PL222394B1 - Sposób bioremediacji środowiska wodnego zanieczyszczonego olejem napędowym - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222394 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 403928 ^{(51) Int.Cl.}

C02F 3/34 (2006.01) C02F101/32 (2006.01) A62D 3/02 (2007.01) (22) Data zgłoszenia: 17.05.2013 (54) Sposób bioremediacji środowiska wodnego zanieczyszczonego olejem napędowym

	(73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 24.11.2014 BUP 24/14	(72) Twórca(y) wynalazku:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	OLGA MARCHUT-MIKOŁAJCZYK, Łódź, PL KRZYSZTOF ŚMIGIELSKI, Łódź, PL ARKADIUSZ POLEWCZYK, Opoczno, PL TADEUSZ ANTCZAK, Łódź, PL
29.07.2016 WUP 07/16	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Ewa Kaczur-Kaczyńska

PL 222 394 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób bioremediacji środowiska wodnego zanieczyszczonego olejem napędowym.

Znane są sposoby bioremediacji gleby zanieczyszczonej substancjami ropopochodnymi wykorzystujące potencjał metaboliczny mikroorganizmów, które przyswajając zanieczyszczenia jako źródło węgla powodują ich przekształcenie do prostszych związków - organicznych lub nieorganicznych, terminalnie do dwutlenku węgla i wody. W procesach tych zaangażowane są najczęściej bakterie z rodzaju Bacillus, Achromobacter, Acinetobacter, Flavobacterium, Nocardia, Gordonia, Micrococcus Pseudomonas, Corynebacterium l.

I tak w czasopiśmie Journal of Hazardous Materials 2010 r., t. 176, s. 27-34 opisano wykorzystanie szczepów bakterii Acinetobacter sp. i Pseudomonas oraz konsorcjum szczepów Gordonia alkanivorans i Rhodococcus erythropolis do biodegradacji ogólnej puli węglowodorów ropy naftowej.

W opisie patentowym PL 206 565 ujawniono biopreparat do degradacji węglowodorów cięższych frakcji ropy naftowej, który otrzymuje się z wyselekcjonowanych ze środowiska skażonego szczepów bakterii Gordonia alkanivorans S7, Pseudomonas fluorescens SI-3 i Bacillus substilis P-31.2 w drodze namnażania tych bakterii w formie mieszaniny na pożywce zawierającej glukozę lub sacharozę, azotan lub siarczan amonu, wodorofosforan sodu, substancje wzrostowe oraz dodatek węglowodorów cięższych frakcji ropy naftowej, w warunkach tlenowych.

Natomiast w opisie patentowym PL 206 566 ujawniono biopreparat do degradacji węglowodorów oleju napędowego, który otrzymuje się z wyselekcjonowanych ze środowiska skażonego szczepów bakterii Gordonia alkanivorans S7, Micrococcus luteus A.32.1 i Pseudomonas circulans Bp w drodze namnożenia tych szczepów na pożywce w warunkach tlenowych.

W czasopiśmie Bioresource Technology 2003 r., t. 87, s. 81-86 opisano wykorzystanie szczepu pleśni Aspergillus niger ATCC 9642 do degradacji heksadekanu w procesie solid state.

Z czasopisma Biodegradation 2008 r., t. 19, s. 247-257 jest znane wykorzystanie szczepu grzyba Monilinia sp. do degradacji aromatycznych węglowodorów policyklicznych zanieczyszczających glebę.

W czasopiśmie International Biodeterioration & Biodegradation 2011 r., t. 65, s. 649-655 opisano wykorzystanie szczepów grzybów Penicillium chermesinum, Penicillium indicum i Aspergillus terreus w oczyszczaniu gleby, natomiast w czasopiśmie Journal of soils and sediments 2012 r., t. 12, s. 1350-1359 ujawniono wykorzystanie immobilizowanych bakterii z resztek roślin i biowęgla jako nośnika do degradacji policyklicznych węglowodorów aromatycznych.

W czasopiśmie Journal of Hazardous Materials t. 151, s. 155-163, 2008 opisano wykorzystanie biosurfaktantów i ramnolipidów do zwiększenia efektywności bioremediacji środowisk płynnych i gleby.

W literaturze można znaleźć doniesienia o wykorzystaniu olejów roślinnych do wspomagania procesu bioremediacji.

I tak w czasopiśmie Chemosphere No 58 291-298, 2005 opisano wykorzystanie oleju słonecznikowego jako ekologicznego rozpuszczalnika do usuwania wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych z matrycy gleby.

W czasopiśmie Chemosphere No 62 pp 780-787, 2006 opisano wykorzystanie oleju słonecznikowego do usuwania wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych z dwóch rodzajów gleby umieszczonych w kolumnach laboratoryjnych.

W czasopiśmie Journal of Hazardous Materials No 143 s. 372-378, 2007 opisano wykorzystanie oleju roślinnego jako nietoksycznego i biodegradowalnego rozpuszczalnika do ekstrakcji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych z zanieczyszczonych gleb.

Z czasopisma International Biodeterioration & Biodegradation No 59 s. 111-118, 2007 jest znane wykorzystanie oleju rzepakowego do degradacji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych przez szczep bakterii Rhodococcus wratislaviensis.

W kolekcji Instytutu Biochemii Technicznej Politechniki Łódzkiej znajduje się szczep bakterii Achromobacter xylosoxidans oznaczony symbolem G21 wyizolowany z gruntu skażonego olejem napędowym.

Sposób bioremediacji środowiska wodnego zanieczyszczonego olejem napędowym, polegający na wprowadzeniu do oczyszczanego środowiska namnożonego inokulum bakterii z rodzaju Achromobacter i prowadzeniu hodowli w warunkach tlenowych, wspomagany olejem roślinnym, korzystnie rzepakowym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w procesie bioremediacji stosuje się inokulum szczepu bakterii Achromobacter xylosoxidans G21 wyizolowanego z gruntu skażonego

PL 222 394 B1 olejem napędowym, które namnaża się w drodze hodowli wstrząsanej na podłożu płynnym o składzie w częściach wagowych: 20 części glukozy, 20 części ekstraktu drożdżowego, 15 części Na₂HPO₄, 25 części NH₄CI, 1000 części wody wodociągowej, o pH 6,5 w czasie 48 godzin w temperaturze 25-30°C, przy czym do zanieczyszczonego środowiska wprowadza się wpierw, w przeliczeniu na 10 g substancji ropopochodnych, 2 g glukozy, 2 g ekstraktu drożdżowego, 1,5 g Na₂HPO₄, 2,5 g NH₄CI, następnie sterylizuje oczyszczane środowisko, szczepi namnożonym inokulum użytym w ilości 0,1-2,5 cm na 1 kg oczyszczanego środowiska i prowadzi hodowlę inokulum w temperaturze 25-30°C w czasie 14 dni, zaś olej roślinny, natleniony przez okres 1-240 minut przy natężeniu przepływu tlenu 0,1-1 dm /minutę, wprowadza się do oczyszczanego środowiska w okresie między 1-7 dniem bioremediacji stosując 150-1500 g natlenionego oleju na 1,5 kg substancji ropopochodnych zawartych w oczyszczanym środowisku i po wprowadzeniu oleju kontynuuje się proces bioremediacji w warunkach tlenowych.

Użycie w procesie bioremediacji środowiska wodnego kultur bakterii łącznie z olejem roślinnym poddanym procesowi napowietrzania umożliwia zwiększenie wydajności biodegradacji o około 55-70% w porównaniu z wydajnością oraz czasem bioremediacji prowadzonej wyłącznie z udziałem samych kultur bakterii i o około 40-50% w porównaniu z wydajnością bioremediacji prowadzonej z użyciem oleju roślinnego niepoddanego natlenieniu.

Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady.

P r z y k ł a d I

Przygotowano inokulum szczepu Achromobacter xylosoxidans G21 wyizolowanego z gruntu skażonego olejem napędowym, w drodze hodowli wstrząsanej na wysterylizowanym, w temperaturze 121°C w czasie 20 minut, podłożu płynnym o składzie w częściach wagowych: 20 części glukozy, 20 części ekstraktu drożdżowego, 15 części Na₂HPO₄, 25 części NH₄CI, 1000 części wody wodociągowej, o pH 6,5 w czasie 48 godzin w temperaturze 30°C.

Do kolby o pojemności 1 l zawierającej 100 ml wody wodociągowej dodano: 10 g oleju napędowego, 2 g glukozy, 2 g ekstraktu drożdżowego, 1,5 g Na₂HPO₄, 2,5 g NH₄CI i sterylizowano w temperaturze 121°C przez 20 minut, po czym szczepiono inokulum bakterii Achromobacter xylosoxidans ₃

G21 użytym w ilości 0,1 cm . Hodowlę prowadzono w warunkach tlenowych w temperaturze 25°C na wstrząsarce mimośrodowej o amplitudzie drgań 4,5 cm przy szybkości obrotów 200 min^- . Po 7 dniach ₃ dodano olej rzepakowy natleniony przez 5 minut przy natężeniu przepływu tlenu 0,3 dm /minutę, stosując 300 g natlenionego oleju na 1,5 kg związków ropopochodnych zawartych w środowisku i kontynuowano proces bioremediacji w warunkach tlenowych.

Po 14 dniach prowadzenia bioremediacji stwierdzono 80%-owy ubytek ogólnej puli węglowodorów tj. o 58% większy niż w przypadku prowadzenia bioremediacji wyłącznie z udziałem bakterii i o 40% większy niż w przypadku prowadzenia bioremediacji z olejem roślinnym niepoddanym natlenianiu.

P r z y k ł a d II

Inokulum szczepu Achromobacter xylosoxidans G21 przygotowano jak w przykładzie I, ale w temperaturze 25°C.

Do kolby o pojemności 1 l zawierającej 100 ml wody wodociągowej dodano: 10 g oleju napędowego, 2 g glukozy, 2 g ekstraktu drożdżowego, 1,5 g Na₂HPO₄; 2,5 g NH₄CI i sterylizowano w temperaturze 121°C przez 20 minut, po czym szczepiono inokulum bakterii Achromobacter xylosoxidans ₃

G21 użytym w ilości 0,25 cm³. Hodowlę prowadzono w warunkach tlenowych w temperaturze 25°C na wstrząsarce mimośrodowej o amplitudzie drgań 4,5 cm przy szybkości obrotów 200 min^-1. Po 1 dniu hodowli dodano olej rzepakowy natleniony przez 15 minut przy natężeniu przepływu tlenu ₃

0,1 dm /minutę, stosując 1000 g natlenionego oleju na 1,5 kg związków ropopochodnych zawartych w środowisku i kontynuowano proces bioremediacji w warunkach tlenowych.

Po 14 dniach prowadzenia procesu stwierdzono 95%-owy ubytek ogólnej puli węglowodorów tj. o 70% większy niż w przypadku prowadzenia bioremediacji wyłącznie z udziałem bakterii i o 50% większy niż w przypadku prowadzenia bioremediacji z olejem roślinnym nie poddanym natlenieniu.

PL 222 394 B1

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób bioremediacji środowiska wodnego zanieczyszczonego olejem napędowym, polegający na wprowadzeniu do oczyszczanego środowiska namnożonego inokulum bakterii z rodzaju Achromobacter i prowadzeniu hodowli w warunkach tlenowych, wspomagany olejem roślinnym, korzystnie rzepakowym, znamienny tym, że w procesie bioremediacji stosuje się inokulum szczepu bakterii Achromobacter xylosoxidans G21 wyizolowanego z gruntu skażonego olejem napędowym, które namnaża się w drodze hodowli wstrząsanej na podłożu płynnym o składzie w częściach wagowych: 20 części glukozy, 20 części ekstraktu drożdżowego, 15 części Na₂HPO₄, 25 części NH₄CI, 1000 części wody wodociągowej, o pH 6,5 w czasie 48 godzin w temperaturze 25-30°C, przy czym do zanieczyszczonego środowiska wprowadza się wpierw, w przeliczeniu na 10 g substancji ropopochodnych, 2 g glukozy, 2 g ekstraktu drożdżowego, 1,5 g Na₂HPO₄, 2,5 g NH₄CI, następnie sterylizuje oczyszczane środowisko, szczepi namnożonym inokulum użytym w ilości 0,1-2,5 cm na 1 kg oczyszczanego środowiska i prowadzi hodowlę inokulum w temperaturze 25-30°C w czasie 14 dni, zaś olej roślin₃ ny, natleniony przez okres 1-240 minut przy natężeniu przepływu tlenu 0,1-1 dm /minutę, wprowadza się do oczyszczanego środowiska w okresie między 1-7 dniem bioremediacji stosując 150-1500 g natlenionego oleju na 1,5 kg substancji ropopochodnych zawartych w oczyszczanym środowisku i po wprowadzeniu oleju kontynuuje się proces bioremediacji w warunkach tlenowych.

   Departament Wydawnictw UPRP