RU2519997C2 - Состав для очистки почв от загрязнения нефтью и моторным топливом - Google Patents
Состав для очистки почв от загрязнения нефтью и моторным топливом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2519997C2 RU2519997C2 RU2012129822/13A RU2012129822A RU2519997C2 RU 2519997 C2 RU2519997 C2 RU 2519997C2 RU 2012129822/13 A RU2012129822/13 A RU 2012129822/13A RU 2012129822 A RU2012129822 A RU 2012129822A RU 2519997 C2 RU2519997 C2 RU 2519997C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zeolite
- composition
- peat
- cationic surfactant
- oil
- Prior art date
Links
Landscapes
- Detergent Compositions (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к охране окружающей среды. Состав для очистки почв, загрязненных нефтью и моторным топливом, содержит торфяной наполнитель, азотное и фосфорное удобрения, использованные в соотношении N:P2O5=1-10:1, цеолит-глинистую породу, модифицированную катионным ПАВ, а также катионобменные минералы при следующем содержании компонентов, вес.%:
Изобретение обеспечивает локализацию и биодеструкцию углеводородного загрязнителя с высокой эффективностью и длительностью действия. 5 з.п. ф-лы, 4 пр.
Description
Изобретение относится к биотехнологиям, направленным на восстановление окружающей среды, подвергнувшейся техногенному загрязнению, в частности к очистке почв и грунтов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.
Известен состав (Патент RU №2238807, опубликован 27.10.2004), предназначенный для ремедиации почв, загрязненных нефтью. В состав входят торф и азот-фосфорные минеральные удобрения при следующем их соотношении: азотное удобрение - 24,25-44,10, фосфорное удобрение - 6,50-8,80, торф (абсолютно сухое вещество) - 47,10-69,25 вес.%. Это соответствует содержанию 12-15% азота и 1,8-2,3% фосфора в 100 г абсолютно сухого вещества состава при соотношении азота и фосфора 1:0,15. Содержащиеся в торфе нефтеокисляющие микроорганизмы и входящие в известный состав удобрения предназначены для усиления биодеградации нефти. Второе назначение торфа - сорбционное удерживание нефти и предотвращение ее дальнейшего распространения в почве. Однако торф является амфифильным сорбентом, обладающим наряду с гидрофобными значительными гидрофильными свойствами, что неблагоприятно для эффективного связывания нефтяных углеводородов во влажной среде.
Известен состав (Патент RU №2422219, опубликован 27.06.2011) также на основе торфа и азот-фосфорных минеральных удобрений, в который дополнительно введен цеолит. Предполагается, что цеолит усиливает сорбционную активность состава в отношении углеводородов нефти. В действительности природные цеолиты во влажной почвенной среде существенно уступают низинным и верховым торфам по способности удерживать нефтяные и топливные углеводороды и могут лишь снизить сорбционную активность состава в реальных почвенных условиях. Кроме того, согласно исследованиям (A.Denisova et all. Soil and Sediment Contamination, 20:824-840, 2011; Халилова А.Ф. и др. Докл. XVII Междунар. конф. «Ломоносов 2010» - Москва, 2010. - С.211), цеолиты не относятся к почвенным добавкам, усиливающим биодеградацию углеводородных загрязнителей.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому является состав (Патент RU №2450872, опубликован 20.05.2012), взятый за прототип, который содержит нестерильный торфяной наполнитель, азотное и фосфорное удобрение (при соотношении N:P2O5=2,5-10:1), а также цеолит-глинистую породу (ЦГП), поверхность которой гидрофобизирована катионным ПАВ (галогенидом тетразамещенного аммония) при следующем содержании компонентов, вес.%: низинный или промежуточный торф - 98,989-84,79; азотное удобрение, N - 0,01-0,15; фосфорное удобрение, Р2О5 - 0,001-0,06; цеолит-глинистая порода, модифицированная катионным ПАВ - 1-15. Содержащаяся в составе органо-модифицированная ЦГП обладает высокой сорбционной активностью в отношении нефтяных и топливных углеводородов. В то же время, при длительном нахождении в почвенной среде возможен вынос части модификатора из модифицированной ЦГП. Модификатор не обладает токсическим действием в отношении человека и теплокровных животных, однако, как соединение, относящееся к типу тетраалкилзамещенных аммонийных катионов, оказывает бактерицидное действие, снижая активность почвенного микробоценоза, включая углеводородокисляющие микроорганизмы. В результате, предложенный состав оказывает лишь кратковременное биоремедиирующее действие на загрязненную нефтью и нефтепродуктами почву.
Заявляемым изобретением является экологически чистая композиция, предназначенная для локализации и биодеструкции углеводородного загрязнителя (нефти и нефтепродуктов) в почве, отличающаяся высокой эффективностью и длительностью действия.
Технический результат достигается тем, что состав для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов содержит низинный либо верховой торф, являющийся одновременно субстратом-носителем углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ), органическим удобрением и сорбентом; минеральное азотное и фосфорное удобрение (при соотношении N:P2O5=1-10:1) для питания УОМ; в качестве эффективного сорбента нефтяных и топливных углеводородов цеолит-глинистую породу, поверхность которой гидрофобизирована катионным ПАВ (галогенидом тетраалкилзамещенного аммония) (мЦГП), а также катионообменные минералы, предназначенные для связывания вымываемого из мЦГП модификатора, при следующем содержании компонентов, вес.%:
Низинный или верховой торф | 44,79-93,989 |
Азотное удобрение, N | 0,01-0,15 |
Фосфорное удобрение, P2O5 | 0,001-0,06 |
Цеолит-глинистая порода, модифицированная катионным ПАВ | 1-15 |
Катионообменные минералы | 5-40 |
Главное отличие состава от прототипа состоит в том, что он дополнительно содержит катионообменные минералы, способные связывать катионы органического модификатора (тетраалкилзамещенного аммония). Это свойство катионообменных минералов позволяет устранять бактерицидное действие модификатора, выделяющегося из мЦГП при его длительном нахождении в почве. В качестве катионообменных минералов в заявляемом составе могут использоваться: монтмориллониты и глины на их основе (бентониты), природные цеолиты в виде цеолитсодержащих пород, глаукониты. В водных и влажных средах при температурах от 0 до 50°С данные минералы и породы активно связывают все виды тетразамещенных аммониевых катионов (R1R2R3R4N+), используемых при модифицировании ЦГП. Для обеспечения полного связывания выделившегося модификатора в предлагаемый состав вводится 2-40-кратный избыток ионообменных минералов относительно мЦГП. Важным является то, что в результате взаимодействия модификатора и катионообменных минералов образуется продукт, не уступающий или близкий мЦГП по эффективности удерживания углеводородных загрязнителей и стимулирования их биодеградации. Таким образом, в указанных условиях, являющихся типичными для реальных почвенных сред, дополнительное введение в состав дешевых катионообменных минералов не только устраняет недостаток прототипа, вызванный частичной потерей модификатора из мЦГП, но и обеспечивает восполнение активного сорбента в почве. Наряду с этим, введенные в состав минералы проявляют типичное для них свойство - удерживание за счет обменных взаимодействий части питательных элементов, что снижает их вымывание из почвы в грунтовые воды и обеспечивает пролонгированное действие катионообменных минералов как стимуляторов жизнедеятельности микроорганизмов.
В составе используют мЦГП со степенью модифицирования, не превышающей 8% от массы минерала-носителя, что способствует повышению устойчивости органо-минерального сорбента. В соответствии с этим требованием интервал изменения степени модифицирования мЦГП составляет 1-8%. При получении мЦСП использовались катионные ПАВ формулы: R1R2R3R4N+Hal-. Заместители R1-R3 - пиридиний или алкильные группы с длиной углеродной цепи от 1 до 4 атомов и/или бензил; заместители R4 - алкильные группы с длиной углеродной цепи от 1 до 18 атомов; анион галогена Hal- - хлорид или бромид.
Получение модифицированной ЦГП осуществляется в водной среде при низких и средних температурах (не выше 50°С). В этих условиях гидрофильные центры, расположенные на поверхности минералов (цеолитного и глинистых), в результате обменного взаимодействия с тераалкилзамещенными аммонийными катионами блокируются алкильными группами модификатора, что придает мЦГП гидрофобные свойства. Получаемый органо-минеральный продукт обладает высокой сорбционной активностью в отношении гидрофобных соединений, включая углеводороды нефти и нефтепродуктов, в любых по влажности условиях, вплоть до полностью гидратированных.
Связывая свободные (т.е., не сорбированные почвой и торфом) молекулы нефтяных углеводородов, мЦГП снижает токсический эффект на микроорганизмы, оказываемый загрязнителем, а также предотвращает миграцию углеводородного загрязнителя в почве.
Для стимуляции деятельности углеводородокисляющих микроорганизмов в загрязненной почве и повышения интенсивности протекания биодеструкции нефти и нефтепродуктов используют минеральные азотные (карбамид, аммиачную или калийную селитру) и фосфорные (фосфаты щелочных и щелочноземельных металлов) удобрения, взятые в указанном количестве и соотношении.
Состав готовят следующим образом: в смеситель помещают нестерильный низинный или верховой торф, добавляют азотное и фосфорное удобрение, затем перемешивают до однородного состояния, после чего добавляют необходимое количество катионобменных минералов и модифицированной ЦГП, далее перемешивание продолжают до равномерного распределения компонентов в составе.
Применение состава на загрязненной углеводородами почве регулируется с учетом уровня загрязнения почвенного участка, подлежащего обработке. Регулирование проводится двумя путями: варьированием содержания в составе самого дорогого по стоимости компонента - мЦГП и/или дозой внесения состава в почву. Этим достигается оптимальное соотношение между эффективностью биодеградации загрязнителя и затратами на реализацию экологических мероприятий.
Пример 1
Использование состава при низкой степени загрязнения (1 г нефтяных углеводородов на 1 кг почвы). Доза внесения - 1 кг/м2.
Состав, содержащий низинный торф в количестве 93,989 вес.%, нитрат аммония в количестве 0,01 вес.% в пересчете на азот, суперфосфат в количестве 0,001 вес.% в пересчете на Р2О5, цеолит-глинистую породу Татарско-Шатрашанского месторождения в количестве 5,0 вес.%, а также цеолит-глинистую породу того же месторождения в количестве 1,0 вес.%, гидрофобизированную бромидом гексадецилтриметиламмония в количестве 1,0 вес.% от массы ЦГП, вносили в верхний (0-20 см) слой почвы, загрязненной дизельным топливом. Верхний слой почвы рыхлили и увлажняли. По истечении 3 месяцев определяли остаточное содержание дизельного топлива в почве. Снижение концентрации загрязнителя составляло не менее 93% от исходной.
Пример 2
Использование состава при средней степени загрязнения (30 г нефтяных углеводородов на 1 кг почвы). Доза внесения - 2 кг/м2.
Состав, содержащий низинный торф в количестве 74,88 вес.%, нитрат аммония в количестве 0,1 вес.% в пересчете на азот, суперфосфат в количестве 0,02 вес.% в пересчете на P2O5, цеолит-глинистую породу Татарско-Шатрашанского месторождения в количестве 20,0 вес.%, а также цеолит-глинистую породу того же месторождения в количестве 5,0 вес.%, гидрофобизированную бромидом гексадецилтриметиламмония в количестве 5,0 вес.% от массы ЦГП, вносили в верхний (0-20 см) слой почвы. Верхний слой почвы рыхлили и увлажняли. По истечении 3 месяцев определяли остаточное содержание дизельного топлива в почве. Снижение концентрации загрязнителя составляло не менее 96% от исходной.
Пример 3
Использование состава при высокой степени загрязнения (100 г нефтяных углеводородов на 1 кг почвы). Доза внесения - 3 кг/м2.
Состав, содержащий низинный торф в количестве 44,79 вес.%, нитрат аммония в количестве 0,15 вес.% в пересчете на азот, суперфосфат в количестве 0,06 вес.% в пересчете на Р2О5, цеолит-глинистую породу Татарско-Шатрашанского месторождения в количестве 40,0 вес.%, а также цеолит-глинистую породу того же месторождения в количестве 15,0 вес.%, гидрофобизированную бромидом бензилтетрадецилдиметиламмония в количестве 8,0 вес.% от массы ЦГП, вносили в верхний (0-20 см) слой почвы. Верхний слой почвы рыхлили и увлажняли. По истечении 3 месяцев определяли остаточное содержание дизельного топлива в почве. Снижение концентрации загрязнителя составляло не менее 98% от исходной.
Пример 4
Использование состава при средней степени загрязнения (30 г нефтяных углеводородов на 1 кг почвы). Доза внесения - 2 кг/м2.
Состав, содержащий низинный торф в количестве 74,88 вес.%, нитрат аммония в количестве 0,1 вес.% в пересчете на азот, суперфосфат в количестве 0,02 вес.% в пересчете на P2O5, бентонитовую глину Бикляньского месторождения в количестве 10,0 вес.%, а также цеолит-глинистую породу Татарско-Шатрашанского месторождения в количестве 5,0 вес.%, гидрофобизированную бромидом гексадецилтриметиламмония в количестве 6,0 вес.% от массы ЦГП, вносили в верхний (0-20 см) слой почвы. Верхний слой почвы рыхлили и увлажняли. По истечении 3 месяцев определяли остаточное содержание дизельного топлива в почве. Снижение концентрации загрязнителя составляло не менее 96% от исходной.
Claims (6)
1. Состав для очистки почв, загрязненных нефтью и моторным топливом, содержащий торфяной наполнитель, азотное и фосфорное удобрения при соотношении N:P2O5=1-10:1, цеолит-глинистую породу, модифицированную катионным ПАВ, отличающийся тем, что он дополнительно содержит катионобменные минералы при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Торфяной наполнитель 44,79-93,989
Азотное удобрение, N 0,01-0,15
Фосфорное удобрение, P2O5 0,001-0,06
Цеолит-глинистая порода, модифицированная катионным ПАВ 1-15
Катионобменные минералы 5-40
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве торфяного наполнителя используют нестерильный низинный или верховой торф.
3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве азотного удобрения используют карбамид, аммиачную или калийную селитру, а в качестве фосфорного - фосфаты щелочных и щелочноземельных металлов.
4. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве катионного ПАВ используют четвертичные аммониевые соли, имеющие формулу R1R2R3R4N+Hal-, где заместители R1-R3 - пиридиний или алкильные группы с длиной углеродной цепи от 1 до 4 атомов и/или бензил; заместители R4 - алкильные группы с длиной углеродной цепи от 1 до 18 атомов; анион галогена Hal- - хлорид или бромид.
5. Состав по п.4, отличающийся тем, что содержание катионного ПАВ составляет 1-8% от веса цеолит-глинистой породы.
6. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве катионобменных минералов используют монтмориллониты и глины на их основе (бентониты), природные цеолиты в виде цеолитсодержащих пород, глаукониты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012129822/13A RU2519997C2 (ru) | 2012-07-16 | 2012-07-16 | Состав для очистки почв от загрязнения нефтью и моторным топливом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012129822/13A RU2519997C2 (ru) | 2012-07-16 | 2012-07-16 | Состав для очистки почв от загрязнения нефтью и моторным топливом |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012129822A RU2012129822A (ru) | 2014-01-27 |
RU2519997C2 true RU2519997C2 (ru) | 2014-06-20 |
Family
ID=49956680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012129822/13A RU2519997C2 (ru) | 2012-07-16 | 2012-07-16 | Состав для очистки почв от загрязнения нефтью и моторным топливом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2519997C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2653135C1 (ru) * | 2017-08-16 | 2018-05-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Композиция для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов |
RU2681120C2 (ru) * | 2018-02-19 | 2019-03-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский Государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ ремедиации нефтесодержащей почвы |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2707512C1 (ru) * | 2019-07-11 | 2019-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Нижегородниинефтепроект" | Средство для очистки поверхности теплообмена печей и котлов методом бластинга |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1960130A1 (de) * | 2005-11-07 | 2008-08-27 | Swisstech Holding Ag | Mittel zur behandlung von ölkontaminiertem erdreich und zur reinigung von ölverschmutzten oberflächen und behältnissen |
RU2450872C2 (ru) * | 2010-08-27 | 2012-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" | Состав для очистки почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами |
-
2012
- 2012-07-16 RU RU2012129822/13A patent/RU2519997C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1960130A1 (de) * | 2005-11-07 | 2008-08-27 | Swisstech Holding Ag | Mittel zur behandlung von ölkontaminiertem erdreich und zur reinigung von ölverschmutzten oberflächen und behältnissen |
RU2450872C2 (ru) * | 2010-08-27 | 2012-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" | Состав для очистки почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2653135C1 (ru) * | 2017-08-16 | 2018-05-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Композиция для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов |
RU2681120C2 (ru) * | 2018-02-19 | 2019-03-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский Государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ ремедиации нефтесодержащей почвы |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012129822A (ru) | 2014-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mudhoo et al. | Sorption, transport and transformation of atrazine in soils, minerals and composts: a review | |
Agarry et al. | Kinetic modelling and half-life study on enhanced soil bioremediation of bonny light crude oil amended with crop and animal-derived organic wastes | |
Jasmine et al. | Evaluation of bioaugmentation and biostimulation effects on the treatment of refinery oily sludge using 2 n full factorial design | |
RU2519997C2 (ru) | Состав для очистки почв от загрязнения нефтью и моторным топливом | |
RU2450872C2 (ru) | Состав для очистки почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами | |
KR20100066540A (ko) | 유기 및/또는 무기 화합물에 의해 오염된 토양 및/또는 물의 생물적 정화 방법 | |
Fernando et al. | Sorption and desorption of ammonium from liquid swine waste in soils | |
Lipińska et al. | Urease activity in soil contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons. | |
Amblès et al. | Effects of addition of bentonite on the hydrocarbon fraction of a podzol soil (A1 horizon) | |
Jozefaciuk et al. | The surface area of zeolite‐amended soils exceeds the sum of the inherent surface areas of soil and zeolite | |
RU2556062C1 (ru) | Состав для очистки и рекультивации почвы от нефтяных загрязнений | |
Mingelgrin et al. | Surface interactions of toxic organic chemicals with minerals | |
RU2422219C2 (ru) | Состав для очистки почвы от нефтяных загрязнений | |
RU2616398C1 (ru) | Биоремедиант для проведения рекультивации загрязненных нефтью и/или нефтепродуктами почв | |
RU2786981C1 (ru) | Активированный комплексный сорбент | |
Ainsworth et al. | Effect of sorption on the degradation of aromatic acids and bases | |
Wyszkowski et al. | Effect of sorbents on the content of trace elements in maize cultivated on soil contaminated with heating oil | |
Mukherjee et al. | Clays as neutralizers against environmental protection | |
Major | Biochar for soil remediation and land reclamation | |
Lee et al. | Evaluating the addition of fine particles to enhance oil degradation | |
RU2819220C1 (ru) | Способ обезвреживания нефтешлама | |
JP3346242B2 (ja) | 油汚染土壌の生物的浄化方法 | |
Vu | Rhamnolipid biosurfactant adsorption and transport in biochar amended agricultural soil | |
Demenko et al. | Ways of soils detoxication that are contaminated by heavy metals using nature sorbents | |
CN108787740A (zh) | 污染土壤的净化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150717 |