Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Steliga T.

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: autochtonous microorganism

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Bioremediacja odpadów wiertniczych zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi ze starych dołów urobkowych

Steliga T.

Prace Instytutu Nafty i Gazu

2009

nr 163

1-331

W pracy przedstawiono etapowe oczyszczanie odpadów wiertniczych zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi, zdeponowanymi w starych dołach urobkowych. Odpad wiertniczy, na podstawie badań fizyko-chemicznych, analiz chromatograficznych zanieczyszczeń ropopochodnych i analiz mineralogicznych oraz przeglądu archiwalnych danych z wierceń, został zakwalifikowany do grupy odpadów o kodzie ex 17 05 03* "gleba i ziemia zanieczyszczona substancjami ropopochodnymi". Umożliwiło to uzyskanie decyzji zezwalającej na odzysk i unieszkodliwianie zanieczyszczeń ropopochodnych metodą in-situ na danym dole urobkowym. Odpady wiertnicze charakteryzowały się wysoką maksymalną zawartością zanieczyszczeń ropopochodnych - w zakresie od 192 480 do 204 478 mg/kg s.m. Z tego względu wprowadzono etapową realizację kolejnych procesów umożliwiających stopniowe obniżanie poziomu zanieczyszczeń. Pozwala to na sukcesywne wprowadzanie kolejnych metod coraz głębszego oczyszczania skażonego terenu. Przeprowadzenie wstępnej remediacji, polegającej na drenażu melioracyjno-odciekowym, pozwoliło na obniżenie zawartości zanieczyszczeń ropopochodnych o 59,3-72,8%, czyli do poziomu poniżej 50 000 mg/kg s.m. - umożliwiającego realizowanie dalszych etapów oczyszczania odpadów zgromadzonych w dołach urobkowych. Omówiono wyniki prac optymalizacyjnych prowadzonych w skali półtechnicznej w warunkach ex-situ metodą pryzmowania, które obejmowały: modyfikację struktury odpadu - w celu zwiększenia biodostępności mikroorganizmów i substancji odżywczych do węglowodorów ropopochodnych, bioremediację podstawową; stymulowaną poprzez biowentylację i wzbogacanie środowiska odpadu w składniki biogenne, wspomagające rozwój mikroflory autochtonicznej, oraz bioaugmentację - polegającą na inokulacji wstępnie oczyszczonego odpadu biopreparatami sporządzonymi na bazie bakterii autochtonicznych, które w końcowej fazie procesu inokulacji wzbogacano o wyizolowane gatunki grzybów. W badaniach mikrobiologicznych, mających na celu opracowanie profesjonalnego biopreparatu na bazie mikroorganizmów autochtonicznych, rozszerzono zakres klasycznych badań mikrobiologicznych o analizę sekwencjonowania DNA kodującego; 16S rRNA dla bakterii i 18S rRNA dla grzybów, co pozwoliło na zidentyfikowanie gatunków bakterii i grzybów wchodzących w skład biopreparatów. Wprowadzenie w końcowej fazie inokulacji biopreparatu wzbogaconego o wytypowane gatunki grzybów pozwoliło na zwiększenie efektywności oddziaływania biopreparatu - w stosunku do węglowodorów o dłuższych łańcuchach węglowych oraz do śladowych zawartości BTEX i WWA. Cały cykl procesu oczyszczania odpadu wiertniczego z zanieczyszczeń ropopochodnych kontrolowano za pomocą rozbudowanego monitoringu, obejmującego: badania fizyko-chemiczne odpadu, badania mikrobiologiczne (oznaczenie ogólnej liczby bakterii i grzybów, liczby bakterii degradujących węglowodory ropopochodne, aktywności dehydrogenazowej i celulazowej) oraz badania toksykologiczne z wykorzystaniem testów nowej generacji (testy Microtox/R, Ostracodtoxkit FTM, Phytotoxkit FTM, mikropłytkowy test Ames'a). Równie istotnym elementem pozwalającym na szersze spojrzenie na przebieg procesu biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych i określenie efektywności kolejnych etapów oczyszczania była analiza chromatograficzna - pozwalająca na ilościowe i jakościowe oznaczenie poszczególnych węglowodorów wchodzących w skład zanieczyszczeń ropopochodnych. Umożliwiła ona zaobserwowanie zmian zawartości poszczególnych n-alkanów, BTEX i WWA w trakcie realizowanych etapów oczyszczania. Ponadto wprowadzane wskaźniki stopnia biodegradacji n-alkanów (w postaci stosunków zawartości n-C17/Pr i n-C18/F) dobrze obrazują efektywność realizowanych kolejnych etapów opracowanej technologii oczyszczania odpadów z zanieczyszczeń ropopochodnych. W celu opracowania modelu matematycznego biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych w odpadach wiertniczych zastosowano normalizację stężenia analitów za pomocą wprowadzonego biomakera - C30-17a(H),21b(H)-hopanu, który umożliwił pełną ocenę stopnia biodegradacji węglowodorów ropopochodnych. Obliczone stałe biodegradacji pierwszego rzędu (k) pozwoliły na prześledzenie i porównanie kinetyki przebiegu biodegradacji poszczególnych grup zanieczyszczeń ropopochodnych (TPH, Suma n-C8-n-C22, Suma n-C23-n-C36, BTEX) w kolejnych etapach oczyszczania odpadów. Na podstawie przedstawionych stałych biodegradacji można również porównać efektywność działania biopreparatów na bazie bakterii autochtonicznych oraz wzbogaconych o wytypowane gatunki grzybów. Przeniesienie wyników badań laboratoryjnych (ex-situ) na warunki przemysłowe stwarza duże trudności, jednakże były one podstawą opracowania wytycznych prowadzenia procesu oczyszczania metodą in-situ. Ponadto pozwoliły one na ustalenie proporcji zmieszania odpadu z "czystą ziemią" w celu modyfikacji jego struktury, doboru optymalnych dawek substancji biogennych oraz zapoznania się z efektywnością opracowanych biopreparatów. Ze względu na sezonowość i zmienność panujących warunków atmosferycznych, opracowana koncepcja oczyszczania odpadów wiertniczych w warunkach przemysłowych (metoda in-situ) wymaga weryfikacji, polegającej na wydłużeniu czasu trwania poszczególnych etapów oczyszczania i zwiększeniu liczby serii inokulacji biopreparatami na bazie bakterii autochtonicznych i grzybów (3 serie inokulacji w ciągu 2 lat prowadzenia procesu bioaugmentacji) oraz zastosowaniu dodatkowo dozowania wgłębnego biopreparatu, z równoczesnym napowietrzaniem głębszych warstw odpadów zdeponowanych w dołach urobkowych. Przedstawiony tok postępowania w prowadzonym procesie oczyszczania silnie skażonych substancjami ropopochodnymi odpadów ze starych dołów urobkowych umożliwił po okresie 3 lat obniżenie zawartości zanieczyszczeń ropopochodnych do poziomu nieprzekraczającego dopuszczalnych wartości, określonych przez obowiązujące standardy jakości gleby i ziemi. Pozwoliło to na zakończenie rekultywacji terenów dołów urobkowych i przekazanie ich do zagospodarowania jako użytek leśny. W trakcie prowadzonego procesu rekultywacji spełniono obowiązujące wymagania administracyjno-prawne w zakresie polskiego ustawodawstwa, co zaowocowało uzyskaniem decyzji o zakończeniu rekultywacji. Przedstawiona technologia należy do nowych, pewnych i bezpiecznych dla środowiska oraz uzasadnionych ekonomicznie do zastosowania w warunkach przemysłowych metod likwidacji zanieczyszczeń ropopochodnych na terenach starych dołów urobkowych.

The aim of this work is to discuss the phase technology of drill wastes purification. The wastes, contaminated with petroleum substances and stored in old waste pits, were the subject of physico-chemical research, chromatographical analyses of petroleum pollutants and mineralogical tests. Then, the archival data was revised. As a result, the wastes were qualified as wastes group ex 17 05 03* "soil and ground contaminated with petroleum substances". Decision to obtain and neutralise petroleum pollutants (with an in-situ method applied in a waste pit) was the next step. The drill wastes included high content of petroleum hydrocarbons in the range from 61 725 to 204 478 mg/kg dry mass. Due to this fact, the phase technology of purification was used. This technology enables effective introduction of consecutive methods of more and more advanced cleaning of the contaminated area. Initial remediation, consisting of drainage, has led to a decrease in pollutants content by 59.3-72.8%, to a level below 50 000 mg/kg dry mass. Owing to this process, the following steps of waste pits purification were possible. Results of optimisation research, done in a semi-industrial scale with an ex-situ prism method, included: modification in waste structure in order to increase microorganisms and nutrients bioaccess to petroleum hydrocarbons; basic bioremediation stimulated by bioaeration, and waste environment enrichment with biogenic substances aiding the growth of autochthonous microflora and bioaugmentation consisting of inoculation of pre-cleaned waste with biopreparations created on the basis of autochthonous bacteria, enriched with isolated fungi during the last phase of inoculation. The aim of microbiological research was to create a professional biopreparation on the basis of autochthonous microorganisms. In addition, microbiological tests included sequential analysis of coding DNA - 16S rRNA for bacteria and 18S rRNA for fungi, which enabled identification of bacteria and fungi species include in biopreparations. During the last phase of inoculation, a biopreparation enriched with selected fungi was applied and the effectiveness of the biopreparation increased, concerning long-chain hydrocarbons and BTEX and WWA trace amounts. The entire process of drill wastes purification was controlled with the use of monitoring, which consisted of: physico-chemical research on waste, microbiological tests (determination of bacteria and fungi total amount, bacteria amount degrading petroleum hydrocarbons, dehydrogenaze and cellulase activeness), and toxicological research with the use of new generation tests (Microtox/R, Ostracodtoxkit FTM, PhytotoxkitTM and microplate Ames tests). One of the most crucial elements, enabling an insight into biodegradation process and determination of purification effectiveness, was a chromatographical analysis. This method leads to quantitative and qualitative determination of hydrocarbons included in petroleum pollutants. Besides, it enables observation of content alternation of n-alkanes, BTEX and WWA during purification phases. Furthermore, introduced indicators of n-alkanes biodegradation degree (as n-C17/Pr and n-C18/F concentration rate) present the effectiveness of the applied wastes purification technology. In order to create a mathematical model of petroleum pollutants biodegradation in drill wastes, normalization of analyte concentration was applied with the use of a C30-17a(H),21b(H)-hopane biomarker, which enabled total estimation of petroleum hydrocarbons biodegradation degree. Calculated first-order biodegradation constants (k) led to observation and comparison in kinetics of biodegradation of consecutive groups of petroleum pollutants (TPH, Suma n-C8-n-C22, Suma n-C23-n-C36, BTEX) in following stages of wastes purification. In addition, owing to the biodegradation constants, comparison in effectiveness of biopreparations, based on autochthonous microorganisms and enriched with fungi, has been possible. Transfer of laboratory research (ex-situ) to industrial conditions causes difficulties. However, they became the main reason to create instructions needed to an in-situ method application. Moreover, proportions of mixing waste with "pure soil" (leading to modification in waste structure), optimisation of doses of biogenic substances and estimation of biopreparations effectiveness were possible. Due to alternation in weather conditions, the conception of drill wastes purification in industrial conditions (in-situ method) needs verification. Time of purification can be lengthened and the number of inoculation series (with biopreparations based on autochthonous microorganisms and fungi) can be increased to 3 series during 2 years of bioaugmentation. Additional deep-seated dosage of a biopreparation and deeper layers aeration of stored wastes in pits should be taken into account. The above presented purification technology, applied to strongly polluted wastes from weathered pits, enabled a decrease in petroleum pollutants content to a satisfactory level in 3 years. Wastes were on the level of accepted soil and ground standards. Recultivation of waste pits area was completed and the area could be re-forested. During recultivation process, all required law and administrative standards concerning Polish law were taken into consideration, that resulted in decision of recultivation completion. The technology can be characterised as new, effective and environmentally friendly. What is more, it is a highly economical method of petroleum hydrocarbons neutralisation in the area of weathered waste pits in industrial conditions.

Optymalizacja procesu biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych w zastarzałych odpadach z dołów urobkowych

Steliga T.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

2008

T. 24, z. 1

87-112

Substancje ropopochodne stanowią jedno z głównych źródeł skażenia gleby z terenów zastarzałych dołów urobkowych, które powstały w wyniku prowadzenia na tych obszarach prac poszukiwawczych, wydobywczych i eksploatacyjnych powodując degradację i nieprzydatność użytkową gleby. W artykule przedstawiono zagadnienia związane z problemem oczyszczania odpadów pochodzących z zastarzałych dołów urobkowych, na przykładzie dołów urobkowych G-44 i G-40 różniących się zawartością zanieczyszczeń ropopochodnych oraz minerałów ilastych w odpadzie. Cały cykl oczyszczania gleby/odpadu wiertniczego z zanieczyszczeń ropopochodnych kontrolowany jest za pomocą opracowanej metodyki chromatograficznego oznaczania substancji ropopochodnych w odpadzie wiertniczym/glebie. Pozwala ona na zaobserwowanie zmian zawartości n-alkanów wchodzących w skład zanieczyszczeń ropopochodnych podczas procesu ich biodegradacji w poszczególnych etapach oczyszczania oraz umożliwia ocenę stopnia biodegradacji n-alkanów za pomocą wskaźników: n-CI7/Pr i n-C18/F. W badaniach laboratoryjnych przy zastosowaniu biomarkera [wzór] - hopane do normalizacji stężeń analitu (TPH) przedstawiono pierwszorzędowy model biodegradacji TPH w kolejnych etapach prowadzonego procesu oczyszczania. Omówiono wyniki prac optymalizacyjnych podczas oczyszczania dołów urobkowych wykorzystując etapową technologię oczyszczania odpadu wiertniczego/gleby z zanieczyszczeń ropopochodnych obejmującą: rekultywację wstępną, bioremediację podstawową, bioaugmentację poprzez inokulację biopreparatem opracowanym na bazie mikroorganizmów autochtonicznych, którą modyfikowano w zależności od charakteru zanieczyszczeń oczyszczanego obiektu. Przeniesienie wyników badań laboratoryjnych (ex-situ) na warunki przemysłowe stwarza duże trudności, jednakże były one podstawą opracowania wytycznych prowadzenia procesu oczyszczania metodą in-situ, a ponadto pozwoliły prześledzić przebieg procesu oczyszczania odpadu z dołu urobkowego, dobrać optymalne dawki substancji biogennych, określić ramy czasowe prowadzenia poszczególnych etapów oczyszczania oraz zapoznać się z efektywnością opracowanego biopreparatu na bazie mikroorganizmów autochtonicznych. Przedstawiona technologia oczyszczania gleby z dołów urobkowych o wysokiej koncentracji zanieczyszczeń ropopochodnych, polegająca na etapowym prowadzeniu procesu oczyszczania, umożliwia usunięcie tych zanieczyszczeń do zadowalającego poziomu, co potwierdza jej praktyczną przydatność.

Petroleum substances are one of the principal sources of soil contamination on the area of weathered mud pits, which originate from execution of surveying, extraction and exploitation works causing soil degradation and uselessness. The article presents the matters related to the issue of cleaning of wastes, which originate from weathered mud pits on the basis of the examples of pits no G-44 and G-40, which differ in contents of petroleum pollutants and loamy minerals in wastes. The total cycle of cleaning of the drilling wastes/soil of the petroleum pollutants was controlled by the elaborated method of chromatographic marking of petroleum substances in drilling wastes/soil. The method allowed for following the changes of contents of n-alkanes included in the oil hydrocarbon in the course of their biodegrading process in particular stages of cleaning and allowed for assessing of the biodegrading level of n-alkanes using indicators: n-C17/Pr and n-C18/F. Moreover, within the course of laboratory studies a biomarker: [wzór] - hopane was used to normalized analyte concentrations (the TPH) in order to present a simplified mathematic model of the course of biodegrading process. The results of optimization works are discussed for mud pits using the phased cleaning process of drilling waste/soil of the petroleum pollutants, which includes: initial reclaiming, basic bioremediation, and bioaugmentation by inoculation with a biopreparation based on autochthonic microorganisms, which has been modified depending on character of pollutants in cleaned object. Transferring of the laboratory research results (ex-situ) into the industrial conditions generated large difficulties, however, it was the basis for elaboration of guidelines for conducting cleaning process with an in-situ method. Moreover, it allowed for following of the cleaning process of drilling pit waste, selection of optimal doses of biogenic substances, determining of time framework of particular stages of cleaning and learning about efficiency of developed biopreparation based on the autochthonic microorganisms. The presented process of cleaning of mud pit soil featuring high concentration of oil petroleum pollutants, which depends on running a staged process of cleaning, allows for removing of these pollutants to a satisfactory level thus confirming its practical usefulness.