Препарат сорбційний для очищення середовищ від забруднень нафтою та нафтопродуктами

1. Препарат сорбційний для очищення середовищ від забруднень нафтою та нафтопродуктами, який містить природний органічний сорбент у вигляді подрібненого деревного вугілля, поверхня якого покрита емульсією нафти або емульсією нафтопродуктів, з біомасою штамів вуглеводнеокислювальних бактерій Gordonia rubropertinctus IMB Ac-5005 та бактерій Rhodococcus erythropolis IMB В-7012, а також мінеральний компонент, який відрізняється тим, що він містить природний органічний сорбент у вигляді подрібненого деревного вугілля, поверхня якого покрита емульсією нафти або емульсією нафтопродуктів, взятої у кількості 0,03-11,5 % від маси деревного вугілля, а кількісне співвідношення маси цього природного органічного сорбенту з біомасою штамів вуглеводнеокислювальних бактерій Gordonia rubropertinctus IMB Ac5005 і бактерій Rhodococcus erythropolis IMB В U 2 (19) 1 3 12016 4 зоні забруднення для поширеного діапазону від 499:1 до 1,22:1 при відповідному співвіднопрактичних значень ступеню такого забруднення. шенні компонентів у мас. %: Найбільш близьким до заявленого рішення є природний органічний сорбент у випрепарат для очищення середовищ від забрудгляді подрібненого деревного вугілнень нафтою та нафтопродуктами, який як приля, поверхня якого вкрита емульсіродний органічний сорбент містить подрібнене єю нафти або емульсією деревне вугілля, поверхня якого вкрита емульсінафтопродуктів, взятої у кількості єю нафти або емульсією нафтопродуктів, з біо0,03-11,5% від маси деревного вумасою штамів вуглеводеньокислюючих бактерій гілля, з біомасою штамів вуглевоGordonia rubropertinctus IMB Ac-5005 та бактерій деньокислюючих бактерій Gordonia Rhodococcus erythropolis IMB В-7012, а також rubropertinctus IMB Ac-5005 і мінеральний компонент. [Патент України на кориRhodococcus erythropolis IMB Bсну модель №6945, м. кл.С02F3/34, 7012 55,5-99,8 публ.16.03.2005, бюл. №5[3]]. Такий препарат мінеральний компонент решта дозволяє збільшити швидкість сорбції нафти та (тобто 0,2нафтопродуктів, оптимізувати ступінь їх деструк45,5) ції, але він не дозволяє в достатній мірі збільшиВ окремих випадках, залежно від особливости діапазон застосування препарату для очищентей та від умов застосування заявлений препарат ня середовищ від забруднень нафтою та характеризується наступними ознаками. нафтопродуктами, тобто збільшувати швидкість Біомаса штамів вуглеводеньокислюючих баксорбції нафти та нафтопродуктів, оптимізувати терій Gordonia rubropertinctus IMB Ac-5005 та ступінь їх деструкції, не створюючи додаткового Rhodococcus erythropolis IMB B-7012 є сумішшю екологічного навантаження у зоні забруднення в культуральних рідин цих штамів у кількісному поширеному діапазоні практичних значень ступеспіввідношенні від 0,3:1 до 3:0,7 відповідно. ню такого забруднення. Частки деревного вугілля мають розмір 0,07В основу корисної моделі поставлено за6,5мм. вдання створення удосконаленого продукту, в Штами вуглеводеньокислюючих бактерій якому за рахунок нового кількісного вмісту компоGordonia rubropertinctus IMB Ac-5005 та бактерій нентів, їх масового співвідношення в результаті Rhodococcus erythropolis IMB B-7012 не патогенні, поєднання сорбційних властивостей природного не токсичні і не вірулентні і належать до 4 групи органічного сорбенту - сорбенту природного понебезпечності. Вони депоновані в Депозитарії ходження, деструктивної активності вуглеводеІнституту мікробіології і вірусології НАН України ньокислюючих бактерій Gordonia rubropertinctus за номерами: G.rubropertinctus IMB Ac-5005 та R. IMB Ac-5005 та Rhodococcus erythropolis IMB Вerythropolis IMB B-7012. Біотестування чутливості 7012, мінерального компоненту у збільшеній кільцих штамів до сорбенту показало відсутність токкості сполучень можливо було одержати препасичності його водних розчинів для досліджених рат сорбційний, застосування якого дозволило б бактеріальних культур і можливість спільного в поширеному діапазоні збільшувати швидкість використання сорбенту та цих мікроорганізмів сорбції нафти та нафтопродуктів, оптимізувати при очищенні забрудненого вуглеводнями сереступінь їх деструкції, не створюючи додаткового довища. екологічного навантаження у зоні забруднення Пропонований препарат випробуваний в експри невисокій вартості технології виготовлення та периментально - виробничих умовах. Показники використання цього препарату, а також поширити цього препарату встановлені на основі випробуасортимент вітчизняних препаратів сорбційних вання дослідних партій. Пропоноване рішення для очищення середовищ від нафти та нафтопілюструється наступними прикладами його пракродуктів. тичного здійснення. Поставлене завдання вирішується тим, що Приклад 1. Відповідно до технологічного регпрепарат сорбційний для очищення середовищ ламенту в умовах промислового виробництва від забруднень нафтою та нафтопродуктами місодержують заявлений препарат наступного склатить природний органічний сорбент у вигляді поду, мас.%: природний органічний сорбент у видрібненого деревного вугілля, поверхня якого гляді подрібненого деревного вугілля з біомасою вкрита емульсією нафти або емульсією нафтопштамів вуглеводеньокислюючих бактерій родуктів, з біомасою штамів вуглеводеньокислюG.rubroperpertinctus IMB Ac-5005 і R. erythropolis ючих бактерій Gordonia rubropertinctus IMB AcIMB В-7012-60,0, мінеральний компонент - нітро5005 і бактерій Rhodococcus erythropolis IMB Вамофоска за ГОСТ 19691-84)-40,0. Біомасу шта7012, а також мінеральний компонент. Новим є мів вуглеводеньокислюючих бактерій те, що цей препарат містить природний органічG.rubroperpertinctus IMB Ac-5005 і R-erythropolis ний сорбент у вигляді подрібненого деревного IMB B-7012 цей препарат містить у кількісному вугілля, поверхня якого вкрита емульсією нафти співвідношенні між ними 0,3:1. або емульсією нафтопродуктів, взятої у кількості Як природний органічний сорбент препарат 0,03-11,5% від маси деревного вугілля; кількісне містить подрібнене деревне вугілля, поверхня співвідношення маси цього природного органічякого вкрита емульсією нафти або емульсією ного сорбенту з біомасою штамів вуглеводеньонафтопродуктів, взятої у кількості 0,03% від маси кислюючих бактерій Gordonia rubropertinctus IMB деревного вугілля. Ac-5005 і бактерій Rhodococcus erythropolis IMB Препарат одержують наступним чином: кожВ-7012 та маси мінерального компоненту складає ну вищевказану культуру нарощують окремо про 5 12016 6 тягом 48-72 годин в аеробних умовах при температурі 26-28°С на мінеральному живильному середовищі, яке містить джерела вуглецю (парафіни або дизельне паливо), азоту, фосфору, калію і Таблиця 2 натрію. Після закінчення процесу ферментації в культуральну рідину кожного штаму окремо доБіодеструкція фракцій нафти в ґрунті після дають нітроамофоску. Для приготування препавнесення в нього пропонованого препарату рату розраховану кількість сорбенту перемішують з культуральною рідиною обох штамів. Розмір Біодеструкція окремих Біодесчасток (дисперсність) сорбенту складає 0,07компонентів нафти, % Варіанти трукція 6,5мм. Сушку препарату проводять при темперасмолистодосліду парафіно- Ароманафти, турі 28-37°С до вологості 7%. Характеристика асфальт% нафтенова тична готового продукту наведена в таблиці 1. тенова Ґрунт чоТаблиця 1 рно16,1 8,5 3,3 14,8 земний + Органолептичні, фізико-хімічні та мікробіологічні нафта показники заявленого препарату Ґрунт чорно№ Характеристика та земний + 26,7 15,9 5,2 40,2 Назва показника пп норма нафта + 1 2 3 добрива Сипучі зерна довільҐрунт чо1 Зовнішній вигляд ної форми чорного рнозкольору емний + 79,7 34,3 12,1 88,5 Розмір часток подрібненафта + 2 ного деревного вугілля, 0,07-6,5 препарат мм Масова частка вологи, В процесі очищення ґрунту від нафти прово3 7 %, не більше дили періодичне його розпушування і зволоженСтупень деструкції нафня. Аналіз динаміки біодеградації різних компо4 топродуктів, %, не мен83 нентів нафти мікроорганізмами препарату ше показав, що найкраще утилізується парафіноКількість життєздатних нафтенова фракція, менше - ароматична, а най5 клітин, клітин на г сор108 більш стійкою була смолисто-асфальтенова фрабенту, не менше кція (таблиця 2). Отримані дані свідчать про зростання ступеню утилізації вказаних груп Для виробництва заявленого препарату розвуглеводнів при внесенні в забруднений ґрунт роблена відповідна нормативно-технічна докумепрепарату у порівнянні з природними процесами нтація. самоочищення ґрунту за відсутністю добрив. ВиПропонований препарат не токсичний для значення загального вмісту залишкових вуглевотеплокровних тварин та людини. днів у ґрунті показало, що рівень деструкції заДослідження поглинаючої місткості зразків бруднювача значно підвищувався при внесенні препарату показало, що сорбент, який входить до добрив, і був самим високим (88,5%) при викорийого складу, зберігає основні поверхневі властистанні препарату. вості і після іммобілізації на ньому вуглеводеньоПриклад 3. Вивчення ефективності деструкції кислюючих бактерій G.rubropertinctus IMB Acвуглеводнів у воді досліджували протягом 7 діб 5005 та R.erythropolis IMB В-7012, а саме - поглина рідкому мінеральному середовищі з 0,3-0,7% наюча місткість препарату (вологість 5,8-6,3%) по нафти або 0,9-1,5% нормальних парафінів (С12відношенню до дизельного палива складає не С18) з використанням: 1) - суміші культуральної менше 220%. рідини штамів G.rubropertinctus IMB Ac-5005 і R. Приклад 2. Ефективність дії препарату для erythropolis IMB В-7012 у співвідношенні від 0,3:1 очищення ґрунту від нафти вивчали в природних до 3:0,7 з т середнім титром клітин 7,1х108кл/мл; умовах на модельних ділянках з чорноземним 2) препарату, що містить штами ґрунтом, який мав рівень забруднення 20г/кг ґруG.rubropertinctus IMB Ac-5005 та R.erythropolis нту (таблиця 2). Для дослідів використовували IMB В-7012 у кількості 6,3х108кл/г. Контроль препарат, який включає (мас.%): сорбент з біосередовище з нафтою або н-парафінами без масою штамів G.rubropertinctus IMB Ac-5005 і R. внесення мікроорганізмів і препарату. Отримані erythropolis IMB В-7012-92,0 та мінеральний комрезультати (таблиця 3) показали, що деструкція понент - 8,0. Титр клітин у препараті складає вуглеводнів була вищою при використанні препа2,1х109кл/г. Співвідношення біомаси штамів рату і досягала значення 99,3% - для н-парафінів, G.rubropertinctus IMB Ac-5005 і R. erythropolis IMB та 88,1% - для нафти. В-7012 - культуральних рідин цих штамів - 3:0,7. Приклад 4. Здійснюють як приклад 1, але одержують пропонований препарат наступного складу, мас.%: природний органічний сорбент у вигляді подрібненого деревного вугілля з біома 7 12016 8 сою штамів вуглеводеньокислюючих бактерій Досягнення технічного результату можливо G.rubroperpertinctus IMB Ac-5005 і R.erythropolis саме в межах кількісних характеристик складу IMB B-7012-55,5, мінеральний компонент - нітрозаявленого препарату - за межами цих значень амофоска за ГОСТ 19691-84)-45,5. Біомасу штатехнічний результат не досягається. мів вуглеводеньокислюючих бактерій Застосування заявленого препарату з титром G.rubroperpertmctus IMB Ac-5005 і R.erythropolis клітин в біомасі штамів вуглеводеньокислюючих IMB B-7012 цей препарат містить у кількісному бактерій Gordonia rubropertinctus IMB Ac-5005 та співвідношенні 1:2. Як природний органічний сорRhodococcus erylhropolis IMB B-7012 у мінімально бент препарат містить подрібнене деревне вугілможливому значенні 108кл/г є ефективним і доля, поверхня якого вкрита емульсією нафти або зволяє забезпечити не тільки необхідну ефективемульсією нафтопродуктів, взятої у кількості 1,0% ність препарату, а й скоротити витрати на його від маси деревного вугілля. Розмір часток (дисвиробництво, витримувати вимоги щодо допусперсність) сорбенту складає 0,07-6,5мм. тимої кількості мікроорганізмів у виробничому та Приклад 5. Здійснюють як приклад 1, але навколишньому середовищі. одержують пропонований препарат наступного Пропонований препарат призначений для вискладу, мас.%: природний органічний сорбент у користання в біотехнологіях очищення ґрунту, вигляді подрібненого деревного вугілля з біомаводи та твердих поверхонь від нафти та нафтопсою штамів вуглеводеньокислюючих бактерій родуктів. Перевага створеного препарату обумоG.rubroperpertmctus IMB Ac-5005 і R.erythropolis влена комбінаційною властивістю сорбенту, поIMB B-7012 55,5, мінеральний компонент нітроаверхня якого вкрита емульсією нафти або мофоска за ГОСТ 19691-84)-45,5. Біомасу штамів емульсією нафтопродуктів, взятої у кількості 0,03вуглеводеньокислюючих бактерій 11,5% від маси деревного вугілля, швидко концеG.rubroperpertmctus IMB Ac-5005 та. R.erythropolis нтрувати на своїй поверхні вуглеводні нафти та IMB B-7012 цей препарат містить у кількісному біологічними особливостями штамів вуглеводеспіввідношенні 2:1,5. ньокислюючих бактерій, які мають ліпофільну клітинну стінку, що забезпечує їм легке поглинанТаблиця 3 ня вуглеводнів всією поверхнею клітин і дозволяє ефективно проводити біодеструкцію нерозчинних Деструкція вуглеводнів нафти заявленим препау воді гідрофобних субстратів. ратом у водному середовищі Заявлене рішення дозволяє поширити асортимент вітчизняних сорбційних препаратів для очищення середовищ від нафтових забруднень, в Ступінь деШвидкість тому числі товарної продукції з комерційною торВаріанти досліду струкції, деструкції говою маркою серії «ЕКОЛАН». % (мг/за добу) Застосування пропонованого препарату за н-парафіни + бакте93,5 133,5 рахунок нового кількісного вмісту компонентів, їх ріальні культури масового співвідношення в результаті поєднання н-парафіни + препа99,3 143,5 сорбційних властивостей природного органічного рат сорбенту - сорбенту природного походження, нафта + бактеріальні 81,3 57,3 деструктивної активності вуглеводеньокислююкультури чих бактерій Gordonia rubropertinctus IMB Ac-5005 нафта + препарат 88,1 65,0 та Rhodococcus erythropolis IMB B-7012, мінерального компоненту у збільшеній кількості сполуСукупність усіх ознак пропонованого препачень дозволяє в поширеному діапазоні збільшити рату дозволяє вирішити поставлене завдання і швидкість сорбції нафти та нафтопродуктів, опдосягти технічного результату. тимізувати ступінь їх деструкції, не створюючи Одержаний відповідно до пропонованого рідодаткового екологічного навантаження у зоні шення продукт є екологічно чистим біологічним забруднення при невисокій вартості технології препаратом, який містить сорбент природного виготовлення та використання цього препарату, а походження для поглинання нафтопродуктів, також поширити асортимент вітчизняних препамікроорганізми - деструктори вуглеводнів та міратів сорбційних для очищення середовищ від неральні добавки. Цей препарат здатний розкланафти та нафтопродуктів. дати нафту і нафтопродукти до екологічно нейтДжерела інформації: ральних сполук - альдегідів, органічних кислот, 1. Патент Російської Федерації №2053205, вуглекислого газу та води. Препарат при внесенні кл. С02F3/34, публ.27.01.1996, бюл. №3. у забруднене нафтою та нафтопродуктами сере2. Патент України на корисну модель №2429, довище поглинає поверхневу плівку забруднювам.кл. Е02В15/04, публ.15.02.2004, бюл. №3. ча, створюючи тим самим мікроосередки його 3. Патент України на корисну модель №6945, деструкції вуглеводеньокислюючими бактеріями, м. кл. С02F3/34, публ.16.03.2005, бюл. №5 - прощо входять до складу препарату. тотип. Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601