RU2301258C2 - Method of cleaning oil polluted lands - Google Patents
Method of cleaning oil polluted lands Download PDFInfo
- Publication number
- RU2301258C2 RU2301258C2 RU2005109528/13A RU2005109528A RU2301258C2 RU 2301258 C2 RU2301258 C2 RU 2301258C2 RU 2005109528/13 A RU2005109528/13 A RU 2005109528/13A RU 2005109528 A RU2005109528 A RU 2005109528A RU 2301258 C2 RU2301258 C2 RU 2301258C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- oil
- molasses
- cleaning
- land
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки почвы или грунта от загрязнений нефтепродуктами во всех областях промышленности, связанных с переработкой, транспортировкой или хранением нефти и нефтепродуктов, а также при ликвидации последствий аварий или катастроф. Данный способ эффективен для очистки от свежих нефтяных загрязнений, т.е. находящихся в окружающей среде не более 12 месяцев, с концентрацией нефтепродуктов 10-75 г/кг грунта и при наличии в нем пула углеводородокисляющих микроорганизмов.The invention relates to the protection of the environment and can be used to clean the soil or soil from oil pollution in all industries related to the processing, transportation or storage of oil and oil products, as well as in the aftermath of accidents or disasters. This method is effective for cleaning from fresh oil contaminants, i.e. being in the environment for no more than 12 months, with a concentration of oil products of 10-75 g / kg of soil and in the presence of a pool of hydrocarbon-oxidizing microorganisms in it.
В настоящее время в технологиях ремедиации нефтезагрязненных почв использование приема биостимуляции in situ является более предпочтительным по ряду обстоятельств, в том числе, в первую очередь, экономическим. В некоторых случаях, например, при больших масштабах загрязнения они являются единственно возможными. Важным этапом при этом является подбор приемов для интенсификации функциональной активности природных микробных ценозов и особенно группы углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ).Currently, in situ technology for the remediation of oil-contaminated soils, the use of in situ biostimulation is more preferable for a number of reasons, including, primarily, economic. In some cases, for example, at large scales of pollution, they are the only possible ones. An important stage in this is the selection of techniques for intensifying the functional activity of natural microbial cenoses and especially the group of hydrocarbon-oxidizing microorganisms (UOM).
Известен способ биоэлектрической очистки грунта от органических загрязнений, заключающийся во введении в зону очистки раствора нефтеокисляющих микроорганизмов и размещении электродов - анода и катода. Через электроды пропускают постоянный электрический ток и собирают раствор, накапливающийся у катода, с повторным введением его в зону очистки. Постоянный электрический ток периодически включают и выключают и поддерживают при этом температуру грунта вблизи поверхности анода в пределах 10-40°С. При этом осуществляют предварительное нагревание грунта до температуры в пределах 10-20°С. В зону очистки периодически подают воздух, а откачивают пары нефти и нефтепродуктов (Патент РФ на изобретение РФ №2177379, МПК: В09С 1/00, В09С 1/10).A known method of bioelectric cleaning of the soil from organic contaminants, which consists in introducing into the cleaning zone a solution of oil-oxidizing microorganisms and placing electrodes - anode and cathode. A constant electric current is passed through the electrodes and a solution is collected that accumulates at the cathode, with its repeated introduction into the cleaning zone. A constant electric current is periodically turned on and off and the soil temperature near the surface of the anode is maintained within 10-40 ° C. In this case, the soil is pre-heated to a temperature in the range of 10-20 ° C. Air is periodically supplied to the cleaning zone, and vapors of oil and oil products are pumped out (RF Patent for the invention of the Russian Federation No. 2177379, IPC:
Данный способ направлен на обеспечение оптимальных для жизнедеятельности микроорганизмов температурных условий и значений рН грунта. Однако недостатком этого метода является сложность осуществления процесса очистки при аварийных разливах в объектах окружающей среды, удаленных от коммуникаций и источника тока. Кроме того, процесс очистки сопряжен с высокими энергозатратами.This method is aimed at providing optimal conditions for the life of microorganisms temperature conditions and pH values of the soil. However, the disadvantage of this method is the complexity of the cleaning process during accidental spills in environmental objects, remote from communications and a current source. In addition, the cleaning process is associated with high energy consumption.
Известен способ очистки почв, почвогрунтов, пресных и минерализованных вод от нефти и нефтепродуктов, основанный на введении биопрепарата "Родер", приготовленного на основе R-диссоциантов штаммов Rhodococcus ruber BKM Ас-1513Д и Rhodococcus erythropolis BKM Ac-1514Д, выращиваемых на средах с высоким содержанием морской соли. Отселекционированные микроорганизмы, входящие в состав препарата, способны размножаться и деградировать углеводороды нефти в широком диапазоне солености (0,05-10%) и температур (8-35°С) (Патент на изобретение РФ №2174496, МПК: 7 C02F 3/34, В09С 1/10, C12N 1/26, C12N 1/26).A known method of purification of soils, soil, fresh and mineralized water from oil and oil products, based on the introduction of the biological product "Roder", prepared on the basis of R-dissociants of strains Rhodococcus ruber BKM Ac-1513D and Rhodococcus erythropolis BKM Ac-1514D, grown on medium with high sea salt content. Selected microorganisms that are part of the preparation are able to multiply and degrade oil hydrocarbons in a wide range of salinity (0.05-10%) and temperatures (8-35 ° C) (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2174496, IPC: 7 C02F 3/34 ,
Недостатком данного способа является узкий видовой диапазон используемых микроорганизмов и низкая конкурентоспособность по отношению к аборигенным микроорганизмам вследствие низких скоростей роста этой группы бактерий. Кроме того, использование биопрепарата является более дорогим способом по сравнению со стимуляцией.The disadvantage of this method is the narrow range of microorganisms used and low competitiveness with respect to indigenous microorganisms due to the low growth rates of this group of bacteria. In addition, the use of a biological product is a more expensive way compared to stimulation.
Известен способ очистки поверхности воды и грунта от нефти и нефтепродуктов с использованием сорбента, в качестве которого используют переработанный в нейтральную смесь при компостировании с птичьим пометом гидролизный лигнин, обогащенный микроорганизмами-деструкторами нефти, высушенный до воздушно-сухого состояния и измельченный, который наносят на загрязненную нефтью поверхность в соотношении по массе сорбент: нефть 1:(3-5) при температуре окружающей среды не ниже 5°С. При мощности нефтяной пленки на поверхности воды свыше 1 мм сорбированную нефть собирают и вывозят на полигоны для разложения ее на грунте, при меньшем загрязнении сорбент оставляют на поверхности для осуществления разложения на месте (Патент на изобретение РФ №2106309, МПК: C02F 1/28, C02F 3/34, Е02В 15/04, C12N 1/26).A known method of cleaning the surface of water and soil from oil and oil products using a sorbent, which is used is converted into a neutral mixture when composting with bird droppings, hydrolysis lignin, enriched with oil-degrading microorganisms, dried to air-dry state and crushed, which is applied to the contaminated oil surface in the ratio by weight of the sorbent: oil 1: (3-5) at an ambient temperature of at least 5 ° C. With an oil film thickness on the water surface exceeding 1 mm, the sorbed oil is collected and taken to landfills for its decomposition on the ground, with less pollution, the sorbent is left on the surface for decomposition in place (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2106309, IPC:
Однако с помощью данной технологии загрязнение не ликвидируется, а переводится в другую форму и требует дальнейшей обработки.However, using this technology, pollution is not eliminated, but is transferred to another form and requires further processing.
Все перечисленные способы основаны на введении в загрязненный объект чужеродных микроорганизмов - деструкторов. Данные технологии являются дорогостоящими из-за дополнительных затрат на наращивание, хранение и предподготовку микроорганизмов перед внесением в грунт.All these methods are based on the introduction of foreign microorganisms - destructors into the contaminated object. These technologies are expensive due to the additional costs of building, storage and pre-treatment of microorganisms before entering the soil.
Известен ряд публикаций, касающихся разработки методов стимуляции природной биодеградации путем улучшения аэрации загрязненной почвы, водного режима, соотношения питательных компонентов: углерода, азота и фосфора, внесения эмульгаторов, органических материалов и т.д.A number of publications are known concerning the development of methods for stimulating natural biodegradation by improving aeration of contaminated soil, water regime, the ratio of nutrient components: carbon, nitrogen and phosphorus, the introduction of emulsifiers, organic materials, etc.
Известно, что внесение удобрения Osmocote с замедленным высвобождением питательных веществ (азота, фосфора и калия) и Inipol EAP-2, содержащего органический азот и фосфор, оказывало значительный положительный эффект на активность микроорганизмов и убыль алифатических углеводородов в грунте прибрежной морской зоны (Ran Xu, J.P. Obbard. Effect of nutrient amendmends of indigenous hydrocarbon degradation in oil-contaminated beach sediments // Journal of Environmental Quality. - 2004. - V.32. - P.1234-1243).The Osmocote fertilizer with slow release of nutrients (nitrogen, phosphorus and potassium) and Inipol EAP-2 containing organic nitrogen and phosphorus is known to have a significant positive effect on the activity of microorganisms and the loss of aliphatic hydrocarbons in the soil of the coastal sea zone (Ran Xu, JP Obbard, Effect of nutrient amendment of indigenous hydrocarbon degradation in oil-contaminated beach sediments // Journal of Environmental Quality. - 2004. - V.32. - P.1234-1243).
Однако использование перечисленных выше удобрений для очистки грунтов от нефтезагрязнений в промышленных масштабах является дорогостоящим. Кроме того, данная технология является недостаточно эффективной, т.к. отмечается существенная убыль только алифатических соединений нефти в отличие от других фракций, которые представляют наибольшую опасность для окружающей среды.However, the use of the above fertilizers for cleaning soils from oil pollution on an industrial scale is expensive. In addition, this technology is not effective enough, because only aliphatic oil compounds are significantly reduced, unlike other fractions that pose the greatest danger to the environment.
Известно использование химически чистой D-глюкозы в концентрации до 1 мг/г почвы для стимуляции развития популяции углеводородокисляющих бактерий в почве, загрязненной дизельным топливом, что в три раза ускоряло его разложение (Гузев B.C., Халимов Э.М., Волде М.И., Куличевская И.С. Регуляторное действие глюкозы на активность углеводородокисляющих микроорганизмов в почве/УМикробиология. 1997. - Т.66, №2. - С.154-159).It is known to use chemically pure D-glucose at a concentration of up to 1 mg / g of soil to stimulate the development of a population of hydrocarbon-oxidizing bacteria in soil contaminated with diesel fuel, which accelerated its decomposition three times (Guzev VS, Halimov E.M., Volde M.I. , Kulichevskaya I. S. Regulatory effect of glucose on the activity of hydrocarbon-oxidizing microorganisms in the soil / UMicrobiology. 1997. - T.66, No. 2. - S.154-159).
Однако использование чистых реактивов для очистки реальных объектов нецелесообразно из-за их высокой стоимости.However, the use of clean reagents for cleaning real objects is impractical because of their high cost.
Известен способ очистки почв от нефтезагрязнений с использованием активного ила биохимкомбината для восстановления их биологической активности. Через три месяца отмечалось положительное влияние на биологическую активность почвы, содержание нефтепродуктов при исходной концентрации 6% снижалось примерно в три раза (Киреева Н.А. Биодеструкция нефти в почве культурами углеводородокисляющих микроорганизмов // Биотехнология. - 1996. - №1. - С.51-54).A known method of cleaning soils from oil pollution using activated sludge biochemical plant to restore their biological activity. Three months later, there was a positive effect on the biological activity of the soil, the oil content at an initial concentration of 6% decreased by about three times (Kireyeva N.A. Biodegradation of oil in the soil by cultures of hydrocarbon-oxidizing microorganisms // Biotechnology. - 1996. - No. 1. - P. 51-54).
Однако активный ил сохраняет активность в течение очень короткого времени, что затрудняет его использование на реальных площадках, удаленных от очистных сооружений предприятий, активный ил которых адаптирован к соответствующим загрязнителям.However, activated sludge remains active for a very short time, which makes it difficult to use it at real sites remote from the treatment facilities of enterprises whose activated sludge is adapted to the corresponding pollutants.
Известно использование для очистки грунтов от нефтезагрязнений биологически продуцируемых поверхностно-активных веществ (биоПАВ), которые являются экологически безопасными (Oberbremer A., Muller-Hurtig R, Wagner F. Effect of the addition of microbial surfactant on hydrocarbon degradation in a soil population in a stirred reactor // Applied Microbiology and Biotechnology. - 1990. - 32. P.485-489).It is known to use biologically produced surface-active substances (bio-surfactants) that are environmentally friendly for cleaning soils from oil pollution (Oberbremer A., Muller-Hurtig R, Wagner F. Effect of the addition of microbial surfactant on hydrocarbon degradation in a soil population in a acquired reactor // Applied Microbiology and Biotechnology. - 1990. - 32. P.485-489).
Однако производство биоПАВ является дорогостоящим, что ограничивает их применение для биоремедиации загрязненных объектов.However, bio-surfactant production is expensive, which limits their use for bioremediation of contaminated sites.
Наиболее близким к заявляемому является способ очистки отвалов отработанной отбеливающей земли, загрязненной нефтепродуктами, который может использоваться и при рекультивации почв (Логинов О.Н., Бойко Т.Ф., Костюченко В.П., Комаров С.И., Подцепихин А.К., Галимзянова Н.Ф. О биологической очистке технологических отвалов от нефтепродуктов // Почвоведение. - 2002. - №4. С.481-486). Он основан на внесении биотрина - кормовой добавки, содержащей протеины, микро- и макроэлементы, аминокислоты и витамины - и мелассы - отхода производства сахара, содержащей до 40% сахаров - до концентрации 1 г/кг почвы по сахарам. Кроме того, для ускорения деградации вносились высокоокисленные неорганические вещества: суперфосфат, калийная селитра, железо сернокислое и перекись водорода. Для улучшения характеристик обрабатываемый грунт разбавляли плодородной почвой или активным илом в соотношении 1:1. При внесении мелассы в лабораторном эксперименте убыль нефтепродуктов за месяц составляла 20%. При полномасштабной обработке загрязненную землю смешивали с плодородной почвой и активным илом, для стимуляции вносили смесь мелассы, биотрина и суперфосфата, что позволило снизить содержание остаточных нефтепродуктов с 29 до 11%.Closest to the claimed is a method for cleaning dumps of waste bleaching soil contaminated with oil products, which can also be used in soil remediation (Loginov O.N., Boyko T.F., Kostyuchenko V.P., Komarov S.I., Podsepikhin A. K., Galimzyanova NF About biological cleaning of technological dumps from oil products // Soil Science. - 2002. - No. 4. S.481-486). It is based on the introduction of biotrin - a feed additive containing proteins, micro and macro elements, amino acids and vitamins - and molasses - waste production of sugar containing up to 40% sugars to a concentration of 1 g / kg of soil for sugars. In addition, to accelerate degradation, highly oxidized inorganic substances were introduced: superphosphate, potassium nitrate, iron sulfate, and hydrogen peroxide. To improve the characteristics, the cultivated soil was diluted with fertile soil or activated sludge in a ratio of 1: 1. When making molasses in a laboratory experiment, the loss of petroleum products per month was 20%. In a full-scale treatment, the contaminated soil was mixed with fertile soil and activated sludge, a mixture of molasses, biotrin and superphosphate was introduced for stimulation, which allowed to reduce the content of residual oil products from 29 to 11%.
Однако этот метод предполагает внесение большого объема почвы или активного ила, что при больших объемах может оказаться неприемлемым, кроме того, большой объем плодородной почвы оказывается загрязненным и не может использоваться, значительно увеличивается площадь, требуемая для обработки грунта.However, this method involves the introduction of a large volume of soil or activated sludge, which with large volumes may be unacceptable, in addition, a large volume of fertile soil is contaminated and cannot be used, the area required for soil cultivation increases significantly.
Кроме того, не проводилось определения изменения содержания наиболее устойчивых к биологическому разложению и токсичных фракций: ароматических соединений и смол, возможно в результате подобной обработки происходит их накопление в очищенной почве. Положительный результат во многом определяется внесением большого количества нефтеокисляющих микроорганизмов с активным илом.In addition, no determination was made of the change in the content of the most biodegradable and toxic fractions: aromatic compounds and resins, possibly as a result of such treatment they accumulate in purified soil. A positive result is largely determined by the introduction of a large number of oil-oxidizing microorganisms with activated sludge.
Задачей изобретения является упрощение способа и снижение затрат на биоремедиацию, ускорение процесса очистки почв и грунтов со свежим загрязнением нефтепродуктами при улучшении качества за счет стимуляции популяции УОМ путем внесения мелассы - дополнительного легкодоступного источника углерода и биологически активных веществ и ПАВ - эмульгатора гидрофобного субстрата.The objective of the invention is to simplify the method and reduce the cost of bioremediation, accelerate the cleaning of soils and soils with fresh oil pollution while improving quality by stimulating the UOM population by introducing molasses - an additional readily available carbon source and biologically active substances and surfactant - emulsifier of hydrophobic substrate.
Поставленная задача решается тем, что в способе очистки почвы, заключающемся во внесении в почву питательной добавки, включающей мелассу, стимулирующей рост содержащихся в почве нефтеокисляющих микроорганизмов, согласно предлагаемому решению, добавка дополнительно содержит ПАВ в диапазоне концентраций 10-40 мг/кг почвы, а мелассу вносят до конечной концентрации сахаров 3-10 г/кг почвы.The problem is solved in that in the method of cleaning the soil, which consists in introducing into the soil a nutritional supplement, including molasses, stimulating the growth of oil-oxidizing microorganisms contained in the soil, according to the proposed solution, the additive additionally contains surfactants in a concentration range of 10-40 mg / kg of soil, and Molasses is added to a final sugar concentration of 3-10 g / kg of soil.
При этом добавка дополнительно содержит калий, и/или азот, и/или фосфор, взятые в количестве по 0,112 г/ кг почвы.Moreover, the additive additionally contains potassium, and / or nitrogen, and / or phosphorus, taken in quantities of 0.112 g / kg of soil.
Кроме того, после внесения добавки осуществляют поддержание температурного и водного режима почвы для обеспечения жизненной функции микроорганизмов в течение не менее 2 месяцев до остаточного содержания углеводородной фракции 30-40%.In addition, after the addition of the additive, the temperature and water conditions of the soil are maintained to ensure the vital function of microorganisms for at least 2 months to a residual hydrocarbon fraction of 30-40%.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 отражена динамика численности УОМ в почве с нефтяным загрязнением для выбранных вариантов, на фиг.2 показаны результаты стимуляции деструкции нефти, на фиг.3 графически продемонстрирована скорость разрушения нефти в опытном и контрольном вариантах.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows the dynamics of the abundance of UOM in soil with oil pollution for the selected options, Fig. 2 shows the results of stimulation of oil destruction, Fig. 3 graphically shows the rate of oil destruction in the experimental and control versions.
Изобретение направлено на подбор оптимальных добавок, стимулирующих увеличение численности и активности углеводородокисляющих микроорганизмов в почвах, имеющих свежее загрязнение нефтепродуктами в концентрации 10-75 г/кг.The invention is directed to the selection of optimal additives that stimulate an increase in the number and activity of hydrocarbon-oxidizing microorganisms in soils that have fresh contamination with oil products at a concentration of 10-75 g / kg.
Способ основан на введении в грунт добавки на основе мелассы, стимулирующей развитие нефтеокисляющих микроорганизмов, присутствующих в загрязненной почве (грунте). Меласса представляет собой отход производства сахара, она содержит, как правило, 20-25% воды, 58-60% углеводов (46-50% сахарозы, а также раффинозы, галактозы, арабинозы и др.), около 9% азотистых соединений (бетаина, аминокислот, амидов, аммонийных солей), а также ростовые вещества (витамины В3, B8 и Н) и микроэлементы. Введение добавки в совокупности с использованием определенных режимов - температуры, влажности, времени обработки, ускоряет процесс очистки грунта со свежим загрязнением нефтепродуктами с сохранением эффективности и снижением затрат. Способ может использоваться как для обработки загрязненных почв и грунтов на месте (in situ), так и на специально оборудованных площадках, на которых размещают извлеченный грунт (ex situ).The method is based on the introduction into the soil of an additive based on molasses, stimulating the development of oil-oxidizing microorganisms present in contaminated soil (soil). Molasses is a waste of sugar production, it usually contains 20-25% water, 58-60% carbohydrates (46-50% sucrose, as well as raffinose, galactose, arabinose, etc.), about 9% nitrogen compounds (betaine , amino acids, amides, ammonium salts), as well as growth substances (vitamins B 3 , B 8 and H) and trace elements. The introduction of additives in conjunction with the use of certain modes - temperature, humidity, processing time, accelerates the process of cleaning the soil with fresh contamination with oil products while maintaining efficiency and reducing costs. The method can be used both for processing contaminated soils and soils in situ (in situ), and in specially equipped sites on which the extracted soil is placed (ex situ).
Для осуществления способа грунт увлажняют до общей влажности 15-17%, например, водопроводной водой по стационарному водопроводу или из близлежащего пресноводного источника с помощью погружного насоса или вакуум-бочки. При небольшой площади обрабатываемого участка полив можно производить вручную из лейки. При поливе учитываются естественные осадки. Внесение мелассы осуществляется с помощью погружного насоса или вручную, при необходимости ее разбавляют водой. Количество вносимой мелассы зависит от содержания в ней сахаров, до конечного содержания сахаров в грунте 3-10 г/кг. При разбавлении вдвое мелассы с содержанием сахаров около 50% это будет составлять соответственно 18-60 л/м грунта или 2-6 л/м поверхности грунта при проникновении нефти на глубину 10 см. ПАВ предварительно растворяют в воде, внесение производится насосом через шланг или вручную из лейки. При растворении в соотношении 1:100 норма внесения составляет 1,5-6 л/м3 грунта или 0,15-0,6 л/м2, что соответствует 10-40 мг/кг. Минеральное удобрение вносится в сухом виде, при использовании азофоски норма внесения составляет 1 кг/м3 или 100 г/м2 при глубине проникновения загрязнителя 10 см. После внесения добавок осуществляют перемешивание грунта путем дискования, боронования, вспашки или с помощью экскаватора в зависимости от глубины проникновения загрязнителя и состояния почвогрунта. Влажность на уровне 12-17% поддерживается за счет полива; регулярное рыхление (1 раз в 10 суток) осуществляют для поддержания оптимальной аэрации. Процесс рекомендуется производить при температуре 19-32°С.To implement the method, the soil is moistened to a total moisture content of 15-17%, for example, tap water through a stationary water supply system or from a nearby freshwater source using a submersible pump or a vacuum barrel. With a small area of the cultivated area, watering can be done manually from a watering can. When watering, natural rainfall is taken into account. The introduction of molasses is carried out using a submersible pump or manually, if necessary, it is diluted with water. The amount of molasses introduced depends on the sugar content in it, to a final sugar content in the soil of 3-10 g / kg. When diluting twice molasses with a sugar content of about 50%, this will be 18-60 l / m of soil or 2-6 l / m of soil, respectively, when oil penetrates to a depth of 10 cm. Surfactants are pre-dissolved in water, application is made by pump through a hose or manually from a watering can. When dissolved in a ratio of 1: 100, the application rate is 1.5-6 l / m 3 of soil or 0.15-0.6 l / m 2 , which corresponds to 10-40 mg / kg. Mineral fertilizer is applied dry, when using an azofoska, the application rate is 1 kg / m 3 or 100 g / m 2 with a contaminant penetration depth of 10 cm. After making the additives, the soil is mixed by disking, harrowing, plowing or using an excavator, depending on the depth of penetration of the pollutant and the state of the soil. Humidity at the level of 12-17% is maintained by irrigation; regular loosening (1 time in 10 days) is carried out to maintain optimal aeration. The process is recommended to be carried out at a temperature of 19-32 ° C.
Смешанный образец почвы (южный чернозем), отобранный в Саратовской области, искусственно загрязняли сырой нефтью в концентрации 50 г/кг. Почву помещали в пластмассовые контейнеры в количестве 1,5 кг. Процесс очистки проводили при комнатной температуре 19-24°С, с внесением различных стимуляторов и периодическим рыхлением и увлажнением. Микробиологический анализ исходной почвы показал, что содержание углеводородокисляющих микроорганизмов в ней составляло 6,5×105 кл/г почвы, что свидетельствовало о наличии объектов для стимуляции.A mixed soil sample (southern chernozem) taken in the Saratov Region was artificially contaminated with crude oil at a concentration of 50 g / kg. The soil was placed in plastic containers in an amount of 1.5 kg. The cleaning process was carried out at room temperature 19-24 ° C, with the introduction of various stimulants and periodic loosening and moisturizing. Microbiological analysis of the original soil showed that the content of hydrocarbon-oxidizing microorganisms in it was 6.5 × 10 5 cells / g of soil, which indicated the presence of objects for stimulation.
Для стимуляции развития УОМ использовали наиболее доступные и рентабельные для применения в промышленном масштабе добавки: минеральное удобрение азофоску, являющееся источником азота и фосфора, мелассу - в качестве дополнительного легкодоступного источника углерода и биологически активных веществ, ПАВ в качестве эмульгатора. Компоненты вносили по отдельности и в различных комбинациях (табл.1).To stimulate the development of UOM, the most accessible and cost-effective additives for industrial use were used: azofosku mineral fertilizer, which is a source of nitrogen and phosphorus, molasses as an additional readily available source of carbon and biologically active substances, and surfactants as an emulsifier. The components were added individually and in various combinations (Table 1).
Варианты ремедиации загрязненной почвыTable 1.
Remediation options for contaminated soil
По степени воздействия на микробное сообщество добавки, содержащие мелассу, как в виде единственной составляющей и особенно в комбинациях с другими, обладали мощным положительным влиянием на численность микробных популяций, вторая, содержащая только минеральное удобрение и ПАВ в разных вариантах, не проявляла выраженного стимулирующего эффекта, а в отдельных случаях и несколько угнетала микробное сообщество.According to the degree of impact on the microbial community, additives containing molasses, as in the form of a single component and especially in combination with others, had a powerful positive effect on the number of microbial populations, the second, containing only mineral fertilizer and surfactant in different ways, did not show a pronounced stimulating effect, and in some cases, the microbial community was somewhat depressed.
В вариантах с внесением мелассы максимальной численности популяция УОМ (около 108) достигла на 14-30 сутки эксперимента, а в варианте 8 она составила 4,5×108 колониеобразующих единиц (КОЕ)/г почвы (см. фиг.1). В контрольном варианте (1) (с использованием только агротехнических приемов) численность УОМ максимально увеличилась примерно в 20 раз от исходной, тогда как в варианте 8 - почти в 700 раз. Это позволило нам прийти к заключению, что стимуляцию развития нефтеокисляющих микроорганизмов в большей степени вызывает внесение мелассы в комбинации с ПАВ и минеральными удобрениями. Через 2 месяца число УОМ снижалось.In the variants with the introduction of molasses of the maximum number, the UOM population (about 10 8 ) reached on the 14-30th day of the experiment, and in
На фиг.1 отражена динамика численности УОМ в почве с нефтяным загрязнением в вариантах: 1 - агротехника; 5 - агротехника, удобрение и меласса; 8 - агротехника, меласса, удобрение и ПАВ.Figure 1 shows the dynamics of the number of UOM in soil with oil pollution in the options: 1 - agricultural; 5 - agricultural technology, fertilizer and molasses; 8 - agricultural technology, molasses, fertilizer and surfactants.
При анализе убыли нефтепродуктов в очищаемой почве (см. фиг.2) лучшие результаты были получены в вариантах 7 (внесение мелассы и ПАВ) и 8 (полный комплекс добавок), деградация загрязнителя за 1 и 3 месяца составляла 25,7 и 45% и 24,4 и 45,8% соответственно.When analyzing the loss of oil products in the soil being cleaned (see Fig. 2), the best results were obtained in options 7 (adding molasses and surfactants) and 8 (a full range of additives), the degradation of the pollutant for 1 and 3 months was 25.7 and 45%, and 24.4 and 45.8%, respectively.
На фиг.2 показаны результаты стимуляции деструкции нефти (при исходной концентрации 50 г/кг) в почве в вариантах: 1 - агротехника; 7 - агротехника, меласса, ПАВ; 8 - агротехника, меласса, ПАВ и удобрение, остаточное содержание нефти приводится в абсолютных значениях.Figure 2 shows the results of stimulation of the destruction of oil (at an initial concentration of 50 g / kg) in the soil in the following embodiments: 1 - agricultural technology; 7 - agricultural technology, molasses, surfactants; 8 - agricultural technology, molasses, surfactants and fertilizers, the residual oil content is given in absolute values.
Следует подчеркнуть, что в варианте 4 степень деструкции не отличалась от контроля и эффект, достигаемый при одновременном использовании мелассы и ПАВ, является следствием их комбинированного воздействия. Меласса способствует быстрому восстановлению и увеличению численности микроорганизмов после загрязнения, а ПАВ, увеличивая доступность нефтепродуктов, обеспечению их ростовым субстратом.It should be emphasized that in
При оценке изменения скорости разрушения нефти было установлено, что максимальная убыль наблюдалась в течение первого месяца. В варианте 8 она достигала 0,86% в сутки от общего содержания (см. фиг.3). В контрольном варианте эта величина была равна 0,55% в сутки. На протяжении второго месяца скорость деградации снизилась в варианте 8 до 0,47, а в контроле - до 0,27% в сутки, в течение третьего месяца она составляла 0,18 и 0,14% в сутки в 8 и контрольном вариантах соответственно. Через шесть месяцев в сутки разрушалось лишь 0,07 в опытном и 0,08% - в контрольном варианте. Полученные данные показывают, что процессы деструкции замедляются через 2-3 месяца обработки, что указывает на целесообразность завершения стимуляции УОМ данным способом. На фиг.3 показана скорость разрушения нефти в опытном варианте 8 и контрольном варианте 1.When assessing changes in the rate of oil destruction, it was found that the maximum decrease was observed during the first month. In
Анализ содержания отдельных фракций в остаточных нефтепродуктах через три месяца показал, что при внесении мелассы в большей степени снижалось содержание моно- и бициклических ароматических и парафиново-нафтеновых соединений - от 62 до 67%. Деструкция ПАУ составила от 27 до 31%, спирто-бензольных смол - от 12 до 27%.An analysis of the content of individual fractions in the residual oil products after three months showed that when molasses was added, the content of mono- and bicyclic aromatic and paraffin-naphthenic compounds decreased to a greater extent - from 62 to 67%. The destruction of PAHs was from 27 to 31%, alcohol-benzene resins - from 12 to 27%.
На основании проведенных исследований было установлено, что для стимуляции развития и активности УОМ в почве со свежим нефтяным загрязнением оптимальным является внесение мелассы и ПАВ, а также и в комплексе с минеральным удобрением. Меласса обеспечивает быстрое восстановление и дальнейшее увеличение численности УОМ, в то время как ПАВ обеспечивают биодоступность гидрофобного загрязнителя, особенно его тяжелых фракций, за счет его эмульгирования и десорбции.Based on the studies, it was found that to stimulate the development and activity of UOM in soil with fresh oil pollution, the introduction of molasses and surfactants is optimal, as well as in combination with mineral fertilizers. Molasses provides a quick recovery and a further increase in the number of UOM, while surfactants provide the bioavailability of a hydrophobic contaminant, especially its heavy fractions, due to its emulsification and desorption.
Максимальная скорость деградации нефтепродуктов наблюдалась в ходе первых двух месяцев, а затем она снижалась. После разрушения 60-70% углеводородной фракции происходила медленная элиминация остаточных нефтепродуктов, на основании чего можно сделать вывод, что при достижении этого уровня активную обработку можно прекращать. При оптимальном сочетании приемов степень деструкции может превышать контрольные значения на 15-30%. Полученные данные свидетельствуют о перспективности использования данного способа.The maximum rate of degradation of oil products was observed during the first two months, and then it decreased. After the destruction of 60-70% of the hydrocarbon fraction, the residual oil products were slowly eliminated, on the basis of which it can be concluded that, upon reaching this level, active processing can be stopped. With an optimal combination of techniques, the degree of destruction can exceed the control values by 15-30%. The data obtained indicate the prospects of using this method.
Пример 1Example 1
Была произведена очистка грунта со свежим нефтяным загрязнением в концентрации 38 г/кг на полигоне для рекультивации при температуре 15-23°С. Из почвы формировали гряды высотой 1 и шириной 2 метра. При очистке использовали следующий комплекс стимулирующих добавок: меласса, азофоска; ПАВ. Мелассу с исходным содержанием сахаров 45% разбавляли вдвое и вносили с помощью погружного насоса из расчета 20 л/м3 грунта, что составляло 3 г/кг грунта. Азофоску вносили в сухом виде вручную из расчета 1 кг/м3 грунта, что составляло около 0,7 г/кг грунта. ПАВ (неонол АФ9-12) растворяли в воде (1:100) и вносили вручную из расчета 1,5 л на м3 грунта, что составляло примерно 0,01 г/кг грунта. После внесения добавок грунт поливали из расчета 20 л/м3 из стационарного водопровода и перемешивали экскаватором. Производилось регулярное рыхление и полив для поддержания влажности обрабатываемого грунта 12-17%. Через 3 месяца эксперимента убыль нефти составила 46%, в контрольном варианте без добавок убыль составила 32%.Soil was cleaned with fresh oil pollution at a concentration of 38 g / kg at a landfill for reclamation at a temperature of 15-23 °
Пример 2Example 2
При очистке in situ грунта со свежим нефтяным загрязнением в концентрации 72 г/кг и глубиной проникновения около 20 см использовали мелассу в концентрации 10 г/кг и смесь ПАВ. Мелассу с исходным содержанием сахаров 50% растворяли в воде в соотношении 1:1, сюда же добавляли ПАВ до концентрации 1 г/л и вносили с помощью погружного насоса из расчета 12 л/м2, что составляло 10 г/кг мелассы и 40 мг/кг ПАВ. После внесения добавок грунт поливали из расчета 15 л/м с помощью вакуум-бочки и перемешивали с помощью дисковой бороны. Очистка проходила при температуре 21-30°С, периодическом рыхлении и поддержании влажности на уровне 12-17%. Через 3 месяца активная обработка была завершена, убыль нефти составила 49%. В последующие два месяца при необходимости производили только полив, при повторном анализе, проведенном через 5 месяцев от начала ремедиации, разрушение загрязнителя составляло 63%. Фракционный анализ остаточных нефтепродуктов показал, что наряду с фракциями парафинов, нафтенов и моно- и бициклической ароматики эффективно разрушались ПАУ, их убыль составила 47%.For in situ cleaning of soil with fresh oil pollution at a concentration of 72 g / kg and a penetration depth of about 20 cm, molasses at a concentration of 10 g / kg and a surfactant mixture were used. Molasses with an initial sugar content of 50% was dissolved in water in a ratio of 1: 1, surfactants were added here to a concentration of 1 g / l and introduced using a submersible pump at a rate of 12 l / m 2 , which was 10 g / kg molasses and 40 mg / kg surfactant. After adding additives, the soil was watered at the rate of 15 l / m using a vacuum barrel and mixed using a disk harrow. Cleaning took place at a temperature of 21-30 ° C, periodic loosening and maintaining humidity at the level of 12-17%. After 3 months, the active treatment was completed, the loss of oil was 49%. In the next two months, if necessary, only watering was carried out, with a repeated analysis carried out 5 months after the start of remediation, the destruction of the pollutant was 63%. Fractional analysis of residual oil products showed that along with fractions of paraffins, naphthenes and mono- and bicyclic aromatics, PAHs were effectively destroyed, their decrease was 47%.
Пример 3Example 3
При очистке in situ почвы со свежим мазутным загрязнением в концентрации 53 г/кг и глубиной проникновения 10-15 см использовали комплекс добавок: меласса, ПАВ, азофоска. Мелассу с исходным содержанием сахаров 50% разбавляли вдвое и вносили с помощью погружного насоса из расчета 8 л/м2, что составляло 10 г/кг почвы. Азофоску вносили в сухом виде вручную из расчета 140 г/м2, что составляло около 0,7 г/кг почвы. ПАВ (синтанол ДС-10) растворяли в воде (1:200) и вносили вручную из расчета 0,4 л/м2 почвы, что составляло примерно 0,01 г/кг почвы. После внесения добавок грунт поливали из расчета 20 л/м2 с помощью вакуум-бочки и перемешивали с помощью дисковой бороны. Процесс проходил при температуре 21-29°С, периодическом рыхлении и поддержании влажности на уровне 12-17%. Через 3 месяца убыль нефтепродуктов составила 47%.When in situ cleaning of soil with fresh fuel oil pollution at a concentration of 53 g / kg and a penetration depth of 10-15 cm, a complex of additives was used: molasses, surfactant, azofoska. Molasses with an initial sugar content of 50% was diluted in half and introduced using a submersible pump at the rate of 8 l / m 2 , which amounted to 10 g / kg of soil. Azofoska was applied in dry form manually at the rate of 140 g / m 2 , which was about 0.7 g / kg of soil. A surfactant (syntanol DS-10) was dissolved in water (1: 200) and applied manually at the rate of 0.4 l / m 2 of soil, which was approximately 0.01 g / kg of soil. After making additives, the soil was watered at the rate of 20 l / m 2 using a vacuum barrel and mixed using a disk harrow. The process took place at a temperature of 21-29 ° C, periodic loosening and maintaining humidity at the level of 12-17%. After 3 months, the decline in oil products amounted to 47%.
Пример 4Example 4
При очистке почвы со свежим мазутным загрязнением в концентрации 46 г/кг в лабораторных условиях при температуре 21-23°С использовали следующие приемы:When cleaning the soil with fresh fuel oil contamination at a concentration of 46 g / kg under laboratory conditions at a temperature of 21-23 ° C, the following methods were used:
1) агротехническая обработка (рыхление и полив);1) agrotechnical processing (loosening and watering);
2) внесение мелассы до конечной концентрации сахаров 10 г/кг наряду с агротехнической обработкой;2) the introduction of molasses to a final sugar concentration of 10 g / kg along with agrotechnical processing;
3) внесение мелассы до конечной концентрации сахаров 10 г/кг и раствора ПАВ до конечной концентрации 0,5 г/кг наряду с агротехнической обработкой.3) the introduction of molasses to a final sugar concentration of 10 g / kg and a surfactant solution to a final concentration of 0.5 g / kg along with agrotechnical processing.
Эксперименты показали, что вариант 3 характеризовался увеличенной продолжительностью до 3 месяцев периода повышенной численности углеводородокисляющих микроорганизмов и скорости деструкции мазута. За шесть месяцев обработки деструкция составила 29,3, 45,0 и 58,9% в вариантах 1, 2 и 3 соответственно.The experiments showed that
В ходе реализации заявленного способа обработки удавалось длительное время поддерживать повышенную численность УОМ, что способствует более быстрой элиминации остаточных нефтепродуктов после завершения фазы активной обработки, причем в значительной степени разрушаются «биологически жесткие» фракции. Это происходит за счет оптимального подбора концентраций стимулирующих добавок, предложенное количество внесения мелассы обеспечивает активное функционирование всего комплекса почвенных микроорганизмов, включая почвенные грибы, которые также являются активными деструкторами углеводородов, при рекомендуемом уровне влажности концентрация вносимых ПАВ в почвенной влаге приближается к 0,5 ККМ (критическая концентрация мицеллообразования), что обеспечивает эффективное эмульгирование и десорбцию гидрофобного загрязнителя, не оказывая токсического эффекта на почвенный биоценоз.During the implementation of the claimed processing method, it was possible for a long time to maintain an increased number of UOM, which contributes to a more rapid elimination of residual oil products after the completion of the active processing phase, and “biologically hard” fractions are largely destroyed. This is due to the optimal selection of concentrations of stimulating additives, the proposed amount of molasses application ensures the active functioning of the whole complex of soil microorganisms, including soil fungi, which are also active hydrocarbon destructors, at the recommended moisture level, the concentration of surfactants introduced in soil moisture approaches 0.5 KKM ( critical micelle concentration), which provides effective emulsification and desorption of a hydrophobic contaminant without toxic effect on soil biocenosis.
Заявляемый способ дает возможность обрабатывать большие количества загрязненного грунта, при этом не увеличивается объем загрязненного материала и площадь обработки, не выводится из обращения плодородная почва, технология осуществляется без использования чужеродных микроорганизмов, которые могут нарушить баланс естественного микробного сообщества.The inventive method makes it possible to process large quantities of contaminated soil, while the volume of contaminated material and the treatment area do not increase, fertile soil is not withdrawn from circulation, the technology is carried out without the use of foreign microorganisms that can upset the balance of the natural microbial community.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005109528/13A RU2301258C2 (en) | 2005-04-05 | 2005-04-05 | Method of cleaning oil polluted lands |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005109528/13A RU2301258C2 (en) | 2005-04-05 | 2005-04-05 | Method of cleaning oil polluted lands |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005109528A RU2005109528A (en) | 2006-10-10 |
RU2301258C2 true RU2301258C2 (en) | 2007-06-20 |
Family
ID=37435356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005109528/13A RU2301258C2 (en) | 2005-04-05 | 2005-04-05 | Method of cleaning oil polluted lands |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2301258C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10414960B2 (en) | 2015-05-07 | 2019-09-17 | Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostyu “NPO Biomikrogeli” | Substance for removing oils from soil and hard surfaces, and method for using said substances (variants) |
RU2738482C1 (en) * | 2020-06-26 | 2020-12-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Recultivation method of soil contaminated with oil and oil products |
-
2005
- 2005-04-05 RU RU2005109528/13A patent/RU2301258C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
КОРОНЕЛЛИ Т.В. Принципы и методы интенсификации биологического разрушения углеводородов в окружающей среде (обзор). Прикладная биохимия и микробиология, 1996, т.32, №6, 579-585. * |
ЛОГИНОВ О.Н. и др. О биологической очистке технологических отвалов от нефтепродуктов. Почвоведение, 2002, №4, 481-486. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10414960B2 (en) | 2015-05-07 | 2019-09-17 | Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostyu “NPO Biomikrogeli” | Substance for removing oils from soil and hard surfaces, and method for using said substances (variants) |
RU2738482C1 (en) * | 2020-06-26 | 2020-12-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Recultivation method of soil contaminated with oil and oil products |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005109528A (en) | 2006-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ijaz et al. | Enhanced remediation of sewage effluent by endophyte-assisted floating treatment wetlands | |
Ayyasamy et al. | Nitrate removal from synthetic medium and groundwater with aquatic macrophytes | |
Mulbry et al. | Biodegradation of the organophosphate insecticide coumaphos in highly contaminated soils and in liquid wastes | |
Aghamiri et al. | A novel approach for optimization of crude oil bioremediation in soil by the taguchi method | |
Yadav et al. | Role of cyanobacteria in green remediation | |
DE112016006253T5 (en) | BACTERIAL CONSORTIUM FOR REDUCING PERCHLORATE AND / OR NITRATE AND ITS PROCESS | |
RU2357929C2 (en) | Method for biological cleaning of bed slit from oil and oil products | |
RU2301258C2 (en) | Method of cleaning oil polluted lands | |
Andrey et al. | Removal of oil spills in temperate and cold climates of Russia experience in the creation and use of biopreparations based on effective microbial consortia | |
RU2502569C1 (en) | Method of removing hydrocarbon contaminants from soils | |
US5501973A (en) | Treatment for contaminated material | |
RU2288044C1 (en) | Method of cleaning of the ground from the oil pollutions | |
Mahmoud | Advancement in bioremediation process: a mini | |
RU2114174C1 (en) | Consortium of yeast candida maltosa for biodegradation of petroleum pollution | |
DE69222164T2 (en) | DISPOSAL PROCESS BY BIODEGRADATION AND MEANS TO IMPLEMENT THE PROCESS | |
US5614410A (en) | Bioremediation of soil or groundwater contaminated with compounds in creosote by two-stage biodegradation | |
US5770436A (en) | Treatment for contaminated material | |
Akinsanola et al. | Bioremediation of Soils Contaminated with Both Petroleum Hydrocarbons and Heavy Metals | |
Shalini et al. | Recent advancement in microbial remediation of heavy metals from industrial effluents | |
US20030201224A1 (en) | Microbial consortium for the biodegradation of dithiocarbamates | |
Anekwe et al. | Bioremediation of Crude oil-contaminated Soils-A Review. | |
Suryatmana et al. | The potential of the mushroom log waste (MLW) and Azotobactervinelandii to improve hydrocarbon biodegradation for rehabilitation of petroleum contaminated soil | |
RU2191753C2 (en) | Biological preparation for removing crude oil and petroleum products from water and ground | |
Mitman et al. | FINAL REPORTCA BIOLOGICAL SURVEY OF THE BERKELEY PIT LAKE SYSTEM | |
RU2043312C1 (en) | Method for purification of ground water polluted with oil products |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170406 |