Способ очистки почв, загрязненных полихлорированными бифенилами и другими токсичными соединениями

Изобретение относится к биотехнологии и экологии. Для очистки почв, загрязненных хлорароматическими токсикантами, вводят в почву гуматы и бактерии штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 в дозах 106-107 кл/г почвы. В качестве гуматов используют препарат «Гумиком» в концентрации 0,01-1,0% в расчете на массу почвы. Изобретение обеспечивает повышение степени очистки почв. 3 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к биотехнологии и касается очистки почвы от загрязнения хлорароматическими токсикантами.

Известны хлорароматические токсиканты, например, такие как полихлорированные бифенилы (далее ПХБ), гексахлорбензол, гексахлорциклогексан (линдан), дихлордифенилтрихлорэтан (далее ДДТ), дихлордифенилдихлорэтан (далее ДДД), S-(2,3,3-трихлораллил)-N,N-диизопропилтиокарбамат (гербицид триаллат), фталаты.

ПХБ являются одними из токсичных и стойких химических соединений. При этом на территориях производств данных веществ были загрязнены почвы, которые наряду с ПХБ содержат и другие высокотоксичные соединения, производившиеся ранее или являющиеся побочным продуктом химического производства.

Известны способы очистки сред от ПХБ, основанные на сжигании, термической десорбции, обработки химическими реагентами (см., например, описания изобретений к патентам RU 2079052, МПК 6 F23G 7/00, дата публикации 10.05.1997; 2151435, МПК 7 G21F 9/00, G21F 9/28, В09С 1/00, дата публикации 20.06.2000; 2250123, МПК 7 A62D 3/00, В09В 3/00, F23G 5/20, В09С 1/06, В09С 1/08, Е01Н 12/00, дата публикации 20.04.2005).

Их недостатками являются трудоемкость, необходимость больших экономических затрат, сильное негативное воздействие на почву, в ряде вариантов ее полное уничтожение.

Известны штаммы микроорганизмов, способные к деградации ПХБ и предлагаемые для очистки почвы от данных соединений (см., например, описания изобретений к патентам RU 2155803, МПК 7 C12N 1/16, В04С 1/10, C02F 3/34, C12N 1/20, C12R 1:05, дата публикации 10.09.2000; 2155804, МПК 7 C12N 1/20, В09С 1/10, C02F 3/34, C12N 1/20, C12R 1:05, дата публикации 10.09.2000; 2262531, МПК 7 C12N 1/20, C02F 3/34, В09С 1/10 (C12N 1/20, C12R 1:01).

Недостатком указанных изобретений является то, что бактерии неспособны к деградации других токсичных соединений.

Наиболее близким к предлагаемому средству очистки почвы является способ деструкции хлорорганических пестицидов (фюзилад-форте, зенкор, чистолан, 2М-4Х, пума-супер) с помощью почвенной ассоциации микроорганизмов в условиях аэрации при внесении в загрязненный объект гумат калия в количестве 300 г/кг (см., например, описание изобретения к патенту RU 2448786, МПК В09С 1/10, дата публикации 27.04.2012), а также способ детоксикации почв, загрязненных ПХБ, путем внесения высоких доз гуматов, согласно которому внесение 4% гуматов в почву, изначально содержавшую 10 мг/кг ПХБ, уменьшало их токсическое действие на растения на 80%, при внесении 8% гуматов - нейтрализовывало полностью (см. Егорова Д.О., Корсакова Е.С., Демаков В.А., Плотникова Е.Г. Деструкция ароматических углеводородов штаммом Rhodococcus wratislaviensis КТ1127, выделенным из отходов соледобывающего предприятия // Прикладная биохимия и микробиология. 2013. Т. 49. №3. С. 267-278).

Заявленный способ отличается от первого способа спектром загрязнителей, от которых очищается почва. От второго способа отличается также большим разнообразием разрушаемых соединений загрязнителей почвы, наличием фосфатов в препарате «Гумиком» и меньшей концентрацией вносимых гуматов (максимальная предлагаемая концентрация 1%). Так как при внесении 4 и 8% гуматов в почву по известному способу (см. Егорова Д.О., Корсакова Е.С., Демаков В.А., Плотникова Е.Г. Деструкция ароматических углеводородов штаммом Rhodococcus wratislaviensis КТ1127, выделенным из отходов соледобывающего предприятия // Прикладная биохимия и микробиология. 2013. Т. 49. №3. С. 267-278) наблюдалось связывание ПХБ с гуматами в комплекс, при этом дальнейшее поведение связанных гуматами ПХБ является неисследованным.

В предлагаемом способе происходит ускорение деструкции хлорароматических токсикантов под влиянием бактерий штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 и препарата «Гумиком».

Техническим результатом является повышение степени очистки почв.

Способ заключается в том, что вводят в почву гуматы, и отличается от ближайшего аналога тем, что вводят в почву бактерии штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 в дозах 106-107 кл/г почвы и препарат «Гумиком» в концентрации 0,01-1,0% в расчете на массу почвы.

Препарат «Гумиком» представляет собой гумино-минеральный комплекс, полученный на основе гуминовых веществ. Выпускается согласно ТУ 2186-002-13787869-2009 и техническому регламенту TP 013-13787869-2009. Препарат «Гумиком» является продуктом однократной экстракции бурого угля гидроксидом калия с последующим осаждением их фосфорной кислотой. Применяется для повышения содержания гумуса, предпосевной обработки семян, корневой и внекорневой обработки, как самостоятельное удобрение, так и в смеси с любыми протравителями, гербицидами, средствами защиты растений и минеральными удобрениями. Также применяется для опрыскивания почвы перед вспашкой (культивацией). Содержит большое количество питательных элементов и способствует их лучшему усвоению корневой системой растения. Поддерживает высокую реактивность почвы, улучшает растворимость минералов посредством стимуляции корневой системы и точки роста корня. Повышает проницаемость клеточных стенок корня. Активизирует почвенную микрофлору. Выпускается в трех препаративных формах, различающихся влажностью и, соответственно, содержанием сухого продукта - марки А, Б, В (см. табл. 1).

Введение бактерий штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 в дозах 106-107 кл/г почвы и препарата «Гумиком» в концентрации 0,01-1,0% в расчете на массу почвы для очистки почв, загрязненных хлорароматическими токсикантами (в частности, ПХБ, гексахлорбензолом, линданом, ДДТ, ДДД и триаллатом), предложено впервые, в связи с чем можно сделать вывод о соответствии предлагаемого способа критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».

Пример 1

Для оценки влияния препарата «Гумиком» на деструкцию загрязнителей аборигенными микроорганизмами в почву, содержащую ПХБ, гексахлорбензол, линдан, ДДТ, ДДД, триаллат и фталаты, отобранную с промышленной площадки (г. Чапаевск Самарской области), вносили данный препарат в дозах от 0,0001 до 1% от массы почвы в расчете на концентрацию в препарате гумата. Через 3 месяца оценивали содержание загрязнителей в почве и с использованием хромато-масс-спектрометра Agilent 6890N (Agilent Technology, США).

Через 3 месяца отмечено снижение концентрации загрязнителей в почве, обработанной препаратом «Гумиком» в концентрациях от 0,01% до 1% массы почвы относительно необработанной почвы. В целом отмечается увеличение деструкции загрязнителей с повышением дозировки добавления препарата «Гумиком» (табл. 2).

Внесение в почву препарата в концентрациях 0,0001 и 0,001% массы почвы не оказало положительного воздействия на убыль большей части загрязнителей. Снижение концентрации загрязнителей в варианте опыта с добавлением в почву препарата в дозе 1% массы почвы составило для гексахлорбензола в 1,8, линдана - в 2,3, ПХБ - 1,4, ДДТ и ДДД - в 1,1, триаллата - в 1,5 раза, фталатов - в 2,6 раза. В варианте с концентрацией препарата в почве 0,1% массы почвы данное уменьшение содержания загрязнителей составило для гексахлорбензола в 1,3, линдана - в 1,3, ПХБ - 1,4, ДДТ и ДДД - в 1,3, триаллата - в 1,5, фталатов - в 4,5 раза. В варианте с добавлением препарата в почву в дозе 0,01% массы почвы произошло снижение загрязнителей (гексахлорбензола, линдана, ПХБ, ДДТ и ДДД, фталатов) в 1,5, 1,9, 1,2, 1,1, 3,6 раза соответственно. Концентрация триаллата в данном варианте относительно варианта с почвой без обработки не уменьшилась (см. табл. 2).

Пример 2

Для определения воздействия препарата «Гумиком» на деструктивную активность интродуцированных микроорганизмов в почву, отобранную с промышленной площадки г. Чапаевск Самарской области, вносили бактерии из расчета 106 и 107 кл/г почвы в сочетании с ее обработкой данным препаратом в дозах 0,01-1% массы почвы. В качестве примера бактерии-деструктора использован штамм Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7, обладающий способностью к разрушению широкого спектра соединений: нафталин, бифенил, бензол, толуол, фенол, орто-фталиевая кислота, бензойная кислота.

Через 14 дней оценивали содержание загрязнителей в почве и с использованием хромато-масс-спектрометра Agilent 6890N (Agilent Technology, США).

Через 14 дней добавление препарата «Гумиком» не оказало положительного эффекта на деструкцию загрязнителей в почве. Исключение составляет триаллат, увеличение убыли которого относительно почвы без обработки при добавлении препарата в дозах 0,1 и 1% массы почвы составило 1,6 и 1,4 раза соответственно (см. табл. 3).

Добавление бактерий штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 оказало через 14 дней большее воздействие на снижение концентрации загрязнителей, чем внесение препарата «Гумиком», за исключением гексахлорбензола, концентрация которого также не уменьшилась. При инокуляции бактерий в дозах 106 и 107 кл/г почвы уменьшение содержания загрязнителей составило для линдана в обоих вариантах в 1,2 раза, ПХБ - в 1,4 и 1,2, ДДТ и ДДД - в 1,5 и 1,2 соответственно, триаллата в обоих случаях - в 1,4 раза.

Штамм Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 выделен из техногенно-минеральных образований производства калийно-магниевых солей ОАО «Уралкалий» (г. Березники, Пермский край) методом накопительного культивирования на среду Раймонда состава (г/л): NH4NO3 - 2.0, MgSO4×7H2O - 0.2, К2НРО4 - 2.0, Na2HPO4 - 3.0, CaCl2×6H2O - 0.01, Na2CO3 - 0.1, с добавлением орто-фталиевой кислоты - 1 г/л. Полученный штамм бактерий Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов (ВКМ) ИЭГМ им. Г.К. Скрябина РАН под номером ВКМ Ac-2623D.

Характеристика штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7

Аэроб. Хемоорганотроф. В состав клеточной стенки входят миколовые кислоты. Клетки граммоположительные, неподвижные, не образуют спор, каталазоположительные. При развитии бактериальная культура характеризуется жизненным циклом кокк-палочка-кокк. Штамм растет при температуре 10-45°С с оптимумом роста 28°С.

На богатой агаризованной среде Раймонда, содержащей (г/л): триптон - 5, дрожжевой экстракт - 2.5, NaCl - 10, агар - 1, образует непрозрачные округлые, матовые, светло-розовые колонии. Штамм способен к росту в диапазоне концентрации NaCl от 0 до 10%. При росте на минеральной среде Раймонда не нуждается в дополнительных факторах роста. Использует в качестве источника углерода нафталин, бифенил, бензол, толуол, фенол, орто-фталиевую кислоту, бензойную кислоту (см. Егорова Д.О., Корсакова Е.С., Демаков В.А., Плотникова Е.Г. Деструкция ароматических углеводородов штаммом Rhodococcus wratislaviensis КТ1127, выделенным из отходов соледобывающего предприятия // Прикладная биохимия и микробиология. 2013. Т. 49. №3. С. 267-278).

Совместное внесение бактерий штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 и препарата «Гумиком» оказало наибольший положительный эффект на очистку почвы от загрязнителей, в большинстве случаев содержание загрязнителей относительно почвы с инокуляцией бактерий без препарата уменьшилось. Исключение составляют варианты с инокуляцией бактерий в концентрации 106 кл/г, содержание триаллата, линдана и ПХБ не снизилось при внесении препарата «Гумиком» в концентрации 0,01%, ДДТ и ДДД при добавлении препарата в концентрации 0,1 и 1%, фталатов - при всех использованных концентрациях препарата

При добавлении бактерий штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 в концентрации 106 кл/г почвы и препарата «Гумиком» в дозах 0,01, 0,1 и 1% содержание гексахлорбензола снизилось относительно почвы с обработкой одними бактериями в 1,2, 1,3 и 1,5 раза соответственно. Содержание линдана в почве снизилось при внесении препарата в концентрации 0,1 и 1% в 1,4 и 1,7 раза, ПХБ - в 1,4 и 1,6 раза соответственно, ДДТ и ДДД при добавлении препарата 0,01% - в 1,2 раза.

В вариантах с внесением бактерий штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 в концентрации 10 кл/г массы почвы и препарата «Гумиком» в дозах 0,01, 0,1 и 1% массы почвы убыль гексахлорбензола составила относительно почвы, обработанной одними бактериями, в 1,3, 2,0 и 1,7 раза, линдана - в 1,2, 2,6 и 3,5 раза, ПХБ - в 1,3, 1,4 и 1,4 раза, ДДТ и ДДД - в 1,3, 1,1 и 1,2 раза, фталатов в 1,2, 1,6 и 1,7 раза соответственно (см. табл. 3).

Таким образом, установлено положительное воздействие внесения бактерий штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 в концентрации 107 кл/г почвы и препарата «Гумиком» в дозах 0,01-1% массы почвы на очистку почвы, содержащей ПХБ, гексахлорбензол, линдан, ДДТ, ДДД, триаллат, фталаты.

Способ очистки почв, загрязненных хлорароматическими токсикантами, включающий введение в почву гуматов, отличающийся тем, что вводят в почву бактерии штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 в дозах 106-107 кл/г почвы и препарат «Гумиком» в концентрации 0,01-1,0% в расчете на массу почвы.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству. Способы биотехнологической переработки твердых отходов целлюлозно-бумажной промышленности для получения биогумуса включают: а) стадию обработки грибами, заключающуюся в том, что в твердые отходы целлюлозно-бумажной промышленности вносят грибной инокулянт базидиальных грибов белой гнили из расчета 0,8-1,1 л на 10 кг отходов или зерновой мицелий грибов белой гнили из расчета 300-350 г на 6-8 кг отходов и проводят твердофазное культивирование в течение 45-65 дней при температуре 18-28°C или в течение 15 дней при температуре 10-15°C, а в следующие 40-45 дней - при температуре 18-28°C; б) стадию вермипереработки, заключающуюся в том, что субстрат, полученный на стадии а) увлажняют до 65-80%, затем на 10 кг или на 6-8 кг указанного субстрата вносят 1300-2500 особей или 200 шт.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. В способе получения препарата жидкого вермикомпоста (биогумуса) из гумусосодержащих веществ путем импульсного многофакторного воздействия на твердую фракцию вермикомпоста (биогумуса) в установке на базе роторного импульсного аппарата вермикомпост (биогумус) предварительно смешивается с водой в соотношении 70% воды и 30% вермикомпоста без добавления каких-либо реагентов, в том числе щелочей, и прогоняется через роторный импульсный аппарат, в результате интенсивного диспергирования и гомогенизации вермикомпоста в воде при такой обработке образуется однородная смесь с мелкодисперсными частицами вермикомпоста в воде, обогащенная питательными элементами NPK, гумусовыми веществами и полезной почвенной микрофлорой в виде стабильной суспензии.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Для получения биогумуса смешивают твердые и жидкие органические отходы на площадке, формируют бурты с выполнением между ними технологических проездов, заселяют субстрат дождевыми червями вида Eisenia foetida, после получения целевого продукта и биомассы червей повторяют цикл утилизации отходов.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Кондиционер почвы в форме гранул включает минеральные компоненты с использованием золошлаковой смеси и извести, причем он выполнен из гранул нерегулярной формы в интервале фракций от 1,0 до 6,0 мм водостойкого пористого конгломерата с плотностью от 300 до 400 кг/м3 и со структурой пористости, имеющей капиллярную и некапиллярную форму, при их соотношении между собой, равном 0,85:1, в свою очередь конгломерат состоит из сухой смеси, обработанной смешением с водой до однородной консистенции при соотношении вода:сухая смесь, равном 0,75:1, при этом сухая смесь содержит в качестве золошлаковой смеси золу биотоплива, а также цемент, негашеную известь и порообразователь.

Способ производства вермикомпоста включает формование гряды из субстрата и заселение ее вермикультурой, добавление на часть верхней и боковую поверхности гряды слоя свежего субстрата.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, мелиорации и биотехнологии и может быть использовано для получения органического удобрения на основе сплавины, извлеченной из водоемов при их очистке.

Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии и может быть использовано для получения повышающих плодородие почв удобрений из табачных отходов методом компостирования.

Изобретение относится к способу переработки и утилизации короотвала, являющегося продуктом отхода на целлюлозно-бумажных комбинатах. В образованный короотвал вводят осадки сточных вод очистных сооружений, содержащие масс.%: влажность 92-96; массовая доля органических веществ 62-66; массовая доля общего азота 5,6-7,3; массовая доля общего фосфора (Р2O5) 4,8-6,5; тяжелые металлы 0,02-2,0; остаточная нефть - 0,015-0,25; рН - 6,8, в соотношении кора:реагент (ОСВ), соответственно 8:2 с последующей аэрацией короотвала атмосферным воздухом, при этом в качестве разбавителя для реагента используют дренажные воды короотвала, а для получения органического удобрения процесс прокачки тела короотвала реагентом и воздухом повторяют неоднократно.

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству. Способ включает биотехнологическую и термохимическую переработку навоза и помета.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Почвосмесь универсальная содержит лигнин гидролизный, навоз и торф, причем в состав входит свиной навоз любой свежести подстилочный или бесподстилочный, и дополнительно смесь содержит гидроперит.

Изобретение относится к области биохимии. Предложено средство, в качестве которого используют штамм Rhodococcus wratislaviensis ВКМ Ac-2623D, для очистки почв, загрязненных гексахлорбензолом, линданом, дихлордифенилтрихлорэтаном, дихлордифенилдихлорэтаном, триаллатом и эфирами фталиевой кислоты (дибутилфталатом, диоктилфталатом).

Изобретение относится к области микробиологии. Штамм бактерий Kocuria sp., обладающий способностью быстро утилизировать нефть и нефтепродукты (дизельное топливо, масло моторное, масло гидравлическое, газовый конденсат), депонирован в ВКМ под регистрационным номером Kocuria sp.

Изобретение относится к области микробиологии. Штамм бактерий Serratia plymuthica ELA-9, обладающий способностью быстро утилизировать нефть и нефтепродукты (дизельное топливо, масло моторное, масло гидравлическое, газовый конденсат), депонирован в ВКМ под регистрационным номером Serratia plymuthica VKM B-2819D и может быть использован для очистки почв и водоемов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, в широком диапазоне температур от +4 до +30°C.

Изобретение относится к области микробиологии. Штамм бактерий Rhodococcus sp.

Способ включает безотвальную вспашку грунта при создании пористой механоактивированной почвенной структуры, мульчирующее боронование. Осуществляют обработку почвы распылением водного раствора смеси биологического и органоминерального препаратов, выбранных в соотношении (0,5÷1):3.

Изобретение относится к способам воспроизводства нефтезагрязненных земель. Осуществляют внесение биопрепаратов и посев семян растений с высокой сорбционной способностью.
Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано при биологической очистке воды и почвы от нефти и нефтепродуктов. Предложен консорциум штаммов микроорганизмов Acinetobacter sp.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам разложения изомеров хлорорганического пестицида гексахлорциклогексана, накопившихся в почве в результате их применения.
Изобретение относится к области биотехнологии защиты окружающей среды, в частности к способам очистки почв от нефтяных загрязнений в сокращенные сроки в условиях низких положительных температур.
Изобретение относится к экологии и биотехнологии. Для активации сухой формы биопрепарата для очистки нефтезагрязненных грунтов готовят водную суспензию с индуктором ферментных систем.
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает безотвальную обработку почвы тяжелой дисковой бороной БДТМ-3,8 на глубину 12-14 см.

Изобретение относится к биотехнологии и экологии. Для очистки почв, загрязненных хлорароматическими токсикантами, вводят в почву гуматы и бактерии штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 в дозах 106-107 клг почвы. В качестве гуматов используют препарат «Гумиком» в концентрации 0,01-1,0 в расчете на массу почвы. Изобретение обеспечивает повышение степени очистки почв. 3 табл., 2 пр.

Наверх