Препарат для переработки пестицидов и способ переработки пестицидов (варианты)
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к микробиологической очистке природной среды, преимущественно для деструкции не пригодных (запрещенных) для дальнейшего применения пестицидов и средств защиты растений, находящихся как в твердом, так и жидком состоянии, с использованием препарата для деструкции. Препарат включает глауконитсодержащее вещество, биологически-активный анаэробный ил, включающий адаптированную анаэробную микрофлору биодеструкторов, стимулятор роста в виде янтарной кислоты для жизнедеятельности адаптированой микрофлоры биодеструкторов и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глауконитсодержащее вещество - 73,45-78,98, биологически-активный анаэробный ил- 10,00-25,00, стимулятор роста янтарная кислота - 0,02-0,55, вода - 1,00-10,00. Изобретение позволяет повысить эффективность переработки пестицида. 3 н.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности микробиологической очистке природной среды, преимущественно для деструкции не пригодных (запрещенных) для дальнейшего применения пестицидов и средств защиты растений, находящихся как в твердом, так и жидком состоянии, с использованием препарата для деструкции.
Известен препарат для деструкции фосфорорганических пестицидов, содержащий микроорганизмы, (см. описание изобретения к авторскому свидетельству №1735359, С12N 1/20, С02F 3/34 от 11.01.90 г.).
Недостатком известного препарата является длительность его приготовления во времени, а именно предварительное выращивание микроорганизмов в питательной среде, а также избирательность микроорганизмов при деструкции пестицидов, а именно, использование определенного класса штаммов-деструкторов для определенного типа пестицидов.
Кроме того, для выращивания штаммов-деструкторов необходимы особые условия, а также использование дорогих питательных сред, что удорожает препарат.
Известен сорбент для очистки грунта, включающий глауконитсодержащее вещество, (см. описание к патенту РФ №2296016, МПК G21F 9/28, В09С 1/08 от 19.08.2005 г.).
Недостатком известного сорбента является низкая эффективность очистки и высокий его расход, так как в качестве сорбента используют только природное глауконит содержащее вещество.
Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат на его приготовление препарата и обеспечение возможности расширения спектра органических пестицидов или средств защиты растений, подвергающихся деструкции с его использованием.
Указанный технический результат достигается тем, что препарат для переработки пестицидов или средств защиты растений включает глауконитсодержащее вещество, при этом он дополнительно содержит биологически активный анаэробный ил, включающий адаптивную анаэробную микрофлору биодеструкторов, стимулятор роста в виде янтарной кислоты для жизнедеятельности адаптивной анаэробной микрофлоры биодеструкторов и воду, а в качестве глауконитсодержащего вещества - природный глауконит в виде глауконитового песка или глауконитовой глины, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| глауконит | 73,45-78,98 |
| биологически активный анаэробный ил | 25,00-10,00 |
| янтарная кислота | 0,55-0,02 |
| вода | 1,00-10,00 |
Предлагаемый препарат имеет повышенную активирующую способность к деструкции опасных органических пестицидов и средств защиты растений широкого спектра и их минерализации за счет содержания адаптивной анаэробной микрофлоры биодеструкторов в биологически активном анаэробном иле, а также биодеструкторов в виде цист, содержащихся в глауконите.
Наличие биодеструкторов позволяет использовать его для переработки (биодеструкции) органических пестицидов или средств защиты растений из отходов 1 класса опасности в неопасные отходы 5 класса.
Препарат для обезвреживания (биодеструкции) и детоксикации органических пестицидов и средств защиты растений готовят следующим образом.
Глауконитсодержащее вещество в количестве 73,45-78,98 кг смешивают с биологически активным анаэробным илом, содержащим адаптивную анаэробную микрофлору биодеструкторов в количестве 10-25 кг, затем добавляют янтарную кислоту - стимулятор роста адаптивной анаэробной микрофлоры биодеструкторов в количестве 0,02-0,55 кг и воду в количестве 1-10 кг. Естественная влажность смеси допускается до 10%.
Приготовленный биопрепарат с влажностью не более 10% расфасовывают в бумажные или полиэтиленовые мешки и хранят в течение года в сухом помещении.
Результаты деструкции, например, дихлордифенилтрихлорметилметана (ДЦТ) с использованием глауконитсодержащего биопрепарата в количестве в количестве 10-15 кг на 0,1 кг при температуре 30°С приведены в таблице 1.
Известен способ уничтожения твердых отходов, например дихлорди-фенилтрихлорметилметана (ДДТ), заключающийся в его деструкции, (см. описание изобретения к патенту РФ №2286822, МПК В09В 3/00, А62D 3/00, В01J 8/24 от 22.06.2004 г.).
В известном способе деструкцию осуществляют методом термического разложения в окислительной среде при температуре 1250-1450°С предварительно капсулированного ДДТ, а именно, покрытого в два этапа пылью электрофильтров клинкерообжигательной печи и рядовым бездобавочным портландцементом марки 500.
Известный способ обеспечивает термическое разложение токсичного вещества ДДТ с последующим его окислением до простых химических соединений, основная часть которых поглощается обжигаемым портландцементным клинкером.
Недостатком известного способа является его длительность во времени и энергоемкость, что повышает затраты на его проведение.
Известен способ переработки фосфорорганических пестицидов, заключающийся в их деструкции (см. описание изобретения к авторскому свидетельству №1735359, С12N 1/20, С02F 3/34 от 11.01.90 г.).
В известном способе деструкцию фосфорорганических пестицидов проводят с использованием микроорганизмов, предварительно выращенных в питательной среде.
Недостатком известного способа является его длительность во времени и избирательность микроорганизмов при деструкции, а именно использование определенного класса штаммов-деструкторов для определенного типа пестицидов. Кроме того, для выращивания штаммов-деструкторов необходимы особые условия, а также использование дорогих питательных сред, что удорожает способ.
Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат на проведение деструкции и обеспечение возможности расширения спектра органических пестицидов или средств защиты растений, подвергающихся деструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что способ переработки пестицидов или средств защиты растений (вариант 2), заключается в деструкции, при этом вначале определяют качественный состав и концентрацию пестицида и/или средства защиты растений, затем в анаэробный реактор с мешалкой вносят сорбент в виде предварительно приготовленного биопрепарата по п.1, в количестве 10-15 кг на 0,1 кг пестицида и/или средства защиты растений, увлажняют до 70-80%, и перемешивают в течение 20-90 суток, образуя псевдоожиженный слой, при температуре реакционной смеси 28-33°С, обеспечивая условия жизнедеятельности адаптивной анаэробной микрофлоры биодеструкторов при постоянных влажности, скорости перемешивания и температуре, и полное разложение органических пестицидов или средств защиты растений.
Указанный технический результат достигается тем, что способ переработки пестицидов или средств защиты растений (вариант 3), заключается в деструкции, при этом вначале определяют качественный состав и концентрацию пестицида и/или средства защиты растений, затем в анаэробный реактор с мешалкой вносят сорбент в виде предварительно приготовленного биопрепарата по п.1, в количестве 10-15 кг на 0,1 кг пестицида и/или средства защиты растений, увлажняют до суммарной влажности 70-80% и перемешивают в течение 20-90 суток, образуя псевдоожиженный слой, при температуре реакционной смеси 28-33°С, обеспечивая условия жизнедеятельности адаптивной анаэробной микрофлоры биодеструкторов и при постоянных влажности, скорости перемешивания и температуре, и полное разложение органических пестицидов или средств защиты растений.
Преимуществом предлагаемого способа является его простота и повышенное качество детоксикации широкого спектра твердых органических пестицидов и/или средств защиты растений путем их полной биодеструкции, перерабатывая их из отходов 1, 2, 3 класса опасности в отходы 4-5 класса опасности.
Предлагаемый способ (вариант 2), предназначенный для переработки твердых пестицидов и/или средств защиты растений, реализуют следующим образом.
При отсутствии этикетки, паспорта с указанием наименования, формулы и процентного содержания вначале проводят их качественный анализ, определяя, что за пестицид и/или средство защиты растений находится в упаковке.
Количественный анализ необходим для последующего расчета необходимого соотношения пестицидов и/или средств защиты растений и препарата для переработки (биодеструкции).
Затем в анаэробный реактор на его рабочую высоту помещают предварительно подготовленный препарат для переработки (биодеструкции) из расчета 10-15 кг на 0,1 кг перерабатываемого пестицида и/или средства защиты растений, затем реакционную смесь увлажняют до влажности 70-80%.
Расчетное подвергаемое деструкции количество пестицида или средства защиты растений вносят в один прием и затем реакционную смесь перемешивают в течение 20-90 суток, для создания псевдоожиженного слоя, обеспечивая условия жизнедеятельности адаптивной анаэробной бактериальной микрофлоры и полное разложение органических пестицидов и/или средств защиты растений. Температуру в анаэробном реакторе поддерживают 28-33°С.
Во время процесса деструкции влажность, скорость перемешивания и температуру среды поддерживают постоянными.
Завершение процесса контролируют по остаточному количеству пестицида и/или средства защиты растений, получая отходы требуемого класса опасности, например, 4 или 5 класса опасности.
Предлагаемый способ (вариант 3), предназначенный для переработки жидких пестицидов и/или средств защиты растений, реализуют следующим образом.
При отсутствии этикетки, паспорта с указанием наименования, формулы и процентного содержания вначале проводят их качественный анализ, определяя, что за пестицид и/или средство защиты растений находится в емкости.
Количественный анализ необходим для последующего расчета необходимого соотношения пестицидов и/или средств защиты растений и препарата для переработки (биодеструкции).
Затем в анаэробный реактор на его рабочую высоту помещают предварительно подготовленный препарат для переработки (биодеструкции) из расчета 10-15 кг на 0,1 кг перерабатываемого пестицида и/или средства защиты растений, пересчитывая количество пестицида и/или средства защиты растений на сухое вещество или процентное содержание. Затем увлажняют препарат для переработки (биодеструкции) до суммарной влажности реакционной смеси 70-80%
Расчетное подвергаемое деструкции количество пестицида или средства защиты растений вносят в один прием и затем реакционную смесь перемешивают в течение 20-90 суток, для создания псевдоожиженного слоя, обеспечивая условия жизнедеятельности адаптивной анаэробной бактериальной микрофлоры и полное разложение органических пестицидов и/или средств защиты растений. Температуру в анаэробном реакторе поддерживают 28-33°С.
Во время процесса деструкции влажность, скорость перемешивания и температуру среды поддерживают постоянными.
В качестве пестицида и/или средства защиты растений использовали дихлордифенилтрихлорметилметан (ДДТ), гексахлоран (Линдан), а также смесь пестицида органического состава по показателям химической потребности в кислороде (ХПК) и биохимической потребности в кислороде (БПК). Результаты испытаний приведены в таблице 2.
| Таблица 1 | ||||||
| Количество глауконитсодержащего вещества, % | Количество анаэробного биологически активного ила, % | Количество янтарной кислоты, % | Количество воды, % | Эффективность детоксикации при увлажнении 70-80%, перемешивании и температуре (30°С) | ||
| Через 20 суток | Через 60 суток | Через 90 суток | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 73,45 | 25 | 0.55 | 1,00 | 60 | 95 | 100 |
| 75.00 | 15 | 0.3 | 9,7 | 75 | 98 | 100 |
| 78,98 | 10 | 0.02 | 11,0 | 82 | 99.99 | 100 |
| Таблица 2 | ||||||
| Наименование пестицида | Количество пестицида, кг | Количество сорбента, кг | Количество воды, кг (80%) | Эффективность детоксикации при увлажнении 80% всей реакционной массы в реакторе, перемешивании и температуре (30°С) | ||
| Через 20 суток | Через 60 суток | Через 90 суток | ||||
| Фосфорсодержащие органические ядохимикаты | ||||||
| Паратион | 0.1 | 15.0 | 60.4 | 95 | 100 | 100 |
| Параоксон | 0.1 | 10.0 | 40.4 | 80 | 99 | 100 |
| Диазинон | 0.1 | 15.0 | 60.4 | 92 | 100 | 100 |
| Актеллик | 0.1 | 10.0 | 40.4 | 95 | 100 | 100 |
| Производные нитрофенола | ||||||
| 2,4-динитрофенол (ДНФ) | 0.1 | 10.0 | 40.4 | 92 | 100 | 100 |
| 2-метил-4,6-динитро фенол (ДНОК) | 0.1 | 10,0 | 40,4 | 92 | 100 | 100 |
| Аминосоединения | ||||||
| Эфиры тиолкарбаминовой кислоты | 0.1 | 15.0 | 60.4 | 95 | 100 | 100 |
| Мочевина | 0.1 | 10.0 | 40.4 | 90 | 99 | 100 |
| N-арил-N,N-диалкилмочевины | 0.1 | 15.0 | 40.4 | 92 | 100 | 100 |
| Хлорорганические соединения | ||||||
| ДДТ | 0.1 | 15.0 | 60.4 | 60 | 95 | 100 |
| ДДТ | 0.1 | 10.0 | 40.4 | 40 | 85 | 95 |
| Смесь ДЦТ+линдан | 0.1 | 15.0 | 60.4 | 82 | 90 | 100 |
| Смесь ДЦТ+линдан | 0.1 | 10.0 | 40.4 | 65 | 80 | 95 |
| Линдан | 0.1 | 15.0 | 60.4 | 75 | 98 | 100 |
| Линдан | 0.1 | 10.0 | 40.4 | 62 | 80 | 90 |
| циклопарафины (гексахлорциклогексан и его аналоги) | 0.1 | 15.0 | 60.4 | 60 | 95 | 100 |
| терпены (полихлоркамфен, полихлорпинен) | 0.1 | 15.0 | 60.4 | 60 | 95 | 100 |
| Азотсодержащие гетероциклические соединения | ||||||
| производные пиридина | 0.1 | 10.0 | 40.4 | 90 | 99 | 100 |
| производные пирадазина | 0.1 | 15.0 | 60.4 | 82 | 99 | 100 |
| производные пиримидина | 0.1 | 15.0 | 60.4 | 82 | 99 | 100 |
| производное симмтриазина пиклорам (3,5,6-трихлор-4-аминопиколиновая кислота) | 0.1 | 10.0 | 40.4 | 85 | 92 | 100 |
| Углеводородные соединения - органические пестициды | ||||||
| Смесь пестицида органического состава по показателю | ||||||
| ХПК | 0.1 | 10.0 | 40.4 | 90 | 99 | 100 |
| БПК | 0.1 | 10.0 | 40.4 | 92 | 100 | 100 |
| Органические ядохимикаты, содержащие галогены | ||||||
| Ядохимикаты на основе оксикарбоновой кислоты, содержащие атом кислорода или серы, соединенных простой связью с углеродным скелетом или их производные | 0.1 | 10 | 40,4 | 95 | 100 | 100 |
| Серосодержащие органические ядохимикаты | ||||||
| Эфиры тиолкарбаминовой кислоты O H(R1) R-S-C-N | 0.1 | 15.0 | 60.4 | 82 | 99 | 100 |
| Эфиры дитиокарбаминовых кислот SH(R1) R-S-C-N | 0.1 | 10.0 | 40.4 | 85 | 92 | 100 |
1. Препарат для переработки пестицидов, включающий глауконитсодержащее вещество, отличающийся тем, что он дополнительно содержит биологически активный анаэробный ил, включающий адаптированную анаэробную микрофлору биодеструкторов, стимулятор роста в виде янтарной кислоты для жизнедеятельности адаптированой микрофлоры биодеструкторов и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| глауконитсодержащее вещество | 73,45-78,98 |
| биологически активный анаэробный ил | 10,00-25,00 |
| стимулятор роста янтарная кислота | 0,02-0,55 |
| вода | 1,00-10,00 |
2. Способ переработки пестицидов, заключающийся в их деструкции, отличающийся тем, что вначале определяют качественный состав и концентрацию твердого пестицида и вносят его в анаэробный реактор, затем в анаэробный реактор вносят препарат по п.1, в количестве 10-15 кг на 0,1 кг пестицида, увлажняют реакционную смесь до 70-80%, и перемешивают в течение 20-90 суток, образуя псевдоожиженный слой при температуре 28-33°С, причем влажность, скорость перемешивания и температуру поддерживают постоянными.
3. Способ переработки пестицидов, заключающийся в их деструкции, отличающийся тем, что вначале определяют качественный состав и концентрацию жидкого пестицида и вносят его в анаэробный реактор, затем в анаэробный реактор вносят препарат по п.1 в количестве 10-15 кг на 0,1 кг пестицида в пересчете на сухое вещество или процентное содержание пестицида, увлажняют реакционную смесь до 70-80% и перемешивают в течение 20-90 суток, образуя псевдоожиженный слой при температуре 28-33°С, причем влажность, скорость перемешивания и температуру поддерживают постоянными.
