Биопрепарат для очистки объектов окружающей среды от нефти и нефтепродуктов
Изобретение относится к биотехнологии, а именно предназначено для борьбы с загрязнением окружающей среды, в частности почвы от нефти и нефтепродуктов. Биопрепарат имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: торф 25-40, древесные опилки 10-30, навоз крупного рогатого скота 0,5-3,0, лигнин 0,5-2,5, микроорганизмы-биодеструкторы в эффективном количестве, птичий помет остальное. При этом в качестве микроорганизмов-биодеструкторов он содержит штамм бактерий Pseudomonas putida SP-203, и/или штамм бактерий Rhodococcus ruber PS-02, и/или штамм микромицета Trichoderma citrinoviride (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89, и/или штамм микромицета Metarrihizium anisopliae (Metschn.) Soroc AF-03. Биопрепарат позволяет утилизировать отходы сельского хозяйства и отраслей промышленности по переработке растительного сырья, обеспечивает высокую эффективность борьбы с нефтезагрязнениями.1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к средствам борьбы с загрязнениями объектов окружающей среды, в частности почвы нефтью и нефтепродуктами.
Известен биопрепарат для очистки объектов окружающей среды от нефти и нефтепродуктов, содержащий микроорганизмы-биодеструкторы и добавки, способствующие сохранению их жизнеспособности и нефтеокисляющей активности в виде нефти, сахарозы и полиэтиленгликоля (Патент RU №2191752, кл. С 02 F 3/34, опубл. 27.10.2002).
Однако данный известный биопрепарат при его применении для борьбы с загрязнениями объектов окружающей среды с нефтью и нефтепродуктами предусматривает дополнительное внесение нефти в окружающую среду.
Известен биопрепарат для очистки объектов окружающей среды от нефти и нефтепродуктов, содержащий микроорганизмы-биодеструкторы и компоненты их питания (Патент RU №2081854, кл. С 02 F 3/34, опубл. 20.06.1997).
Однако данный известный препарат содержит дорогостоящие неприродные компоненты питания микроорганизмов-биодеструкторов.
Известен биопрепарат для очистки объектов окружающей среды от нефти и нефтепродуктов, содержащий микроорганизмы-биодеструкторы, источники их питания и сорбент (Патент RU №2191753, кл. С 02 F 3/34, опубл. 27.10.2002).
Данный известный биопрепарат содержит дорогостоящий сорбент, представляющий собой гранулы древесной целлюлозы, покрытые слоями сорбирующего вещества, а также дорогостоящие источники питания в виде тиомочевины и сахарозы.
Известен биопрепарат для очистки объектов окружающей среды от нефти и нефтепродуктов, содержащий микроорганизмы-биодеструкторы и органический субстрат в виде продукта обработки растительного материала, включающего мох, древесину, торф (Патент RU №2193533, кл. С 02 F 3/34, опубл. 27.11.2002).
Недостатком данного известного препарата является использование в нем природного растительного субстрата не в нативном виде, а после его переработки, требующей применения трудозатрат и энергозатрат.
Ближайшим аналогом заявляемого биопрепарата является известный биопрепарат для очистки объектов окружающей среды от нефти и нефтепродуктов, содержащий микроорганизмы-биодеструкторы и торф (Патент RU №2122980, кл. С 02 F 3/34, опубл. 10.12.1998).
Известный препарат использовался для почв с различным рН, однако отсутствуют данные о его эффективности для очистки различного вида почв. Данный известный биопрепарат помимо природного компонента торфа содержит минеральные добавки в качестве источника азота, фосфора и калия. Это удорожает данный препарат и не позволяет при его изготовлении утилизировать сельскохозяйственные отходы и отходы отраслей промышленности по переработке растительного сырья. Такие отходы накапливаются в значительных количествах и не находят путей их утилизации. Кроме того, в данном известном препарате используется только один вариант сочетания штаммов микроорганизмов-биодеструкторов, он не может быть использован при введении в него иных микроорганизмов-биодеструкторов.
Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является расширение области его применения с высокой эффективностью для различного вида почв, как дерновоподзолистых, так и черноземных, повышение доступности его компонентов, экономия использования невосполнимого природного материала - торфа, обеспечение утилизации отходов сельского хозяйства и отраслей промышленности по переработке растительного сырья, универсальность состава биопрепарата, обеспечения возможности использования в нем спектра микроорганизмов-биодеструкторов при одновременном обеспечении высокой эффективности биопрепарата.
Указанный технический результат достигается тем, что биопрепарат для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов, содержащий микроорганизмы-биодеструкторы и торф, имеет ту отличительную особенность, что он дополнительно содержит древесные опилки, навоз крупного рогатого скота и лигнин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Торф | 25-40 |
| Древесные опилки | 10-30 |
| Навоз крупного рогатого скота | 0,5-3,0 |
| Лигнин | 0,5-2,5 |
| Микроорганизмы-биодеструкторы | в эффективном количестве |
| Птичий помет | Остальное |
В качестве микроорганизма-биодеструктора он может содержать штамм бактерий Pseudomonas putida SP-203.
Он также может содержать штамм бактерий Rhodococcus ruber PS-02 в качестве микроорганизма-биодеструктора.
Микроорганизмом-биодеструктором могут быть также штаммы бактерий Pseudomonas putida SP-203 и Rhodococcus ruber PS-02.
Биопрепарат в качестве микроорганизма-биодеструктора может также содержать штамм микромицета Trichoderma citrinoviride (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89.
Он также может содержать штамм микромицета Metarrihizium anisopliae (Metschn.) Soroc AF-03 в качестве микроорганизма-биодеструктора.
В качестве микроорганизмов-биодеструкторов в состав биопрепарата могут также входить штаммы микромицетов Trichoderma citrinoviride (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 и Metarrihizium anisopliae (Metschn.) Soroc AF-03.
В его состав могут входить штамм бактерий Pseudomonas putida SP-203 и штамм микромицета Trichoderma citrinoviride (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 в качестве микроорганизмов-биодеструкторов.
Ими также могут быть штамм бактерий Rhodococcus ruber PS-02 и штамм микромицета Trichoderma citrinoviride (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89.
В качестве микроорганизмов-биодеструкторов в состав биопрепарата могут входить штамм бактерий Pseudomonas putida SP-203 и штамм микромицета Metarrihizium anisopliae (Metschn.) Soroc AF-03.
Биопрепарат может также содержать штамм бактерий Rhodococcus ruber PS-02 и штамм микромицета Metarrihizium anisopliae (Metschn.) Soroc AF-03 в качестве микроорганизмов-биодеструкторов.
Также в качестве микроорганизмов-биодеструкторов он может содержать штаммы бактерий Pseudomonas putida SP-203 и Rhodococcus ruber PS-02 и штамм микромицета Trichoderma citrinoviride (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89.
Биопрепарат также может содержать штаммы бактерий Pseudomonas putida SP-203 и Rhodococcus ruber PS-02 и штамм микромицета Metarrihizium anisopliae (Metschn.) Soroc AF-03 в качестве микроорганизмов-биодеструкторов.
В качестве микроорганизмов-биодеструкторов биопрепарат может также содержать штаммы микромицетов Trichoderma citrinoviride (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 и Metarrihizium anisopliae (Metschn.) Soroc AF-03 биодеструктора и штамм бактерий Pseudomonas putida SP-203.
Он также может содержать в качестве микроорганизмов-биодеструкторов штаммы микромицетов Trichoderma citrinoviride (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 и Metarrihizium anisopliae (Metschn.) Soroc AF-03 штамм бактерий Rhodococcus ruber PS-02.
В качестве микроорганизмов-биодеструкторов биопрепарат может также содержать штаммы микромицетов Trichoderma citrinoviride (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 и Metarrihizium anisopliae (Metschn.) Soroc AF-03 биодеструктора и штаммы бактерий Pseudomonas putida SP-203 и Rhodococcus ruber PS-02.
Целесообразно, чтобы биопрепарат содержал штаммы микроорганизмов-биодеструкторов в конечной концентрации каждого (0,5-3)·108 клеток/см3 препарата.
Используемые в биопрепарате штаммы микроорганизмов-биодеструкторов хранятся в коллекции кафедры микробиологии Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева.
Ниже приведены примеры реализации изобретения.
Пример 1. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 25 |
| Древесные опилки | 10 |
| Навоз крупного рогатого скота | 0,5 |
| Лигнин | 0,5 |
| Микроорганизм-биодеструктор: | |
| клетки штамма бактерий Pseudomonas putida SP-203 | |
| (клетки/см3 препарата) | 3·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 2. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 40 |
| Древесные опилки | 30 |
| Навоз крупного рогатого скота | 3,0 |
| Лигнин | 2,5 |
| Микроорганизм-биодеструктор: | |
| клетки штамма Rhodococcus ruber PS-02 | |
| (клетки/см3 препарата) | 0,5·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 3. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 25 |
| Древесные опилки | 10 |
| Навоз крупного рогатого скота | 0,5 |
| Лигнин | 0,5 |
| Микроорганизмы-биодеструкторы: | |
| клетки штамма бактерий Pseudomonas putida SP-203 | |
| (клетки/см3 препарата) | 3·108 |
клетки штамма бактерий Rhodococcus ruber PS-02
| (клетки/см3 препарата) | 1·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 4. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 25 |
| Древесные опилки | 10 |
| Навоз крупного рогатого скота | 0,5 |
| Лигнин | 0,5 |
| Микроорганизм-биодеструктор: | |
| споры штамма микромицета Trichoderma citrinoviride | |
| (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 | |
| (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 5. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 40 |
| Древесные опилки | 20 |
| Навоз крупного рогатого скота | 2,5 |
| Лигнин | 1,5 |
| Микроорганизм-биодеструктор: | |
| споры штамма микромицета Metarrihizium anisopliae | |
| (Metschn.) Soroc AF-02 (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 6. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 30 |
| Древесные опилки | 10 |
| Навоз крупного рогатого скота | 2,5 |
| Лигнин | 1,5 |
| Микроорганизмы-биодеструкторы: | |
| споры штамма микромицета Trichoderma citrinoviride | |
| (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 | |
| (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| споры штамма микромицета Metarrihizium | |
| anisopliae (Metschn.) Soroc AF-03 | |
| (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 7. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 30 |
| Древесные опилки | 20 |
| Навоз крупного рогатого скота | 1,5 |
| Лигнин | 0,5 |
| Микроорганизмы-биодеструкторы: | |
| клетки штамма бактерий Pseudomonas putida SP-203 | |
| (клетки/см3 препарата) | 1·108 |
| споры штамма микромицета Trichoderma citrinoviride | |
| (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 | |
| (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 8. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 40 |
| Древесные опилки | 10 |
| Навоз крупного рогатого скота | 3,0 |
| Лигнин | 0,5 |
| Микроорганизмы-биодеструкторы: | |
| клетки штамма бактерий Rhodococcusruber PS-02 | |
| (клетки/см3 препарата) | 1·108 |
| споры штамма микромицета Trichoderma citrinoviride | |
| (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 | |
| (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 9. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 40 |
| Древесные опилки | 10 |
| Навоз крупного рогатого скота | 3,0 |
| Лигнин | 0,5 |
| Микроорганизмы-биодеструкторы: | |
| клетки штамма бактерий Pseudomonas putida SP-203 | |
| (клетки/см3 препарата) | 1·108 |
| споры штамма микромицета Metarrihizium anisopliae | |
| (Metschn.) Soroc AF-03 | |
| (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 10. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением
компонентов, мас.%:
| Торф | 40 |
| Древесные опилки | 10 |
| Навоз крупного рогатого скота | 3,0 |
| Лигнин | 0,5 |
| Микроорганизмы-биодеструкторы: | |
| клетки штамма бактерий Rhodococcus ruber PS-02 | |
| (клетки/см3 препарата) | 1·108 |
| споры штамма микромицета Metarrihizium anisopliae | |
| (Metschn.) Soroc AF-03 (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 11. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 40 |
| Древесные опилки | 20 |
| Навоз крупного рогатого скота | 2,0 |
| Лигнин | 1,0 |
| Микроорганизмы-биодеструкторы: | |
| клетки штамма бактерий Pseudomonas putida SP-203 | |
| (клетки/см3 препарата) | 1,5·108 |
| клетки штамма бактерий Rhodococcus | |
| ruber PS-02 (клетки/см3 препарата) | 1·108 |
| споры штамма микромицета Trichoderma citrinoviride | |
| (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 | |
| (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 12. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 25 |
| Древесные опилки | 20 |
| Навоз крупного рогатого скота | 2,0 |
| Лигнин | 1,0 |
| Микроорганизмы-биодеструкторы: | |
| клетки штамма бактерий Pseudomonas putida SP-203 | |
| (клетки/см3 препарата) | 1,5·108 |
| клетки штамма бактерий Rhodococcus | |
| ruber PS-02 (клетки/см3 препарата) | 1·108 |
| споры штамма микромицета Metarrihizium anisopliae (Metschn.) | |
| Soroc AF-03 (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 13. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 25 |
| Древесные опилки | 30 |
| Навоз крупного рогатого скота | 2,5 |
| Лигнин | 0,5 |
| Микроорганизмы-биодеструкторы: | |
| споры штамма микромицета Trichoderma citrinoviride | |
| (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 | |
| (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| споры штамма микромицета Metarrihizium anisopliae | |
| (Metschn.) Soroc AF-03 (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| клетки штамма бактерий Pseudomonas putida SP-203 | |
| (клетки/см3 препарата) | 1,5·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 14. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 25 |
| Древесные опилки | 30 |
| Навоз крупного рогатого скота | 2,5 |
| Лигнин | 0,5 |
| Микроорганизмы-биодеструкторы: | |
| споры штамма микромицета Trichoderma citrinoviride | |
| (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 | |
| (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| споры штамма микромицета Metarrihizium anisopliae | |
| (Metschn.) Soroc AF-03 (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| клетки штамма бактерий клетки Rhodococcus | |
| ruber PS-02 (клетки/см3 препарата) | 1·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 15. Приготовили биопрепарат со следующим соотношением компонентов, мас.%:
| Торф | 25 |
| Древесные опилки | 30 |
| Навоз крупного рогатого скота | 0,5 |
| Лигнин | 1,5 |
| Микроорганизмы-биодеструкторы: | |
| клетки штамма бактерий Pseudomonas putida SP-203 | |
| (клетки/см3 препарата) | 1,5·108 |
| клетки штамма бактерий клетки Rhodococcus | |
| ruber PS-02 (клетки/см3 препарата) | 1·108 |
| споры штамма микромицета Trichoderma citrinoviride | |
| (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89 | |
| (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| споры штамма микромицета Metarrihizium anisopliae | |
| (Metschn.) Soroc AF-03 (клетки/см3 препарата) | 2·108 |
| Птичий помет | Остальное |
Пример 16. На примере искусственно загрязненных нефтью образцов дерново-подзолистой и черноземной почвы испытали биопрепараты по примерам 1-15. При этом нефть вносили в образцы почвы в количестве 2,5% от их веса. Для искусственного загрязнения образцов почвы использовали два типа нефти:
1. Нефть Харьячинского месторождения (нефть А): среднепарафинистая с содержанием парафинов 2,4%, сернистая с содержанием 0,81% и с температурой застывания +10°С;
2. Нефть Сугмутского месторождения (нефть Б): высокопарафинистая с содержанием парафинов 7,9%, сернистая с содержанием 0,91% и с температурой застывания +29°С.
После внесения биопрепаратов в образцы почвы, загрязненной нефтью, проследили за процессом снижения содержания нефти в них через 2 месяца, через 4 месяца и через 6 месяцев.
Контролем служили те же образцы почвы без внесения в них биопрепаратов.
В табл.1, 2 приведены средние результаты наблюдений и свидетельствуют о высокой эффективности всех испытанных биопрепаратов по примерам 1-15. Наблюдения показали, что процесс естественной очистки почвы от загрязнения нефтью проходит значительно менее интенсивно, чем в присутствии биопрепаратов согласно изобретению. Так, в образцах дерново-подзолистой почвы, (см. табл.2), в которые не вносили биопрепаратов, в среднем за 6 месяцев содержание нефти А снизилось на 58,2%, а содержание нефти Б - на 51,2%. В присутствии биопрепаратов за этот же отрезок времени содержание нефти А и нефти Б снизилось в среднем соответственно на 73,0% и на 70,1%. В образцах черноземной почвы (см. табл.2) без внесения в них биопрепаратов за 6 месяцев содержание нефти А снизилось в среднем на 57,4%, а содержание нефти Б - на 53,6%. За этот же отрезок времени в присутствии биопрепаратов содержание нефти А снизилось на 82,0%, а содержание нефти Б - на 79,7%. Данные свидетельствуют о высокой эффективности биопрепаратов, в состав которых введены различные заявленные варианты микроорганизмов-биодеструкторов.
Таким образом, биопрепарат согласно изобретению обладает высокой эффективностью при его использовании для борьбы с загрязнением окружающей среды нефтью и нефтепродуктами. В его составе использованы отходы сельского хозяйства и отраслей промышленности по переработке растительного сырья, что позволяет утилизировать их и не допускать их скопления в хозяйствах и на производствах, обеспечивает доступность и бесперебойное снабжение сырьем для приготовления биопрепарата. Снижено использование дорогостоящего невозобновляемого природного материала - торфа. Оптимально подобранный качественный и количественный состав компонентов биопрепарата делает его универсальным и позволяет вводить в него широкий спектр культур микроорганизмов-биодеструкторов нефти и нефтепродуктов.
| Таблица 1 Динамика изменения содержания нефти в загрязненной дерново-подзолистой почве | |||||
| №п/п | Нефть | Биопрепарат | Снижение содержания нефти, % | ||
| Через 2 мес. | Через 4 мес. | Через 6 мес. | |||
| 1 | Харьянского месторождения, среднепарафинистая | - | 28,5 | 49,5 | 58,2 |
| 2 | Харьянского месторождения, среднепарафинистая | + | 48,5 | 68,5 | 73,0 |
| 3 | Сугмутского месторождения, высокопарафинистая | - | 18,6 | 38,7 | 51,2 |
| 4 | Сугмутского месторождения, высокопарафинистая | + | 41,0 | 61,0 | 70,1 |
| Таблица 2 Динамика изменения содержания нефти в загрязненной черноземной почве | |||||
| №п/п | Нефть | Биопрепарат | Снижение содержания нефти, % | ||
| Через 2 мес. | Через 4 мес. | Через 6 мес. | |||
| 1 | Харьянского месторождения, среднепарафинистая | - | 31,8 | 51,8 | 57,4 |
| 2 | Харьянского месторождения, среднепарафинистая | + | 41,2 | 71,2 | 82,0 |
| 3 | Сугмутского месторождения, высокопарафинистая | - | 24,2 | 44,2 | 53,6 |
| 4 | Сугмутского месторождения, высокопарафинистая | + | 40,5 | 70,5 | 79,7 |
1. Биопрепарат для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов, содержащий микроорганизмы-биодеструкторы и торф, отличающийся тем, что в качестве микроорганизмов-биодеструкторов он содержит штамм бактерий Pseudomonas putida SP-203, и/или штамм бактерий Rhodococcus ruber PS-02, и/или штамм микромицета Trichoderma citrinoviride (телеоморфа Hypocrea schweinitzii (Fresen) Sacc.) VS-89, и/или штамм микромицета Metarrihizium anisopliae (Metschn.) Soroc AF-03, а также биопрепарат дополнительно содержит древесные опилки, навоз крупного рогатого скота и лигнин при следующем содержании компонентов, мас.%:
| Торф | 25-40 |
| Древесные опилки | 10-30 |
| Навоз крупного рогатого скота | 0,5-3,0 |
| Лигнин | 0,5-2,5 |
| Микроорганизмы-биодеострукторы | |
| в эффективном количестве | |
| Птичий помет | Остальное |
2. Биопрепарат по п.1, отличающийся тем, что он содержит штаммы микроорганизмов-биодеструкторов в конечной концентрации каждого (0,5-3)·108 клеток/см3 препарата.
