RU2361686C2 - Biopreparation for cleaning soil and water from oil and oil products - Google Patents

Biopreparation for cleaning soil and water from oil and oil products Download PDF

Info

Publication number
RU2361686C2
RU2361686C2 RU2007130911/13A RU2007130911A RU2361686C2 RU 2361686 C2 RU2361686 C2 RU 2361686C2 RU 2007130911/13 A RU2007130911/13 A RU 2007130911/13A RU 2007130911 A RU2007130911 A RU 2007130911A RU 2361686 C2 RU2361686 C2 RU 2361686C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
microorganisms
water
substrate
activity
Prior art date
Application number
RU2007130911/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007130911A (en
Inventor
Лидия Ивановна Сваровская (RU)
Лидия Ивановна Сваровская
Светлана Ивановна Писарева (RU)
Светлана Ивановна Писарева
Любовь Константиновна Алтунина (RU)
Любовь Константиновна Алтунина
Original Assignee
Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2007130911/13A priority Critical patent/RU2361686C2/en
Publication of RU2007130911A publication Critical patent/RU2007130911A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2361686C2 publication Critical patent/RU2361686C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: proposed biopreparation contains aerobic oil oxidising microorganisms, mineral nourishing substrate, normal paraffins C12-C18 and a solid substrate-carrier. The said preparation contains aerobic oil oxidising microorganisms in form of an association of representatives of 4 species and 8 types: Bacillus cereus, B. subtilis, Actinomyces griseus, Act. glaucus, Pseudomonas fluorescens, Ps. mesentericus, Ps. denitrificans, Arthrobacter globiformis, extracted from oil from Western Siberia deposit in concentration of 2.5×109 kl/g. The preparation has a substrate-carrier in form of spherosole and also contains glucose.
EFFECT: high-efficiency cleaning.
4 dwg, 4 tbl, 8 ex

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности, сельскому хозяйству и экологии и может быть использовано для биологической очистки нефтезагрязненных почв и поверхности водных акваторий.The invention relates to the oil industry, agriculture and the environment and can be used for the biological treatment of oil-contaminated soils and the surface of water areas.

Нефть и нефтепродукты являются одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Во всем мире ведутся интенсивные исследования по изучению влияния нефтезагрязнений на живую природу и поиску способов ускорения деструкции нефти, загрязняющей почву и воду. Установлено, что микроорганизмы катализируют ферментативное разложение нефти и нефтепродуктов, что может быть использовано для разработки биопрепаратов для очистки нефтезагрязненных почв и воды.Oil and oil products are one of the main sources of environmental pollution. Intensive research is being carried out all over the world to study the effect of oil pollution on wildlife and to search for ways to accelerate the destruction of oil polluting the soil and water. It was established that microorganisms catalyze the enzymatic decomposition of oil and oil products, which can be used to develop biological products for the purification of oil-contaminated soils and water.

Следует отметить, что процесс деструкции углеводородов (УВ) нефти осуществляется микроорганизмами, однако практическая значимость микробной деградации в конечном итоге определяется составом биопрепарата, который обеспечивает жизнеспособность бактерий, их активность, а также технологичность изготовления, хранения, транспортировки и использования.It should be noted that the process of destruction of hydrocarbons (HC) of oil is carried out by microorganisms, however, the practical importance of microbial degradation is ultimately determined by the composition of the biological product, which ensures the viability of bacteria, their activity, as well as the manufacturability, storage, transportation and use.

Известен бактериальный препарат "Путидойл", предназначенный для ускорения разложения нефти [А.С. SU 1076446, кл. С02F 3/34, 1984]. Технология изготовления биопрепарата предусматривает распылительную сушку живой культуры бактерий, что вызывает травмирование микробов и, как следствие, их частичную гибель и потерю необходимой активности. Для восстановления жизнедеятельности бактерий авторы применяют сложный комплекс мер: подогрев большого количества воды (5 м3) до 18-28°С, перемешивание, аэрирование, и все это в течение длительного времени (16-24 ч), что в полевых условиях выполнить довольно сложно.Known bacterial drug "Putidul", designed to accelerate the decomposition of oil [A.S. SU 1076446, class C02F 3/34, 1984]. The manufacturing technology of the biological product provides for spray drying of a live bacterial culture, which causes injury to microbes and, as a result, their partial death and loss of necessary activity. To restore the vital activity of bacteria, the authors apply a complex set of measures: heating a large amount of water (5 m 3 ) to 18-28 ° С, mixing, aeration, and all this for a long time (16-24 hours), which is quite enough to perform in the field complicated.

Известен бактериальный препарат, состоящий из высокоактивных живых аэробных нефтеокисляющих бактерий (Mycobacterium, Pseudomonas и др.), выращенных на твердых субстратах-носителях с титрами 2,5-7,0·109 клет./г. В качестве субстрата-носителя для иммобилизации микроорганизмов используют гамма-стерильный торф с рН 6,8-7,0 в количестве 40-45 мас.% и воду в количестве 58,95-53,25 мас.%. С целью поддержания нефтеокисляющей активности в процессе хранения в препарат дополнительно вводят питательные субстраты: аммоний щавелевокислый (0,05-1,0 мас.%) и нормальные парафины (1,0-1,5 мас.%). Срок годности биопрепарата - 6 месяцев при температуре 10-15°С с момента его изготовления (патент РФ №2053205, МПК С02F 3/34). Биопрепарат содержит нефтеокисляющие бактерии, для поддержания жизнедеятельности которых требуется рН среды 6.8-7.0 и большое количество воды (около 60% воды), что снижает его эффективность во времени, увеличивает транспортные расходы, а кроме этого биопрепараты на основе торфа тонут в воде, что также понижает эффективность их действия, особенно при очистке нефтезагрязненной поверхности открытых водоемов. Существенным недостатком известного биопрепарата, значительно ограничивающим область его применения, также является возможность использования его только в узком диапазоне рН среды (рН 6.8-7.0).Known bacterial preparation consisting of highly active live aerobic oil-oxidizing bacteria (Mycobacterium, Pseudomonas and others) grown on solid carrier substrates with titers of 2.5-7.0 · 10 9 cells / g. As a carrier substrate for the immobilization of microorganisms, gamma-sterile peat with a pH of 6.8-7.0 in an amount of 40-45 wt.% And water in an amount of 58.95-53.25 wt.% Are used. In order to maintain oil-oxidizing activity during storage, nutrient substrates are additionally introduced into the preparation: ammonium oxalate (0.05-1.0 wt.%) And normal paraffins (1.0-1.5 wt.%). The shelf life of a biological product is 6 months at a temperature of 10-15 ° C from the moment of its manufacture (RF patent No. 2053205, IPC С02F 3/34). The biological product contains oil-oxidizing bacteria, which require a pH of 6.8-7.0 and a large amount of water (about 60% water) to maintain vital functions, which reduces its effectiveness over time, increases transport costs, and besides this, peat-based biological products drown in water, which also reduces the effectiveness of their action, especially when cleaning the oil-contaminated surface of open water bodies. A significant disadvantage of the known biological product, significantly limiting the scope of its application, is also the possibility of using it only in a narrow pH range of the medium (pH 6.8-7.0).

Задачей изобретения является создание высокоэффективного сухого бактериального препарата на основе твердого субстрата-носителя, минерального питательного субстрата и протектора, обеспечивающего жизнеспособность сорбированной бактериальной углеводородокисляющей микрофлоры с высокой деструктивной активностью в широком диапазоне рН среды, а также увеличение срока годности и технологичности.The objective of the invention is the creation of a highly effective dry bacterial preparation based on a solid carrier substrate, a mineral nutrient substrate and a tread that ensures the viability of sorbed bacterial hydrocarbon-oxidizing microflora with high destructive activity in a wide pH range, as well as an increase in shelf life and manufacturability.

Технический результат достигается созданием биопрепарата для биологической очистки нефтезагрязненных экосистем, компонентами которого являются: сферозола (отходы угольных электростанций) как сорбент-носитель, иммобилизованная на ее поверхности биомасса углеводородокисляющих микроорганизмов, выделенных из нефти и протектор - глюкоза.The technical result is achieved by the creation of a biological product for the biological purification of oil-contaminated ecosystems, the components of which are: spherozole (waste from coal-fired power plants) as a sorbent carrier, biomass of hydrocarbon-oxidizing microorganisms isolated from oil and protector glucose immobilized on its surface.

Биопрепарат для очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов, включающий аэробные нефтеокисляющие микроорганизмы, минеральный питательный субстрат, нормальные парафины от С12 до C16 и твердый субстрат-носитель, отличается тем, что в качестве аэробных нефтеокисляющих микроорганизмов он содержит ассоциации Bacillus cereus, В. subtilis; Actinomyces griseus, Act. glaucus; Pseudomonas fluorescens, Ps. mesentericus, Ps. denitrificans; Arthrobacter globiformis, выделенные из нефти Советского месторождения Западной Сибири в концентрации 2.5×l09 клeт./г, в качестве субстрата-носителя содержит сферозолу и дополнительно содержит глюкозу при следующем соотношении компонентов, мас.%:A biological product for cleaning soil and water from oil and oil products, including aerobic oil-oxidizing microorganisms, mineral nutrient substrate, normal paraffins from C 12 to C 16 and a solid carrier substrate, characterized in that it contains Bacillus cereus, B associations as aerobic oil-oxidizing microorganisms subtilis; Actinomyces griseus, Act. glaucus; Pseudomonas fluorescens, Ps. mesentericus, Ps. denitrificans; Arthrobacter globiformis, isolated from oil from the Soviet field of Western Siberia at a concentration of 2.5 × 10 9 cells / g, contains spherozole as a carrier substrate and additionally contains glucose in the following ratio of components, wt.%:

Минеральный питательный субстрат - 0.85-0.95;Mineral nutrient substrate - 0.85-0.95;

Нормальные парафины C12-C16 - 0.6-0.7;Normal paraffins C 12 -C 16 - 0.6-0.7;

Глюкоза - 0.9-1.0;Glucose - 0.9-1.0;

Ассоциация аэробных нефтеокисляющих микроорганизмов - 0.06-0.08;Association of aerobic oil-oxidizing microorganisms - 0.06-0.08;

Сферозола - до 100.Spherozole - up to 100.

В качестве твердого субстрата-носителя используется сферозола (отходы теплоэлектростанций), представляющая собой полые стеклокристаллические алюмосиликатные микросферы в составе летучей золы, образуемой при высокотемпературном сжигании углей на теплоэлекторостанциях. Физические свойства сферозолы приведены в таблице 1.As a solid carrier substrate, spherozole (waste from thermal power plants) is used, which is hollow glass-crystalline aluminosilicate microspheres in the composition of fly ash formed during the high-temperature burning of coal at thermal power plants. The physical properties of spherozoles are shown in table 1.

Совокупность уникальных свойств сферозолы: низкая плотность (меньше воды), малые размеры, сферическая форма, большая удельная поверхность, высокая твердость и температура плавления, химическая инертность, свободная растекаемость (сыпучесть) позволяют получить на ее основе эффективный, легкий, сыпучий биопрепарат, который не тонет в воде и не загрязняет окружающую среду. Попадая в загрязненную почву, сферозола способствует ее структурированию, повышает доступ кислорода для почвенной микрофлоры, что стимулирует ее окислительные процессы.The set of unique properties of the spherozole: low density (less water), small size, spherical shape, large specific surface, high hardness and melting point, chemical inertness, free flowability (flowability) make it possible to obtain an effective, lightweight, free-flowing biological product based on it It sinks in water and does not pollute the environment. Getting into contaminated soil, spherozole contributes to its structuring, increases oxygen access for soil microflora, which stimulates its oxidative processes.

Минеральный питательный субстрат биопрепарата состоит из компонентов следующего состава, г: Nа2СО3 - 0.1, MgSO4 - 0.2, MnSO4·5H2O - 0.02, KН2РO4 - 0.5, Na2HPO4 - 0.7, CuCl·6H2O - 0.01, NH4Cl - 2.0, NaCl - 2.0.The mineral nutrient substrate of the biological product consists of the following components, g: Na 2 CO 3 - 0.1, MgSO 4 - 0.2, MnSO 4 · 5H 2 O - 0.02, KH 2 PO 4 - 0.5, Na 2 HPO 4 - 0.7, CuCl · 6H 2 O - 0.01, NH 4 Cl - 2.0, NaCl - 2.0.

В качестве аэробных нефтеокисляющих микроорганизмов биопрепарат содержит ассоциацию углеводородокисляющих микроорганизмов в концентрации не менееAs an aerobic oil-oxidizing microorganism, a biological product contains an association of hydrocarbon-oxidizing microorganisms in a concentration of not less than

2.5×l09 клeт./г. Ассоциация микроорганизмов выделена из нефти Советского месторождения Западной Сибири и включает представителей 4 родов и 8 видов.2.5 × l0 9 cell / g. The Association of microorganisms is isolated from oil from the Soviet field of Western Siberia and includes representatives of 4 genera and 8 species.

1. Род Bacillus. Виды: B. cereus, B. subtilis - спорообразующие, высокоустойчивые к неблагоприятным условиям бактерии. Аэробы, хемоорганотрофы. Оксидазо- и каталазоположительные. При окислении углеводородов нефти активно образуют биоПАВ и другие продукты метаболизма.1. The genus Bacillus. Species: B. cereus, B. subtilis - spore-forming, highly resistant bacteria to adverse conditions. Aerobes, chemorganotrophs. Oxidase and catalase positive. During the oxidation of oil hydrocarbons, bio-surfactants and other metabolic products are actively formed.

2. Род Actinomyces. Виды: Act. griseus. Act. glaucus - относятся к классу лучистых грибков и имеют характерное строение, спорообразующие, усваивают минеральные соединения, сахара и углеводороды. Каталазоположительные, широко распространены в почве и воде. Утилизируют ароматические и насыщенные углеводороды.2. Genus Actinomyces. Species: Act. griseus. Act. glaucus - belong to the class of radiant fungi and have a characteristic structure, spore-forming, assimilate mineral compounds, sugars and hydrocarbons. Catalase-positive, widespread in soil and water. Dispose of aromatic and saturated hydrocarbons.

3. Род Pseudomonas. Виды: Ps. fluorescens, Ps. mesentericus, Ps. denitrificans - спор не образуют. Аэробы. Оксидазо- и каталазоположительные, широко распространены в загрязненных почвах, подземных водах и открытых водоемах. Активно утилизируют широкий спектр углеводородов, в том числе ароматические.3. The genus Pseudomonas. Species: Ps. fluorescens, Ps. mesentericus, Ps. denitrificans - do not form a dispute. Aerobes. Oxidase-and catalase-positive, widely distributed in contaminated soils, groundwater and open water bodies. They actively utilize a wide range of hydrocarbons, including aromatic ones.

4. Род Arthrobacter. Виды: Arth. globiformis - спор не образуют. Аэробы. Оксидазо- и каталазоположительные. Входят в состав физиологической группы углеводородокисляющих микроорганизмов, активно утилизируют ациклические насыщенные и полиароматические углеводороды. Устойчивы к неблагоприятным условиям. Широко распространены в загрязненных почве и воде.4. Genus Arthrobacter. Species: Arth. globiformis - do not form a spore. Aerobes. Oxidase and catalase positive. They are part of the physiological group of hydrocarbon-oxidizing microorganisms, actively utilize acyclic saturated and polyaromatic hydrocarbons. Resistant to adverse conditions. Widely distributed in contaminated soil and water.

Каждый вид микроорганизмов предпочтительно окисляет углеводороды определенного строения. В ассоциации они наиболее полно способны к деструкции загрязняющих нефтей и нефтепродуктов. Отбор штаммов, входящих в состав ассоциации, проводили на основании их способности к утилизации углеводородов при культивировании в контакте с нефтью в широком диапазоне рН, что выражалось в увеличении динамики роста и активности ферментов, катализирующих окислительные процессы.Each type of microorganism preferably oxidizes hydrocarbons of a specific structure. In the association, they are most fully capable of degrading polluting oils and oil products. The strains included in the association were selected on the basis of their ability to utilize hydrocarbons during cultivation in contact with oil in a wide pH range, which was manifested in an increase in the growth dynamics and activity of enzymes that catalyze oxidation processes.

Пример 1. Инкубацию культуры Bacillus cereus с определенным исходным числом клеток проводят в колбах Эрленмейера емкостью 500 мл, содержащих 100 мл минеральной среды и нефти (0.5% от объема среды). Вместо нефти можно использовать любой из жидких н-алканов от С12 до C16. В качестве минеральной среды применяют раствор минерального субстрата следующего состава, г/дм3: Nа2СО3 - 0.1, MgSO4 - 0.2, MnSO4·5H2O - 0.02, KH2PO4 - 0.5, Na2HPO4 - 0.7, CuCl·6H2O - 0.01, NH4Cl - 2.0, NaCl - 2.0. Поскольку процесс деструкции углеводородов нефти микроорганизмами протекает в присутствии кислорода, колбы с содержимым помещают на баню-качалку для перемешивания. Продолжительность инкубации нефти в контакте с микроорганизмами - 5 суток при постоянной температуре 27°С. Ежедневно проводят посев культуры на агаровые среды для определения динамики численности микроорганизмов. На 5-е сутки культивирования их число увеличилось в 100 раз от 0.035 до 3.5 млн клет./мл, что свидетельствует об использовании углеводородов нефти - единственного углеводного источника питания и энергии. Способность чистых культур к биодеструкции углеводородов оценивают также по увеличению активности каталазы и дегидрогеназы - ферментов оксигеназной группы, характеризующих биологическую активность микроорганизмов в нефтезагрязненной среде. Активность каталазы при этом возрастает от 0.21 до 0.43 мл/мл, дегидрогеназы - от 0.63 до 1.3 мг/мл. Накопленные ферменты становятся стабильными катализаторами окисления загрязняющих углеводородов.Example 1. The incubation of the culture of Bacillus cereus with a certain initial number of cells is carried out in Erlenmeyer flasks with a capacity of 500 ml, containing 100 ml of mineral medium and oil (0.5% of the volume of medium). Instead of oil, you can use any of the liquid n-alkanes from C 12 to C 16 . As the mineral medium, a solution of the mineral substrate of the following composition is used, g / dm 3 : Na 2 CO 3 - 0.1, MgSO 4 - 0.2, MnSO 4 · 5H 2 O - 0.02, KH 2 PO 4 - 0.5, Na 2 HPO 4 - 0.7 CuCl6H 2 O - 0.01, NH 4 Cl - 2.0, NaCl - 2.0. Since the process of destruction of oil hydrocarbons by microorganisms proceeds in the presence of oxygen, flasks with contents are placed on a rocking bath for mixing. The duration of oil incubation in contact with microorganisms is 5 days at a constant temperature of 27 ° C. Daily culture is carried out on agar media to determine the dynamics of the number of microorganisms. On the 5th day of cultivation, their number increased 100 times from 0.035 to 3.5 million cells / ml, which indicates the use of oil hydrocarbons - the only carbohydrate source of nutrition and energy. The ability of pure cultures to biodegradation of hydrocarbons is also evaluated by the increase in the activity of catalase and dehydrogenase, the oxygenase group enzymes that characterize the biological activity of microorganisms in an oil-contaminated environment. In this case, catalase activity increases from 0.21 to 0.43 ml / ml, dehydrogenase - from 0.63 to 1.3 mg / ml. The accumulated enzymes become stable catalysts for the oxidation of polluting hydrocarbons.

Пример 2. Определение углеводородокисляющих свойств культуры Bacillus subtilis с исходной численностью 0.0328 млн клет./мл проводят по схеме, изложенной выше (пример 1). На 5-е сутки число клеток увеличилось до 4.2 млн клет./мл, активность каталазы при этом возрастает от 0.18 до 0.40 мл/мл, дегидрогеназы - от 0.50 до 1.02 мг/мл, что подтверждает оксигеназную активность культуры Bacillus subtilis.Example 2. The determination of the hydrocarbon-oxidizing properties of a Bacillus subtilis culture with an initial number of 0.0328 million cells / ml is carried out according to the scheme described above (example 1). On the 5th day, the number of cells increased to 4.2 million cells / ml, the activity of catalase in this case increased from 0.18 to 0.40 ml / ml, dehydrogenase from 0.50 to 1.02 mg / ml, which confirms the oxygenase activity of the Bacillus subtilis culture.

Пример 3. Углеводородокисляющие свойства культуры Actinomyces griseus определяют по схеме, приведенной в примере 1. Исходная численность микроорганизмов составляет 0.05 млн клет./мл. На 5-е сутки численность увеличилась до 4.14 млн клет./мл, активность каталазы - от 0.23 до 0.40 мл/мл, дегидрогеназы - от 0.6 до 1.36 мг/мл, что свидетельствует об окислительной активности Act. griseus при культивировании в контакте с нефтью.Example 3. The hydrocarbon-oxidizing properties of the culture of Actinomyces griseus are determined according to the scheme shown in example 1. The initial number of microorganisms is 0.05 million cells / ml. On the 5th day, the number increased to 4.14 million cells / ml, catalase activity - from 0.23 to 0.40 ml / ml, dehydrogenase - from 0.6 to 1.36 mg / ml, which indicates the oxidative activity of Act. griseus when cultured in contact with oil.

Пример 4. Углеводородокисляющие свойства культуры клеток Actinomyces glaucus определют по схеме, приведенной в примере 1. Исходная численность микроорганизмов составляет 0.043 млн клет./мл. На 5-е сутки численность увеличилась до 3.28 млн клет./мл, активность каталазы - от 0.20 до 0.38 мл/мл, дегидрогеназы - от 0.55 до 1.09 мг/мл, что подтверждает способность Act. glaucus к утилизации углеводородов нефти.Example 4. The hydrocarbon-oxidizing properties of the culture of Actinomyces glaucus cells are determined according to the scheme shown in example 1. The initial number of microorganisms is 0.043 million cells / ml. On the 5th day, the number increased to 3.28 million cells / ml, catalase activity from 0.20 to 0.38 ml / ml, dehydrogenase from 0.55 to 1.09 mg / ml, which confirms the ability of Act. glaucus to utilize petroleum hydrocarbons.

Пример 5. Углеводородокисляющие свойства культуры клеток Pseudomonas fluorescens определяют по схеме, приведенной в примере 1. Исходная численность микроорганизмов составляет 0.025 млн клет./мл. На 5-е сутки численность увеличилась до 3.14 млн клет./мл, активность каталазы - от 0.18 до 0.42 мл/мл, дегидрогеназы - от 0.6 до 1.36 мг/мл, что свидетельствует об окислительной активности культуры при деструкции нефти.Example 5. The hydrocarbon-oxidizing properties of the cell culture of Pseudomonas fluorescens is determined according to the scheme shown in example 1. The initial number of microorganisms is 0.025 million cells / ml. On the 5th day, the number increased to 3.14 million cells / ml, catalase activity from 0.18 to 0.42 ml / ml, dehydrogenase from 0.6 to 1.36 mg / ml, which indicates the oxidative activity of the culture during oil destruction.

Пример 6. Углеводородокисляющие свойства культуры клеток Pseudomonas mesentericus определяют по схеме, приведенной в примере 1. Исходная численность микроорганизмов составляет 0.064 млн клет./мл. На 5-е сутки численность увеличилась до 7.19 млн клет./мл, активность каталазы - от 0.29 до 0.63 мл/мл, дегидрогеназы - от 0.6 до 1.36 мг/мл, что свидетельствует о высокой способности культуры Ps. mesentericus к утилизации нефти.Example 6. The hydrocarbon-oxidizing properties of the cell culture of Pseudomonas mesentericus is determined according to the scheme shown in example 1. The initial number of microorganisms is 0.064 million cells / ml. On the 5th day, the number increased to 7.19 million cells / ml, catalase activity - from 0.29 to 0.63 ml / ml, dehydrogenase - from 0.6 to 1.36 mg / ml, which indicates a high ability of the Ps culture. mesentericus to the disposal of oil.

Пример 7. Углеводородокисляющие свойства культуры клеток Pseudomonas denitrificans определяют по схеме, приведенной в примере 1. Исходная численность микроорганизмов составляет 0.052 млн клет./мл. На 5-е сутки численность увеличилась до 5.8 млн клет./мл, активность каталазы - от 0.24 до 0.5 мл/мл, дегидрогеназы - от 0.48 до 1.03 мг/мл, что свидетельствует об окислительной активности культуры Ps. denitrificans.Example 7. The hydrocarbon-oxidizing properties of the culture of Pseudomonas denitrificans cells are determined according to the scheme shown in example 1. The initial number of microorganisms is 0.052 million cells / ml. On the 5th day, the number increased to 5.8 million cells / ml, catalase activity from 0.24 to 0.5 ml / ml, dehydrogenase from 0.48 to 1.03 mg / ml, which indicates the oxidative activity of the Ps culture. denitrificans.

Пример 8. Углеводородокисляющие свойства культуры клеток Arthrobacter globiformis определяют по схеме, приведенной в примере 1. Исходная численность микроорганизмов составляет 0.0216 млн клет./мл. На 5-е сутки численность увеличилась до 3.79 млн клет./мл, активность каталазы - от 0.18 до 0.4 мл/мл, дегидрогеназы - от 0.6 до 1.5 мг/мл почвы, что свидетельствует о высокой активности ферментов оксигеназной группы культуры Arth. globiformis при деструкции нефти.Example 8. The hydrocarbon-oxidizing properties of the Arthrobacter globiformis cell culture are determined according to the scheme shown in Example 1. The initial number of microorganisms is 0.0216 million cells / ml. On the 5th day, the number increased to 3.79 million cells / ml, catalase activity from 0.18 to 0.4 ml / ml, dehydrogenase from 0.6 to 1.5 mg / ml of soil, which indicates the high activity of the enzymes of the oxygenase group of the Arth culture. globiformis in the destruction of oil.

Сорбционную активность углеводородокисляющих микроорганизмов на поверхности сферозолы изучали в модельных экспериментах в статических (таблица 2) и динамических (таблица 3) условиях в сравнении с известным сорбентом силикагелем марки L 40/100 Чешского производства.The sorption activity of hydrocarbon-oxidizing microorganisms on the surface of spherozoles was studied in model experiments under static (table 2) and dynamic (table 3) conditions in comparison with the well-known Czech-made L 40/100 silica gel sorbent.

Из результатов, представленных в таблице 2, следует, что сорбционная активность микроорганизмов на поверхности сферозолы при значениях рН среды 3.4, 7.2 и 9.5 сравнима с известным дорогостоящим сорбентом - силикагелем, а из результатов, представленных в таблице 3, следует, что сорбционная активность микроорганизмов при фильтрации через слой сферозолы также не уступает сорбционной активности известного сорбента.From the results presented in table 2, it follows that the sorption activity of microorganisms on the surface of a spherozole at a pH of 3.4, 7.2 and 9.5 is comparable to the well-known expensive sorbent - silica gel, and from the results presented in table 3, it follows that the sorption activity of microorganisms at filtration through a spherozole layer is also not inferior to the sorption activity of a known sorbent.

С целью поддержания жизнеспособности и каталитической активности углеводородокисляющих микроорганизмов, сорбированных на поверхности сферозолы, биопрепарат содержит питательный минеральный субстрат, нормальные парафины и в качестве протектора, обеспечивающего жизнеспособность клеток в сухом биопрепарате, - глюкозу. Биопрепарат готовят следующим образом.In order to maintain the viability and catalytic activity of hydrocarbon-oxidizing microorganisms sorbed on the surface of a spherozole, the biological product contains a nutritious mineral substrate, normal paraffins and glucose as a protector that ensures cell viability in a dry biological product. The biological product is prepared as follows.

Пример 9. Для накопления биомассы углеводородокисляющих микроорганизмов в ферментер объемом 50 дм3 вносят 25 дм3 водного раствора минерального субстрата, играющего роль питательной среды, следующего состава, г/дм3:Example 9. To accumulate biomass of hydrocarbon-oxidizing microorganisms, 25 dm 3 of an aqueous solution of a mineral substrate playing the role of a nutrient medium of the following composition, g / dm 3, is introduced into a 50 dm 3 fermenter:

2СО3 - 0.1Na 2 CO 3 - 0.1

MgSO4 - 0.2MgSO 4 - 0.2

MnSO4·5H2O - 0.02MnSO 4 · 5H 2 O - 0.02

KH2PO4 - 0.5KH 2 PO 4 - 0.5

Na2HPO4 - 0.7Na 2 HPO 4 - 0.7

CuCl·6H2O - 0.01CuCl6H 2 O - 0.01

NH4Cl - 2.0NH 4 Cl - 2.0

NaCl - 2.0.NaCl - 2.0.

Среда инокулируется ассоциацией микроорганизмов, выделенных из нефти Советского месторождения Западной Сибири и включающих представителей 4 родов, 8 видов. Исходная концентрация микроорганизмов в ферментере 8×106 клет./мл. Затем в ферментер вносят 15 кг сферозолы и добавляют 150 г глюкозы и 100 г гексадекана (nC16) или другого углеводорода (н-алкана) как источника энергии и дополнительного углеродного субстрата для микробных клеток. Их размножение в ферментере и сорбция на поверхности сферозолы происходит при температуре 25-27°С в течение 5 суток при постоянном перемешивании, что обеспечивает дополнительный приток кислорода. Затем сферозолу с иммобилизованной микрофлорой отделяют от жидкой фазы, высушивают на воздухе и пакетируют в бумажные мешки по 5 кг. Концентрация клеток в 1 г готового биопрепарата 2.5×109, влажность препарата 3-5 мас.%, срок годности 1 год.The medium is inoculated with an association of microorganisms isolated from oil from the Sovetskoye field of Western Siberia and including representatives of 4 genera and 8 species. The initial concentration of microorganisms in the fermenter is 8 × 10 6 cells / ml. Then 15 kg of spherozoles are introduced into the fermenter and 150 g of glucose and 100 g of hexadecane (nC 16 ) or another hydrocarbon (n-alkane) are added as an energy source and an additional carbon substrate for microbial cells. Their propagation in the fermenter and sorption on the surface of the spherozole occurs at a temperature of 25-27 ° C for 5 days with constant stirring, which provides an additional flow of oxygen. Then the spherozole with immobilized microflora is separated from the liquid phase, dried in air and packaged in 5 kg paper bags. The cell concentration in 1 g of the finished biological product 2.5 × 10 9 , the moisture content of the drug 3-5 wt.%, Shelf life 1 year.

Полученный препарат был испытан в модельных экспериментах по очистке нефтезагрязненных воды и почвы.The resulting preparation was tested in model experiments for the purification of oil-contaminated water and soil.

Концентрация нефти в почве составила 5 мас.%, в воде - 3 мас.%. Препарат вносили в концентрации 1.0 г/кг. На протяжении эксперимента (30 суток) определяли динамику численности микроорганизмов, максимум которых в нефтезагрязненной почве на 10-12 сутки составляет 7.15×109 клет./г, в воде - 12.3×109 клет./см3 (табл.4). Динамика роста согласуется с деструктивной активностью микроорганизмов. В конце эксперимента остаточная нефть методом экстракции хлороформом была извлечена из почвы и воды. Биодеградация нефти в почве за 30 суток составила 75% (37.5 г), в воде - 90% (27 г). Результаты лабораторных экспериментов на модели воды и почвы, загрязненных нефтью, представлены в таблице 4.The oil concentration in the soil was 5 wt.%, In water - 3 wt.%. The drug was added at a concentration of 1.0 g / kg. During the experiment (30 days), the dynamics of the number of microorganisms was determined, the maximum of which in oil-contaminated soil for 10-12 days is 7.15 × 10 9 cells / g, in water - 12.3 × 10 9 cells / cm 3 (Table 4). Growth dynamics are consistent with the destructive activity of microorganisms. At the end of the experiment, the residual oil was extracted from the soil and water by chloroform extraction. Biodegradation of oil in the soil for 30 days was 75% (37.5 g), in water - 90% (27 g). The results of laboratory experiments on a model of water and soil contaminated with oil are presented in table 4.

Изменения молекулярно-массового распределения ациклических насыщенных углеводородов (н-алканов) нефти, биодеградированной в условиях водной фазы и почвы, представлены в сравнении с исходной нефтью (фиг.1, 2). Пробы анализировали методом газожидкостной хроматографии. Коэффициент биодеградации н-алканов загрязняющей нефти, определяемый по формуле (Pr+Ph)/(nC17+nC18), для почвы равен 6.0, для воды - 6.5, для исходного загрязнения этот показатель не превышает 0.6.Changes in the molecular weight distribution of acyclic saturated hydrocarbons (n-alkanes) of oil biodegraded under the conditions of the aqueous phase and soil are presented in comparison with the original oil (Fig.1, 2). Samples were analyzed by gas chromatography. The biodegradation coefficient of n-alkanes of polluting oil, determined by the formula (Pr + Ph) / (nC 17 + nC 18 ), is 6.0 for soil, 6.5 for water, and this indicator does not exceed 0.6 for initial pollution.

Результаты модельных экспериментов однозначно показывают, что применение предлагаемого биопрепарата на 30-е сутки существенно снижает уровень нефтезагрязнения воды и почвы на 90 и 75% соответственно.The results of model experiments clearly show that the use of the proposed biological product on the 30th day significantly reduces the level of oil pollution of water and soil by 90 and 75%, respectively.

Таблица 1Table 1 Физические свойства сферозолыPhysical properties of spherozoles ФормаThe form сферическаяspherical ЦветColor серо-белыйgray white Истинная плотностьTrue density 0.6-0.8 г/см3 0.6-0.8 g / cm 3 Размер частицParticle size 10-150 микрон10-150 microns Насыпная плотностьBulk density 0.40 г/см3 0.40 g / cm 3 Удельная поверхностьSpecific surface area 7.0 м27.0 m 2 / g Температура плавленияMelting temperature 1300°С1300 ° C рН в водеpH in water 6-86-8 Поверхностная влажностьSurface humidity 0,3% мас.0.3% wt.

Figure 00000001
Figure 00000001

Таблица 3Table 3 Сорбция микробных клеток рода Micrococcus в динамических условиях фильтрации через колонки, заполненные сорбентами при рН среды 7,0Sorption of microbial cells of the genus Micrococcus under dynamic filtration conditions through columns filled with sorbents at pH 7.0 Изучаемые тестыLearning tests Исходное число микробовThe original number of microbes 300 млн клет.300 million cells 180 млн клет.180 million cells СорбентыSorbents СферозолаSpherozole СиликагельSilica gel СферозолаSpherozole СиликагельSilica gel Высота сорбента в колонке, смThe height of the sorbent in the column, cm 15.515.5 9.59.5 20.520.5 20twenty Вес сорбента, гSorbent weight, g 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 Объем микробной взвеси для фильтрации, млThe volume of microbial suspension for filtration, ml 1010 1010 1010 1010 Скорость фильтрации, мл/минFiltration rate, ml / min 0.130.13 0.150.15 0.120.12 0.140.14 Общее число клеток в микробной взвеси после фильтр., млн клет.The total number of cells in the microbial suspension after filter., Million cells. 5.35.3 4.834.83 5.95.9 0.280.28 Общее число сорбированных клеток, млн клет.The total number of sorbed cells, million cells. 294.7294.7 295.17295.17 174.1174.1 179.72179.72 Сорбция клеток на 1 г сорбента, млн клет./гCell sorption per 1 g of sorbent, million cells / g 117.88117.88 118.07118.07 69.6469.64 71.8971.89

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Биопрепарат для очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов, включающий аэробные нефтеокисляющие микроорганизмы, минеральный питательный субстрат, нормальные парафины от С12 до C18 и твердый субстрат-носитель, отличающийся тем, что в качестве аэробных нефтеокисляющих микроорганизмов он содержит ассоциацию представителей 4-х родов и 8 видов: Bacillus cereus, В. subtilis, Actinomyces griseus, Act. glaucus, Pseudomonas fluorescens, Ps. mesentericus, Ps. denitrificans, Arthrobacter globiformis, выделенных из нефти Советского месторождения Западной Сибири в концентрации 2,5·109 кл/г, в качестве субстрата-носителя содержит сферозолу и дополнительно содержит глюкозу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Минеральный питательный субстрат 0,85-0,95 Нормальные парафины C12-C18 0,6-0,7 Глюкоза 0,9-1,0 Ассоциация аэробных нефтеокисляющих микроорганизмов 0,06-0,08 Сферозола До 100.
Biological product for cleaning soil and water from oil and oil products, including aerobic oil-oxidizing microorganisms, mineral nutrient substrate, normal paraffins from C 12 to C 18 and a solid carrier substrate, characterized in that as an aerobic oil-oxidizing microorganisms it contains an association of 4 representatives genera and 8 species: Bacillus cereus, B. subtilis, Actinomyces griseus, Act. glaucus, Pseudomonas fluorescens, Ps. mesentericus, Ps. denitrificans, Arthrobacter globiformis, isolated from oil from the Soviet field of Western Siberia at a concentration of 2.5 · 10 9 cells / g, contains spherozole as a carrier substrate and additionally contains glucose in the following ratio of components, wt.%:
Mineral nutrient substrate 0.85-0.95 Normal paraffins C 12 -C 18 0.6-0.7 Glucose 0.9-1.0 Association of Aerobic Oil-Oxidizing Microorganisms 0.06-0.08 Spherozole Up to 100.
RU2007130911/13A 2007-08-13 2007-08-13 Biopreparation for cleaning soil and water from oil and oil products RU2361686C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007130911/13A RU2361686C2 (en) 2007-08-13 2007-08-13 Biopreparation for cleaning soil and water from oil and oil products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007130911/13A RU2361686C2 (en) 2007-08-13 2007-08-13 Biopreparation for cleaning soil and water from oil and oil products

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007130911A RU2007130911A (en) 2009-02-20
RU2361686C2 true RU2361686C2 (en) 2009-07-20

Family

ID=40531399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007130911/13A RU2361686C2 (en) 2007-08-13 2007-08-13 Biopreparation for cleaning soil and water from oil and oil products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361686C2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2538125C1 (en) * 2013-07-04 2015-01-10 Государственное научное учреждение Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук Oil-contaminated cryogenic soils bioremediation method
RU2571219C2 (en) * 2013-06-25 2015-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Технопарк" Preparation for biodegradation of petroleum products "bioionit" and method of obtaining thereof
RU2617953C1 (en) * 2015-12-31 2017-04-28 Общество с ограниченной ответственностью Малое инновационное предприятие "СахаНефтеБиоСорб" Preparation for soil and water purufication from oil and oil products
RU2624052C2 (en) * 2015-12-07 2017-06-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Арктический Научно-Проектный Центр Шельфовых Разработок" Strain arthrobacter rhombi arc 8 vkpm as-1987-destructor of oil and oil products
RU2624054C2 (en) * 2015-12-07 2017-06-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Арктический Научно-Проектный Центр Шельфовых Разработок" Strain leucobacter aridicollis arc 6 vkpm as-1992 destructor of oil and oil products
RU2626593C1 (en) * 2016-08-16 2017-07-28 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Экоселект" Bacterial strain tsukamurella tyrosinosolvens vkpm v-12342 - destructor of alkanes and biosas producer for cleaning territories, water areas and industrial waste from oil pollutants
CN110252803A (en) * 2019-07-23 2019-09-20 中国科学院成都生物研究所 A kind of cadmium pollution soil composite passivant and its application

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103693803A (en) * 2013-09-23 2014-04-02 江苏博大环保股份有限公司 Treatment method of oil field re-injection produced water and system thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАМЕНЧУК Я.А Отработанные нефтяные масла и их регенерация: Автореферат. - Томск, 2007, с.20. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571219C2 (en) * 2013-06-25 2015-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Технопарк" Preparation for biodegradation of petroleum products "bioionit" and method of obtaining thereof
RU2538125C1 (en) * 2013-07-04 2015-01-10 Государственное научное учреждение Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук Oil-contaminated cryogenic soils bioremediation method
RU2624052C2 (en) * 2015-12-07 2017-06-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Арктический Научно-Проектный Центр Шельфовых Разработок" Strain arthrobacter rhombi arc 8 vkpm as-1987-destructor of oil and oil products
RU2624054C2 (en) * 2015-12-07 2017-06-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Арктический Научно-Проектный Центр Шельфовых Разработок" Strain leucobacter aridicollis arc 6 vkpm as-1992 destructor of oil and oil products
RU2617953C1 (en) * 2015-12-31 2017-04-28 Общество с ограниченной ответственностью Малое инновационное предприятие "СахаНефтеБиоСорб" Preparation for soil and water purufication from oil and oil products
RU2626593C1 (en) * 2016-08-16 2017-07-28 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Экоселект" Bacterial strain tsukamurella tyrosinosolvens vkpm v-12342 - destructor of alkanes and biosas producer for cleaning territories, water areas and industrial waste from oil pollutants
CN110252803A (en) * 2019-07-23 2019-09-20 中国科学院成都生物研究所 A kind of cadmium pollution soil composite passivant and its application

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007130911A (en) 2009-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2361686C2 (en) Biopreparation for cleaning soil and water from oil and oil products
Vecchioli et al. Use of selected autochthonous soil bacteria to enhanced degradation of hydrocarbons in soil
Chung et al. Biodegradation of hydrogen sulfide by a laboratory‐scale immobilized Pseudomonas putida CH11 biofilter
Jianlong et al. Biodegradation of quinoline by gel immobilized Burkholderia sp.
Mukherjee et al. Biodegradation of benzene, toluene, and xylene (BTX) in liquid culture and in soil by Bacillus subtilis and Pseudomonas aeruginosa strains and a formulated bacterial consortium
CN100417459C (en) Solid composite microbe microsphere for soil rehabilitation and its preparation method
EP0714858B1 (en) Microorganism and process for degrading at least one of aromatic componds and haloorganic compounds using microorganism, and process for remedying environment
Chen et al. A solid composite microbial inoculant for the simultaneous removal of volatile organic sulfide compounds: preparation, characterization, and its bioaugmentation of a biotrickling filter
RU2565549C2 (en) Biopreparation for bioremediation of oil-contaminated soils for climatic conditions of far north
RU2393215C2 (en) Eco-biological prepration for purifying water from oil products
Lobakova et al. New bio-hybrid materials for bioremoval of crude oil spills from marine waters
CN105695443B (en) Triton X-100 enhanced biological charcoal immobilized microorganism material and its preparation method and application
Benit et al. Immobilization of Halomonas halodurans and Bacillus halodurans in packed bed bioreactor for continuous removal of phenolic impurities in waste water
CN101935631A (en) Ralstoniasp. and application thereof in bioremediation of petroleum-contaminated saline-alkali soil
RU2509150C2 (en) Association of strains of bacteria-oil decomposers, and remediation method of oil-contaminated objects
Mohamed et al. Biodegradation of formaldehyde gas pollutant by a novel immobilized haloalkaliphilic Salipaludibacillus agaradhaerens strain NRC-R isolated from hypersaline soda lakes
RU2705290C1 (en) Microbial preparation for bioremediation of soil contaminated with oil and oil products
RU2414313C2 (en) Method to clean land from oil and oil products and to recultivate agricultural soils
Godjevargova et al. Cell immobilization of Trichosporon cutaneum strain with phenol degradation ability on new modified polymer carriers
RU2298033C2 (en) Composition for production of carrier for immobilized carbohydrate cleaving microorganisms, and method for carrier production
RU2093478C1 (en) Method of water and soil treatment from oil, petroleum products and polymeric additions in drilling fluid
RU2323970C1 (en) Bioapparatus-oildestructer for land cleaning from oil and oilproducts
CN104726363B (en) Bacillus alcaligenes strain and its application
JP4675695B2 (en) A novel microorganism with the ability to resolve methylthiolated triazines
Ibrahim et al. Bioremediation of phenol by mutated and immobilized Aspergillus and Penicillium species

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090814

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110527

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170814