ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

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

Классы МПК:C12N1/20 бактерии; питательные среды для них
C02F3/34 отличающаяся используемыми микроорганизмами
B09C1/10 микробиологическими способами или с использованием ферментов
C12R1/01 бактерии или актиномицеты
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-04-23
публикация патента:

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 1·10 9 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 PO 4-0,6; 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 опытаt °C
Ксенобиотик, мг/дм3 Срок+4+20 +30+37
Нефтьдо опыта 1000,01000,0 1000,01000,0
после опыта936,2502,4 481,0422,2
% деструкции6,38 49,7651,957,78
Дизельное топливо до опыта1000,01000,0 1000,01000,0
после опыта902,0 454,8333,3 185,4
% деструкции 9,854,6066,67 81,46
Масло моторноедо опыта 1000,01000,01000,0 1000,0
после опыта 866,6753,8 400,6398,2
% деструкции13,34 24,6259,9460,18
Газовый конденсат до опыта1000,01000,0 1000,01000.0
после опыта923,6 533,9307,5 296,6
% деструкции 7,6446,6169,25 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 нефтиКоличество нефти Степень
способ очистки мерзлотной почвы и водной среды от нефти и нефтепродуктов   штаммом бактерий exguobacterium mexicanum, патент № 2521654 до внесения клеток штамма, мг/кг через 60 суток после внесения клеток штамма, мг/кгутилизации нефти, %
Вода + нефть + клетки штамма Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011 30 00013 443 55,19
Вода + нефть 30 00029 334,62,21

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-1101134675 451786,97
Почва + нефть13771 127627,32

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.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

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.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2521654

patent-2521654.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C12N1/20 бактерии; питательные среды для них

Патенты РФ в классе C12N1/20:
способ определения чувствительности патогенных бактерий к комплексным антибактериальным препаратам -  патент 2529711 (27.09.2014)
бифазная транспортная питательная среда для выделения и выращивания бруцеллезного микроба -  патент 2529364 (27.09.2014)
питательная среда для выращивания консорциума азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов -  патент 2528874 (20.09.2014)
питательная среда для выращивания консорциума азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов -  патент 2528873 (20.09.2014)
штамм lactobacillus fermentum, обладающий широким спектром антагонистической активности и пробиотический консорциум лактобактерий для изготовления бактериальных препаратов -  патент 2528862 (20.09.2014)
изолированный штамм (варианты), обеспечивающий улучшение состояния здоровья жвачных животных, способ его получения, и способ его введения жвачным животным -  патент 2528859 (20.09.2014)
способ получения миллерита с использованием сульфатредуцирующих бактерий -  патент 2528777 (20.09.2014)
питательная среда для выращивания консорциума азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов -  патент 2528744 (20.09.2014)
питательная среда для выращивания консорциума азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов -  патент 2528740 (20.09.2014)
питательная среда для культивирования легионелл -  патент 2528101 (10.09.2014)

Класс C02F3/34 отличающаяся используемыми микроорганизмами

Патенты РФ в классе C02F3/34:
биосорбент для ликвидации нефти с поверхности водоемов -  патент 2529771 (27.09.2014)
штамм rhodotorula sp. для очистки почв, вод, сточных вод, шламов от нефти и нефтепродуктов -  патент 2526496 (20.08.2014)
способ очистки воды и мерзлотных почв от нефти и нефтепродуктов штаммом бактерий pseudomonas panipatensis вкпм в-10593 -  патент 2525932 (20.08.2014)
способ очистки мерзлотных почв и водной среды от нефти и нефтепродуктов спорообразующими бактериями bacillus vallismortis -  патент 2525930 (20.08.2014)
штамм бактерий exiguobacterium mexicanum - деструктор нефти и нефтепродуктов -  патент 2523584 (20.07.2014)
способ очистки водного раствора, содержащего соль никеля, от ионов никеля. -  патент 2521653 (10.07.2014)
способ биологической очистки -  патент 2520561 (27.06.2014)
способ учета нефтеокисляющих бактерий в морской воде -  патент 2520084 (20.06.2014)
штамм rhodococcus sp.-деструктор нефтяных углеводородов -  патент 2518349 (10.06.2014)
препарат для очистки воды и почвы от нефтяных загрязнений и способ его получения -  патент 2516412 (20.05.2014)

Класс B09C1/10 микробиологическими способами или с использованием ферментов

Патенты РФ в классе B09C1/10:
способ получения биопрепарата для очистки и восстановления плодородия почвогрунтов, загрязненных нефтепродуктами -  патент 2529735 (27.09.2014)
способ детоксикации грунта, загрязненного нефтью и нефтепродуктами -  патент 2528198 (10.09.2014)
выделение белка, ответственного за восстановление урана (vi) -  патент 2527892 (10.09.2014)
способ очистки воды и мерзлотных почв от нефти и нефтепродуктов штаммом бактерий pseudomonas panipatensis вкпм в-10593 -  патент 2525932 (20.08.2014)
способ очистки мерзлотных почв и водной среды от нефти и нефтепродуктов спорообразующими бактериями bacillus vallismortis -  патент 2525930 (20.08.2014)
штамм бактерий exiguobacterium mexicanum - деструктор нефти и нефтепродуктов -  патент 2523584 (20.07.2014)
грунтошламовая смесь -  патент 2522317 (10.07.2014)
способ учета нефтеокисляющих бактерий в морской воде -  патент 2520084 (20.06.2014)
штамм rhodococcus sp.-деструктор нефтяных углеводородов -  патент 2518349 (10.06.2014)
препарат для очистки воды и почвы от нефтяных загрязнений и способ его получения -  патент 2516412 (20.05.2014)

Класс C12R1/01 бактерии или актиномицеты

Патенты РФ в классе C12R1/01:
бифазная транспортная питательная среда для выделения и выращивания бруцеллезного микроба -  патент 2529364 (27.09.2014)
питательная среда для выращивания консорциума азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов -  патент 2528874 (20.09.2014)
питательная среда для выращивания консорциума азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов -  патент 2528873 (20.09.2014)
питательная среда для выращивания консорциума азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов -  патент 2528744 (20.09.2014)
питательная среда для выращивания консорциума азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов -  патент 2528740 (20.09.2014)
питательная среда плотная для культивирования возбудителя листериоза -  патент 2525637 (20.08.2014)
иммобилизованный биокатализатор для микробной биотрансформации стероидных соединений -  патент 2524434 (27.07.2014)
способ получения замороженного бактериального концентрата на основе симбиоза пробиотических бактерий -  патент 2524432 (27.07.2014)
штамм gluconacetobacter sucrofermentans -продуцент бактериальной целлюлозы -  патент 2523606 (20.07.2014)
штамм бактерий exiguobacterium mexicanum - деструктор нефти и нефтепродуктов -  патент 2523584 (20.07.2014)


Наверх