Засіб біокаталітичної дії для очистки поверхні водних середовищ та грунту від нафти та нафтопродуктів
Номер патенту: 43965
Опубліковано: 15.03.2004
Автори: Хохлова Людмила Йосипівна, Хохлов Андрій Вікторович, Швець Дмитро Іванович
Формула / Реферат
1.Засіб біокаталітичної дії для очистки поверхні водних середовищ та ґрунту від нафти та нафтопродуктів у вигляді суміші вуглеводневоокислюючих мікроорганізмів, яка містить бактерії роду Pseudomonas, який відрізняється тим, що суміш додатково містить адаптовані колонії вуглеводневоокислюючих безспорових бактерій родів Bacterium, Micrococcus, одержані з грунту, забрудненого нафтою та нафтопродуктами, причому суміш міститься на рослинному носії.
2. Консорціум мікроорганізмів за п. 1, який відрізняється тим, що вказані мікроорганізми входять в суміш в однакових кількостях.
3. Консорціум мікроорганізмів за п. 1, який відрізняється тим, що один грам суміші містить від 109 до 1013 клітин.
Текст
1 Консорціум мікроорганізмів для очистки поверхні водних середовищ та ґрунту від нафти та Винахід відноситься до області захисту навколишнього середовища і стосується біологічної очистки поверхні води та грунту від розлитої нафти та нафтопродуктів та рекультивації забруднених грунтів, точніше до способів очистки з використанням мікроорганізмів-деструкторів вуглеводнів нафти і може бути використаний у водному та сільському господарстві, нафтохімічній промисловості та інших галузях народного господарства Зростаючі з кожним роком обсяги добування, транспортування, переробки та використання нафти та нафтопродуктів і, в зв'язку з цим, збільшення забруднення навколишнього середовища компонентами нафти роблять проблему очистки від них все більш актуальною Нафта та нафтопродукти, попадаючи у воду, можуть локалізуватись на м поверхні у вигляді суцільних плівок, диспергуватись, створюючи емульсії типу «вода в нафті» і «нафта в воді», і частково розчинятись Як правило, води, що містять нафту та нафтопродукти очищують механічними, фізико-хімічними, ХІМІЧНИМИ і біологічними способами, які мають ряд суттєвих недоліків і не можуть забезпечити достатній ступінь очистки води та грунтів від нафтових забруднень В залежності від ступеню забрудненості води та грунтів використовують сорбенти різної природи, які включають в комплексну схему очищення та подальшої бюдеструкцм нафтопродуктів з метою попередження забруднення навколишнього середовища з використанням мікробних препаратів, здатних здійснювати біологічну деструкцію нафтопродуктів у вигляді суміші вуглеводневоокислюючих мікроорганізмів, адаптованих колоній безспорових бактерій, що містить бактерії із роду Pseudomonas, який відрізняється тим, що суміш включає бактерії Bacterium, Micrococcus 2 Консорціум мікроорганізмів за п 1, який відрізняється тим, що вказані мікроорганізми входять в суміш в однакових кількостях 3 Консорціум мікроорганізмів за п 1, який відрізняється тим, що один грам суміші містить від 109 до 10 13 клітин нафтопродуктів як в аеробних, так і анаеробних умовах Той факт, що в районах інтенсивного нафтового забруднення завжди знаходяться мікроорганізми, які здатні використовувати нафту та нафтопродукти як єдине джерело вуглецю та енергії, трансформуючи їх до простих сполук вуглецю, був використаний нами при застосуванні мікроорганізмів для очистки навколишнього середовища від нафти та нафтопродуктів Відомий консорціум мікроорганізмів, спрямований на мікробіологічну очистку забруднених нафтою сільськогосподарських грунтів, в якому використовують суспензію, що містить суміш Pseudomonas, Nocardia, Flavobactenum, Candida[1] Досліди по очищенню проводились на протязі 7 років, при цьому слідкували за вмістом нафти в грунті на різній глибині По закінченню ДОСЛІДІВ було відмічено майже повне видалення нафти із верхнього шару (0 - 20см), в той час як більш глибокі горизонти (20 - 40 і 40 60см) ще містили, деяку КІЛЬКІСТЬ нафти Недоліком цього консорціуму мікроорганізмів є його низька біологічна деструкційна здатність по відношенню до нафти та нафтопродуктів, дуже велика тривалість часу бюдеструкцм Відомий також мікробний препарат для очистки води від емульгованих та розчинних нафтопродуктів [2] Недоліком даного препарату (консорціуму) є низька ефективність процесу бюдеструкцм (90 - 95%), велика тривалість часу бюдеструкцм, а також працездатність консорціуму лише в аеробних умовах ю (О о> CO 43965 Відомий консорціум мікроорганізмів, який застосовується для очистки води та грунтів від нафти та нафтопродуктів [3] Недоліком даного консорціуму є неможливість його використання в анаеробних умовах, а також низький ступінь бюдеструкцм нафтопродуктів Відомий також консорціум мікроорганізмів для очищення ґрунтових і солоноводних екосистем від забруднення нафтопродуктами, що містить суміш штамів нафтоокислюючих мікроорганізмів [4] Недоліком даного консорціуму є також низька бюдеструкційна здатність та неможливість використання даного консорціуму в анаеробних умовах Найбільш близьким до винаходу по технічній суті та досягнутому результату є мікробний препарат для очищення води і грунтів від нафтових забруднень, що містить суміш вуглеводневоокислюючих мікроорганізмів [5] Недоліком даного консорціуму є складність суміші, низька біологічна здатність до бюдеструкцм, а також непрацездатність консорціуму в анаеробних умовах, що не дає змоги здійснювати ефективну очистку водної поверхні та грунтів в анаеробних умовах Таким чином, ВІДОМІ консорціуми потребують покращення їх експлуатаційних характеристик, підвищення ступеню бюдеструкцм - очищення води від плівок, емульсій та водорозчинної частини нафтопродуктів до норм ГДКяк в аеробних, так і в анаеробних умовах їх практичного використання Задачею даного винаходу є розробка консорціуму мікроорганізмів на основі вуглеводневоокислюючих мікроорганізмів, спроможних здійснювати ефективну біодеструкцію нафти та нафтопродуктів на поверхні води та грунтах як в аеробних, так і в анаеробних умовах , котрий би забезпечував високий ступінь очистки і скорочував и тривалість, тобто сприяв прискоренню ліквідації екологічних аварій та покращенню екологічної ситуації в регіоні Розроблений консорціум мікроорганізмів на основі колоній безспорових нафтоокислюючих бактерій із роду Pseudomonas, Bacterium, Micrococus дає можливість одержати технічний результат, що полягає в підвищенні ступеню очистки водної поверхні та грунтів від нафти та нафтопродуктів, забезпеченні ефективного очищення як в аеробних, так і в анаеробних умовах, скороченні часу ліквідації екологічних аварій, зниженні затрат на процес очищення Для досягнення вказаного технічного результату консорціум мікроорганізмів - колоній безспорових бактерій для очистки поверхні водних середовищ та грунту від нафтопродуктів, що включає нафтоокислюючі бактерії із роду Pseudomonas, згідно винаходу, додатково містить нафтоокисслюючі бактерії із роду Bacterium, Micrococus при такому співвідношенні клітин компонентів Pseudomonas Bacterium Micrococus = 1 1 1 До складу консорціуму мікроорганізмів входять бактерії, що виділені із грунтів, безпосередньо забруднених нафтою та нафтопродуктами Як консорціум для очищення поверхні води і грунтів від нафти та нафтопродуктів шляхом бюдеструкцм - використовують суміш адаптованих колоній безспорових бактерій із роду Pseudomonas, Bacterium, Micrococus при співідношенні 1 1 1 Один грам мікробіологічного препарату містить 3 13 від 10 до 10 клітин Вибране співвідношення мікроорганізмів в суміші є оптимальним, використання препарату із 9 13 числом живих клітин 10 -10 в 1 г сухої біомаси є найбільш ефективним Присутність в біопрепараті мікроорганізмів двох типів - нітрофікаторів та денітрофікаторів суттєво підвищує деструкційну здатність консорціуму мікроорганізмів в цілому Використання комбінованого консорціуму мікроорганізмів, що містить безспорові нафтоокислюючі бактерії двох типів aerugmose та demtnficaus в межах заявлених співвідношень компонентів дає можливість не тільки підвищити ступінь очищення поверхні води від нафти та нафтопродуктів, особливо від водорозчинної частини нафтопродуктів, що може покращити екологічний стан водно-грунтового середовища, а і забезпечити їх повну біодеструкцію в будь-яких умовах (аеробних і анаеробних) Консорціум мікроорганізмів такого типу має бюдеструктивну здатність як в присутності кисню, так і в його відсутності, що значно краще консорціуму мікроорганізмів на основі штамів Pseudomonas strutren, Rodococus sp , Rodococus mans,Rodococus erythropohs, Yrrowia або Candida Використання заявленої суміші вуглеводневоокислюючих мікроорганізмів дозволить суттєво підвищити ступінь очистки води та грунту від нафти та нафтопродуктів шляхом більш повної бюдеструкцм поглинутих нафтопродуктів Це сприятиме більш широкому використанню таких консорціумів мікроорганізмів для очищення великих площ забрудненої водної поверхні або грунту, що особливо важливо в період ліквідації наслідків екологічних аварій Запропонований засіб очистки у вигляді вказаної суміші мікроорганізмів дозволяє досягти деструкції нафтопродуктів на 60 - 70% за 4 - 5 днів в будь-яких умовах (аеробних або анаеаробних), при цьому асоціативна культура продемонструвала більш високу нафтоокислюючу здатність, ніж кожна культура окремо В запропонованому консорціумі, крім застосування нафтоокислюючих бактерій із роду Pseudomonas, Bacterium, Micrococus, ВІДМІННИМИ ВІД прототипу ознаками у всіх випадках виготовлення заявленого бюматеріалу є нові співвідношення суміші мікроорганізмів , що приводить до підвищення ступеню очищення води або грунту від нафти та нафтопродуктів, скорочення часу деструкції нафти завдяки створенню консорціуму, спроможному працювати як в аеробних, так і анаеробних умовах Таким чином, заявлене технічне рішення відповідає критерію винаходу «новизна» Аналіз відомих консорціумів мікроорганізмів для очищення поверхні води від нафти та нафтопродуктів показав, що деякі із застосованих в консорціумі штами окремо ВІДОМІ, наприклад, Pseudomonos Однак їх використання у відомих технологіях очищення води від нафти та нафтопродуктів не приводить до таких результатів, які досягнуті в заявленому рішенні, а саме - високий ступінь очищення, можливість здійснення процесу бюдеструкцм в будь-яких умовах (як аеробних, так і анаеробних) , невелика собівартість консорціуму 43965 мікроорганізмів завдяки використанню штамів різного типу, вилучених із природного середовища, а не створених біохімічним шляхом Залежність відрізняючих ознак і одержаного результату із літератури невідома Це дає можливість зробити висновок про творчий характер розробки, тобто ВІДПОВІДНІСТЬ заявленого рішення критерію «винахідницький рівень» Для приготування консорціуму мікроорганізмів використовували консорціум адаптованих колоній безспорових бактерій із роду Pseudomonas, Bacterium, Micrococus Нафтоокислюючі мікроорганізми типу Pseudomonas aeruginose одержували із грунту, забрудненого нафтою та нафтопродуктами в присутності живильного середовища Насртоокислюючі мікроорганізми змішаного типу (denitnficaus) одержували також із родючого грунту, забрудненого нафтою та нафтопродуктами шляхом виділення їх з використанням живильного водного середовища у диспергованому стані Консорціум мікроорганізмів отримували шляхом вирощування на рідкому мінеральному субстраті загально прийнятого складу з добавками 8 - 10% сирої нафти в натурних природних умовах, адаптованих при 0 - 30°С на протязі 3 - 7 діб, селективним нарощуванням мікроорганізмів з метою звикання останніх до різних кліматичних умов Титр культури в посівному матеріалі складає не менше 1 10 1 1 1 2 кл/мл Посівний матеріал використовують для засіву інокулятора при співвідношенні асоціативних культур 1 1 1 Інокуляцію проводять в 2 стадії використовують для засіву виробничого ферментера всю масу культуральної рідини, одержаної на 2-ій стадії інокуляції Рідку біомасу суміші мікроорганізмів отримують шляхом культивування продуцента при температурі 25 - 28°С, рН - 6,5 - 8,0 на мінеральному середовищі Концентрація сухих речовин на кінець ферментації складає 6,0 7,0% Напівсуху біомасу суміші мікроорганізмів одержують із культуральної рідини до концентрування суміші напівсухих речовин 8 - 10% на рослинному носи шляхом розпорошувальної сушки до вологості не менше 20% в присутності живильної органічної речовини (нафти) КІЛЬКІСТЬ життєздатних клггин в 1г концентрованого препарату- не менше 1 10 1 0 -1,5 10 1 3 Приклад 1 Одержання біомаси нафгоокислюючих мікроорганізмів здійснювали шляхом культивування суміші мікроорганізмів в співвідношенні 1 1 1 на рідкому мінеральному середовищі в присутності живильної органічної речовини (нафти) та диспергованого стану Накопичення біомаси проводили в селективних умовах при глибинному культивуванні, перемішуванні та аерації Температура росту консорціуму мікроорганізмів змінювалась в залежності від умов адагтгацм - 0 - 30°С Одержану біомасу концент рували та висушували при кімнатній температурі до напівсухого стану на диспергаторі-носм за допомогою хлористого натрію до концентрації сухих речовин 10% КІЛЬКІСТЬ ЖИВИХ КЛГГИН, визначена методом титруван ня, складала 1,2 10 1 1 на Ігсухого препарату Випробування ефективності очистки водної поверхні від нафтопродуктів в модельних дослідах проводили шляхом утворення на поверхні води плівки нафти з наступним нанесенням на водну поверхню консорціуму мікроорганізмів Виміряли час бюдеструкцм нафти та нафтопродуктів консорціумом Під час проведення ДОСЛІДІВ по мірі висихання добавляли дехлоровану водопровідну воду Відбір проб для аналізу здійснювали з інтервалом 3 дні, за цей час вміст фракцій нафти знизився на 60 - 70%, а через 10 днів на 95 - 98% Процес очистки грунтів шляхом використання запропонованого консорциума мікроорганізмів супроводжувався відсутністю порушень в процесі самоочищення як в відношенні мікроорганізмів, так і по відношенню до живильного середовища Приклад 2 Одержаний по технології прикладу 1, біопрепарат використовували для обробки поверхні модельного водоймища з метою очистки від нафти Аналіз дії консорціуму мікроорганізмів в натурних умовах показав високу ефективність Плівка нафти товщиною 200мкм була знешкоджена повністю за 12 діб ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 1 Микробиологическая очистка загрязненных нефтью сельскохозяйственных почв Microbiologicfal recultivation of oil-polluted agricultural areas Budai F , Torok G , Gergely Z Szakacs A , Gabns К , Koltai A , Farkas I , «Proc 9 Int Symp Soil Biol And Conserv Biosphere, Sopron, Aug 27 30,1985 Vol 2» — Budapest, 1987, — 585 - 589 2 Исследование эффективности препарата «Путидойл» для очистки нефтяных загрязнений поверхностных вод Отчет о НИР (заключ )/Вост н -и нефтегазовый институт по технике безопасности и промсанитарии /ВостНИИТБ), - ГР 01880030873 3 Патент України 22967 А Спосіб отримування консорціуму мікроорганізмів для ліквідації нафтових забруднень МІЖ С 02 F3/34 Опубл В бюл № 3,1998 4 Заявка на патент України № 93007798 Консорціум мікроорганізмів для очищення ґрунтових і солоноводних екосистем від забруднення нафтопродуктами МПК С 02 F 3/34 Опубл в бюл № 3/98 5 Патент України 22690 А Мікробний препарат для очищення води і грунтів від нафтових забруднень МПК С 12 N 1|20 Опубл в бюл № 3,1998 прототип ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA consortium of microorganisms for removing oil and oil products from the soil and water surfaces
Автори англійськоюKhokhlova Liudmyla Yosypivna, Shvets Dmytro Ivanovych
Назва патенту російськоюКонсорциум микроорганизмов для очистки поверхности водных сред и грунта от нефти и нефтепродуктов
Автори російськоюХохлова Людмила Иосифовна, Швец Дмитрий Иванович
МПК / Мітки
МПК: C02F 101/32, C02F 3/34, B09C 1/10
Мітки: поверхні, нафти, нафтопродуктів, біокаталітичної, очистки, дії, середовищ, водних, засіб, грунту
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-43965-zasib-biokatalitichno-di-dlya-ochistki-poverkhni-vodnikh-seredovishh-ta-gruntu-vid-nafti-ta-naftoproduktiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Засіб біокаталітичної дії для очистки поверхні водних середовищ та грунту від нафти та нафтопродуктів</a>
Попередній патент: Пристрій для формування і вирубки виробів з листового термопласту
Наступний патент: Мікродобриво
Випадковий патент: Пристрій для зберігання скрапленого газу (варіанти)