PL180141B1

PL180141B1 - Sposób mikrobiologicznej remediacji gruntów z produktów naftowych

Info

Publication number: PL180141B1
Application number: PL30962295A
Authority: PL
Inventors: Maria Lebkowska; Zofia Kanska
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 2000-12-29
Also published as: PL309622A1

Abstract

1. Sposób mikrobiologicznej remediacji gruntów z produktów naftowych, w którym do zanieczyszczonego gruntu wprowadza się mikroorganizmy zdolne do rozkładu tych produktów, znamienny tym, że jako mikroorganizmy stosuje się bakterie rodzime pobrane w próbkach gruntu przeznaczonego do oczyszczenia, z których po izolacji i identyfikacji eliminuje się bakterie patogenne, zaś bakterie o najwyższej aktywności w rozkładzie węglowodorów' zawartych w produktach naftowych, korzystnie od 5 do 10 różnych gatunków bakterii, namnaża się i wprowadza do zanieczyszczonego gruntu w ilości minimalnej co najmniej 105 komórek na 1 g suchej masy gruntu, przy czym w trakcie procesu remediacji utrzymuje się ilość wprowadzonych bakterii powyżej ilości minimalnej oraz identyfikuje rozwijające się w gruncie gatunki bakterii.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób mikrobiologicznej remediacji gruntów z produktów naftowych metoda „in situ” i „ex situ”.

Znane są sposoby biodegradacji związków organicznych z wykorzystaniem bioreaktorów do intensyfikacji przemian biochemicznych. W bioreaktorach zanieczyszczona gleba utrzymywana jest w stanie koloidalnym do uzyskania odpowiedniego stopnia rozkładu zanieczyszczeń.

Szybkość przebiegu tych procesów uzależniona jest od odpowiednich warunków; w tym od stężenia związku organicznego, stanowiącego substrat pokarmowy dla mikroorganizmów, oraz stężenia enzymów niezbędnych do procesów biodegradacji. Nadmiar substratu może oddziaływać toksycznie na komórki mikroorganizmów, zaś nieodpowiednie warunki mogą doprowadzić do zahamowania procesu biodegradacji. Wykorzystywane w tym procesie mikroorganizmy dobierane są zwykle standardowo w zależności od substancji zanieczyszczającej glebę. Z tego względu sposoby te wymagaj ą właściwego przygotowania gleby przed rozpoczęciem procesu biodegradacji oraz utrzymywania w trakcie procesu odpowiednich dla mikroorganizmów warunków, co znacząco wpływa na koszty prowadzenia procesu. Ponadto zdolność przerobowa oczyszczania gruntu tymi sposobami zależy od przepustowości bioreaktorów

Znane są także sposoby mikrobiologicznego rozkładu zanieczyszczeń ropopochodnych, przedstawione w polskim opisie patentowym nr 149835, polegające na kompostowaniu odpadów ropopochodnych przy znacznym udziale innych odpadów, na przykład komunalnych, lub na wprowadzaniu do zanieczyszczonego gruntu specjalnych mikroorganizmów zdolnych do rozkładu węglowodorów; Wadą tych sposobów jest ograniczony zakres zastosowania, możliwość zakłóceń rozwoju mikroorganizmów wprowadzanych do gruntu w zależności od

180 141 miejscowych warunków glebowych i mikrobiologicznych, oraz miała szybkość procesów rozkładu, trwająca około 2-3 lata.

Sposób według wynalazku, w którym do zanieczyszczonego gruntu wprowadza się mikroorganizmy zdolne do rozkładu tych produktów, wyróżnia się tym, że jako mikroorganizmy stosuje się bakterie rodzime pobrane w próbkach gruntu przeznaczonego do oczyszczenia, z których po izolacji i identyfikacji eliminuje się bakterie patogenne, zaś bakterie o najwyższej aktywności w rozkładzie węglowodorów zawartych w produktach naftowych namnaża się i wprowadza do zanieczyszczonego gruntu w ilości minimalnej co najmniej 10⁵ komórek na 1 g suchej masy gruntu. W tym celu, przed namnożeniem, wyizolowane bakterie poddaje się testom biodegradacji produktów naftowych hodując je na płynnym podłożu mineralnym w warunkach tlenowych z udziałem 0,5 do 2% produktów naftowych. Do remediacji wybiera się korzystnie od 5 do 10 różnych gatunków bakterii wykazujących się najwyższą aktywnością biodegradacji węglowodorów. W trakcie procesu remediacji prowadzi się kontrolę mikrobiologiczną w celu utrzymania ilości wprowadzonych bakterii powyżej ilości minimalnej oraz identyfikuje się rozwijające się w gruncie gatunki bakterii w celu niedopuszczenia do rozwoju bakterii nietypowych dla danego środowiska lub o cechach patogennych. W przypadku stwierdzenia liczby bakterii mniejszej od minimalnej, do gruntu wprowadza się dodatkową ilość namnożonych bakterii.

W zależności od stosowanej metody remediacji, namnożone bakterie wprowadza się do gruntu poprzez jego zraszanie zawiesiną bakterii lub warstwowo, na stałym nośniku mineralnym, zwłaszcza w postaci keramzytu.

Sposób według wynalazku umożliwia znaczne skrócenie czasu remediacji gruntu bez stosowania bioreaktorów, do około 12-20 tygodni, przy znacznie niższych nakładach ekonomicznych i niezależnie od wielkości oczyszczanego obszaru gruntu.

Wynalazek objaśniony jest bliżej w przykładach stosowania.

Przykład 1.Z gruntu zanieczyszczonego produktami naftowymi na skutek awarii rurociągu przesyłowego pobrano do badań laboratoryjnych próbki gruntu o masie około 250 g w punktach terenu w siatce o boku 10-50 m, w zależności od wielkości rekultywowanego obszaru. Po rozcieńczeniu badanych próbek wykonano posiewy uzyskanych zawiesin metoda płytkowa Kocha, przy zastosowaniu 2 rodzajów podłoży: agarowego i stałego podłoża mineralnego z dodatkiem 1 % produktów naftowych.

Hodowlę prowadzono w cieplarce w temperaturze 26°C przez okres 48-72 h, po czym oceniano udział bakterii wykorzystujących produkty naftowe jako jedyne źródła węgla (podłoże mineralne), w ogólnej liczbie bakterii (podłoże agarowe). Liczbę bakterii określano w odniesieniu do 1 g suchej masy gruntu. Po identyfikacji szczepów bakterii wyeliminowano szczepy o cechach patogennych. Pozostałe szczepy bakterii poddano testom biodegradacji produktów naftowych, wprowadzając każdy szczep odrębnie do reaktora w postaci zawiesiny komórek w płynnym podłożu mineralnym z dodatkiem 1% produktów naftowych, w warunkach tlenowych. Po 20 dniach hodowli do remediacji gruntu wybrano 10 różnych gatunków bakterii, które wykazywały się co najmniej 50% eliminacją węglowodorów zawartych w produktach naftowych. Uzyskane szczepy bakterii dalszej hodowli namnażającej prowadzonej przeciętnie w czasie 48 do 72 h w temperaturze 26°C.

Namnożoną hodowlę wprowadzono do skażonego gruntu poprzez zraszanie gruntu wodną zawiesiną bakterii w ilości powyżej 10⁵ komórek na 1 g suchej masy gruntu.

Podczas procesu remediacji prowadzono kontrolę mikrobiologiczną procesu w odstępach 1-2 tygodniowy w zakresie badań ilościowych bakterii aktywnych w rozkładzie produktów naftowych. W trakcie kontroli dokonywano identyfikacji bakterii z uwagi na możliwość rozwoju bakterii nietypowych lub o cechach patogennych. W przypadku mniejszej liczby bakterii od 10⁵ komórek na 1 g suchej masy gruntu przeprowadzano dodatkowe zraszanie gruntu mikroorganizmami. Proces remediacji zakończono po upływie około 12 tygodni uzyskując stopień remediacji porównywalny z uzyskiwanymi innymi znanymi sposobami.

180 141

Przykład 2. W procesie remediacji metodą „ex situ” z gruntu zanieczyszczonego produktami naftowymi w ilości powyżej 10 g/kg suchej masy gleby pobrano i wyizolowano bakterie rodzime, postępując jak w przykładzie 1. Po identyfikacji i wyeliminowaniu szczepów patogennych przeprowadzono testy biodegradacji prowadząc hodowlę ciągłą komórek na płynnym podłożu mineralnym, w warunkach tlenowych, przy stężeniu dodanych produktów naftowych nie przekraczającym 2%. Uzyskane szczepy bakterii, o największej aktywności w rozkładzie węglowodorów, namnożono i wprowadzono do oczyszczanego gruntu warstwami na nośniku mineralnym w postaci keramzytu.

Proces remediacji zakończono jak w przykładzie 1, uzyskując podobny stopień remediacji gruntu.

Sposób według wynalazku ma zastosowanie w przypadkach niewielkiego występowania w gruntach bakterii aktywnych w rozkładzie produktów naftowych (poniżej 10⁵ komórek na 1 g suchej masy gruntu), przy stężeniu tych produktów nie wywierającym toksycznego wpływu na komórki mikroorganizmów. W przypadku metody „in situ” sposób według wynalazku umożliwia remediację gruntu na głębokość do 0,5 m. W razie stwierdzenia w trakcie kontroli mikrobiologicznej rozwoju nietypowych bakterii dla danego środowiska lub o cechach patogennych, proces remediacji przerywa się a glebę poddaje dezynfekcji.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób mikrobiologicznej remediacji gruntów z produktów naftowych, w którym do zanieczyszczonego gruntu wprowadza się mikroorganizmy zdolne do rozkładu tych produktów, znamienny tym, że jako mikroorganizmy stosuje się bakterie rodzime pobrane w próbkach gruntu przeznaczonego do oczyszczenia, z których po izolacji i identyfikacji eliminuje się bakterie patogenne, zaś bakterie o najwyższej aktywności w rozkładzie węglowodorów zawartych w produktach naftowych, korzystnie od 5 do 10 różnych gatunków bakterii, namnaża się i wprowadza do zanieczyszczonego gruntu w ilości minimalnej co najmniej 10⁵ komórek na 1 g suchej masy gruntu, przy czym w trakcie procesu remediacji utrzymuje się ilość wprowadzonych bakterii powyżej ilości minimalnej oraz identyfikuje rozwijające się w gruncie gatunki bakterii.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed namnożeniem wyizolowane bakterie hoduje się na płynnym podłożu mineralnym w warunkach tlenowych z udziałem 0,5 do 2% produktów naftowych, po czym do remediacji wybiera się gatunki bakterii wykazujące się najwyższą aktywnością biodegradacji węglowodorów zawartych w tych produktach.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że namnożone bakterie wprowadza się do gruntu poprzez jego zraszanie zawiesiną bakterii.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że namnożone bakterie wprowadza się do gruntu na stałym nośniku mineralnym, zwłaszcza w postaci keramzytu.