TOLKACHNIKOV KONSTANTIN YUR'YEVICH (RU)
KOS'YANENKO YURIY VLADIMIROVICH (RU)
TITOV VYACHESLAV ANATOL'YEVICH (RU)
KUZNETSOV DMITRIY NIKOLAYEVICH (RU)
GORBUNOV ARTUR MIKHAYLOVICH (RU)
TOLKACHNIKOV KONSTANTIN YURYEVICH (RU)
KOSYANENKO YURIY VLADIMIROVICH (RU)
TITOV VYACHESLAV ANATOLYEVICH (RU)
KUZNETSOV DMITRIY NIKOLAYEVICH (RU)
GORBUNOV ARTUR MIKHAYLOVICH (RU)
WO2008029423A1 | 2008-03-13 | |||
WO2015046416A1 | 2015-04-02 | |||
WO2009125341A2 | 2009-10-15 | |||
WO2018087995A1 | 2018-05-17 | |||
WO2018009330A1 | 2018-01-11 |
CN106676042A | 2017-05-17 | |||
RU2557636C2 | 2015-07-27 | |||
JP2017031016W | 2017-08-29 | |||
US20170037858W | 2017-06-16 | |||
RU2529735C1 | 2014-09-27 | |||
RU2522616C2 | 2014-07-20 | |||
SU1805097A1 | 1993-03-30 |
See also references of EP 3674007A4
Формула изобретения 1. Способ ремедиации загрязненных земель, заключающийся в поливе и внесении соответствующего вида биореагента на глубину в подготовленный для очистки грунт, отличающийся тем, что ремедиацию осуществляют в 2 этапа: на первом этапе на заражённом участке делают щелевидные или круглые отверстия до глубины 25 см, поливают водой, затем через 5-6 часов этот участок поливают биореагентом в виде гумусосодержащей суспензии в количестве до 400 г. на кг. почвы, содержащей штаммы: Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-4883, Pseudomonas denitrificans ВКПМ - 4884,- Pseudomonas sp."longa", ВКПМ В-4885, Rhodococcus erythropolis, взятых в количестве (6- 8) · 109, (3 -4) · 109 (2-3) · 109, (1-2) ·109 клеток на 1 л раствора соответственно, при соотношении масс.%.4,8: 2.4 : 1,7 : 1,0, затем заражённый участок земли поливают водой и на втором этапе через 8-10 дней, вносят половину первоначальной дозы концентрата гумусосодержащей суспензии, после внесения второй, уменьшенной дозы гумусосодержащей суспензии продолжают полив водой в течении 14 дней. 2. Способ ремедиации по п.1, отличающийся тем, что расстояние между щелевидными или круглыми отверстиями составляет 8-10 см. |
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при производстве препаратов, восстанавливающих плодородие почв, удобрений, средств защиты растений, и иных препаратов, снижающих техногенное воздействие на природу и стимулирующих рост и развитие растений.
В результате химизации, механизации и мелиорации сельского хозяйства, а также глобального промышленного загрязнения окружающей среды, наблюдается повсеместная деградация почв. Поэтому возникла острая необходимость разработки и внедрения органических удобрений, восстанавливающих плодородие почв, оказывающих разностороннее положительное влияние на рост растений.
Известно, что гуминовые биологически активные вещества, оказывают многогранное влияние на плодородие почвы, на рост и развитие растений. В настоящее время известно много видов удобрений на основе гуминовых кислот.
Например, Известен способ получения препарата гуминовых кислот для почвообразования, (А.с. РФ N° 1213760).Препарат готовится из отходов угольной промышленности, инокулированных микроорганизмами с последующим культивированием водной суспензии в течение 10-15 суток до лизиса бактериальных культур. В течение приготовления препарата в водную суспензию вводят два раза фенол, который является источником органического углерода для жизнедеятельности микроорганизмов .
Однако фенол одновременно является бактерицидным веществом, приводящий к лизису микроорганизмов, т.е. препарат, не содержащий активной микрофлоры, становится менее активным. В указанном известном решении длительное приготовление препарата (10-15 суток), а также ограниченное содержание в препарате живых бактериальных клеток в виду их лизиса и добавления фенола в препарат в качестве источника углерода указывают на недостатки данного препарата. Известен способ обработки почвы (WO/2018/087995 PCT/JP2017/031016 , от
17.05.2018 TAKENAKA CORPORATION IN ABA, Kaoru), где разлагающий микроорганизм для разложения загрязняющего вещества в подземной почве смешивают, нагревают до температуры выше температуры грунтовых вод и подают в подземную почву путем закачки в нагнетательные скважины.
Недостаток известного способа заключается в том, для активизации разложения загрязняющего вещества необходим процесс нагревания, что приводит к дополнительным энергозатратам.
Известен WO/2018/009330. Двухстадийное восстановление зернистого материала с органическими загрязняющими веществами
PCT/US2017/037858, в котором Способы и системы предусмотрены для двухступенчатой обработки загрязненного материала в виде частиц (100), такого как почва, осадок и/или иловой шлам. Способы и системы используют процесс термической десорбции в сочетании с процессом сжигания с тлеющим разрядом. Загрязненный материал в виде частиц сначала подвергают термической десорбции при высоких температурах (например, более 150° С) с образованием нагретого загрязненного материала в виде частиц. Далее, процесс сжигания с тлеющим разрядом инициируют путем введения газа, поддерживающего горение. Комбинированный процесс может происходить в одних и тех же или различных обрабатывающих установках. Обработка материала в виде частиц способом термической десорбции до процесса сжигания с тлеющим разрядом повышает полноту и пропускную способность по сравнению с работой этих процессов отдельно.
Недостатком известных способов является то что, для активизации разложения загрязняющего вещества необходим процесс нагревания и сжигание что приводит к дополнительным энергозатратам и усложненному процессу обеззараживания почвы.
Известен способ RU 2529735, 30.01.2013,опубл. 27.09.2014 Бюл. До 27,
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к микробиологическим способам очистки окружающей среды. Готовят смесь из жидких бактериальных культур, в качестве которых берут штаммы Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10 13 , КОА-4 Pseudomonas fluorescens ND-610 ВНИИСХМ с титром 10 10 , Azotobacter chroococcum АИН RCAM00539 с титром 10 12 в соотношении соответственно 3: 1, 5:0, 5- 3:2:1. Осуществляют обработку отходов обогащения бурого угля путем добавления к ним полученной жидкой смеси штаммов с последующим перемешиванием и высушиванием приготовленной смеси в течение не менее 2,5 суток при комнатной температуре, при этом отходы обогащения бурого угля и предварительно подготовленную смесь штаммов берут соответственно в соотношении, мас.%: 40-50:50- 60. Изобретение позволяет повысить в биопрепарате содержание гуминовых, карбоновых, аминокислот и полисахаридов при минимальных затратах и сроков его изготовления.
Однако, для получения сухого биопрепарата требуется значительное время- 4-5 часов и значительные затраты. К тому же сухой биопрепарат теряет свои свойства с течением времени и через год не пригоден к употреблению Сухой препарат не может служить инокулятом для последующего цикла его получения. Каждый раз нужно в течении 4-5 суток получать новый биопрепарат такого же состава.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ получения гуминово-минерального реагента (RUN°25226l6, от 05.10.2012, опубл. 20.07.2014 Бюл. No 20), Изобретение относится к области экологии и природовосстановления, в частности к препаратам гуминовых веществ из природных органических субстратов, их получению и использованию для очистки загрязненных грунтов. Гуминово-минеральный реагент получают смешиванием гумифицированного органического сырья с раствором гидроксида щелочных или щелочно-земельных металлов с последующей экстракцией. Экстракцию гуминовых веществ проводят при 165-220°С и давлении 1,8-2, 5 МПа с одновременной подачей воздуха с расходом не более 5 литров в минуту на 10 кг сырья в течение не более 3 часов. Полученный реагент содержит гуминовые кислоты и/или их соли, смесь минеральных компонентов, включающую оксид железа, оксид натрия, оксид магния, оксид алюминия, оксид кальция, и менее 1,5 мас.% примесей. Изобретение позволяет получить новый экологически и экономически эффективный гуминово-минерального реагент с высоким выходом из органических отходов, использование которого обеспечивает эффективную очистку загрязненных грунтов, и ускорить процессы рекультивации.
Способ использования гуминово-минерального реагента для очистки загрязненных грунтов, заключающийся в интенсивном рыхлении и внесении в подготовленный для очистки грунт сорбента и химмелиоранта, интенсивном поливе дождеванием и последующем посеве фитомелиорантов.
Однако в этом способе необходимо интенсивное рыхление заражённой почвы, а без дополнительного внесения микроорганизмов процесс восстановления почвенного биоценоза будет продолжительным. Нарушение концентрации гумино-минерального реагента при поливе водой, в связи с высоким PH, может привести к угнетению роста растений. Задачей заявляемого изобретения является разработка технологии биологической ремедиации загрязненных почв, обеспечивающая наименьшие затраты на изготовление.
Техническим результатом предлагаемого способа является эффективность обработки и снижение степени деконтаминации от высокой степени загрязнения до уровня ПДК, сохранение почвенного биоценоза и восстановление плодородия почв, улучшение экологии в промышленных городах и восстановление нарушенных земель, возвращение их в сельскохозяйственный оборот.
Поставленная задача достигается тем, что в способе ремедиации загрязненных земель, заключающийся в поливе и внесении соответствующего вида биореагента на глубину в подготовленный для очистки грунт, причем, ремедиацию осуществляют в 2 этапа: на первом этапе на заражённом участке делают щелевидные или круглые отверстия до глубины 25 см, поливают водой, затем через 5-6 часов этот участок поливают биореагентом в виде гумусосодержащей суспензии в количестве до 400 г. на кг. почвы, содержащей штаммы: Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-4883, Pseudomonas denitrificans ВКПМ - 4884, -Pseudomonas sp."longa", ВКПМ В-4885, Rhodococcus erythropolis, взятых в количестве (6- 8) · 10 9 , (3 -4) · 10 9 (2-3) · 10 9 , (1-2) ·10 9 клеток на 1 л раствора соответственно, при соотношении масс.%.4,8: 2.4 : 1,7 : 1,0, затем заражённый участок земли поливают водой и на втором этапе через 8-10 дней, вносят половину первоначальной дозы концентрата гумусосодержащей суспензии, после внесения второй, уменьшенной дозы гумусосодержащей суспензии продолжают полив водой в течении 14 дней. Расстояние между щелевидными или круглыми отверстиями составляет 8-10 см.
Для достижения указанного технического результата в способе получения биопрепарата для очистки и восстановления плодородия почвогрунтов, загрязненных нефтепродуктами, на основе наполнителя и бактериальных культур, согласно изобретению, готовят смесь из жидких бактериальных культур, в качестве которых берут штаммы: Acinetotbacter calcoaceticus ВКПМ-4883. штамм, Pseudomonus denitrificans ВКПМ 4884, штамм, Pseudomonus sp. "longa" ВКПМ-4885, штамм и , Rhodococcus erythropolis взятых в количестве (6-8) ·10 9 , (3-4) · 10 9 . (2 -3) ·10 9 . (1- 2) ·10 9 клеток на
1 литр раствора соответственно , при соотношении , в % 4,8 : 2.4 : 1,7 : 1,0. и окисленных бурых углей, предварительно отсеянных от частиц крупнее 5 мм. Питательная смесь для инокулирования её микроорганизмами состоит из окисленного бурого угля и корректирующих добавок по азоту и фосфору. Указанные бактерии получены путём длительной адаптации ассоциации почвенных микроорганизмов, окисляющих углеродсодержащие субстраты. Штамм Acinetobacter calcoaceticus выращивают в течении 2-х суток, при 28 С на питательном агаре следующего состава: агар- 2%. пептон- 0.5 %. ацетат натрия- 0.5 %, дрожжевой гидролизат- 0. 5 %. диет, вода— остальное. pH- 7.0
Штаммы Pseudomonus denitrificans и Pseudomonus sp. "longa". выращивают в течении 2-х суток при температуре 28 град, на питательном агаре следующего состава: глюкоза- 1 % , дрожжевой гидролизат- 0.5 %, дикалия фосфат- 0,1 % , диаммонийфосфат - 0,1% , сульфат магния- 0. 05 % , хлористый кальций - 0. 01 % , агар - 2 %,. сернокислое железо и хлористый натрий— следы остальное дистиллированная вода, рн- 7,0 .
Штамм Rhodococcus erythropolis выращивают на сусле -агаре ,MPA . на среде Раймонда, в течении 22 часов, температуре 28-32 град., pH-6,8 -7,2 Совместно штаммы обладают высокой ферметационной способностью разложения углеродсодержащих субстратов, в том числе и сажистых бурых углей.
С выращенных колоний микроорганизмов на питательном агаре проводят смыв дистиллированной водой сырой биомассы в сосуд для ферментации, предварительно определив количество клеток под микроскопом. Затем питательную смесь , состоящую из сажистых бурых углей с добавками, микро и макро-элементами в составе сажистых углей, иннокулируют смесью штаммов бактерий, в соотношении 4,8 :2,4 : 1,7,: 1,0 , при активнм перемешивании, в присутствии кислорода воздуха, добавлением воды и темп. 20- 25 град., в течении 25- 28 часов, до достижения в этой смеси количества штаммов тамм N° 10, Pseudomonus denitrificans ВКПМ 4884, , Pseudomonus sp. "longa" BKPM- 4885, и , Rhodococcus erythropolis, взятых в количестве (6-8) 10 9 , (3-4) 10 9 . (2 -3) 10 9 . (1- 2) 10 9 клеток на 1 литр раствора соответственно, при соотношении, в масс % 4,8 : 2.4 : 1,7 : 1,0.
Все указанные штаммы, используемые в заявляемом способе ремедиации загрязненных земель: Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-4883, Pseudomonas denitrificans ВКПМ - 4884, -Pseudomonas sp ."longa", ВКПМ В-4885, задепонированы в БРЦ ВКПМ, являются жизнеспособными, прилагаем копии удостоверений.
Rhodococcus erythropolis не является новым, его известность подтверждается в статье Политематического сетевого электронного научного журнала Кубанского государственного аграрного университета 2012 г. УДК 579.6.
В статье рассмотрены биотехнологические свойства нефтеокисляющего штамма Rhodococcus erythropolis В2, позволяющие использовать его как основу для биопрепарата: деструктивный потенциал по отношению к углеводородам, характеристики роста на различных средах, продукция фитогормонов и биоПАВ, адгезивная и флотационная активность, испытания в лабораторный и полевых условиях.
Кроме того, штамм Rhodococcus erythropolis В2 использован в SU 1805097_от 06.12.1991г. Заявитель Уфимский нефтяной институт
«Штамм бактерий Rhodococcus eryTHropolis, используемый для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов» входит в следующие категории Rhodococcus erythropolis М 2 ВКМ АС1339Д остается активным и в почве. В результате исследований выявлено биоразложение нефти . через 40 суток количество нефти и нефтепродуктов после культивированиясоставляет76, В контроле- 55 40 суток культивирования уменьшается естественная убыль нефти составляет 0,01 . 3 до 1, а после 60 суток до 0,21 ге.
Ремедиацию зараженных земель проводят в два этапа:
На первом этапе, на заражённом участке делаются щелевидные или круглые отверстия до глубины 25 см зараженной почвы растворимыми солями фтора, превышающими ПДК в 1,5 -5,0 и более раз, поливается водой, которая проникает через проделанные отверстия или щели по всему объёму почву. Затем через 5-6 часов этот участок поливают биореагентом в количестве до 400 гр. на кг. почвы. При этом происходит взаимодействие растворимых солей фтора с гуминовыми кислотами в нерастворимые комплексы. Затем заражённый участок земли поливается водой.и через 8- 10 дней исследуют зараженность грунта перед вторым этапом обеззараживания. Затем вносится половина первоначальной дозы концентрата гумусосодержащей суспензии, состоящая из штаммов :
Acinetotbacter calcoaceticus ВКПМ-4883, Pseudomonus denitrificans ВКПМ 4884, , Pseudomonus sp. "longa" ВКПМ-4885, и , Rhodococcus erythropolis, взятых в количестве (6-8) ·10 9 (3- 4) · 10 9 , (1.5-2) · 10 9 (1- 1.5) · 10 9 , ( 0.5- 1,5) 10 9 клеток на 1 л раствора соответственно, при соотношении 4,8 : 2.4 : 1,7 : 1,0. Основная часть растворимых солей фтора взаимодействовала с водорастворимыми гуминовыми кислотами, количество которой уменьшилось на создание нерастворимых комплексов основного количества растворимых солей фтора и на связывание солей тяжёлых металлов и др. загрязнителей, а так же часть растворимых гуминовых кислот будет просачиваться в нижележащие горизонты, не успевая связывать растворимые соли фтора. После внесения второй, уменьшенной дозы гумусосодержащей суспензии продолжается постоянный полив водой в течении 14-16 дней, до содержания в почве растворимых солей фтора до ПДК-10 мг/кг почвы и содержания солей фтора не более 10- 15 мг на кг почвы.
Расстояние между щелевидными или круглыми отверстиями составляет 8-10 см. Это обосновывается тем, что в зависимости от состава грунта проникновение биореагента различно и практические исследования показали, что оптимальным является 4-5 см по горизонтали.
Результаты и дозы внесения биореогента, сведены в таблицу
Таблица
Зависимость содержания водорастворимых солей фтора от дозы внесения биореагента
Предлагаемый способ ремедиации загрязненных земель обеспечивает эффективность обработки и снижение степени деконтаминации от высокой степени загрязнения до уровня ПДК, сохранение почвенного биоценоза и восстановление плодородия почв.