Способ очистки мерзлотной почвы и водной среды от нефти и нефтепродуктов штаммом бактерий exguobacterium mexicanum

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при очистке мерзлотных почв и водной среды от нефти и нефтепродуктов. Выращивают штамм бактерий Exguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011 и готовят из него суспензию, которую вносят в мерзлотную почву и водную среду. Выдерживают при заданных параметрах от 7 до 60 суток и определяют количественное содержание нефти и нефтепродуктов в исследуемой почве и водной среде. Изобретение позволяет сократить сроки денатурации нефти и нефтепродуктов и снизить концентрацию нефти и нефтепродуктов в почве и водной среде. 3 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к способам очистки мерзлотных почв и водной среды от нефти и нефтепродуктов. Для очистки мерзлотной почвы и водной среды от нефти и нефтепродуктов в загрязненные субстраты вносят суспензию штамма бактерий Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011. Изобретение позволяет за короткие сроки добиться высокой степени очистки мерзлотных почв и водной среды от нефти и нефтепродуктов (дизельного топлива, газового конденсата, масла моторного).

Уровень техники

Известны штаммы: Rhodococcus erythropolis, Rhodococcus luteus, Micrococcus flavus (1. Клюшникова T.M., Смирнова Г.Ф., Куберская С.Л., Слабоспицкая А.Т., Залевский B.C., Касаткина Т.П., Елисеева Г.С. А.с. SU 1493666-А1. Способ очистки подсланцевых сточных вод от нефтепродуктов. Заявка №4280617, 09.07.1987. Опубл. 15.07.1989); Flavobacterium tirrermicum (2. Новожилова М.И., Попова Л.Е., Недоводиева Т.П., Каламкарова Л.И. Штамм бактерий Flavobacterium tirrermicum, используемый для очистки подсланевых и промышленных сточных вод от нефти и нефтепродуктов. А.с. SU 1409594. Заявка №4066152, 24.03.1986. Опубл. 15.07.1988), которые могут разлагать углеводороды нефти. Недостатком вышеперечисленных штаммов является то, что они осуществляют деструкцию нефтепродуктов только в воде и не способны осуществлять очистку почвы от нефти.

Известны штаммы: Pseudomonas putida 36 (3. Дядечко В.Н., Толстокорова Л.Е., Морозова Т.Н. Штамм @ @ 36, используемый для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов. А.с. СССР 1076446. Заявка №3474745, 22.07.1982. Опубл. 28.02.1984); Acinetronacter sp.НВ-1 (4. Жиркова Н.А, Кобелев B.C., Холоденко В.П. ШТАММ БАКТЕРИЙ ACINETOBACTER SPECIES, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ. Патент РФ №2077579. Заявка №94043331 от 06.12.1994. Опубл. 20.04.1997), Acinetronacter sp.JN-2 (5. Ушков С.Б., Ильинская Н. ШТАММ ACINETOBACTER SPECIES, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ. Патент RU №2064017. Заявка №93009595 от 23.02.1993. Опубл. 20.07.1996), Pseudomonas alcaligenes Е7 (6. Ермоленко З.М., Холоденко В.П., Чугунов В.А. ШТАММ БАКТЕРИЙ PSEUDOMONAS ALCALIGENES Е7, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ. Патент RU №2134723, Заявка №98105707 от 25.03.1998. Опубл. 20.08.1999) и Pseudomonas alcaligenes B-1 (7. Ермоленко З.М., Холоденко В.П., Чугунов В.А., Кобелев B.C., Акимова Н.А. ШТАММ БАКТЕРИЙ PSEUDOMONAS ALCALIGENES В-1, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ. Патент RU №2133770. Заявка №98105709 от 25.03.1998. Опубл. 27.07.1999). Недостатком штаммов является то, что они утилизируют нефть при сравнительно высоких температурах.

Большую эффективность в условиях низких положительных температур показал штамм Rhodococcus erythroplis E-15 (8. Коронелли Т.В., Аракелян Э.И., Комарова Т.И., Ильинский В.В. СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЧВ ОТ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ. Патент RU №2019527. Заявка №93017464 от 30.04.1993. Опубл. 15.09.1994), но процесс биодеградация нефти протекает медленно и только при добавлении нитроаммофоски или нитроаммофоски и натриевой селитры.

Близким к заявляемому способу является способ очистки мерзлотных почв от нефти спорообразующими бактериями Bacillus subtilis (9. Неустроев М.П., Тарабукина Н.П., Неустроев М.М., Сазонов Н.Н., Парникова С.И., Степанова А.М. СПОСОБ ОЧИСТКИ МЕРЗЛОТНЫХ ПОЧВ ОТ НЕФТИ СПОРООБРАЗУЮЩИМИ БАКТЕРИЯМИ BACILLUS SUBTILIS. Патент RU №2446900. Заявка №2010129158 от 13.07.2010. Опубл. 20.01.2012), обладающих способностью снижать концентрацию нефти до 0,48% в течение 3 месяцев летнего периода. Однако штамм осуществляет деградацию только нефти только в почве, в условиях модельного эксперимента и не способен осуществлять очистку водной среды от нефти и утилизировать нефтепродукты (дизельное топливо, масло моторное, газовый конденсат), в том числе в условиях широкого диапазона температур от +8 до +37°C.

Задачей изобретения является получение способа очистки мерзлотных почв и водной среды, не только от нефти, но также и от нефтепродуктов (дизельное топливо, газовый конденсат, масло моторное) в относительно короткие сроки, в широком диапазоне температур от +4 до +37°C.

Осуществление изобретения

Решение поставленной задачи достигается путем внесения в загрязненные нефтью или нефтепродуктами (дизельное топливо, газовый конденсат, масло моторное) мерзлотные почвы и водную среду микробного препарата на основе штамма бактерий Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011.

Технический результат изобретения достигается следующим образом.

Используют суспензию штамма бактерий Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011 с содержанием живых клеток в концентрации не менее 1·109 КОЕ/мл.

Штамм бактерий Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011 депонирован во Всероссийской коллекции непатогенных промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИГенетика - ВКПМ, 117545, г. Москва, 1-ый Дорожный проезд, 1. Коллекционный номер ВКПМ В-11011. Штамм бактерий является перспективным для восстановления нефтезагрязненньгх мерзлотных почв и очистки водной среды от загрязнений нефтью и нефтепродуктами.

Штамм бактерий может быть получен в лаборатории №2 Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (ИПНГ СО РАН), 677890, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Октябрьская, дом 1.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. Получение бактериальной суспензии штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011

Штамм бактерий Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011 выращивают на мясопептонном агаре (масс.%: ферментативный пептон - 1,0; натрий хлористый - 0,5; агар - 1,0; вода мясная - остальное, pH 7,0-7,2) при температуре +30°C в течение 1-2-х суток, затем смывают в 0,9% растворе NaCl в концентрации не менее 1·109 КОЕ/см3 по оптическому стандарту ГИСК им. A.M. Тарасевича. Полученную таким образом бактериальную суспензию штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011 используют для очистки мерзлотных почв и водной среды от нефти и нефтепродуктов.

Пример 2. Определение нефтеокисляющей способности штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011

Бактериальную суспензию штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011, полученную способом, описанным в примере 1, вносят в минерализованную водную среду следующего состава (г/дм3): KNO3-4,0; MgSO4·7H2O-0,8; NaCl-1,0; K2 HPO4-1,4; KH2 PO4-0,6; агар-20,0; вода дистиллированная 1,0 дм3, загрязненную нефтью или нефтепродуктами в количестве 1000 мг на 100,0 см3 субстрата и экспонируют при температурах +4°C; +20°C; +30°C и +37°C в течение 7 суток.

Биодеградацию нефти и нефтепродуктов определяют спектрометрическим методом с использованием концентратомера «ИКН-025» (10. ФР.1.31.2007.03234. МВИ 01.02.117. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в питьевых, природных и сточных водах ИК-спектрометрическим методом с использованием концентратомера «ИКН-025).

Данные эксперимента показывают, что в минерализованной водной среде штамм Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011 на 7-е сутки при температуре +4°C утилизирует 6,38-13,34% - нефти и нефтепродуктов; при температуре +20°C-24,62-54,60%; при температуре +30°C-51,9-69,25%; при температуре +37°C-57,78-81,46% в зависимости от типа ксенобиотика (табл.1).

Таблица 1
Степень утилизации нефти и нефтепродуктов в минерализированной водной среде
Вариант опыта t °C
Ксенобиотик, мг/дм3 Срок +4 +20 +30 +37
Нефть до опыта 1000,0 1000,0 1000,0 1000,0
после опыта 936,2 502,4 481,0 422,2
% деструкции 6,38 49,76 51,9 57,78
Дизельное топливо до опыта 1000,0 1000,0 1000,0 1000,0
после опыта 902,0 454,8 333,3 185,4
% деструкции 9,8 54,60 66,67 81,46
Масло моторное до опыта 1000,0 1000,0 1000,0 1000,0
после опыта 866,6 753,8 400,6 398,2
% деструкции 13,34 24,62 59,94 60,18
Газовый конденсат до опыта 1000,0 1000,0 1000,0 1000.0
после опыта 923,6 533,9 307,5 296,6
% деструкции 7,64 46,61 69,25 70,36

Пример 3. Очистка воды от нефти штаммом Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011

В эксикатор объемом 5,0 дм вносят 3,0 дм водопроводной воды, отстоявшейся в течение суток при комнатной температуре. В воду добавляют 30 000 мг сырой неочищенной нефти и 30,0 см3 бактериальной суспензии штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011 (по примеру 1). В качестве контроля используют воду в количестве 3,0 дм3 с добавлением 30 000 мг нефти и без внесения бактериальной суспензии.

Таблица 2
Деструкция нефти в воде штаммом Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011
Вариант опыта Количество нефти Количество нефти Степень
до внесения клеток штамма, мг/кг через 60 суток после внесения клеток штамма, мг/кг утилизации нефти, %
Вода + нефть + клетки штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011 30 000 13 443 55,19
Вода + нефть 30 000 29 334,6 2,21

Эксперимент проводят в течение 60-ти суток, поддерживая температуру воды в интервале +15 +20°C.

Полученные результаты (табл.2) показали, что в водопроводной воде деструкция нефти под влиянием штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011 за 60 суток составила 55,19%. Деструкция нефти в контрольной емкости существенно не изменилась.

Пример 4. Очистка мерзлотной почвы от нефти с помощью штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011

Эксперимент по очистке мерзлотной почвы, загрязненной нефтью, проведен в условиях открытой экосистемы на территории аварийного разлива нефти. Средняя температура почвы в течение всего периода постановки эксперимента на горизонте 20 см составляла в среднем +8°C; на горизонте 10 см - +14°C.

Бактериальную суспензию, полученную по примеру 1, содержащую культуру клеток штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011, с титром не менее 1109 КОЕ/см3 вносят в почву, загрязненную нефтью из расчета 1 литр препарата на 1 м3 нефтезагрязненной почвы. Почву тщательно перемешивают с помощью лопаты и экспонируют в естественных условиях в течение 60-ти суток.

Содержание нефтепродуктов в почве определяют гравиметрическим методом в соответствии с (11. РД 39-0147098-90. Инструкция по контролю за состоянием почв на объектах предприятий Миннефтегазпрома.-1990).

Таблица 3
Динамика деструкции нефти в почве, обработанной бактериальной суспензией штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011
Вариант опыта Содержание нефти до внесения штамма, мг/кг Содержание нефти, через 60 суток после внесения штамма, мг/кг Деструкция нефти,%
Почва + нефть + клетки штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011 34675 4517 86,97
Почва + нефть 13771 12762 7,32

Результаты исследований показывают, что после обработки нефтезагрязненной почвы бактериальной суспензией на основе штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ B-11011 через 60 суток при средней температуре почвы +8 +14°C деструкция нефти составила 86,97% (таблица 3).

Таким образом, преимуществом штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011 является то, что он обладает высокой утилизирующей способностью по отношению как к нефти, так и к нефтепродуктам в относительно короткие сроки (от 7 суток до 60-ти суток), в широком диапазоне температур от +4 до +37°C, который может быть использован как для очистки почв, так и для очистки водной среды, загрязненных нефтью и нефтепродуктами (дизельное топливо, масло моторное, газовый конденсат).

Предлагаемый способ может быть использован для реабилитации нефтезагрязненных территорий в условиях Крайнего Севера.

Способ очистки мерзлотной почвы и водной среды от нефти и нефтепродуктов, отличающийся тем, что для очистки загрязненных субстратов используют бактериальную суспензию штамма Exguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области генной инженерии и может быть использовано для рекомбинантного получения 1,2-пропандиола (1,2-PD). В клетку E.coli вводят ген, кодирующий пропандиолоксидоредуктазу, что позволяет продуцировать высокие уровни 1,2-пропандиола, по существу без 1,3-пропандиола, при выращивании на глицерине как единственном источнике углерода.
Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен штамм бактерий Rhodococcus aetherivorans ВКМ Ac-2610D.

Изобретение относится к области вирусологии и биотехнологии. Штамм вируса иммунодефицита человека I-типа ИВ741 выделен на территории РФ от больного не получавшего АРВ-терапию.
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к микробиологическим средствам борьбы с вредными мышевидными грызунами. Штамм бактерий Salmonella enteritidis var.

Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии. Предложен штамм бактерий Aeromonas bestiarum - продуцент щелочной рибонуклеазы, обладающий противовирусной активностью и депонированный в коллекции бактерий, бактериофагов и грибов Федерального бюджетного учреждения науки «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» под регистрационным номером B-1270.

Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано при мониторинговых эколого-микробиологических исследованиях контроля качества морской воды для определения численности нефтеокисляющих микроорганизмов.

Изобретение относится к микробиологии. Штамм Rhodococcus sp.
Изобретение относится к биотехнологии, микробиологии и может быть использовано на этапе накопления биомассы штамма продуцента при производстве живой туляремийной вакцины.

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к санитарной микробиологии. Предложена питательная среда для выделения бактерий рода Shigella из водных объектов.

Способ предусматривает культивирование при 37±1оС штаммов лактобацилл и бифидобактерий на среде и расфасовку жидкого препарата с учетом необходимой для пациентов суточной дозы.
Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ очистки водного раствора, содержащего соль никеля, от ионов никеля.
Изобретение относится к области ветеринарной микробиологии и биотехнологии. Штамм Moraxella bovoculi обладает антигенными, вирулентными свойствами и иммуногенной активностью.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Штамм Bifidobacterium lactis CNCM I-3446 применяют в производстве пробиотической композиции для стимуляции развития начальной бифидогенной кишечной микробиоты у детей, рожденных путем кесарева сечения.
Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен штамм бактерий Rhodococcus aetherivorans ВКМ Ac-2610D.
Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано при производстве медико-биологических препаратов. Фармацевтическая композиция содержит бактериофаги, полученные путем культивирования на питательной среде, содержащей глюкозу, натрий хлористый, натрий двузамещенный фосфорнокислый, дрожжевой автолизат жидкий и очищенную воду в заданном соотношении, и высушенные с наполнителем без лиофилизации, в виде таблеток с желудочно-резистентным покрытием.
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к микробиологическим средствам борьбы с вредными мышевидными грызунами. Штамм бактерий Salmonella enteritidis var.

Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии. Предложен штамм бактерий Aeromonas bestiarum - продуцент щелочной рибонуклеазы, обладающий противовирусной активностью и депонированный в коллекции бактерий, бактериофагов и грибов Федерального бюджетного учреждения науки «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» под регистрационным номером B-1270.

Изобретение относится к препарату для младенцев для снижения или предупреждения воспаления у младенца. Препарат для младенцев включает источник белка, обеспечивающий от 1 до 5 г белка на 100 ккал препарата, источник жира или липидов, обеспечивающий от 3 до 7 г жира или липидов на 100 ккал препарата, источник углеводов, обеспечивающий от 8 до 12 г углеводов на 100 ккал препарата, источник длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот, включающий докозагексановую кислоту.

Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано при мониторинговых эколого-микробиологических исследованиях контроля качества морской воды для определения численности нефтеокисляющих микроорганизмов.

Изобретение относится к биотехнологии и микробиологии. Инкубируют проверяемый вид микроорганизмов рода Salmonella, взятый в конечной концентрации около 1000 клеток/мл, с исследуемым антибактериальным препаратом в известной, ранее установленной для каждого антибактериального препарата концентрации, оптимальной для воздействия на заданный вид микроорганизмов.
Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ очистки водного раствора, содержащего соль никеля, от ионов никеля.
Наверх