Способ интенсификации самоочищения почвы от нефтяных и фенольных загрязнений с помощью комплекса минеральных солей

(54) СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ САМООЧИЩЕНИЯ ПОЧВЫ ОТ НЕФТЯНЫХ И ФЕНОЛЬНЬПХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ КОМПЛЕКСА МИНЕРАЛЬНЬПХ СОЛЕЙ ФИзобретение относится к области экологии И предназначено для очистки почв от токсических веществ, в частности от нефтепродуктов и фенолов.По мере увеличения населения Земли и развития промышленности все более серьезной становится проблема охраны окружающей среды.Известны различные биотехнологические способы очистки почв от нефти и нефтепродуктов. Известен способ очистки почвы с помощью консорциума микрооорганизмов, включающих бактерии А 1 са 113 епе аеппййсапз, Рзепбошопаз ша 1:ор 1111 а, Рзецаошопаз рында, Рзепбошопаз 5 рес 1 е 5 и Вас 111115 рес 1 е (заявка на изобретение РФ Мг 95114756/13). Предлагается смешанная культура микроорганизмов Аг:11 гоЬа 1:ег 5 р.,Ыосагага 5 р., Сапсйба :гор 1 са 115 и С 1 а 1 о 5 рог 1 ип 1(патент США Мг 4136024), смешанная культура Ас 1 пе:оЬас:ег 5 р., Аг:11 гоЬас:ег эр. и Кпоаососсиз эр. (СЦЪА Мг 5496723 А), а также смешанная Культура Асп 1 е:0 Ьас:ег са 1 соасе:1 си 5 е: а 1., Рзеиаошопаз Ппогепзепз 5:ап 1 ег е: а 1., А 1 са 113 епе 5 Гаеса 115 Са 5:е 11 аг 11 е: СЬаПпегЗ (патент РФ Не 2107722).Недостатком изложенных способов является то, что получение препаратов, состоящих из нескольких культур, является сложным и дорогим производством, т.к. предусматривает раздельное выращивание каждого вида микроорганизма, входящего в консорциум, а затем их смешивание в необходимом соотношении.Для очистки почв и водоемов от нефтепродуктов предлагаются препараты на основе монокультур микроорганизмов. Описываются бактерии р. Кпоаососсиз эр. (патент РФ Не 2101352), Аг:11 огоЬас:ег :еггеуеп 5 (патент РФ Мг 2103358), Асгпегоьасюг (заявка на изобретение РФ Мг 95118599/13).Недостатком способов, изложенных в патентах Ме 2101352, 2103358 и заявке Мг 95118599/ 13 является то, что монокультуры,вносимые в загрязненные нефтепродуктами почвы, способны утилизировать определешгую,очень узкую фракцию нефти, преимущественно н-парафины или ароматические углеводороды. В отношении мазутов, дизельного топлива и других компонентов они не пригодны. Кроме того, одновременно с нефтепродуктами, почва часто бывает загрязнена другими органическими соединениями, например фенолами. В этом случае одновременно с углеводородокисляющими микроорганизмами возникает необходимость применения других способов очистки почвы, способных лшвидировать фенольные загрязнения, что значительно удорожает процесс очистки.В то же время известно, что почва представляет собой самую богатую среду обитания для различных микроорганизмов по сравнению с другими естественными средами. В ней встречаются самые разнообразные группы микроор 000296ганизмов: гегеротрофы и автотрофы, аэробы и анаэробы, олиготрофы и когШотрофы, гидролитики и негидролитики, ацидофилы и алкалофиЛЫ И Т.Д., КОТОрЫС СПОСОбНЫ адаптироваться К ТОКСИЧССКИМ ВСЩССТВЗМ, ПОПЗДПОЩИМ В ПОЧВУ. В связи с этим целесообразным является интенсификация собственной окислительной способности природной микрофлоры, т.е. активизация процессов самоочищения почвы.Наиболее близкими к предлагаемому изобретению являются способы очистки почвы от нефти, описанные в заявке РФ на изобретение Не 95118599/13 и патенте РФ Мг 2101900.Согласно заявке на изобретение Мг 95118599/13 препарат для очистки почвы от нефтезагрязнений включает хотя бы один штамм бактерий р. Ас 1 г 1 е:оЬас:ег, источник азота в количестве 0,02 - 2 мас.% и источник фосфора в количестве 0,02 - 2 мас.%, а также остатки питательной среды 0,02 - 1 мас.%.Данный препарат является эффективным для очистки почвы от нефтепродуктов, но дорогим, т.к. в своем составе имеет микроорганизмдесгруктор, производство которого дорого и сложно. Кроме того, для активизации различных групп почвенных мшсроорганизмов недосТЗТОЧНО обогащение ПОЧВЫ ТОЛЬКО ИСТ очниками азота и фосфора.Согласно изобретению, описанному в патенте РФ Ме 2101900, способ очистки почвы от нефтезагрязнений включает поэтапную, в течение нескольких лет, агротехническую и фитомелиоративную очистку земли путем обработки ее сорбентом, рыхления, снегозадержания,культивации, внесения минеральных удобрег-Шй,боронования, посева азотсодержащих трав, запахивания зеленой массы на сидерат. Как видно из вышеописанного данный способ достаточно сложный и очень трудоемкийЗадачей настоящего изобретения является разработка более экономичного и менее трудоемкого способа самоочистки почвы, в частности от нефтепродуктов и фенолов.Поставленная задача достигается активизацией различных групп почвенной микрофлоры. Стимуляция почвенной микрофлоры обеспечиваегся аэрацией загрязненной почвы путем ее рЫХЛСНИЯ И ВНСССНИСМ КОМПЛСКСЗ ОИОГСННЬЕХ минеральных ЗЛСМСНТОВ, активизирующих СКОросгь роста и окислительную способность нефте- и фенолокисляющих микроорганизмов ПОЧВЫ.СОСТЗВ И СООТНОШСНИС минеральных КОМпонентов в рабочем растворе, мг/л:Расчет дан на химические элементы.Сопоставление уровней нагрузки почвы ВНОСИМЫМИ минеральными ЗЛСМСНТЗМИ С ДОПУСтимыми уровнями в соответствии с регламентацией СанПин 2.1.7.573-96 показало, что даже при 5-10-и кратной обработке почвы комплекСОМ минеральных СОЛСЙ ИХ Концентрация не превышала бы О,75% ПДК (табл.1).Сопоставление уровней компонентов КМС с гигиеническими регламентамиКонцентрация в Концентрация токсичная Состав КМС рабочем растворе, для процессов биологи 000296Пример 1. В два пластмассовых лотка внесли по 6 кг почвы, свободной от примесей нефтепродуктов. Высота слоя 10 см. Затем в оба лотка добавили нефть из расчета 2000 мг/кг. Почву тщательно перемешивали и увлаЖняли. Почву во втором лотке обработали КМС следующего состава, мг/л:Через 10 суток почву во втором лотке повторно обработали КМС. Результаты представ лены в табл. 2. Эффективность очистки почвы от нефтепродуктовпри обработке КМС Таблица 2 Общее снижение концентрации нефтепродуктов, % 10 суток 20 суток Контроль 11,5 17,6 Опыт с КМС 25,5 45,5Пример 2. В два пластмассовых лотка внесли по 6 кг почвы, свободной от примесей фенолов и нефтепродуктов. Высота слоя 10 см. Затем в оба лотка добавили нефть из расчета 2000 мг/кг и фенол из расчета 2000 мг/кг. Почву во втором лотке обработали КМС следующего состава, мг/л:Через 9 суток провели повторную обработку КМС. Результаты исследований представлены в табл. 3.Таблица 3 Эффективность очистки, % Показате- без обработки КМС при обработке КМС ли (контроль) (опыт) 3 сут. 9 сут. 20 сут. 3 сут. 9 сут. 20 сут. Фенолы 88,6 100 99,4 100 Нефтепро- 9,8- 25,4 дукты 10,8 28,3Пример 3. В два пластмассовых лотка внесли по 6 кг почвы, свободной от примесей фенола. Высота слоя 10 см . Затем в оба лотка добавили фенол из расчета 2000 мг/кг. Почву тщательно перемещали и увлаЖнили. Почву во втором лотке обработали КМС следующего состава, мг/л:Через 10 суток почву повторно обработали КМС. Результаты исследований представлены втабл. 4. Эффективность очистки почвы от фенола при обра ботке КМС Таблица 4 Общее снижение концентрации фенола, % 10 суток 20 суток Контроль 87,3 88,3 Опыт 98,0 100,0При более низких концентрациях биогенных элементов в составе КМС эффективность очистки почвы от нефтепродуктов и фенола невелика и практически остается на уровне контроля. Повышение концентрации биогенных элементов в составе вышеуказанных КМС не приводит к существенному увеличению окислительной способности почвенной микрофлоры.Способ интенсификации самоочищения почвы от нефтяных и фенольных загрязнений с помощью минеральных солей, включающий рыхление почвы и внесение в почву комплекса мшгеральных солей, отличающийся тем, что в качестве комплекса мшгеральных солей используют состав, содержащий следующие элементы,мг/л рабочего раствора: