Методы очистки внесением культур - Биологические методы очистки грунтов

Методы внесения культур микроорганизмов применяются в тех случаях, когда необходимая аборигенная микрофлора отсутствует. Они могут применяться при массированном и аварийном загрязнении, в сложных условиях, при отсутствии развитого естественного биоценоза. Достоинством этих методов является их селективность и возможность выведения штаммов микроорганизмов, разрушающих сложные токсичные соединения. Однако их эффективность не всегда бывает одинаково высока, поскольку многие культуры "работают" лишь в относительно узком диапазоне условий. Кроме того, иногда происходит вырождение микроорганизмов до достижения необходимого уровня очистки.

Также следует учитывать, что их применение может нарушать естественные биоценозы, поскольку при этом происходит смена состава популяций ведущих сообществ микроорганизмов.

Обычно для очистки почв и грунтов используют бактерии (Bacterium, Actinomyces, Actrobacter, Thiobacterium, Desulfotomaculum, Pseudomonas, Hydromonas, Bacillus и др.), а также низшие формы грибов. Часто применяют комплексные биопрепараты, которые содержат не только целый набор культур, но и питательные вещества. В настоящее время именно эта область - разработка искусственных биопрепаратов-деструкторов - получила во всем мире широкое распространение.

Различные виды дрожжей Candida разлагают ароматические соединения с концентрацией 1% за 180-200 дней. Candida sp. спо собна также утилизировать керосин и газ. Candida lipolytica, введенная в дозе 108 кл/г почвы, активно разлагает сырую нефть.

Нефтезагрязненные почвы обрабатывают Acinetobacter sp., Alcalgenes sр., Pseudomonas sp., одновременно вносят растворы фосфорных и аммонийных солей. Нефть на поверхности почвы уничтожают бактерии видов Actinomycor elegans и Geotrichum marium. Использование Actinebacter sp. дает 80%-ный эффект очистки от ароматических соединений по истечении 5 недель. Для деструкции нефти выделены штаммы галотолерантных и галофильных архебактерий. В условиях высоких температур может быть использована Bacillus thermoleovans. Бактерия рода Desulfobacterium осуществляет деградацию салицилата в условиях сульфатредукции. Streptomyces albiaxialis разлагает углеводороды нефти при содержании соли до 30%; эффективность при оптимальной температуре 28-30°С достигает 50%. Деградацию ароматических углеводородов осуществляют некоторые виды Mycobacterium, а также Pseudomonas alcaligenes, которая разлагает и галоуглеводороды.

За рубежом довольно широко для локальной очистки сильнозагрязненных почв и других материалов используется весьма эффективная, но дорогостоящая технология "биовосстановления". Суть этой технологии сводится к тому, что загрязненный материал загружается в биореактор, оборудованный паровой экстракцией, трубопроводами для подвода кислорода (или воздуха), питательных веществ и системами контроля рН и температуры.

Биоочистку можно комбинировать с физическими методами, такими, как экстракция паром или адсорбция на угле для удаления летучих соединений, или с химическими методами для удаления токсичных компонентов или металлов.

В условиях города, когда многочисленны небольшие локальные разливы нефтепродуктов, непосредственное использование биопрепаратов на месте бывает нерационально. В этих случаях наиболее рационален сбор загрязненных почв или пород путем срезки с последующей их биоочисткой на специальных площадках.

Технология применения биопрепаратов для очистки, в частности почвы, предусматривает одновременное внесение в почву микробиологических препаратов и минеральных компонентов, необходимых для питания микроорганизмов, в основном азота и фосфора, которые вносятся в виде минеральных удобрений.

В зависимости от концентрации загрязнения почвы в комплексе с биотехнологическими методами применяются и агротехнические приемы, направленные на улучшение обеспечения кислородом микроорганизмов.

Деструкцию этиленгликоля осуществляют Azotobacter phicolinophilus, Artrobacter paraffineus, Artrobacter terregens. Baccilus subtilis разрушает диэтиламин.

Для очистки почв и вод от пестицидов и гербицидов широко применяют грибки, а также бактерии и даже грибки с пересаженными бактериальными генами. Интродукция в почву, загрязненную гербицидами Nocardioides simplex ЗЕ в дозе (1-1,6) * 10 кл/г почвы, снижает содержание загрязнителя на 91-98% в течение 3 недель.

Внесение микроорганизмов в почвы и породы эффективно и при очистке их от тяжелых металлов, радионуклидов, сульфатов. Так, показана возможность использования Aspergillus sр., Penicullium sр., для концентрирования стронция, цезия, плутония из ультраразбавленных растворов.

На избирательной способности бактерий извлекать из многокомпонентных грунтов определенные химические элементы и загрязнители основаны способы очистки грунтов методом бактериального выщелачивания. При бактериальном выщелачивании элементы извлекаются посредством их растворения микроорганизмами в водной среде.

Метод применяется для извлечения ценных металлов из руд и отходов производства и был впервые запатентован в США. На его основе можно проводить и очистку грунтов, в том числе и от тяжелых металлов.

Вблизи загрязненного массива, который подлежит очистке бактериальным выщелачиванием, создается прудок для выращивания и регенерации бактерий. Над телом загрязнителя создается коллекторная сеть, или сеть скважин для подачи бактериального раствора на загрязненный массив.

Бактериальный раствор, фильтруясь через загрязненный грунт, производит выщелачивание загрязнителя. Обогащенный загрязнителем раствор попадает в дренажную сеть под массивом и сбрасывается в дренажную канаву. Оттуда раствор перекачивается в отстойник, а затем с помощью сепаратора происходит полное удаление загрязнителя из раствора.

Похожие статьи




Методы очистки внесением культур - Биологические методы очистки грунтов

Предыдущая | Следующая