei koncentracijai, siekiančiai 29 000-30 000 mg/kg sauso grunto, kartu leidžia atpiginti šį procesą naudojant nebrangias vietines žemės ūkio kultūras, padedančias intensyvinti svarbių naftą skaidančių mikroorganizmų veiklą ir aktyviai veikiančią naftos angliavandenilių biodegradaciją. Patentuojamas būdas gali būti efektingai panaudotas avarijų metu į gruntą patekusiems angliavandeniliams teršalams likviduoti vidutinio klimato juostoje.
Claims (7)
- IŠRADIMO APIBRĖŽTIS1. Grunto, užteršto nafta arba jos produktais, biologinio valymo būdas, kai į užterštą gruntą įterpia mineralinių trąšą užterštą gruntą įdirba, homogenizuoja ir aeruoja jį periodiškai kultivuojant, užterštą gruntą drėkina, besiskiriantis tuo, kad esant grunto užterštumo naftos produktais didelei koncentracijai, siekiančiai 29 000-30 000 mg/kg sauso grunto, į gruntą pradinėje jo valymo stadijoje įdeda fermentų (oksidazią katalazią peroksidazių), svarbių naftą skaidančių mikroorganizmų veiklai intensyvinti bei gebančių savarankiškai skaidyti naftos angliavandenilius.
- 2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad kaip fermentų (oksidazią katalazią peroksidazių), gebančių savarankiškai skaidyti naftos angliavandenilius, šaltinį naudoja induočių augalų - žemės ūkio kultūrų susmulkintą žaliąją biomasę.
- 3. Būdas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad kaip induočių augalų - žemės ūkio kultūrų susmulkintą žaliąją biomasę naudoja žieminių rugių (Secale cereale) susmulkintą biomasę.
- 4. Būdas pagal 3 punktą besiskiriantis tuo, kad minėtą žieminių rugių susmulkintą biomasę gamina žieminių rugių augalus smulkinant, kol minėtų augalų kapojai siekia nuo maždaug 1,5 iki maždaug 3,5 cm ilgio bei išsiskiria augalinės masės skystasis turinys.
- 5. Būdas pagal 2-4 punktus, besiskiriantis tuo, kad žieminių rugių žaliosios biomasės naudoja ne mažiau 25 kg ne didesniam kaip 1000 kg valomo naftos produktais užteršto grunto kiekiui.
- 6. Budas pagal 2-5 punktą besiskiriantis tuo, kad žieminių rugių žaliąją biomasę tolygiai paskleidžia užterštame valomajame grunte ir ją į valomą gruntą įterpia apariant.
- 7. Būdas pagal 6 punktą besiskiriantis tuo, kad vidutinio klimato juostoje į naftos produktais užterštą gruntą valomą ex situ sąlygomis žieminių rugių biomasę tolygiai paskleidžia užterštame valomajame grunte ir ją į valomą gruntą įterpia apariant pavasarį, gegužės pabaigoje - birželio pradžioje, kai valomo grunto temperatūra ne žemesnė kaip 12-14 °C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2008070A LT5579B (lt) | 2008-09-15 | 2008-09-15 | Grunto, užteršto nafta arba jos produktais, biologinio valymo būdas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2008070A LT5579B (lt) | 2008-09-15 | 2008-09-15 | Grunto, užteršto nafta arba jos produktais, biologinio valymo būdas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2008070A LT2008070A (lt) | 2009-03-25 |
| LT5579B true LT5579B (lt) | 2009-06-25 |
Family
ID=40434855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2008070A LT5579B (lt) | 2008-09-15 | 2008-09-15 | Grunto, užteršto nafta arba jos produktais, biologinio valymo būdas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT5579B (lt) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LT7087B (lt) | 2024-02-07 | 2024-09-10 | Gamtos Tyrimų Centras | Biopreparatas naftos produktais užterštam gruntui valyti ir valymo būdas |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LT4593B (lt) | 1999-03-17 | 1999-12-27 | Viešoji Įstaiga "Grunto Valymo Technologijos" | Grunto, užteršto nafta arba naftos produktais, biologinis valymo būdas |
-
2008
- 2008-09-15 LT LT2008070A patent/LT5579B/lt unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LT4593B (lt) | 1999-03-17 | 1999-12-27 | Viešoji Įstaiga "Grunto Valymo Technologijos" | Grunto, užteršto nafta arba naftos produktais, biologinis valymo būdas |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MURATOVA A.: "Plant â€" Rhizosphere-Microflora Association During Phytoremediation of PAH-Contaminated Soil", INTERNATIONAL JOURNAL OF PHYTOREMEDIATION, 2003, pages 137 - 151 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LT7087B (lt) | 2024-02-07 | 2024-09-10 | Gamtos Tyrimų Centras | Biopreparatas naftos produktais užterštam gruntui valyti ir valymo būdas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2008070A (lt) | 2009-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kaimi et al. | Ryegrass enhancement of biodegradation in diesel-contaminated soil | |
| EP2732026B1 (en) | Biological product for clearing of water, industrial wastewater and soil from chemicals, which are resistant to degradation and method for using the same | |
| Saeed et al. | Biostimulation potential of biochar for remediating the crude oil contaminated soil and plant growth | |
| Cycoń et al. | Imidacloprid induces changes in the structure, genetic diversity and catabolic activity of soil microbial communities | |
| Kong et al. | Enzyme and root activities in surface-flow constructed wetlands | |
| Hamdi et al. | Solid-phase bioassays and soil microbial activities to evaluate PAH-spiked soil ecotoxicity after a long-term bioremediation process simulating landfarming | |
| Raimi et al. | Influence of organic amendment on microbial activities and growth of pepper cultured on crude oil contaminated Niger Delta soil | |
| Buttars et al. | Pelletized cyanobacterial soil amendments: laboratory testing for survival, escapability, and nitrogen fixation | |
| RU2565549C2 (ru) | Биопрепарат для биоремедиации нефтезагрязненных почв для климатических условий крайнего севера | |
| Yateem et al. | Plants‐associated microflora and the remediation of oil‐contaminated soil | |
| Maddhesiya et al. | Effects of perennial aromatic grass species richness and microbial consortium on soil properties of marginal lands and on biomass production | |
| Embacher et al. | The dynamics of water extractable organic matter (WEOM) in common arable topsoils: II. Influence of mineral and combined mineral and manure fertilization in a Haplic Chernozem | |
| JP2000232876A (ja) | 複合有効微生物群含有資材 | |
| Riaz et al. | Pesticide pollution in an aquatic environment | |
| Egwunatum et al. | Effect of forest-incubated composts on crude-oil soils for zea mays, L. cultivation in Delta State, Nigeria | |
| AU687850B2 (en) | Method for the rehabilitation of soil contaminated by hydrocarbons and other biodegradable substances | |
| Boucard et al. | Influence of plants on the chemical extractability and biodegradability of 2, 4-dichlorophenol in soil | |
| Zaman et al. | Toxicity assessment and phytostabilization of contaminated soil by using wheat straw-derived biochar in tomato plants | |
| LT5579B (lt) | Grunto, užteršto nafta arba jos produktais, biologinio valymo būdas | |
| KR100476113B1 (ko) | 어저귀 또는 자귀풀에 의한 화약물질 오염토양의 식물상복원방법 | |
| Iyer et al. | In situ microbial and phytoremediation of crude oil contaminated soil by Cynodon sp. | |
| RU2193464C1 (ru) | Способ биоремедиации почв и грунтов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами | |
| PUJIATI et al. | Isolation and potential test of indigenous bacteria from Singolangu, Magetan, Indonesia for bioremediation of organophosphate compounds | |
| Nagase et al. | Effect of environmental factors on performance of immobilized consortium system for degradation of carbendazim and 2, 4-dichlorophenoxyacetic acid in continuous culture | |
| RU2329200C2 (ru) | Способ переработки шламов очистных сооружений нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC9A | Transfer of patents |
Effective date: 20211005 |
|
| PD9A | Change of patent owner |
Owner name: UZDAROJI AKCINE BENDROVE TOKSIKA , KURO G. 15, 2300 VILNIUS, LT Effective date: 20241118 |