RU2615464C1 - Preparation for soils and water bodies purification from oil products - Google Patents
Preparation for soils and water bodies purification from oil products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2615464C1 RU2615464C1 RU2015157249A RU2015157249A RU2615464C1 RU 2615464 C1 RU2615464 C1 RU 2615464C1 RU 2015157249 A RU2015157249 A RU 2015157249A RU 2015157249 A RU2015157249 A RU 2015157249A RU 2615464 C1 RU2615464 C1 RU 2615464C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- soil
- water
- strain
- preparation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/26—Processes using, or culture media containing, hydrocarbons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Mycology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Immunology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии, а именно технологии производства препаратов, предназначенных для очистки почв и воды от нефтезагрязнений.The invention relates to microbiology and biotechnology, namely the production technology of preparations intended for the purification of soils and water from oil pollution.
Известен биопрепарат «Путидойл» (см. SU №1076446, МПК C02F 3/34, В09С 1/10, C12N 1/20 C02F 3/34, C02F 101:32, C12N 1/20, C12R 1:40, опубл. 28.02.1984), используемый для очистки почвы от нефтяных загрязнений. Биопрепарат создан на основе монокультуры бактерий Pseudomonas putida 36 (см. Дядечко В.Н., Толстокорова Л.Е., Гашев С.Н. и др. О биологической рекультивации нефтезагрязненных песочных почв Среднего Приобья // Почвоведение. - 1990, №9. - С. 148-151).The well-known biological product “Putidul” (see SU No. 1076446, IPC C02F 3/34, B09C 1/10, C12N 1/20 C02F 3/34, C02F 101: 32, C12N 1/20, C12R 1:40, publ. 28.02 .1984) used to clean the soil from oil pollution. The biological product was created on the basis of a monoculture of bacteria Pseudomonas putida 36 (see Dyadechko V.N., Tolstokorova L.E., Gashev S.N. et al. On the biological reclamation of oil-contaminated sandy soils of the Middle Ob region // Soil Science. - 1990, No. 9. - S. 148-151).
Недостатком препарата является сложная технология его приготовления, которая предусматривает распылительную сушку живой культуры бактерий, что вызывает травмирование бактерий и, как следствие, их гибель или потерю необходимой активности, вследствие инактивации клеток под действием высоких температур (+60°С). 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.The disadvantage of the drug is the complex technology of its preparation, which provides for spray drying of a live culture of bacteria, which causes injury to the bacteria and, as a result, their death or loss of necessary activity due to inactivation of cells under high temperatures (+ 60 ° C). 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 ° C, mixing, aeration, and all this for a long time (16-24 hours), which in the field It’s quite difficult to complete.
Известен способ очистки почв от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, в котором в качестве биопрепарата используют консорциум нефтеокисляющих микроорганизмов Pseudomonas putida ПИ Ко-1, Pseudomonas fluorescens ПИ-896, Micrococcus sp. ПИ Ky-1, Burkholderia caryophylli Jap-3, Serratia odorifera Jap-1 при весовом соотношении 3-12 масс. % каждого микроорганизма (см. RU №2191643, МПК В09С 1/10, C12N 1/20, C12N 1/20, C12R 1:01, опубл. 27.10.2002).A known method of cleaning soils from oil and oil products contaminants, in which a consortium of oil-oxidizing microorganisms Pseudomonas putida PI Ko-1, Pseudomonas fluorescens PI-896, Micrococcus sp. PI Ky-1, Burkholderia caryophylli Jap-3, Serratia odorifera Jap-1 with a weight ratio of 3-12 mass. % of each microorganism (see RU No. 2191643, IPC B09C 1/10, C12N 1/20, C12N 1/20, C12R 1:01, publ. 10/27/2002).
Недостатком известного способа является то, что совместно с суспензией биопрепарата в загрязненную среду вводят ризоторфин (землеудобрительный препарат азотфиксирующих микроорганизмов), в количестве 30-120 г/м2, что усложняет процесс обработки нефтезагрязненного субстрата.The disadvantage of this method is that, together with a suspension of a biological product, rhizotorfin (a fertilizer of nitrogen-fixing microorganisms) is introduced into the contaminated medium in an amount of 30-120 g / m 2 , which complicates the processing of an oil-contaminated substrate.
Известен способ очистки почвы с использованием биопрепарата «Деворойл», содержащего консорциум углеводородокисляющих микроорганизмов Rhodococcus maris, Rhodococcus erythropolis, Pseudomonas stutzeri, Yarrowia lipolytica. Этот способ предусматривает при хранении суспензии микроорганизмов использование NaCl, биологически активных веществ (витамины) и осмопротекторов (бетаин) (см. RU №2114071, МПК C02F 3/34, В09С 1/10, C12N 1/20, C12N 1/26, C12Q 1/02, опубл. 27.06.1998).A known method of cleaning the soil using a biological product "Devoroil" containing a consortium of hydrocarbon-oxidizing microorganisms Rhodococcus maris, Rhodococcus erythropolis, Pseudomonas stutzeri, Yarrowia lipolytica. This method involves the storage of a suspension of microorganisms using NaCl, biologically active substances (vitamins) and osmoprotectors (betaine) (see RU No. 2114071, IPC C02F 3/34, B09C 1/10, C12N 1/20, C12N 1/26, C12Q 1/02, publ. 06/27/1998).
Недостатком способа является то, что, несмотря на добавление к бактериальной суспензии защитных веществ численность микроорганизмов снижается независимо от температуры хранения.The disadvantage of this method is that, despite the addition of protective substances to the bacterial suspension, the number of microorganisms decreases regardless of the storage temperature.
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 кл./г. В качестве субстрата-носителя для иммобилизации микроорганизмов используют гамма-стерильный торф с рН 6,8-7,0 в количестве 40-45 масс. % и воду в количестве 58,95-53,25 масс. %. С целью поддержания нефтеокисляющей активности в процессе хранения в препарат дополнительно вводят питательные субстраты: аммоний щавелевокислый (0,05-1,0 масс. %) и нормальные парафины (1,0-1,5 масс. %). Срок годности биопрепарата - 6 месяцев при температуре 10-15°С с момента его изготовления (см. RU №2053205, МПК C02F 3/34, C09K З/32, В09С 1/10, В09С 101:00, опубл. 27.01.1996).A bacterial preparation is known, consisting of highly active living aerobic oil-oxidizing bacteria (Mycobacterium, Pseudomonas, etc.) 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 use gamma-sterile peat with a pH of 6.8-7.0 in an amount of 40-45 wt. % and water in the amount of 58.95-53.25 mass. % 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 (see RU No. 2053205, IPC C02F 3/34, C09K З / 32, В09С 1/10, В09С 101: 00, published on 01/27/1996 )
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.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 their vital functions, which reduces its effectiveness over time.
Известен способ очистки почв и грунтов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, с использованием олеофильного биопрепарата на основе ассоциации нефтеокисляющих микроорганизмов - Rhodococcus erythropolis ИЭГМ 708 и Rhodococcus ruber ИЭГМ 327 и биосурфактанта-Rhodococcus, отличающийся тем, что производят первоначальную обработку сильнозагрязненной почвы/грунта до достижения уровня остаточных нефтепродуктов 5-10 вес. % и последующее добавление органического разрыхлителя, олеофильный биопрепарат вносят в количестве не менее 10 л на 0,5-1,0 м3 почвы/грунта по меньшей мере один раз в неделю в течение первого месяца и в дальнейшем по меньшей мере один раз в месяц до окончания цикла биоремедиации в сочетании с периодическим рыхлением и увлажнением и дополнительно производят фиторемедиацию - засев многолетними травами (см. RU №2193464, МПК В09С 1/10, C12N 1/26, C12N 1/26, C12R 1:01, опубл. 27.11.2002).A known method of cleaning soils and soils contaminated with oil and oil products using an oleophilic biological product based on the association of oil-oxidizing microorganisms - Rhodococcus erythropolis IEGM 708 and Rhodococcus ruber IEGM 327 and biosurfactant-Rhodococcus, characterized in that the soil is thoroughly cultivated to reach the initial level residual oil 5-10 weight. % and the subsequent addition of an organic baking powder, an oleophilic biological product is applied in an amount of at least 10 liters per 0.5-1.0 m 3 of soil / soil at least once a week for the first month and subsequently at least once a month before the end of the bioremediation cycle, in combination with periodic loosening and moistening, and additionally produce phytoremediation - sowing with perennial herbs (see RU No. 2193464, IPC B09C 1/10, C12N 1/26, C12N 1/26, C12R 1:01, publ. 27.11 .2002).
Однако вышеописанный способ предполагает использование твердо-жидкофазного биореактора и/или аэрируемых почвенных площадок в качестве первоначальной обработки сильнозагрязненной почвы. Такой метод снижения уровня загрязнения трудоемок и предполагает нарушение плодородного слоя почвы (гумусированной части почвенного профиля), что не применимо при авариях и разливах нефти и нефтепродуктов в условиях Крайнего Севера (в том числе, в зоне тундры). Поскольку обязательным условием очистки и восстановления нефтезагрязненных мерзлотных почв является сохранение плодородного слоя почвы. Это объясняется тем, что на месте снятия почвенного покрова в мерзлотных условиях возможно образование термокарстовой оттайки с образованием воронок, провалов или аласов, что в свою очередь приводит к развитию термоэрозии и наносит большой ущерб ранимой и трудно восстанавливаемой почвенной экосистеме Крайнего Севера.However, the above method involves the use of solid-liquid phase bioreactor and / or aerated soil pads as the initial treatment of highly contaminated soil. This method of reducing the level of pollution is time-consuming and involves disruption of the fertile soil layer (the humus part of the soil profile), which is not applicable for accidents and oil spills in the Far North (including in the tundra zone). Since a prerequisite for cleaning and restoring oil-contaminated permafrost soils is the preservation of the fertile soil layer. This is explained by the fact that at the place of removing the soil cover under permafrost conditions, the formation of thermokarst defrost with the formation of funnels, dips or alas is possible, which in turn leads to the development of thermoerosion and causes great damage to the vulnerable and difficult to restore soil ecosystem of the Far North.
Известен биопрепарат (в жидкой и сухой формах) для очистки объектов окружающей среды от углеводородного загрязнения, представляющий собой консорциум микроорганизмов, состоящий из штаммов бактерий: Rhodococcus qingshengii БАК-ПАУ-1 ВКПМ АС-1946, Pusillimonas ginsegisoli БАК-ПАУ-2 ВКПМ В-11370, Shinella granuli БАК-ПАУ-3 ВКПМ В-11371, взятых в равных соотношениях (см. RU №2535978, МПК C12N 1/20, C02F 3/34, В09С 1/10, C12R 1/01, опубл. 20.12.2014). Биопрепарат применяется в жидкой форме или в форме иммобилизованной клеточной биомассы. Для получения иммобилизованной формы биопрепарата проводится глубинное культивирование консорциума на питательной среде с получением биомассы и дальнейшей иммобилизацией биомассы клеток на органическом или минеральном носителях (в т.ч. на вермикулите). Биопрепарат обладает высокой эффективностью к утилизации углеводородных загрязнений.Known biological product (in liquid and dry forms) for cleaning environmental objects from hydrocarbon pollution, which is a consortium of microorganisms consisting of bacterial strains: Rhodococcus qingshengii BAK-PAH-1 VKPM AC-1946, Pusillimonas ginsegisoli BAK-PAU-2 VKPM V- 11370, Shinella granuli BAK-PAH-3 VKPM B-11371, taken in equal proportions (see RU No. 2535978, IPC C12N 1/20, C02F 3/34, B09C 1/10, C12R 1/01, publ. 20.12. 2014). The biological product is used in liquid form or in the form of immobilized cell biomass. To obtain an immobilized form of a biological product, the consortium is deeply cultivated on a nutrient medium to produce biomass and further immobilized cell biomass on organic or mineral carriers (including vermiculite). The biological product is highly effective in the utilization of hydrocarbon contaminants.
В изобретении отсутствует информация о технологии получения сухой формы биопрепарата, параметров и условий приготовления и его применения.The invention lacks information about the technology for obtaining a dry form of a biological product, parameters and preparation conditions and its use.
Недостатком жидкой формы биопрепарата является слишком короткий срок годности (до 60 суток), что делает его экономически не выгодным.The disadvantage of the liquid form of the biological product is its short shelf life (up to 60 days), which makes it economically unprofitable.
Еще одним недостатком является то, что при культивировании посевного материала для приготовления, как жидкой, так и сухой формы биопрепарата не предусмотрено внесение в питательную среду нефти, что обеспечило бы в рабочей суспензии высокую концентрацию микроорганизмов с активированными ферментными системами биодеградации. Кроме того, штаммы бактерий в составе: Rhodococcus qingshengii БАК-ПАУ-1 ВКПМ АС-1946, Pusillimonas ginsegisoli БАК-ПАУ-2 ВКПМ В-11370, Shinella granuli БАК-ПАУ-3 ВКПМ В-11371, составляющие основу биопрепарата, не способны развиваться в условиях широкого диапазона температур (от +5 до +40 градусов С), что делает биопрепарат мало перспективным для применения в различных природно-климатических условиях.Another disadvantage is that during the cultivation of seeds for the preparation of both liquid and dry forms of the biological product, the introduction of oil into the nutrient medium is not provided, which would ensure a high concentration of microorganisms with activated enzyme biodegradation systems in the working suspension. In addition, bacterial strains in the composition: Rhodococcus qingshengii BAK-PAH-1 VKPM AC-1946, Pusillimonas ginsegisoli BAK-PAH-2 VKPM B-11370, Shinella granuli BAK-PAH-3 VKPM B-11371, which are the basis of the biological product, are not capable develop in a wide temperature range (from +5 to +40 degrees C), which makes the biological product not very promising for use in various climatic conditions.
Наиболее близкими аналогом к изобретению является «Способ получения биопрепарата для очистки морской воды от нефти», включающий вспученный вермикулит, на который предварительно проведена иммобилизация биомассы штамма Phyllobacterium myrsinacearum ВКПМ В-9079, культивированного на среде с пептоном, сахарозой, источником фосфора, калия, магния, последующее культивирование данного штамма на среде с кукурузным экстрактом сахарозой, источником фосфора, калия, магния, разведение полученного концентрата стерильной дистиллированной водой, в которую добавляют (г/л): концентрат бактериальной суспензии - 100,0; мелассу - 20,0; K2HPO4 - 1,5; KH2PO4 - 1,5; MgSO4 - 1,5, и выдерживание в течение 3-5 дней при 20-25°С (см. RU №2404138, МПК C02F 3/34, C12N 1/26, опубл. 20.11.2010).The closest analogue to the invention is the "Method of obtaining a biological product for the purification of sea water from oil", including expanded vermiculite, which was previously immobilized biomass strain Phyllobacterium myrsinacearum VKPM B-9079, cultivated in a medium with peptone, sucrose, a source of phosphorus, potassium, magnesium , subsequent cultivation of this strain on a medium with sucrose corn extract, a source of phosphorus, potassium, magnesium, dilution of the resulting concentrate with sterile distilled water, to which dissolved (g / l) suspension concentrate of the bacterial - 100.0; molasses - 20.0; K2HPO4 - 1.5; KH2PO4 - 1.5; MgSO 4 - 1.5, and aging for 3-5 days at 20-25 ° C (see RU No. 2404138, IPC C02F 3/34, C12N 1/26, publ. 20.11.2010).
Отличием заявленного изобретения от раскрытого источника (см. RU №2404138, МПК C02F 3/34, C12N 1/26, опубл. 20.11.2010) является использование штамма бактерий Phyllobacterium myrsinacearum DKS-1, составляющего основу биопрепарата, включающего более сложную технологию и состав питательной среды для культивирования штамма, чем таковые в заявленном изобретении, что усложняет и делает более дорогой технологию получения аналога биопрепарата. А также то, что аналог биопрепарата предусматривает только очистку морской воды и не позволяет оценить деструктирующую способность биопрепарата по отношению к почве. Кроме того, штамм бактерий Phyllobacterium myrsinacearum DKS-1 растет при температуре от 22 до 30°С, оптимум 28°С, и не способен развиваться при пониженных положительных температурах (+5°С), что делает его неперспективным для проведения нефтеочистки почвы в районах с коротким тепловым периодом, что также может быть подтверждено другим патентом на штамм Phyllobacterium myrsinacearum, используемый для деструкции нефтяных углеводородов солоноватоводных экосистем, где подтверждается, что культивирование штамма проводят при температуре от 22 до 30°С, оптимум 28°С (см. RU №2268934, C12N 1/20, C02F 3/34, опубл. 27.01.2006).The difference between the claimed invention from the disclosed source (see RU No. 2404138, IPC C02F 3/34, C12N 1/26, publ. 11/20/2010) is the use of the bacterial strain Phyllobacterium myrsinacearum DKS-1, which is the basis of the biological product, which includes a more complex technology and composition a nutrient medium for culturing the strain than those in the claimed invention, which complicates and makes more expensive the technology of obtaining an analogue of a biological product. And also the fact that the analogue of a biological product provides only for the purification of sea water and does not allow to evaluate the destructive ability of a biological product with respect to soil. In addition, the bacterial strain Phyllobacterium myrsinacearum DKS-1 grows at a temperature of 22 to 30 ° C, an optimum of 28 ° C, and is not able to develop at low positive temperatures (+ 5 ° C), which makes it unpromising for oil cleaning in areas with a short thermal period, which can also be confirmed by another patent for the Phyllobacterium myrsinacearum strain used for the destruction of petroleum hydrocarbons in brackish-water ecosystems, where it is confirmed that the strain is cultivated at a temperature of 22 to 30 ° C, an optimum of 28 ° C (see RU No. 2268934, C12N 1/20, C02F 3/34, publ. 01/27/2006).
Отличием заявленного изобретения от раскрытых источников (см. RU №2404138, МПК C02F 3/34, C12N 1/26, опубл. 20.11.2010; RU №2535978, МПК C12N 1/20, C02F 3/34, В09С 1/10, C12R 1/01, опубл. 20.12.2014) является то, что заявленный препарат включает в качестве субстрат-носителя вермикулит месторождения Инагли, вспученный по ГОСТ 12865-67 «Вермикулит вспученный».The difference of the claimed invention from the disclosed sources (see RU No. 2404138, IPC C02F 3/34, C12N 1/26, publ. 11/20/2010; RU No. 2535978, IPC C12N 1/20, C02F 3/34, B09C 1/10, C12R 1/01, published on December 20, 2014) is that the claimed preparation includes vermiculite of the Inagli deposit swollen in accordance with GOST 12865-67 “Expanded Vermiculite” as a carrier substrate.
Задачей изобретения является расширение номенклатуры препаратов, включающих несложную и недорогую технологию их получения и эффективных не только для очистки воды, а также и для очистки почв от нефтезагрязнений, содержащих в качестве биодеструкторов нефтезагрязнений углеводородокисляющие микроорганизмы, способные развиваться и деструктировать нефть и нефтепродукты в условиях широкого диапазона температур (от +5 до +40°С), что позволит применять препарат для очистки почв и воды в различных природно-климатических условиях.The objective of the invention is to expand the range of drugs, including a simple and inexpensive technology for their preparation and effective not only for water purification, but also for cleaning soils from oil pollution, containing hydrocarbon-oxidizing microorganisms as biodegradants of oil pollution, capable of developing and degrading oil and oil products in a wide range of conditions temperatures (from +5 to + 40 ° C), which will allow the drug to be used for cleaning soils and water in various climatic conditions.
Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в создании препарата для очистки почв и водной среды от нефти и нефтепродуктов, включающий твердый субстрат-носитель и иммобилизованную на его поверхность биомассу углеводородокисляющих бактерий. Заявленный препарат может содержать остатки питательной среды, используемой для культивирования бактерий.The technical effect obtained in solving this problem is expressed in the creation of a preparation for cleaning soils and the aquatic environment from oil and oil products, including a solid carrier substrate and biomass of hydrocarbon-oxidizing bacteria immobilized on its surface. The claimed preparation may contain the remains of a nutrient medium used for the cultivation of bacteria.
Для решения поставленной задачи препарат для очистки почв и водной среды от нефти и нефтепродуктов включает твердый субстрат-носитель и иммобилизованную на его поверхность биомассу углеводородокисляющих бактерий Bacillus subtilis СНБС-1 в концентрации 1⋅109 клеток/см3, культивируемых в минеральной питательной среде.To solve this problem, a preparation for cleaning soil and water from oil and oil products includes a solid carrier substrate and a biomass of hydrocarbon-oxidizing bacteria Bacillus subtilis SNBS-1 immobilized on its surface at a concentration of 1 × 10 9 cells / cm 3 cultivated in a mineral nutrient medium.
При этом, в качестве твердого субстрата-носителя служит вермикулит месторождения Инагли, вспученный по ГОСТ 12865-67 «Вермикулит вспученный», а в качестве минеральной среды для культивирования бактерий служит смесь питательных компонентов (масс. %): KNO3 - 0,4; MgSO4⋅7Н2О - 0,08; NaCl - 0,1; K2 HPO4 - 0,14; KH2 PO4 - 0,06; нефть - 1,5.At the same time, vermiculite of the Inagli deposit, expanded according to GOST 12865-67 “Expanded Vermiculite”, serves as a solid carrier substrate, and a mixture of nutrient components (wt.%): KNO 3 - 0.4; MgSO 4 ⋅ 7H 2 O - 0.08; NaCl - 0.1; K 2 HPO 4 0.14; KH 2 PO 4 - 0.06; oil - 1.5.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».A comparative analysis of the features of the claimed solution with the signs of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.The features of the characterizing part of the claims provide the solution to the following functional problems.
Отличительными признаками предлагаемого препарата от аналога являются: использование вермикулита месторождения Инагли, вспученного по ГОСТ 12865-67 - «Вермикулит вспученный», в качестве субстрата-носителя для бактерий и клеток штамма бактерий Bacillus subtilis СНБС-1 в качестве биодеструктора нефтезагрязнений, способного развиваться и деструктировать нефть и нефтепродукты в почве и в воде, в условиях широкого диапазона температур (от +5 до +40°С). Полученный препарат позволяет в сравнительно короткий срок, произвести эффективную очистку почв и воды от нефти и нефтепродуктов.Distinctive features of the proposed drug from the analogue are: the use of vermiculite from the Inagli deposit, expanded according to GOST 12865-67 - “Expanded Vermiculite”, as a carrier substrate for bacteria and cells of the Bacillus subtilis SNBS-1 bacterial strain as an oil pollution biodestructor capable of developing and degrading oil and oil products in the soil and in water, in a wide temperature range (from +5 to + 40 ° C). The resulting preparation allows, in a relatively short time, to efficiently clean the soil and water from oil and oil products.
Штамм бактерий Bacillus subtilis СНБС-1 выделен 16 февраля 2015 года из мерзлых почвенных образцов, загрязненных соляркой, отобранных возле емкостей Момского РЭС ОАО «Сахаэнерго», Северо-Восток Якутии, Момский район, село Хонуу.The bacterial strain Bacillus subtilis SNBS-1 was isolated on February 16, 2015 from frozen soil samples contaminated with diesel fuel, taken near the containers of the Momsky Distribution Zone of OJSC Sakhaenergo, North-East of Yakutia, Momsky District, Honuu Village.
Штамм идентифицирован и депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ), ФГУП «ГосНИИгенетика», 117545, Москва, 1-й Дорожный пр-д, 1 с присвоением коллекционного номера В-12239.The strain was identified and deposited in the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (VKPM), Federal State Unitary Enterprise GosNIIgenetika, 117545, Moscow, 1st Dorozhny pr-d, 1 with assignment of collection number B-12239.
Первичный скрининг по базе данных GenBank и RDP-II показал, что исследуемый штамм принадлежит к следующим систематическим группам Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus, причем гомология с некоторыми видами рода Bacillus составляет 99%.Initial screening using a database of GenBank and RDP-II showed that the studied strain belongs to the following systematic groups of Bacteria; Firmicutes Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus, moreover, the homology with some species of the genus Bacillus is 99%.
При секвенировании вариабельных участков 16S rDNA получена следующая собранная нуклеотидная последовательность для исследуемого штамма:When sequencing the variable regions of 16S rDNA, the following assembled nucleotide sequence was obtained for the studied strain:
Результаты обработки секвенсов при помощи компьютерной программы находящейся на сайте RDB II (Ribosomal Database Project II), предназначенной для определения родства микроорганизмов и построения филогенетических деревьев, представляются в графическом виде:The results of processing sequences using a computer program located on the RDB II website (Ribosomal Database Project II), designed to determine the affinity of microorganisms and build phylogenetic trees, are presented in graphical form:
По данным анализа RDP II 16S рРНК было построено филогенетическое дерево с гомологичными штаммами Bacillus subtilis СНБС-1 (см. фигуру).According to the analysis of RDP II 16S rRNA, a phylogenetic tree was constructed with homologous strains of Bacillus subtilis SNBS-1 (see figure).
По результатам проведенного анализа секвенсов вариабельных участков генов, кодирующих 16S рРНК (99%), а также ПЦР анализа с использованием видоспецифических праймеров тестируемый штамм отнесен к виду Bacillus subtilis.According to the results of the analysis of sequencing of variable regions of genes encoding 16S rRNA (99%), as well as PCR analysis using species-specific primers, the test strain is classified as Bacillus subtilis.
Полученный штамм характеризуется следующими признаками.The resulting strain is characterized by the following features.
Морфологические признаки.Morphological signs.
Грамположительные споровые палочки, расположенные беспорядочными скоплениями.Gram-positive spore bacilli located in random clusters.
Культуральные признаки.Cultural signs.
На мясопептонном агаре (МПА) (масс. %): ферментативный пептон - 1,0; натрий хлористый - 0,5; агар - 1,0; вода мясная - остальное, рН 7,0-7,2, формирует желтые округлой формы колонии, диаметром до 5 мм. Консистенция мягкая, легко снимаются с поверхности агара, легко размазываются.On meat peptone agar (MPA) (wt.%): Enzymatic peptone - 1.0; sodium chloride - 0.5; agar - 1.0; meat water - the rest, pH 7.0-7.2, forms a yellow, rounded colony, with a diameter of up to 5 mm. The consistency is soft, easily removed from the surface of the agar, easily smeared.
На питательном агаре на основе гидролизата рыбной муки (масс. %): гидролизат рыбной муки - 1,2; пептон ферментативный - 1,2; натрий хлористый - 0,6; агар - 1,0; вода дистиллированная остальное; рН 7,1-7,5, формирует желтые округлой формы колонии, диаметром до 1-3 мм.On nutrient agar based on a fish meal hydrolyzate (wt.%): A fish meal hydrolyzate - 1.2; enzymatic peptone - 1.2; sodium chloride - 0.6; agar - 1.0; distilled water the rest; pH 7.1-7.5, forms yellow rounded colonies with a diameter of up to 1-3 mm.
Консистенция мягкая, легко снимаются с поверхности агара, легко размазываются.The consistency is soft, easily removed from the surface of the agar, easily smeared.
На среде Сабуро (масс. %): гидролизат рыбной муки - 1,0; панкреатический гидролизат казеина - 1,0; дрожжевой экстракт - 0,2; натрия фосфат однозамещенный - 0,2; D-глюкоза - 4,0; агар - 1,0; вода дистиллированная - остальное; рН 6,0±3, формирует непрозрачные желтоватые колонии, диаметром 1-5 мм. Консистенция мягкая, легко снимаются с поверхности среды, легко размазываются.On the environment of Saburo (wt.%): Hydrolyzed fish meal - 1.0; casein pancreatic hydrolyzate - 1.0; yeast extract - 0.2; monosubstituted sodium phosphate - 0.2; D-glucose 4.0; agar - 1.0; distilled water - the rest; pH 6.0 ± 3, forms opaque yellowish colonies with a diameter of 1-5 mm. The consistency is soft, easily removed from the surface of the medium, easily smeared.
В мясопептонном бульоне (масс. %): ферментативный пептон - 1,0, натрий хлористый - 0,5, вода мясная - остальное; рН 7,0-7,2, образуют муть и пленку на поверхности бульона.In meat and peptone broth (wt.%): Enzymatic peptone - 1.0, sodium chloride - 0.5, meat water - the rest; pH 7.0-7.2, form a haze and film on the surface of the broth.
На минеральной среде Мюнца (см. Керстен Д.К. Морфологические и культуральные свойства индикаторных микроорганизмов нефтегазовой съемки - Микробиология, 1963, №5 - С. 1024-1030) с нефтью и нефтепродуктами (дизельное топливо, масло моторное, масло гидравлическое, газовый конденсат, бензин) следующего состава (масс. %): KNO3 - 0,4; MgSO4⋅7H2O - 0,08; NaCl - 0,1; K2 HPO4 - 0,14; KH2 PO4 - 0,06; агар - 2,0; нефть или нефтепродукты - 1,0-1,5; вода дистиллированная - остальное, рН - 7,2, растет в виде серовато-желтых выпуклых колоний диаметром 1 мм.On the mineral environment of Münz (see Kersten D.K. Morphological and cultural properties of indicator microorganisms of oil and gas imaging - Microbiology, 1963, No. 5 - P. 1024-1030) with oil and oil products (diesel fuel, motor oil, hydraulic oil, gas condensate , gasoline) of the following composition (wt.%): KNO 3 - 0.4; MgSO 4 ⋅ 7H 2 O - 0.08; NaCl - 0.1; K 2 HPO 4 0.14; KH 2 PO 4 - 0.06; agar - 2.0; oil or petroleum products - 1.0-1.5; distilled water - the rest, pH 7.2, grows in the form of grayish-yellow convex colonies with a diameter of 1 mm.
Физиолого-биохимические признаки.Physiological and biochemical characteristics.
Штамм аэроб, растет при температуре от +5 до +40°С, более интенсивно растет +16+37°С. Растет при рН 5,5-9,0. Оптимум рН 6,0-8,0. Растет в солевом бульоне с добавлением 0,1-2,0% NaCl.The aerobic strain grows at a temperature of +5 to + 40 ° C, grows more rapidly + 16 + 37 ° C. It grows at pH 5.5-9.0. Optimum pH 6.0-8.0. It grows in salt broth with the addition of 0.1-2.0% NaCl.
Используемые источники углерода: сорбит.Used carbon sources: sorbitol.
Проверенные неиспользуемые источники углерода: лактоза, глюкоза, цитрат натрия, малонат натрия. Штамм индол-отрицателен. Реакция Фогес-Проскауэра отрицательная. Фенилаланиндезоксаминаза отрицательная. Не ферментирует бета-галактозидазу. Утилизирует инозит. Продукт, синтезируемый штаммом: поверхностно-активные вещества, способные деструктировать нефть. Использует в качестве источника энергии углеводороды нефти и нефтепродуктов.Proven unused carbon sources: lactose, glucose, sodium citrate, sodium malonate. The strain is indole negative. The Voges-Proskauer reaction is negative. Phenylalanine deoxaminase is negative. Does not ferment beta galactosidase. Disposes of inositol. Product synthesized by strain: surfactants capable of degrading oil. Uses petroleum hydrocarbons and oil products as an energy source.
Штамм не токсичен по отношению к высшим растениям. Биотестирование проведено на семенах овса обыкновенного и редьки масличной.The strain is not toxic to higher plants. Biotesting was carried out on the seeds of common oats and oil radish.
Штамм может поддерживаться регулярными пересевами (1 раз в 10-14 дней) на скошенном мясопептонном агаре или храниться в лиофилизированном состоянии в ампулах при температуре +4°С.The strain can be maintained by regular reseeding (once every 10-14 days) on beveled meat and peptone agar or stored in a lyophilized state in ampoules at a temperature of + 4 ° С.
Характеристика субстрата-носителя.Characterization of the substrate carrier.
По мнению многих авторов, для иммобилизации УОБ предпочтительны естественные минеральные материалы. При этом, сорбент-носитель, используемый для иммобилизации клеток углеводородокисляющих бактерий (УОБ), должен обладать следующими основными свойствами: проницаемостью, нефтеемкостью, неслеживаемостью, пористостью и сыпучестью.According to many authors, natural mineral materials are preferable for immobilization of DRR. At the same time, the sorbent carrier used to immobilize the cells of hydrocarbon-oxidizing bacteria (BDS) should have the following basic properties: permeability, oil capacity, non-caking, porosity and flowability.
Наиболее полно этим требованиям отвечает вермикулит месторождения Инагли, вспученный по ГОСТ 12865-67 «Вермикулит вспученный».Vermiculite of the Inagli deposit, expanded in accordance with GOST 12865-67 “Expanded Vermiculite”, most fully meets these requirements.
Вермикулит - это природно-гидратированная слюда. Представляет собой слоистые плиты золотисто-желтого или бурого цвета с объемной массой 100-200 кг/м3.Vermiculite is a naturally hydrated mica. It is a laminated plate of golden yellow or brown color with a bulk density of 100-200 kg / m 3 .
Гидратация первичного флогопита начинается с глубины 100-115 м и завершается образованием вермикулита. Минералы наилучшего технологического качества развиты на поверхностях. Мировая добыча вермикулита составляет около 500-600 тысяч тонн в год, в том числе в России - около 35-40 тысяч тонн (см. Зедгенизов В.Г. Эффективность использования многомодульных модификаций электрических печей для обжига вермикулита / В.Г. Зедгенизов, А.И. Нижегородов // Строительные материалы, 2009. - №12. С. 51-53.; Островский Г.М. Пневматический транспорт сыпучих материалов в химической промышленности / Г.М. Островский Д.: Химия, 1984. - 104 с.; Рыбьев И.А. Строительное материаловедение: учеб. пособие для строительных специальностей вузов. / И.А. Рыбьев. М.: Высш. шк., 2003. - 701 с.).Hydration of the primary phlogopite begins from a depth of 100-115 m and ends with the formation of vermiculite. Minerals of the best technological quality are developed on surfaces. World production of vermiculite is about 500-600 thousand tons per year, including in Russia - about 35-40 thousand tons (see Zedgenizov V.G. Efficiency of using multi-module modifications of electric furnaces for firing vermiculite / V.G. Zedgenizov, A .I. Nizhegorodov // Building materials, 2009. - No. 12. P. 51-53 .; Ostrovsky G.M. Pneumatic transport of bulk materials in the chemical industry / G.M. Ostrovsky D .: Chemistry, 1984. - 104 p. .; Rybiev I.A. Construction materials science: textbook for construction specialties of universities / I.A. Rybiev. M .: Higher. school., 2003 .-- 701 p.).
В России наиболее известными месторождениями вермикулитовых руд являются: Ковдорское (Мурманская область), Татарское (Красноярский край), Кокшаровское (Приморский край), Булдымское и Потанинское (Челябинская обл.), Улунтуйское и Слюдянинское (Иркутская обл.), Инаглинское (Республика Саха (Якутия)) и др. Однако, из-за слабой оснащенности спецоборудованием производство вермикулита и материалов на его основе в России только начинает развиваться и носит пока ограниченный характер (см. Нижегородов А.И. Вермикулит и вермикулитовые технологии: исследования, производство, применение / А.И. Нижегородов Иркутск: Изд-во БизнесСтрой, - 2008. - 96 с.).In Russia, the most famous deposits of vermiculite ores are: Kovdorskoye (Murmansk region), Tatarskoye (Krasnoyarsk Territory), Koksharovskoye (Primorsky Territory), Buldymskoye and Potaninskoye (Chelyabinsk Region), Uluntuyskoye and Slyudyanskoye (Irkutsk Oblast), Inaglinsky (Republic of Sakha ( Yakutia)) and others. However, due to poor equipment with special equipment, the production of vermiculite and materials based on it in Russia is only beginning to develop and is still limited (see Nizhegorodov A.I. Vermiculite and vermiculite technologies: research, production, application / A.I. Nizhegorodov Irkutsk: Publishing house BusinessStroy, - 2008. - 96 p.).
Вспученный вермикулит имеет многофункциональное значение и применяется в строительной индустрии, в качестве плиточного утеплителя, тепло-звукоизоляционного материала, пористого наполнителя для легких бетонов и штукатурных растворов, для фильтрационной очистки стоков электростанций и предприятий; в сельском хозяйстве - в качестве мелиоранта при рекультивации земельных участков и т.д.Expanded vermiculite is of multifunctional value and is used in the construction industry as a tile insulation, heat and sound insulating material, porous filler for light concrete and plaster mortars, for filtering the effluent of power plants and enterprises; in agriculture - as an ameliorant for the restoration of land, etc.
В качестве сорбента-носителя в заявленном препарате для очистки почв и водных объектов от нефти и нефтепродуктов для иммобилизации УОБ используют вермикулит месторождения Инагли.As the carrier sorbent in the claimed preparation for purification of soils and water bodies from oil and oil products for immobilization of DRR, vermiculite of the Inagli deposit is used.
Вермикулит месторождения Инагли (Алданский район, Южная Якутия) связан с корой выветривания хромдиопсид-слюдяных метасоматитов, образовавшихся по дунитам Инаглинского плутона (см. Корчагин A.M. Инаглинский плутон и его полезные ископаемые. - М., Недра, 1996. - 160 с.).Vermiculite of the Inagli deposit (Aldan region, South Yakutia) is associated with the weathering crust of chrome diopside-mica metasomatites formed along the dunites of the Inaglinsky pluton (see A. Korchagin, Inaglinsky pluton and its minerals. - M., Nedra, 1996. - 160 pp.).
Химический состав вермикулита месторождения Инагли представлен в таблице 1.The chemical composition of the vermiculite of the Inagli deposit is presented in table 1.
Нефтеемкость вспученного вермикулита месторождения Инагли к нефти и нефтепродуктам представлена в таблице 2 (см. Кондратьева Н.И., Габышева Р.И., Новгородов П.Г. Вермикулиты месторождения Инагли (Якутия) для очистки водной поверхности и почвы от нефтезагрязнений // Материалы I-й международной конференции: Значение промышленных минералов в мировой экономике: месторождения, технология, экономические оценки - Москва, 31 января - 3 февраля 2006 г. - М., ГЕОС, 2006. - С. 101).The oil capacity of the expanded vermiculite of the Inagli field for oil and oil products is presented in table 2 (see Kondratieva N.I., Gabysheva RI, Novgorodov P.G. Vermiculites of the Inagli field (Yakutia) for cleaning water surface and soil from oil pollution // Materials I-st international conference: The value of industrial minerals in the world economy: deposits, technology, economic estimates - Moscow, January 31 - February 3, 2006 - M., GEOS, 2006. - P. 101).
Таким образом, вермикулит месторождения Инагли, вспученный по ГОСТ 12865-67 «Вермикулит вспученный», является перспективным сорбентом-носителем, используемым для иммобилизации клеток УОБ, так как обладает перечисленными выше основными свойствами, а именно: проницаемостью, нефтеемкостью, неслеживаемостью, пористостью и сыпучестью; сочетает в себе свойства носителя для микроорганизмов и сорбента для нефти, что обеспечивает высокую эффективность и пролонгированность реакций деструкции нефтяных углеводородов.Thus, the vermiculite of the Inagli deposit, expanded according to GOST 12865-67 “Expanded Vermiculite”, is a promising carrier sorbent used for immobilization of DRR cells, since it possesses the basic properties listed above, namely: permeability, oil capacity, non-caking, porosity and flowability ; It combines the properties of a carrier for microorganisms and a sorbent for oil, which ensures high efficiency and prolonged degradation of petroleum hydrocarbons.
На основании выше изложенных результатов исследований был составлен препарат для очистки почв и воды от нефтезагрязнений.Based on the above stated research results, a preparation was prepared for cleaning soils and water from oil pollution.
Краткая характеристика препарата для очистки почв и водной среды от нефтезагрязнений.A brief description of the drug for cleaning soils and the aquatic environment from oil pollution.
Компонентами препарата являются: твердый субстрат-носитель, иммобилизованная на его поверхность биомасса нефтедеструкторов, отличающийся от аналогов тем, что:The components of the drug are: a solid carrier substrate, the biomass of oil destructors immobilized on its surface, which differs from analogues in that:
- в качестве нефтедеструкторов содержит биомассу углеводородокисляющих бактерий (УОБ) Bacillus subtilis СНБС-1 в концентрации 1×109 кл./см3, выделеных из мерзлых почвенных образцов, загрязненных соляркой, методом накопительных культур на среде Мюнца с нефтью с последующим пересевом на МПА;- as oil destructors it contains the biomass of hydrocarbon-oxidizing bacteria (BSS) of Bacillus subtilis SNBS-1 at a concentration of 1 × 10 9 cells / cm 3 , isolated from frozen soil samples contaminated with diesel fuel, by the accumulative culture method in Munz medium with oil, followed by transfer to MPA ;
- в качестве твердого субстрата-носителя содержит вермикулит месторождения Инагли, вспученный до фракции 0,6-20 мм с химическим составом (%): SiO2 33,28-36,53; TiO2 0,58-0,64; Al2O3 6,21-13,00; Fe2O3 6,21-6,43; FeO 0,28-0,28; MnO следы … 0,02; MgO 24,75-25,12; CaO 0,65-1,01; K2O следы … 0,09.- as a solid substrate substrate contains vermiculite deposits Inagli, expanded to a fraction of 0.6-20 mm with a chemical composition (%): SiO 2 33,28-36,53; TiO 2 0.58-0.64; Al 2 O 3 6.21-13.00; Fe 2 O 3 6.21-6.43; FeO 0.28-0.28; MnO traces ... 0.02; MgO 24.75-25.12; CaO 0.65-1.01; K 2 O traces ... 0.09.
В качестве примеси заявленный препарат может содержать остатки питательной среды, используемой при культивировании бактерий.As an impurity, the claimed preparation may contain the remains of a nutrient medium used in the cultivation of bacteria.
Применение препарата актуально в следующих направлениях:The use of the drug is relevant in the following areas:
- интродукция активно деградирующих нефть селектированных штаммов УОБ (в загрязненную экосистему) и управление данным процессом;- the introduction of actively degraded oil selected strains of DRR (into a polluted ecosystem) and the management of this process;
- стимуляция естественной углеводородокисляющей микрофлоры нефтезагрязненных субстратов, участвующей в биодеградации нефтяных загрязнений;- stimulation of the natural hydrocarbon-oxidizing microflora of oil-contaminated substrates involved in the biodegradation of oil pollution;
- оптимизация процессов биологической деградации нефтезагрязнений с целью достижения высокого эффекта в очистке и доочистке нефтезагрязненных субстратов.- optimization of the processes of biological degradation of oil pollution in order to achieve a high effect in the cleaning and post-treatment of oil-contaminated substrates.
Технология получения препарата для очистки почв от нефтезагрязнений включает следующие этапы:The technology for obtaining a drug for cleaning soils from oil pollution includes the following steps:
1. Получение маточной культуры.1. Obtaining uterine culture.
Для получения маточных культур используют агаровые культуры штамма Bacillus subtilis СНБС-1. Эта культура является посевным материалом, используемым для засева в ферментеры.To obtain uterine cultures, agar cultures of the Bacillus subtilis strain SNBS-1 are used. This crop is a seed used for sowing in fermenters.
Для получения маточной культуры используют минеральную среду следующего состава (масс. %): KNO3 - 0,4; MgSO4⋅7Н2О - 0,08; NaCl - 0,1; K2 НРО4 - 0,14; KH2 РО4 - 0,06; нефть - 1,0-1,5; вода дистиллированная - остальное; рН среды - 7,2. Объем посевного материала должен составлять 5-10% от объема питательной среды.To obtain a uterine culture, the following mineral composition is used (mass%): KNO 3 - 0.4; MgSO 4 ⋅ 7H 2 O - 0.08; NaCl - 0.1; K 2 NRA 4 - 0.14; KH 2 PO 4 - 0.06; oil - 1.0-1.5; distilled water - the rest; pH is 7.2. The amount of seed should be 5-10% of the volume of the nutrient medium.
Культуры изолята, выращенные на скошенном ГРМ-агаре промышленного производства, основой которого является гидролизат рыбной муки, либо мясопептонный агар (МПА) промышленного производства, смывают физиологическим раствором, готовят суспензию. Концентрация клеток в суспензии должна составлять 1×109 кл/см-3 по оптическому стандарту ГИСК им. A.M. Тарасевича; объем - не менее 25-50 см3.Isolate cultures grown on mowed timing agar of industrial production, the basis of which is a fish meal hydrolyzate, or meat production peptone agar (MPA) of industrial production, washed with physiological saline, and a suspension is prepared. The concentration of cells in suspension should be 1 × 10 9 cells / cm -3 according to the optical standard GISK them. AM Tarasevich; volume - not less than 25-50 cm 3 .
2. Культивирование посевного материала в колбах.2. Cultivation of seed in flasks.
Питательную среду того же состава (см. п. 1) разливают по 150 см3 в колбы вместимостью 500 см3, в среду засевают 15-25 см3 бактериальной суспензии штамма Bacillus subtilis СНБС-1, приготовленной методом смыва. Туда же вносят 1,5 см3 стерильной нефти. Посевы в колбах инкубируют в «УВМТ 12-250» в течение 72 часов при 180-200 об/мин., при температуре от +5 до +29±1°С.A nutrient medium of the same composition (see item 1) is poured into 150 cm 3 into flasks with a capacity of 500 cm 3 , 15-25 cm 3 of a bacterial suspension of the Bacillus subtilis SNBS-1 strain prepared by flushing are inoculated. 1.5 cm 3 of sterile oil is added there. Crops in flasks are incubated in UVMT 12-250 for 72 hours at 180-200 rpm, at a temperature of +5 to + 29 ± 1 ° C.
3. Получение посевного материала для иммобилизации.3. Obtaining seed for immobilization.
Выращивание штамма Bacillus subtilis СНБС-1, составляющего основу препарата, проводят на той же среде; в качестве единственного источника углерода используют стерильную сырую нефть, концентрация углеводородсодержащих продуктов в ферментационной жидкости составляет 1,0-1,5% (по объему). Процесс ферментации осуществляют при интенсивном перемешивании при температуре +29±1°С в течение 36-48 часов.The cultivation of the Bacillus subtilis strain SNBS-1, which forms the basis of the drug, is carried out on the same medium; sterile crude oil is used as the sole carbon source; the concentration of hydrocarbon-containing products in the fermentation liquid is 1.0-1.5% (by volume). The fermentation process is carried out with vigorous stirring at a temperature of + 29 ± 1 ° C for 36-48 hours.
По окончании процесса культивирования наработанную жидкость сливают в стерильные емкости и используют для иммобилизации сорбента-носителя (вермикулита вспученного, приготовленного по ГОСТ 12865-67).At the end of the cultivation process, the accumulated liquid is poured into sterile containers and used to immobilize the carrier sorbent (expanded vermiculite prepared according to GOST 12865-67).
4. Иммобилизация штамма Bacillus subtilis СНБС-1 на сорбент-носитель.4. Immobilization of the strain of Bacillus subtilis SNBS-1 on a sorbent carrier.
Жидкость, наработанную в процессе культивирования штамма Bacillus subtilis СНБС-1 (см. п. 3), смешивают в аппарате с мешалкой с сорбентом-носителем (вермикулитом вспученным) фракции 0,6-20 мм, в соотношении 1:1. После пропитки вермикулита вспученного посевным материалом его высушивают контактным способом при температуре 37°С или при комнатной температуре в течение 2-х суток до влажности не более 3% (табл. 3). Биопрепарат готов к использованию. Сухой биопрепарат помещают в кеги или двухслойные полиэтиленовые мешки и запаивают.The fluid produced during the cultivation of the Bacillus subtilis strain SNBS-1 (see p. 3) is mixed in an apparatus with an agitator with a carrier sorbent (expanded vermiculite) of a fraction of 0.6-20 mm, in a 1: 1 ratio. After impregnation of vermiculite expanded with seed, it is dried by contact at a temperature of 37 ° C or at room temperature for 2 days to a moisture content of not more than 3% (Table 3). The biological product is ready for use. Dry biological product is placed in kegs or two-layer plastic bags and sealed.
Параметры и характеристики биопрепарата должны соответствовать значениям таблицы 3.The parameters and characteristics of the biological product must correspond to the values of table 3.
5. Указания по применению препарата.5. Directions for use of the drug.
5.1. Применение препарата для очистки почв от нефтезагрязнений.5.1. The use of the drug for cleaning soils from oil pollution.
При использовании препарата необходимо учитывать содержание микроэлементов в почве (местный геохимический фон) согласно нормативам (см. ГН 2.1.7.2041 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве).When using the drug, it is necessary to take into account the content of trace elements in the soil (local geochemical background) according to the standards (see GN 2.1.7.2041 Maximum allowable concentrations (MAC) of chemicals in the soil).
Препарат вносят в почву без предварительной подготовки (в том виде, в котором он поступил на объект) с помощью:The drug is applied to the soil without preliminary preparation (in the form in which it entered the object) using:
- специальной техники (сеялки, навозоразбрасыватели, машины для внесения удобрений и др.) при больших объемах работ;- special equipment (seeders, manure spreaders, fertilizer spreaders, etc.) for large volumes of work;
- вручную при небольших площадях нефтезагрязнений.- manually with small areas of oil pollution.
Нормы расхода препарата представлены в таблице 4.The consumption rates of the drug are presented in table 4.
Препарат рекомендуется вносить при среднесуточных температурах почвы +5+40°С. Допустимый уровень кислотности рН 4,5-9,0. Влажность почвы в пределах 40-60%. Рекомендуемый временной интервал между внесениями биопрепарата в почву - 30-45 суток.The drug is recommended to be applied at an average daily soil temperature of + 5 + 40 ° C. Permissible acidity is pH 4.5-9.0. Soil moisture in the range of 40-60%. The recommended time interval between introducing a biological product into the soil is 30-45 days.
Через 30-45 суток проводится повторный отбор почвенных проб на содержание остаточного количества нефти и нефтепродуктов. Данный анализ позволит определить необходимость проведения повторной обработки.After 30-45 days, re-sampling of soil samples for the content of residual amounts of oil and oil products is carried out. This analysis will determine the need for re-processing.
Качество очистки почв от нефтезагрязнений контролируется гравиметрическим методом (см. РД 39-0177098-015-90 «Инструкция по контролю за состоянием почв на объектах предприятий Миннефтепрома»).The quality of soil cleaning from oil pollution is controlled by the gravimetric method (see RD 39-0177098-015-90 “Instructions for monitoring the state of soils at the facilities of enterprises of the Ministry of Oil and Gas Industry”).
5.2. Применение препарата для очистки воды от нефтезагрязнений.5.2. The use of the drug to purify water from oil pollution.
Препарат вносят в водные объекты без предварительной подготовки (в том виде, в котором он поступил на объект) с помощью:The drug is introduced into water bodies without preliminary preparation (in the form in which it entered the object) using:
- специальной техники (сеялки, навозоразбрасыватели, машины для внесения удобрений и др.) при больших объемах работ;- special equipment (seeders, manure spreaders, fertilizer spreaders, etc.) for large volumes of work;
- вручную при небольших площадях нефтезагрязнений, из расчета 1-2 л препарата на 1 м2 водной поверхности.- manually with small areas of oil pollution, at the rate of 1-2 liters of the drug per 1 m 2 of the water surface.
Препарат рекомендуется вносить при среднесуточных температурах воды выше +5+40°С. Допустимый уровень кислотности рН 4,5-9,0. Рекомендуемый временной интервал между внесениями биопрепарата - 30-45 суток.The drug is recommended to be applied at average daily water temperatures above + 5 + 40 ° C. Permissible acidity is pH 4.5-9.0. The recommended time interval between introductions of a biological product is 30-45 days.
Через 30-45 суток проводится повторный отбор проб воды на содержание остаточного количества нефти и нефтепродуктов. Данный анализ позволит определить необходимость проведения повторной обработки.After 30-45 days, re-sampling of water for the content of the residual amount of oil and oil products is carried out. This analysis will determine the need for re-processing.
Качество очистки воды от нефтезагрязнений контролируется ИК-фотометрическим методом (см. ФР.1.31.2010.07127 МВИ01.02.161 «Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в питьевых, природных и сточных водах ИК-спектрометрическим методом с использованием концентратомера нефтепродуктов ИКН-025»; РД 52.24.476-2007 Массовая концентрация нефтепродуктов в водах. Методика выполнения измерений ИК-фотометрическим методом).The quality of water purification from oil pollution is monitored by the IR photometric method (see FR.1.31.2010.07127 MVI01.02.161 "Methodology for measuring the mass concentration of oil products in drinking, natural and waste waters by the IR spectrometric method using the oil product concentrator IKN-025"; RD 52.24 .476-2007 Mass concentration of oil products in waters. Measurement technique by IR-photometric method).
6. Утилизация.6. Disposal.
Утилизация некондиционных отходов и отсевов сырья осуществляется в соответствии с указаниями СанПиН 2.1.7.1322-03, требованиями по защите окружающей среды и действующего законодательства, а также органов местной власти (см. СанПиН 2.1.7.1322-03 Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления). По возможности следует избегать образования отходов или минимизировать их количество. Утилизация неотработанного препарата проводится по требованиям, предъявляемых к веществам 4 класса опасности.Disposal of substandard waste and screenings of raw materials is carried out in accordance with the instructions of SanPiN 2.1.7.1322-03, requirements for environmental protection and applicable laws, as well as local authorities (see SanPiN 2.1.7.1322-03 Hygienic requirements for the disposal and disposal of production waste and consumption). Where possible, waste generation should be avoided or minimized. Disposal of an untreated drug is carried out according to the requirements for substances of hazard class 4.
7. Требования к условиям производства и техники безопасности.7. Requirements for the conditions of production and safety.
Помещения для работы с микроорганизмами должны отвечать Санитарно-эпидемиологическим правилам (см. СП 1.3.2322-08 Безопасность работы с микроорганизмами III-IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней).Premises for working with microorganisms must comply with the Sanitary and Epidemiological Rules (see SP 1.3.2322-08 Safety of working with microorganisms of the III-IV pathogenicity (danger) groups and pathogens of parasitic diseases).
К работам на оборудовании при работе с микроорганизмами и изготовлении сорбента-носителя должны допускаться лица, достигшие 18-летнего возраста, прошедшие обучение.Work on equipment when working with microorganisms and the manufacture of a sorbent carrier should be allowed to persons who have reached the age of 18 years who have been trained.
Все работающие должны проходить периодические медицинские осмотры в порядке, установленном органами здравоохранения (см. Приказ Минздравмедпрома России от 14.03.96 №90 «О порядке проведения предварительных и периодических медицинских осмотров работников и медицинских регламентах допуска к профессии»; Приказ Минздравсоцразвития России от 16.08.04 №83 «Об утверждении перечней вредных и (или) опасных производственных факторов и работ, при выполнении которых проводятся предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования), и порядка проведения этих осмотров (обследований)» (с изменениями от 16 мая 2005 г.)).All employees must undergo periodic medical examinations in the manner prescribed by the health authorities (see Order of the Ministry of Health of Russia dated 14.03.96 No. 90 “On the Procedure for Preliminary and Periodic Medical Examinations of Workers and Medical Regulations for Admission to the Profession”; Order of the Ministry of Health and Social Development of Russia of 08.16.04 No. 83 “On approval of lists of harmful and (or) hazardous production factors and work, during the implementation of which preliminary and periodic medical examinations (examinations) are conducted, and the procedure how to conduct these examinations (examinations) ”(as amended on May 16, 2005).
Выполнение требований техники безопасности должно обеспечиваться соблюдением соответствующих утвержденных инструкций и правил по технике безопасности при осуществлении соответствующих работ.Compliance with safety requirements must be ensured by complying with the relevant approved safety instructions and rules when carrying out appropriate work.
8. Ускорение сроков восстановления (рекультивации почв).8. Acceleration of terms of restoration (soil remediation).
Процесс самовосстановления нефтезагрязненных почвенных экосистем в регионах с благоприятными климатическими условиями занимает 10-25 лет, в то время, как деструкция нефти и ее производных в условиях Севера составляет минимум 50 лет (см. Оборин А.А., Калачникова И.Г., Масливец Т.А. и др. Биологическая рекультивация нефтезагрязненных земель в условиях таежной зоны // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем: Сб. науч. Тр. М.: Наука, 1988. - С. 140-159).The self-healing process of oil-contaminated soil ecosystems in regions with favorable climatic conditions takes 10-25 years, while the destruction of oil and its derivatives in the North is at least 50 years (see Oborin A.A., Kalachnikova I.G., Maslivets T.A. et al. Biological reclamation of oil-contaminated lands in the taiga zone // Restoration of oil-contaminated soil ecosystems: Collection of scientific papers, Moscow: Nauka, 1988. - P. 140-159).
Для ускоренной рекультивации нефтезагрязненных почв необходимо соблюдение следующих мероприятий:For the accelerated reclamation of oil-contaminated soils, the following measures must be observed:
1) нефтезагрязненные почвы необходимо смешать с чистым плодородным почвенным слоем или торфом;1) oil-contaminated soils must be mixed with a clean fertile soil layer or peat;
2) по результатам агрохимических исследований (при необходимости) - внесение в расчетных дозах недостающих в почве минеральных компонентов в виде удобрений. Обычно в сельском хозяйстве для основного, предпосевного и местного внесения при посеве или для подкормки растений применяют азотно-фосфорно-калийные удобрения (нитроаммофорску, аммофоску или азофоску), Данные удобрения универсальны и используются на всех типах почв и под все сельскохозяйственные культуры. При основном внесении на черноземных и тяжелых глинистых почвах удобрения целесообразно вносить осенью, а на легких почвах - весной. Нормы внесения зависят от плодородия почвы и в среднем составляют 35-45 кг на гектар;2) according to the results of agrochemical studies (if necessary) - the introduction of mineral components in the form of fertilizers that are missing in the soil in the estimated doses. Usually, in agriculture, for basic, pre-sowing and local application, when sowing or for feeding plants, nitrogen-phosphorus-potassium fertilizers are used (nitroammophores, ammofoska or azofoska). These fertilizers are universal and are used on all types of soils and under all agricultural crops. With the main application on chernozem and heavy clay soils, it is advisable to apply fertilizers in the fall, and on light soils in the spring. Application rates depend on soil fertility and average 35–45 kg per hectare;
3) увеличение кратности обработки почв препаратом до 3-4 раз за 1 вегетационный сезон;3) increase in the frequency of soil treatment with the drug up to 3-4 times for 1 growing season;
4) рыхление почвы не реже 1 раза в неделю;4) loosening the soil at least 1 time per week;
5) поддержание оптимальной влажности и рН почвы;5) maintaining optimal moisture and soil pH;
6) посев многолетних нефтетолерантных трав (овсяница, пырей ползучий, пырейник сибирский, тимофеевка луговая, осот полевой, костер безостый, клевер луговой).6) sowing of perennial oil-tolerant grasses (fescue, creeping wheatgrass, Siberian wheatgrass, meadow timothy grass, field sow thistle, beechless campfire, meadow clover).
Изобретение поясняется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Выделение и культивирование штамма Bacillus subtilis СНБС-1.Example 1. Isolation and cultivation of a strain of Bacillus subtilis SNBS-1.
Штамм бактерий Bacillus subtilis СНБС-1 выделен из мерзлых почвенных образцов, загрязненных соляркой, методом накопительных культур на среде Мюнца с нефтью с последующим пересевом на МПА.The bacterial strain Bacillus subtilis SNBS-1 was isolated from frozen soil samples contaminated with diesel fuel by the method of accumulative cultures in a Munz medium with oil, followed by reseeding on MPA.
Для этого 1,0 г мерзлого грунта с вышеуказанного объекта вносили в 250 мл минеральной среды Мюнца следующего состава (масс. %): KNO3 - 0,4; MgSO4⋅7H2O - 0,08; NaCl - 0,1; K2 HPO4 - 0,14; KH2 PO4 - 0,06; нефть - 1,0-1,5; вода дистиллированная - остальное; рН - 7,2. На первом этапе инкубация проводилась в качалочных условиях при 200 об/мин и температуре +20±1°С. Рост бактерий наблюдали уже через 3 дня инкубации по образованию мутной эмульсии с и дезинтеграции слоя нефти.For this, 1.0 g of frozen soil from the above object was added to 250 ml of the Muntz mineral medium of the following composition (wt.%): KNO 3 - 0.4; MgSO 4 ⋅ 7H 2 O - 0.08; NaCl - 0.1; K 2 HPO 4 0.14; KH 2 PO 4 - 0.06; oil - 1.0-1.5; distilled water - the rest; pH 7.2. At the first stage, the incubation was carried out under rocking conditions at 200 rpm and a temperature of + 20 ± 1 ° С. Bacterial growth was observed after 3 days of incubation by the formation of a turbid emulsion c and the disintegration of the oil layer.
Чистая культура бактерий Bacillus subtilis СНБС-1 была получена путем культивирования при выше перечисленных условиях и многократных пересевов (более 10) накопительной культуры на чашки Петри с мясо-пептонным агаром (МПА).A pure bacterial culture of Bacillus subtilis SNBS-1 was obtained by culturing under the conditions listed above and repeated reseeding (more than 10) of the accumulation culture on Petri dishes with meat peptone agar (MPA).
Далее посевы инкубировали в стационарных условиях при различных температурах от +5 до +40°С. Через 72 ч. на поверхности МПА наблюдали появление пастообразных блестящих колоний желтого цвета, диаметром до 5 мм, которые по культурально-морфологическим и биохимическим признакам, а также по результатам проведенного анализа нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК и ключевых фенотипических признаков согласно таксономическим описаниям, приведенным в Определителе Берги (см. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Book Review Int. J. of Syst. Bact.; July 1985, p. 408) идентифицированы, как штамм Bacillus subtilis.Further, crops were incubated under stationary conditions at various temperatures from +5 to + 40 ° C. After 72 hours, the appearance of pasty shiny yellow colonies with a diameter of up to 5 mm was observed on the MPA surface, which according to the cultural-morphological and biochemical characteristics, as well as the results of the analysis of the nucleotide sequences of the 16S rRNA gene and key phenotypic characters according to the taxonomic descriptions given in Bergi's determinant (see Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Book Review Int. J. of Syst. Bact .; July 1985, p. 408) has been identified as a strain of Bacillus subtilis.
Пример 2. Приготовление бактериальной суспензии из клеток штамма Bacillus subtilis СНБС-1.Example 2. Preparation of a bacterial suspension from cells of a strain of Bacillus subtilis SNBS-1.
Изолированные колонии, полученные по примеру 1, пересевали на скошенный МПА и инкубировали 48 часов при температуре +20±1°С. Выросшие на МПА культуры Bacillus subtilis СНБС-1 смывали 0,9% раствором NaCl; готовили исходную микробную суспензию бактериального изолята с титром 1×109 микробных клеток/см3 по оптическому стандарту ГИСК им. A.M. Тарасевича.The isolated colonies obtained in example 1 were subcultured on a beveled MPA and incubated for 48 hours at a temperature of + 20 ± 1 ° C. Bacillus subtilis SNBS-1 cultures grown on MPA were washed off with 0.9% NaCl; prepared the initial microbial suspension of the bacterial isolate with a titer of 1 × 10 9 microbial cells / cm 3 according to the optical standard GISK them. AM Tarasevich.
Для получения бактериальной суспензии готовили жидкую минеральную среду по примеру 1 и культивировали в колбах в качалочных условиях в течение 48 часов, при температуре 20±1°С, при 200 оборотах/мин. Полученную жидкую смесь клеток штамма Bacillus subtilis СНБС-1, с титром 1×109 клеток/см3 использовали для исследования нефтеокисляющей активности штамма.To obtain a bacterial suspension, a liquid mineral medium was prepared according to Example 1 and cultured in flasks under rocking conditions for 48 hours, at a temperature of 20 ± 1 ° C, at 200 rpm. The resulting liquid mixture of cells of the Bacillus subtilis strain SNBS-1, with a titer of 1 × 10 9 cells / cm 3 was used to study the oil-oxidizing activity of the strain.
Пример 3. Исследование нефтеокисляющей активности штамма Bacillus subtilis СНБС-1.Example 3. The study of the oil-oxidizing activity of a strain of Bacillus subtilis SNBS-1.
Клетки штамма Bacillus subtilis СНБС-1 смывают 0,9% раствором NaCl со скошенного МПА. Готовят исходную микробную суспензию бактериального изолята, объемом 25 см3, с концентрацией 1×109 микробных клеток/см3 по оптическому стандарту ГИСК им. A.M. Тарасевича.Cells of the Bacillus subtilis strain SNBS-1 are washed off with 0.9% NaCl solution from beveled MPA. Prepare the original microbial suspension of the bacterial isolate, with a volume of 25 cm 3 , with a concentration of 1 × 10 9 microbial cells / cm 3 according to the optical standard GISK them. AM Tarasevich.
Полученный бактериальный изолят штамма Bacillus subtilis СНБС-1 культивируют в водной среде с минеральным составом по примеру 1 в условиях постоянной аэрации.The obtained bacterial isolate of the Bacillus subtilis strain SNBS-1 was cultured in an aqueous medium with the mineral composition of Example 1 under constant aeration.
В колбочки объемом 250,0 см3 вносят по 100,0 см3 готовой минеральной среды и 1000 мг нефти. Колбы засевают клетками штамма до концентрации 1⋅109 клеток/см3. В качестве контроля ставят такую же колбу со средой, нефтью и без бактерий для определения общих (естественных) потерь. Опыт проводят в трех повторениях. Колбы культивируют при разных температурах (от +5°С до +40°С) в течение 3-5 суток.100.0 cm 3 of the finished mineral medium and 1000 mg of oil are introduced into cones with a volume of 250.0 cm 3 . Flasks are seeded with strain cells to a concentration of 1 × 10 9 cells / cm 3 . As a control, put the same flask with medium, oil and without bacteria to determine the total (natural) losses. The experiment is carried out in three repetitions. Flasks are cultivated at different temperatures (from + 5 ° C to + 40 ° C) for 3-5 days.
Данные эксперимента показывают, что в водной среде с минеральными компонентами предлагаемый штамм уже на 3-е сутки при температуре +5°С утилизирует 4,8-5,4% - нефти и нефтепродуктов; при температуре +20°С - 57,2-57,8%; при температуре +30°С - 62,6-63,7%, при температуре +40°С - 52,2-52,8%; в зависимости от типа ксенобиотика (см. таблицу 5).The experimental data show that in the aquatic environment with mineral components the proposed strain already utilizes 4.8-5.4% of oil and oil products already on the 3rd day at a temperature of + 5 ° C; at a temperature of + 20 ° C - 57.2-57.8%; at a temperature of + 30 ° C - 62.6-63.7%, at a temperature of + 40 ° C - 52.2-52.8%; depending on the type of xenobiotic (see table 5).
Пример 4. Получение препарата для очистки почв и водных объектов от нефти и нефтепродуктов.Example 4. Obtaining a preparation for cleaning soils and water bodies from oil and oil products.
Для получения препарата для очистки почв и водных объектов от нефти и нефтепродуктов готовят посевной материал из штамма Bacillus subtilis СНБС-1. Для этого, штамм Bacillus subtilis СНБС-1, выращенный на скошенном ГРМ-агаре промышленного производства, основой которого является гидролизат рыбной муки, либо мясопептонном агаре (МПА) промышленного производства, смывают 0,9% физиологическим раствором (NaCl) или стерильной водой в необходимом объеме (но, не менее 25-50 см3). Концентрация клеток штамма Bacillus subtilis СНБС-1 в посевном материале должна составлять 1×109 кл/см-3 по оптическому стандарту ГИСК им. A.M. Тарасевича.To obtain a preparation for cleaning soils and water objects from oil and oil products, seed material is prepared from the Bacillus subtilis strain SNBS-1. For this, the Bacillus subtilis SNBS-1 strain grown on a chamfered timing agar of industrial production, the basis of which is a fish meal hydrolyzate, or meat-and-peptone agar (MPA) of industrial production, is washed off with 0.9% physiological saline (NaCl) or sterile water in the required volume (but not less than 25-50 cm 3 ). The concentration of cells of the strain of Bacillus subtilis SNBS-1 in seed should be 1 × 10 9 cells / cm -3 according to the optical standard GISK them. AM Tarasevich.
Полученный посевной материал, вносят в колбы с заранее подготовленной минеральной питательной средой, следующего состава (масс. %): KNO3 - 0,4; MgSO4⋅7H2O - 0,08; NaCl - 0,1; K2 HPO4 - 0,14; KH2 PO4 - 0,06; нефть - 1,0-1,5; вода дистиллированная - остальное; рН среды - 7,2. Объем посевного материала должен составлять 5-10% от объема питательной среды. Посевы в колбах инкубируют на установке «УВМТ 12-250» в течение 72 часов при 180-200 об/мин.The resulting seed material is introduced into flasks with a previously prepared mineral nutrient medium of the following composition (wt.%): KNO 3 - 0.4; MgSO 4 ⋅ 7H 2 O - 0.08; NaCl - 0.1; K 2 HPO 4 0.14; KH 2 PO 4 - 0.06; oil - 1.0-1.5; distilled water - the rest; pH is 7.2. The amount of seed should be 5-10% of the volume of the nutrient medium. Crops in flasks are incubated on the installation "UVMT 12-250" for 72 hours at 180-200 rpm
На следующем этапе, проводят ферментацию выращенного штамма Bacillus subtilis СНБС-1.In the next step, fermentation of the grown strain of Bacillus subtilis SNBS-1 is carried out.
Для этого, в ферментер марки Ф-300В заливают необходимый объем чистой воды комнатной температуры, после чего в воду вносят минеральные элементы (масс. %, от объема воды): KNO3 - 0,4; MgSO4⋅7Н2О - 0,08; NaCl - 0,1; K2 HPO4 - 0,14; KH2 PO4 - 0,06 и нефть - 1,0-1,5%.For this, the required volume of clean water at room temperature is poured into the F-300V brand fermenter, after which mineral elements are added to the water (wt.%, Of the water volume): KNO 3 - 0.4; MgSO 4 ⋅ 7H 2 O - 0.08; NaCl - 0.1; K 2 HPO 4 0.14; KH 2 PO 4 - 0.06 and oil - 1.0-1.5%.
Затем корректируется рН среды до уровня 7,2. Для этого отбирают пробу минеральной среды, измеряют рН и при необходимости вводят в емкость с минеральной средой по 10-20 мл, либо 10%-ного водного раствора кислоты (HCl), либо раствора щелочи (NaOH).Then the pH of the medium is adjusted to the level of 7.2. For this, a sample of the mineral medium is taken, the pH is measured and, if necessary, 10-20 ml of either a 10% aqueous acid solution (HCl) or an alkali solution (NaOH) is introduced into the container with the mineral medium.
После этого, в минеральную среду вносят посевной материал, содержащий клетки штамма Bacillus subtilis СНБС-1, наработанный в установке «УВМТ 12-250» по вышеописанному способу, в объеме 10% от общего объема минеральной среды в ферментере. Закрывают крышку ферментера. Материал готов к ферментации. Процесс ферментации осуществляют при интенсивном перемешивании при температуре +29±1°С в течение 36-48 часов.After that, seed material is introduced into the mineral medium containing cells of the Bacillus subtilis strain SNBS-1, obtained in the UVMT 12-250 installation according to the above method, in the amount of 10% of the total volume of the mineral medium in the fermenter. Close the lid of the fermenter. The material is ready for fermentation. The fermentation process is carried out with vigorous stirring at a temperature of + 29 ± 1 ° C for 36-48 hours.
В процессе ферментации контролируют работу ферментера, заданные значения температуры, степень аэрации и пенообразования, состояние систем обеспечения.In the fermentation process, the operation of the fermenter is controlled, the set temperature, the degree of aeration and foaming, the condition of the support systems.
По окончании работы ферментера наработанную жидкость, содержащую клетки Bacillus subtilis СНБС-1, сливают в стерильные емкости и используют для иммобилизации сорбента-носителя (заранее подготовленного вермикулита вспученного, по ГОСТ 12865-67). Процесс иммобилизации вермикулита полученной биомассой, осуществляют при комнатной температуре, в аппарате с мешалкой типа БС-180, при 29±1 об./мин., в течении 30 минут, в соотношении 1:1 (1 часть биомассы клеток Bacillus subtilis СНБС-1, наработанной в ферментере на 1 часть вспученного вермикулита). Например, для иммобилизации 1 л биомассы необходимо 1 л вспученного вермикулита; для иммобилизации 10 л биомассы нефтедеструкторов необходимо 10 л вспученного вермикулита; для иммобилизации 100 л биомассы необходимо 100 л вспученного вермикулита и т.д.). Полученную смесь оставляют при комнатной температуре на 24-48 часов для закрепления клеток Bacillus subtilis СНБС-1, на вермикулите. После чего полученный биопрепарат высушивают контактным способом при температуре 37°С или при комнатной температуре в течение 2-х суток до влажности 3%. Сухой биопрепарат помещают в кеги или двухслойные полиэтиленовые мешки и запаивают. Препарат готов к использованию.At the end of the work of the fermenter, the accumulated liquid containing Bacillus subtilis SNBS-1 cells is poured into sterile containers and used to immobilize the carrier sorbent (pre-prepared expanded vermiculite, according to GOST 12865-67). The process of immobilization of vermiculite with the obtained biomass is carried out at room temperature, in a device with a BS-180 type mixer, at 29 ± 1 rpm., For 30 minutes, in a ratio of 1: 1 (1 part of the biomass of Bacillus subtilis SNBS-1 cells accumulated in the fermenter for 1 part of expanded vermiculite). For example, to immobilize 1 liter of biomass, 1 liter of expanded vermiculite is needed; to immobilize 10 l of biomass of oil destructors, 10 l of expanded vermiculite is necessary; to immobilize 100 l of biomass, 100 l of expanded vermiculite is necessary, etc.). The resulting mixture was left at room temperature for 24-48 hours to fix Bacillus subtilis SNBS-1 cells on vermiculite. After that, the resulting biological product is dried by contact at a temperature of 37 ° C or at room temperature for 2 days to a moisture content of 3%. Dry biological product is placed in kegs or two-layer plastic bags and sealed. The drug is ready to use.
Параметры и характеристики биопрепарата должны соответствовать значениям таблицы 3.The parameters and characteristics of the biological product must correspond to the values of table 3.
Пример 5. Очистка почвы от нефтезагрязнений с применением препарата.Example 5. Cleaning the soil from oil pollution using the drug.
Опыты с применением препарата проведены на супесчанной почве, загрязненной нефтью. Исходное содержание нефтепродуктов (НП) в почве до внесения препарата составило от 2780 до 2960 мг/кг. Эффективность применения препарата оценивали по степени деградации нефтезагрязнения в соответствии с инструкцией РД 39-0177098-015-90.Experiments with the use of the drug were carried out on sandy loam soil contaminated with oil. The initial content of oil products (NP) in the soil prior to application of the drug ranged from 2780 to 2960 mg / kg. The effectiveness of the drug was evaluated by the degree of degradation of oil pollution in accordance with the instructions RD 39-0177098-015-90.
Для этого образцы почвы до и после обработки биопрепаратом подвергались экстракции в аппарате Сокслета четыреххлористым углеродом, после чего экстрагент удаляли перегонкой с дефлегматором, доводя остаток до постоянного веса. Определение влажности образцов проводили общепринятым методом (см. ГОСТ 28268-89 «Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности»), после чего производили перерасчет содержания нефтепродуктов на сухую почву.For this, soil samples before and after treatment with a biological product were subjected to extraction with carbon tetrachloride in a Soxhlet apparatus, after which the extractant was removed by distillation with a reflux condenser, bringing the residue to a constant weight. The moisture content of the samples was determined by the generally accepted method (see GOST 28268-89 “Soils. Methods for determining moisture, maximum hygroscopic humidity”), after which the content of oil products was recalculated on dry soil.
Установлено, что степень биодеградации нефти и нефтепродуктов в опытных образцах через 45 суток после однократной обработки почв полученным препаратом составила при температуре +5±1°С - 26,0-28,7%; при температуре +20±1°С - 69,1-70,0%; при температуре +30±1°С - 61,670,6-71,4%; при температуре +37±1°С - 70,8-71,2% при температуре +40±1°С - 57,8-62,6% (см. таблицу 6).It was established that the degree of biodegradation of oil and oil products in experimental samples 45 days after a single soil treatment with the obtained preparation was at a temperature of + 5 ± 1 ° С - 26.0-28.7%; at a temperature of + 20 ± 1 ° С - 69.1-70.0%; at a temperature of + 30 ± 1 ° C - 61.670.6-71.4%; at a temperature of + 37 ± 1 ° С - 70.8-71.2%; at a temperature of + 40 ± 1 ° С - 57.8-62.6% (see table 6).
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют об эффективности препарата для очистки почв от нефтезагрязнений.Thus, the obtained results indicate the effectiveness of the drug for cleaning soils from oil pollution.
Пример 6. Очистка воды от нефтезагрязнений с применением препарата.Example 6. Purification of water from oil pollution using the drug.
Для опыта в эксикатор объемом 5,0 дм3 вносили 3,0 дм3 водопроводной воды отстоявшейся в течение суток и 0,03 л препарата. Для создания нефтяной пленки в емкости добавили 2880 мг/дм3 нефти и нефтепродуктов. В качестве контроля использовали воду в количестве 3,0 дм3 с добавлением 2880 мг/дм3 нефти и без внесения препарата.For the experiment, 3.0 dm 3 of tap water settled for one day and 0.03 L of the preparation were added to a desiccator with a volume of 5.0 dm 3 . To create an oil film in the tank, 2880 mg / dm 3 of oil and oil products were added. As a control used water in an amount of 3.0 DM 3 with the addition of 2880 mg / DM 3 oil and without making the drug.
Эксперимент проводили в течение 45 суток, поддерживая температуру воды в интервале +20±2°С. Полученные результаты показали, что деструкция нефти за 45 суток под действием препарата составила 54-59% (см. таблицу 7).The experiment was carried out for 45 days, maintaining the water temperature in the range + 20 ± 2 ° C. The results showed that the destruction of oil for 45 days under the influence of the drug was 54-59% (see table 7).
Таким образом, преимуществом препарата является то, что он благодаря совокупности уникальных свойств субстрата-носителя (вспученного вермикулита) и иммобилизованным на него бактерий Bacillus subtilis СНБС-1 обладает способностью стимулировать очистку почв и воды от нефти и нефтепродуктов.Thus, the advantage of the drug is that, thanks to the combination of the unique properties of the carrier substrate (expanded vermiculite) and the Bacillus subtilis SNBS-1 bacteria immobilized on it, it has the ability to stimulate the purification of soils and water from oil and oil products.
Способ приготовления и использования предлагаемого препарата экономически выгоден, так как для своего осуществления не требует сложного технологического оборудования. А вермикулит, служащий в данном способе субстратом-носителем является одновременно и доступным, и дешевым сырьем, поскольку вермикулиты имеют поверхностное залегание и разрабатываются открытым способом. В России наиболее известными месторождениями вермикулитовых руд являются: Ковдорское (Мурманская область), Татарское (Красноярский край), Кокшаровское (Приморский край), Булдымское и Потанинское (Челябинская обл.), Улунтуйское и Слюдянинское (Иркутская обл.), Инаглинское (Республика Саха (Якутия)) и др.The method of preparation and use of the proposed drug is economically viable, since it does not require complex technological equipment for its implementation. And vermiculite, which serves as a carrier substrate in this method, is both affordable and cheap raw materials, since vermiculites have a surface occurrence and are developed in an open way. In Russia, the most famous deposits of vermiculite ores are: Kovdorskoye (Murmansk region), Tatarskoye (Krasnoyarsk Territory), Koksharovskoye (Primorsky Territory), Buldymskoye and Potaninskoye (Chelyabinsk Region), Uluntuyskoye and Slyudyaninsky (Irkutsk Oblast), Inaglinsky (Republic of Sakha ( Yakutia)), etc.
Очистка почвы и воды от нефтезагрязнений, предлагаемым препаратом позволяет предотвратить распространение веществ-загрязнителей на сопряженные ландшафты и добиться устранения пятен загрязненного грунта, что значительно улучшает санитарно-экологическое состояние нарушенной территории.Purification of soil and water from oil pollution, the proposed drug can prevent the spread of pollutants to the associated landscapes and to eliminate stains of contaminated soil, which significantly improves the sanitary and environmental condition of the disturbed area.
Предлагаемый препарат для очистки почвы и воды от нефтезагрязнений является экологически безопасным, поскольку основой для его приготовления являются природные образования - минерал-вермикулит и не патогенный штамм бактерий Bacillus subtilis СНБС-1, обладающий эффективностью не только для очистки воды, но так же и для очистки почв от нефтезагрязнений, в условиях широкого диапазона температур (от +5 до +40 градусов, С; см. табл. 5-6), что позволяет применять препарат в различных природно-климатических условиях.The proposed preparation for cleaning soil and water from oil pollution is environmentally friendly, since the basis for its preparation is natural formations - a vermiculite mineral and a non-pathogenic bacterial strain Bacillus subtilis SNBS-1, which is effective not only for water treatment, but also for cleaning soils from oil pollution, in a wide range of temperatures (from +5 to +40 degrees C, see table 5-6), which allows the drug to be used in various climatic conditions.
Claims (1)
Препарат для очистки почв и водных объектов от нефти и нефтепродуктов, включающий иммобилизованную на вспученном вермикулите биомассу углеводородокисляющих бактерий Bacillus subtilis СНБС-1 при соотношении 1:1.
A preparation for cleaning soils and water objects from oil and oil products, including the biomass of hydrocarbon-oxidizing bacteria Bacillus subtilis SNBS-1 immobilized on expanded vermiculite at a ratio of 1: 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015157249A RU2615464C1 (en) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Preparation for soils and water bodies purification from oil products |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015157249A RU2615464C1 (en) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Preparation for soils and water bodies purification from oil products |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2615464C1 true RU2615464C1 (en) | 2017-04-04 |
Family
ID=58505763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015157249A RU2615464C1 (en) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Preparation for soils and water bodies purification from oil products |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2615464C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108517304A (en) * | 2018-03-27 | 2018-09-11 | 丽水学院 | A kind of composite microbial Tetramune, preparation method and its application in sewage disposal |
RU2692554C1 (en) * | 2017-12-25 | 2019-06-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method for adsorption preparation of soil to phytoremediation |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2268934C2 (en) * | 2003-10-28 | 2006-01-27 | ООО "ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть" | STRAIN Phyllobacterium myrsinacearum DKS-1 FOR DESTRUCTION OF PETROLEUM HYDROCARBON IN SUBSALINE-AQUEOUS ECOSYSTEM |
RU2404138C2 (en) * | 2008-07-30 | 2010-11-20 | ООО "ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть" | Method of obtaining biopreparation for sea water purification from oil (versions) |
RU2535978C1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-12-20 | Ирина Анатольевна Афти | Biopreparation for cleaning environmental objects from hydrocarbon pollution, method of obtaining and application thereof |
-
2015
- 2015-12-31 RU RU2015157249A patent/RU2615464C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2268934C2 (en) * | 2003-10-28 | 2006-01-27 | ООО "ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть" | STRAIN Phyllobacterium myrsinacearum DKS-1 FOR DESTRUCTION OF PETROLEUM HYDROCARBON IN SUBSALINE-AQUEOUS ECOSYSTEM |
RU2404138C2 (en) * | 2008-07-30 | 2010-11-20 | ООО "ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть" | Method of obtaining biopreparation for sea water purification from oil (versions) |
RU2535978C1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-12-20 | Ирина Анатольевна Афти | Biopreparation for cleaning environmental objects from hydrocarbon pollution, method of obtaining and application thereof |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ЕРОФЕЕВСКАЯ Л.А., ПЕТРОВА Е.В., и др., Биотехнологическое решение в востановлении нефтезагрязненных экосистем в условиях крайнего севера, Тезисы докладов международной конференции.Биоиндустрия.Санкт- Петербург, 16-18 октября 2013, стр.35. * |
МЕСЯЦ С.П., ШЕМЯКИНА А.Б., Активизация микробиологических процессов окисления мазутных загрязнений грунтов, Вестинк МГУ, 2009, т.12, N4, стр. 742-746. ЛЕЦКИН Ю.А., ЧЕРКАСОВА Т.А., СМАГИНА Н.А., Вермикулитовый сорбент для очитски воды от нефтяных углеводородов, Сорбционные и хроматографические процессы, 2009, т.9, вып.1, стр.104-117. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692554C1 (en) * | 2017-12-25 | 2019-06-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method for adsorption preparation of soil to phytoremediation |
CN108517304A (en) * | 2018-03-27 | 2018-09-11 | 丽水学院 | A kind of composite microbial Tetramune, preparation method and its application in sewage disposal |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101597576B (en) | Solid microbial agent to remedy soil contaminated by petroleum, preparation method thereof and application | |
RU2565549C2 (en) | Biopreparation for bioremediation of oil-contaminated soils for climatic conditions of far north | |
CN101914470B (en) | Acinetobacter calcoaceticus and culture method and application thereof | |
RU2523584C1 (en) | BACTERIAL STRAIN Exiguobacterium mexicanum - DESTRUCTOR OF CRUDE OIL AND PETROLEUM PRODUCTS | |
Nikhil et al. | Isolation, characterization and identification of diesel engine oil degrading bacteria from garage soil and comparison of their bioremediation potential | |
CN113215033B (en) | Sulfonamide antibiotic degrading bacteria and application thereof | |
RU2509150C2 (en) | Association of strains of bacteria-oil decomposers, and remediation method of oil-contaminated objects | |
KR20000034035A (en) | Bioaugmentation of oil contaminated soil by microbial composition which can decompose hydrocarbons derived from petroleum | |
KR20140119856A (en) | A novel microorganism Rhodococcus pyridinovorans EDB2 degrading aromatic compounds | |
RU2615464C1 (en) | Preparation for soils and water bodies purification from oil products | |
RU2300561C1 (en) | Strain rhodococcus globerulus h-42 for decomposition of petroleum and petroleum products | |
RU2705290C1 (en) | Microbial preparation for bioremediation of soil contaminated with oil and oil products | |
CN105802884A (en) | DDT (1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)ethane) degradation bacteria and in-situ remediation method using DDT for contaminated soil | |
WO2020022933A1 (en) | Method of remediation of contaminated earth | |
Sandhu et al. | Determination of hydrocarbon degrading potentiality of indigenous fungal isolates | |
CN104046580A (en) | Sphingobacterium strain for degrading polycyclic aromatic hydrocarbon organic pollutant and application thereof | |
RU2617950C1 (en) | STRAIN OF BACTERIA Stenotrophomonas maltophilia - OIL AND OILPRODUCT DESTRUCTOR | |
RU2735870C1 (en) | Method of extracting microorganisms for purification and recovery of oil-contaminated soil and soil by phyto-bioremediation | |
RU2687155C1 (en) | STRAIN OF THE MICROBACTERIUM PARAOXYDANS BKM Ac-2619D BACTERIA - OIL AND OIL PRODUCTS DECOMPOSER | |
Williams et al. | Comparative Bioremediation Potentials of Pseudomonas aeruginosa KX828570 and Bacillus megaterium KY085976 on Polluted Terrestrial Soil Treated with Oil Spill dispersant | |
RU2675940C1 (en) | Bacillus species vkm b-2815d bacteria strain - oil and petroleum product decomposer | |
RU2600872C2 (en) | Preparation for cleaning soil and water from oil contaminants | |
RU2617951C1 (en) | Bacillus subtilis STRAIN - OIL AND PETROLEUM DESTRUCTOR | |
RU2142996C1 (en) | Strain arthrobacter sp for degradation of crude oil and petroleum products | |
RAHEEM et al. | BIODEGRADATION OF CRUDE OIL BY NEMATODE TRAPPING FUNGI ISOLATED FROM IRAQ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190101 |