Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect auto-inoculation of the soil on the change in the amount of live microbial biomass

Rygielski Kacper, Cybulska Krystyna

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2020

|

Vol. 27, nr 1-2

1--10

EN

Out of three light soils of various parameters were isolated bacteria’s, actinomycetes and fungi. Using those, autovaccines were prepared, individually for each of them. Then, in laboratory soil-conditions were given autovaccines and during incubation, samples were being taken, in which the content of biomass of living microorganisms were determined. The largest amount of biomass of living microorganisms was found in the soil from Stuchowo, the lowest in the soil from Swierzno. During the incubation of soils in the laboratory, the amount of biomass of living microorganisms decreased in soils from Stuchowo and Swierzno, while it increased in the soil from Kepica. Bioaugmentation resulted in a statistically significant increase in the amount of biomass of living microorganisms in all soils tested, reaching up to 30 % compared to non-vaccinated soil. The increase was the highest in the soil from Stuchowo and then in the decreasing order in the soils from Kepica and Swierzno.

2

Dairy wastewater treatment using membrane filtration supported by biological processes

Kowalik-Klimczak Anna, Makowska Monika, Woskowicz Ewa, Dziosa Karolina

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2019

|

no. 4

63--73

EN

This paper presents efficient treatment methods for dairy wastewater using membrane techniques and applying the biological utilization of secondary wastes. The influence of ultrafiltration (UF) and both ultra- and nanofiltration (UF/NF) systems on the removal efficiency of the contaminants was determined. It has been found that the UF enables the removal of larger organic compounds, whose presence on the NF membrane surface would reduce its efficiency. The recovery of water from these processes is associated with the generation of retentate, which is difficult to treat. For the utilization of the retentate, biological methods based on bioaugmentation process and microalgal culture were used. The combination of both these methods contributed to the significant reduction in the content of nutrients in the regenerated water (the total nitrogen <1.0 mg/dm3 , the total phosphorus <0.1 mg/dm3 ). Furthermore, it was possible to obtain a microalgae biomass, which becomes more commonly used, e.g., as renewable energy resources. These studies are part of the prospective trends in the development of the bioeconomy, especially in a closed circuit.

PL

W pracy przedstawiono metody efektywnego oczyszczania ścieków mleczarskich z zastosowaniem technik membranowych i procesów biologicznych. Zbadano wpływ ultrafiltracji (UF) oraz zintegrowanych procesów ultra- i nanofiltracji (UF/NF) na skuteczność usuwania zanieczyszczeń. Stwierdzono, że UF umożliwia usuwanie większych cząstek organicznych, których obecność na powierzchni membrany NF pogorszyłaby jej wydajność. Odzyskiwanie wody z zastosowaniem tych procesów wiąże się z powstawaniem retentatu, który jest trudny do uzdatnienia. Do tego celu w pracy wykorzystano metody biologiczne, oparte na bioaugmentacji i hodowli mikroalg. Połączenie obu tych metod przyczyniło się do znacznego zmniejszenia zawartości związków biogennych w wodzie regenerowanej (azot ogólny <1.0 mg/dm3 , fosfor ogólny <0.1 mg/dm3 ). Ponadto uzyskano biomasę alg, która może znaleźć zastosowanie m.in. jako odnawialny surowiec energetyczny. Podjęte badania wpisują się w perspektywiczne trendy rozwoju biogospodarki, w szczególności w obiegu zamkniętym.

3

Zastosowanie bioaugmentacji w procesach biologicznego oczyszczania ścieków i utylizacji osadów

Michalska J., Mrozik A.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 1

35--44

PL

Atrakcyjnym rozwiązaniem problemów towarzyszących narażeniu wielu oczyszczalni ścieków na wysoki ładunek zanieczyszczeń występujących w ściekach jest metoda bioaugmentacji. Polega ona na wprowadzeniu do osadu czynnego dodatkowej puli bakterii i/lub grzybów mikroskopowych o pożądanych właściwościach, charakteryzujących się zdolnością do agregacji i adhezji, produkcji substancji polisacharydowych, tworzenia biofilmu, syntezy bioflokulantów oraz synergicznie oddziałujących z mikroorganizmami autochtonicznymi, niewrażliwych na zmiany parametrów środowiskowych oraz o wysokiej tolerancji na substancje toksyczne. Inokulacja osadu czynnego takimi mikroorganizmami może nie tylko prowadzić do zwiększenia bioróżnorodności oraz biomasy mikroorganizmów bytujących w reaktorze biologicznym, przyspieszać rozkład zanieczyszczeń organicznych, usprawniać proces usuwania związków biogennych, ale także zapobiegać nadmiernemu rozwojowi bakterii nitkowatych, poprawiać właściwości sedymentacyjne osadu, przeciwdziałać pienieniu osadu oraz wspomagać proces jego regeneracji. Duże nadzieje wiąże się obecnie z opracowaniem nowych metod dostarczania komórek do osadu czynnego z użyciem nanomateriałów, perspektywami wykorzystania nanorurek węglowych jako materiałów adsorbujących związki toksyczne oraz wykorzystaniem wiedzy z zakresu modulacji zjawiska sygnalizacji zagęszczenia bakterii (quorum sensing) prowadzącego do tworzenia biofilmu. Ze względu na możliwość zastosowania bioaugmentacji na różnych etapach biologicznego oczyszczania ścieków, może ona w znaczącym stopniu usprawniać pracę oczyszczalni ścieków. Są jednak pewne ograniczenia tej metody, związane ze słabą przeżywalnością inokulantów oraz zanikiem ich aktywności po wprowadzeniu do nowego dla nich środowiska. Aby poszerzyć wiedzę w tym zakresie konieczne jest monitorowanie losu i aktywności inokulantów z wykorzystaniem nowoczesnych technik molekularnych oraz opracowanie nowych metod dostarczania komórek do ekosystemu osadu czynnego. Wyzwaniem na przyszłość jest także wdrożenie sprawdzonych w laboratorium praktyk bezpośrednio w oczyszczalniach ścieków.

EN

Bioaugmentation method is an attractive solution to problems associated with exposure of many wastewater treatment plants to high load of wastewater pollutants. This strategy involves introduction to activated sludge an additional pool of bacteria or microscopic fungi of desired properties, capable of aggregation and adhesion, production of polysaccharide substances, biofilm formation, synthesis of bioflocculants and synergistic interactions with indigenous microorganisms, insensitive to changes in environmental parameters and of high tolerance to toxic substances. Not only may inoculation of activated sludge with such microorganisms lead to the increased biodiversity and biomass of microorganisms living in a biological reactor, accelerate the decomposition of organic pollutants, improve the process of biogenic compounds removal, but also prevent excessive growth of filamentous bacteria, improve sedimentation properties of sludge, counteract sludge foaming and support the process of its regeneration. Currently, great promise is held out for the development of new methods of cell delivery to the activated sludge that employ nanomaterials, prospects of using carbon nanotubes as adsorbents of toxic compounds and use of knowledge in the field of modulation of bacterial quorum sensing leading to biofilm formation. Since bioaugmentation could be employed at various stages of biological wastewater treatment, it may significantly improve the operation of wastewater treatment plants. However, this method has some limitations, related to the poor survival rates of inoculants and disappearance of their activity after being introduced into the new environment. In order to broaden our understanding of this area, it is necessary to monitor the fate and activity of inoculants using modern molecular techniques and to develop new methods of cell delivery to the active sludge ecosystem. Yet, implementation of the practices tested in the laboratory environment directly into the wastewater treatment plants remains a challenge for the future.

4

Immobilisation of selected bacteria for remediation on various media

Kowalska A., Grobelak A.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2018

|

T. 21, nr 4

461--472

EN

Soil degradation generates the need for reclamation measures. Bioaugmentation represents a promising method to treat degraded soils. The introduction of microorganisms into the soil often requires immobilisation. Porous media, such as biochar, have been used for the purpose. The introduction of individual bacteria into the soil requires the choice of a suitable medium to ensure high bacterial survival rate and effective bioaugmentation. The possibility of immobilization of Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens, Azospirillum brasilense and a bacterial consortium by means of encapsulation in alginate with the addition of biochar, nanosilica, perlite or vermiculite was analysed in the study. The best effects of B. subtilis immobilization were obtained with alginate with 5 ml of biochar, P. fluorescens - with 25% (v/v) perlite and vermiculite, while A. brasilense - with 25% (v/v) alginate and 50% (v/v) perlite. The most effective immobilization of the bacterial consortium was achieved using alginate with addition of 50% (v/v) of biochar.

PL

Degradacja gleb generuje konieczność podjęcia działań rekultywacyjnych. Bioaugmentacja stanowi obiecującą metodę oczyszczania gleb zdegradowanych. Wprowadzenie mikroorganizmów do gleby bardzo często wymaga zastosowania immobilizacji. Do tego celu wykorzystuje się porowate nośniki, takie jak biowęgiel. Wprowadzenie poszczególnych bakterii do gleby wymaga doboru odpowiedniego nośnika zapewniającego wysoką przeżywalność bakterii oraz umożliwiającego efektywną bioaugmentację. W niniejszej pracy określono możliwość immobilizacji Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens, Azospirillum brasilense oraz konsorcjum bakteryjnego poprzez kapsułkowanie w alginianie z dodatkiem biowęgla, nanokrzemionki, perlitu lub wermikulitu. Najlepsze efekty immobilizacji B. subtilis uzyskano z zastosowaniem alginianu z dodatkiem 5 ml biowęgla, P. fluorescens z wykorzystaniem 25% (v/v) perlitu i wermikulitu, natomiast A. brasilense 25% (v/v) alginianu i 50% (v/v) perlitu. Najefektywniejszą immobilizację konsorcjum bakteryjnego uzyskano z wykorzystaniem alginianu z dodatkiem 50% (v/v) biowęgla.

5

The use of Archaea in the bioaugmentation of activated sludge as a method for the biological removal of nitrogen compounds

Polus M., Anielak A. M.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 5(114)

83--95

EN

This paper examines the effect of Archaea on wastewater treatment in sequencing biological reactors (SBR). The research was carried out in two SBR reactors: a reactor with activated sludge bioaugmented with Archaea (microorganisms which constitute a third domain besides Bacteria and Eukaryotes); a reactor with conventional activated sludge was used as a control. Archaea were incubated in laboratory conditions as recommended by Archaea Solutions Inc. The research revealed that the time period required for the acclimation of the activated sludge in the presence of Archaea was twice as long as in the case of regular nitrifying activated sludge. The observed nitrogen and phosphorous removal from wastewater was achieved to a higher extent in sludge with Archaea and the sludge itself settled faster. The required concentration of oxygen in the reactor with Archaea was lower than in the classic set-up – this resulted in lowering the operating costs of the treatment plant. Furthermore, the denitrification process was significantly shorter and did not require nitrate nitrogen (V).

PL

W pracy przebadano wpływ archeanów na proces oczyszczania ścieków w cyklicznych reaktorach biologicznych. Badania przeprowadzono w dwóch reaktorach typu SBR, z których jeden był poziomem odniesienia (oczyszczanie w warunkach klasycznych), a w drugim oczyszczano ścieki osadem czynnym poddanym bioaugmentacji archeanami, mikroorganizmami stanowiącymi trzecią domenę obok bakterii i eukariontów. Archeany były inkubowane w warunkach laboratoryjnych wg metody zalecanej przez ArchaeaSolutions, Inc. Badania wykazały, że adaptacja osadu czynnego do pracy w obecności archeanów wymaga dwa razy dłuższego czasu, niż zwykły osad czynny, zdolny do efektywnej nitryfikacji. Efektywność usuwania związków azotu i fosforu ze ścieków w obecności archeanów jest większa, a osad czynny szybciej sedymentuje. Wymagane stężenie tlenu w reaktorze z archeanami jest mniejsze niż w układzie klasycznym, co zmniejsza koszty eksploatacji oczyszczalni. Proces denitryfikacji jest znacznie skrócony i nie wymaga obecności azotanów(V).

6

Metody bioremediacji wody

Stradecka A.

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2017

|

nr 22-23

37--38

PL

Artykuł przybliża najważniejsze zagadnienia związane z bioremediacją wód. Omówione w nim zostały praktyczne kwestie związane z wykorzystaniem bakterii i roślin do poprawy stanu wód słodkich i oceanicznych. Artykuł zawiera również przykłady gatunków, które są szczególnie cenne pod względem bioremediacyjnym.

EN

The following article outlines the principles of water bioremediation. It describes practical issues concerning the use of bacteria and plants in fresh and marine water quality improvement. The article also gives examples of species relevant to bioremediational research.

7

Ocena możliwości skojarzenia magazynowania energii cieplnej w warstwie wodonośnej z remediacją wód podziemnych

Malina G., Bujak I.

Ochrona Środowiska

|

2017

|

Vol. 39, nr 3

9--18

EN

Aquifer thermal energy storage (ATES) may be considered beneficial due to lack of negative environmental impact, innovation and potential for further development. The state of knowledge on ATES and its potential to be combined with groundwater remediation was analyzed on the basis of literature data and operating experience. Chlorinated hydrocarbons and BTEX are the contaminants most frequently occurring at depths, where ATES systems usually operate. The following remediation techniques that potentially could be combined with ATES systems were discussed: ‛pump and treat’, natural (NA) and enhanced natural attenuation (ENA) via biostimulation and bioaugmentation, as well as in situ chemical oxidation (ISCO) and enhanced reductive dechlorination (ERD) under anaerobic conditions. Development of such solutions is constrained by problems related mainly to the risk of accelerated contaminant migration and reduction of their biodegradation rates as a result of changes in redox potential due to ATES system operation and well screen clogging. Further research is required to confirm effectiveness of the combined application of ATES and groundwater remediation in practice as the knowledge of the aquifer processes upon thermal energy storage is incomplete and the operating experience limited.

PL

Magazynowanie energii cieplnej w warstwie wodonośnej (ATES) można uznać za rozwiązanie korzystne ze względu na brak jego negatywnego wpływu na środowisko oraz innowacyjność i możliwość dalszego rozwoju. Na podstawie danych literaturowych oraz doświadczeń eksploatacyjnych przeanalizowano stan wiedzy na temat magazynowania energii cieplnej w warstwie wodonośnej (ATES) i możliwości jego skojarzenia z remediacją wód podziemnych. Zanieczyszczeniami występującymi w wodach podziemnych na głębokościach, na których zwykle pracują systemy ATES są najczęściej chlorowane węglowodory i BTEX. Spośród technik remediacji wód podziemnych możliwych do skojarzenia z systemami ATES omówiono metodę „pompuj i oczyszczaj”, naturalne samooczyszczanie (NA) oraz wspomagane (ENA) przez biostymulację i bioaugumentację, a także chemiczne utlenianie in situ (ISCO) oraz wspomaganą dehalogenację redukcyjną (ERD) w warunkach anaerobowych. Problemy ograniczające rozwój rozwiązań tego typu związane są głównie z ryzykiem przyspieszenia migracji zanieczyszczeń i spowolnienia ich biodegradacji w wyniku zmian potencjału utleniająco-redukcyjnego wywołanych działaniem instalacji ATES oraz kolmatacją filtrów studziennych. Ze względu na ograniczoną wiedzę na temat zjawisk zachodzących w warstwie wodonośnej podczas magazynowania energii cieplnej i zbyt mało doświadczeń eksploatacyjnych, konieczne są dalsze badania potwierdzające skuteczność łącznego zastosowania systemów ATES i remediacji wód podziemnych w praktyce.

8

Bioróżnorodność osadu czynnego poddanego bioaugmentacji archeanami lub pracującego w obecności zewnętrznego węgla organicznego

Woźniakiewicz T., Beńko P., Anielak A. M., Żaba T.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 12

2251-2255

PL

Badaniom poddano dwa osady czynne, pracujące w warunkach laboratoryjnych w systemie SBR. Osady te otrzymano w procesie oczyszczania ścieków syntetycznych w układzie dwóch laboratoryjnych reaktorów SBR. Do jednego z nich dozowano archeany do drugiego reaktora osad nadmierny, po uprzedniej dezintegracji w dezintegratorze przemysłowym Crown firmy Biogest AG. Po ustabilizowaniu procesu oczyszczania osady czynne poddano analizie mikroskopowej. Badania wykazały duże zróżnicowanie mikroflory i fauny, jak również fizycznych właściwości danych osadów.

EN

Two activated sludges were prepd. by addn. of a disintegrated surplus sludge from com. wastewater treatment plant or the archaea (previously incubated at 25–28°C in the dark on a com. substrate) and used for wastewater treatment under aeration and stirring in 2 lab. biol. reactors (20 L each). The surplus sludge and the archaea concns. were 0.045 g/20 L and 1.02 g/L, resp. The dry mass of the sludge (after 30 min long sedimentation) and av. index of sludge (in relation to the dry mass) were detd. The sludge samples were subjected to microbiol. anal. by microscopy. Qual. and quant. compn. of eukaryotic organisms in the studied sludges were analyzed. Stalked ciliate was dominant as protozoan and rotifers as a multicellular organism in both sludges. Testate amoebas were found in both sludges, 18% and 10%, resp.

9

Wpływ bioaugmentacji na uwalnianie biogenów w procesie beztlenowej stabilizacji osadów ściekowych

Montusiewicz A.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 1

269--277

PL

Beztlenowa stabilizacja osadów ściekowych jest powszechnie stosowana jako metoda ich przeróbki w oczyszczalniach ścieków komunalnych. W wyniku beztlenowego rozkładu substancji organicznych zachodzi uwalnianie azotu amonowego i fosforu fosforanowego do wód osadowych, zawracanych następnie do bioreaktorów oczyszczających ścieki. Może to skutkować przeciążeniem osadu czynnego, a w efekcie obniżeniem sprawności usuwania związków biogennych i wzrostem kosztów oczyszczania. Prezentowana praca dotyczy badań nad wpływem bioaugmentacji na uwalnianie związków biogennych podczas fermentacji metanowej osadów ściekowych. Bioaugmentację prowadzono z wykorzystaniem dwóch dawek komercyjnego preparatu Arkea®, odpowiednio 9 i 13% w stosunku objętościowym. W oparciu o stężenia azotu amonowego i fosforu fosforanowego wyznaczono wartości współczynników uwalniania w układzie bioaugmentowanej fermentacji osadów ściekowych oraz w układzie, w którym bioaugmentacji nie prowadzono. Z uzyskanych danych wynika, że uwalnianie związków biogennych do wód osadowych występowało w obu badanych układach, jednak wyższe wartości otrzymano w układzie z bioaugmentacją. W przypadku układu wspomaganego biopreparatem współczynnik amonifikacji wyniósł 4,8 oraz 4,6, odpowiednio dla dawki Arkea® 9 i 13%, natomiast dla osadów ściekowych był nieco niższy - 4,5. Analogiczny trend wystąpił w przypadku fosforu fosforanowego. Współczynnik uwalniania fosforanów w obecności 9 i 13% preparatu Arkea® osiągnął wartość odpowiednio 1,2 oraz 1,3, a w układzie bez dodatku biopreparatu 1,1. Bioaugmentacja nie wpłynęła jednak istotnie na uwalnianie związków biogennych w procesie beztlenowej stabilizacji osadów ściekowych, a stężenia biogenów w wodach pofermentacyjnych nie wzrosły w porównaniu z osadami ściekowymi.

EN

In municipal wastewater treatment plants anaerobic digestion has commonly been applied for sludge treatment. It is known that the process results in a high release of the nitrogen and phosphorus compounds. Their recirculation with the rejected supernatant to the bioreactor treating wastewater could lead to its overloading, thus diminishing the nutrient removal efficiency and increasing the cost of the total treatment. In the present study the influence of bioaugmentation on the nutrient release was examined in anaerobic digestion of sewage sludge. The bioaugmentation consisted in adding two doses of commercial product Arkea®, 9 and 13% v/v, respectively. Based on the concentration of ammonia nitrogen and phosphate phosphorus, release factors were determined for bioaugmented and non-bioaugmented experiments. The results indicated that nutrient release was confirmed in both systems, although it significantly differed for the compounds investigated. Applying bioaugmentation, a little higher values were achieved as compared to anaerobic digestion of sewage sludge. Release factors for ammonia nitrogen were 4.8 and 4.6 in the presence of 9 and 13% Arkea® v/v, respectively, whereas for sewage sludge it was 4.5. With regard to phosphate phosphorus, minor values were obtained. Applying 9 and 13% of Arkea®, release factors were found to be 1.2 and 1.3, respectively, whereas in the system without bioaugmentation it was only 1.1. An essential effect of bioaugmentation on nutrient release in anaerobic digestion of sewage sludge did not occur.

10

Bioremediation of a spent metalworking fluid with auto- and allochthonous bacterial consortia

Kaszycki P., Petryszak P., Supel P.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2015

|

Vol. 22, nr 2

285--299

EN

Spent mineral oil-based metalworking fluids are waste products of the machining processes and contribute substantially to the global industrial pollution with petroleum oil products. Wastewaters containing oily emulsions are ecologically hazardous and thus a variety of methods have been implemented to prevent these effluents from affecting the natural environment. Most of these methods rely upon physical-chemical treatment and phase separation; however, none of them proved to be effective enough to meet tightening environmental regulations. Therefore, novel technologies need to be elaborated and there is growing interest in implementing biological treatment methods based on microbial bioremediation. In this study an oil/water emulsion obtained from a waste stream of the metal-processing industry was tested for biodegradability of its organic constituents. This liquid waste was found non-toxic to bacterial consortia and was colonized with indigenous microorganisms (approx. 107 cfu · cm−3). The total load of organic content was determined as a chemical oxygen demand (COD) value of 48 200 mg O2 · dm−3. Emulsion treatment was carried out using a threefold wastewater dilution and employing two variants of biostimulated aerobic bacterial communities: (1) uninoculated emulsion, where bioremediation was carried out by the autochthonous bacteria alone, and (2) wastewater samples inoculated with a ZB-01 microbial consortium which served as a source of specialized bacteria for process bioaugmentation. Biodegradation efficiency achieved in a 14-day test was monitored by measuring both the COD parameter and the concentration of high-boiling organic compounds. Both approaches yielded satisfactory results showing significant reduction of the emulsion organic fraction; however, the resultant decrease of wastewater load tended to be more efficient for the case where the process was bioaugmented with the inoculated consortium. Gas chromatography analyses coupled with mass spectrometric detection (GC-MS) confirmed high degradation yields obtained for both cases studied (58 and 71%, respectively) in a 28-day test. It is concluded that oil-based metalworking emulsions can undergo efficient biological treatment under conditions enabling aerobic bacterial proliferation and that xenobiotic biodegradation kinetics can be accelerated by bioaugmenting the process with allochthonous microbial consortia.

PL

Zużyte płyny obróbkowe metali, powstałe na bazie oleju mineralnego, są produktami odpadowymi przemysłu maszynowego i znacząco przyczyniają się do globalnego skażenia poprzemysłowego substancjami ropopochodnymi. Ścieki zawierające emulsje olejowe stanowią zagrożenie ekologiczne i z tego powodu podjęto szereg działań mających na celu ograniczenie ich negatywnego oddziaływania na środowisko naturalne. Większość stosowanych metod opiera się na oczyszczaniu i separacji fazowej z wykorzystaniem procesów fizykochemicznych. Żadna z opracowanych technologii nie jest jednak wystarczająco efektywna, aby spełnić coraz ostrzejsze normy środowiskowe. Opracowuje się zatem nowe metody, wśród których rosnące uznanie znajduje oczyszczanie biologiczne, wykorzystujące drobnoustroje zdolne do bioremediacji zanieczyszczeń. W pracy badano możliwości biodegradacji organicznych składników emulsji typu olej/woda, będącej odpadowym płynem obróbkowym przemysłu metalurgicznego. Stwierdzono, że odciek nie był toksyczny wobec konsorcjów bakteryjnych, będąc jednocześnie skolonizowany przez mikroorganizmy autochtoniczne (ok. 107 jtk · cm−3). Całkowite obciążenie emulsji związkami organicznymi, wyznaczone jako chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT), wynosiło 48 200 mg O2 · dm−3. Testowano dwa warianty procesowe oczyszczania ścieku trzykrotnie rozcieńczonego z wykorzystaniem biostymulowanych, aerobowych biocenoz bakteryjnych: (1) emulsja niezaszczepiona, w której bioremediacja prowadzona była wyłącznie przez drobnoustroje autochtoniczne, (2) ściek zaszczepiony konsorcjum mikroorganizmów ZB-01, które stanowiło źródło wyspecjalizowanych bakterii wspomagających bioproces. Wydajność biodegradacji uzyskana w ciągu 14-dniowego testu była mierzona wartością ChZT oraz koncentracją wysokowrzących związków organicznych. Wyniki obu podejść badawczych były zadowalające, a uzyskany spadek zawartości frakcji organicznej znaczący. Jednocześnie stwierdzono większy stopień obniżenia ładunku w ścieku oczyszczanym metodą bioaugmentacji po zaszczepieniu konsorcjum bakteryjnym. Analizy chromatografii gazowej z detekcją spektrometrii mas (GC-MS) potwierdziły wysoką wydajność biodegradacji otrzymaną w ciągu 28 dni dla obu wariantów (odpowiednio 58 i 71%). Podsumowując, wykazano, że zaolejone płyny obróbkowe poddają się oczyszczaniu biologicznemu w warunkach pozwalających na proliferację bakterii tlenowych, a kinetyka biodegradacji ksenobiotyków może być przyśpieszana poprzez bioaugmentację procesu konsorcjami drobnoustrojów alochtonicznych.

11

Effectiveness of Intrinsic Biodegradation Enhancement in Oil Hydrocarbons Contaminated Soil

Zawierucha I., Malina G., Ciesielski W., Rychter P.

Archives of Environmental Protection

|

2014

|

Vol. 40, no. 1

101--113

EN

Studies were conducted using a 10-chamber Micro-Oxymax (Columbus, OH, USA) respirometer to determine the effect of bioaugmentation, biostimulation and combination of them on enhancing intrinsic biodegradation of oil hydrocarbons in soil. Contaminated soil was collected from a former military airport in Kluczewo, Poland. Bioaugmentation was realized by addition of indigenous or exogenous bacteria to soil. Biostimulation was done by aerated water supply and surfactant addition. Bioaugmentation + addition of a surfactant was applied as the combined treatment. The intrinsic and enhanced hydrocarbons biodegradation rates were estimated from the slopes of linear regressions of cumulative curves of O2 uptake. Pertinent biodegradation rates were recalculated on the basis of the stoichiometric reaction (mass balance equation) and conversion equation. The results showed that combined treatment (indigenous bacteria bioaugmentation + addition of a surfactant) was the most effective method of biodegradation enhancement as the 20-fold increase of biodegradation rate was observed.

PL

Przeprowadzono badania mające na celu określenie efektywności wspomagania biodegradacji węglowodorów ropopochodnych w gruncie w wyniku zastosowania bioaugmentacji, biostymulacji lub metody kombinowanej. Próbki gruntu użyte do badań zostały pobrane z terenu Centralnej Stacji Tankowania (CST) lotniska Kluczewo niedaleko Stargardu Szczecińskiego. Bioaugmentację przeprowadzono z użyciem autochtonicznych i allochtonicznych mikroorganizmów zdolnych do rozkładu węglowodorów ropopochodnych. Z kolei biostymulacja obejmowała wprowadzenie napowietrzonej wody lub substancji powierzchniowo czynnej (SPC) do zanieczyszczonego gruntu. Biodegradację węglowodorów ropopochodnych szacowano na podstawie konsumpcji O2 przy użyciu respirometru Micro-Oxymax V6.0 COLUMBUS INSTRUMENTS. Średnie szybkości konsumpcji O2 podczas biodegradacji węglowodorów wyznaczono z równań aproksymacji liniowej krzywych kumulacyjnych. Na podstawie równania bilansu masy i wyznaczonych szybkości konsumpcji O2 obliczono szybkość biodegradacji węglowodorów, tj. szybkość ubytku substratu w czasie. Z przeprowadzonych badań wynika, że metoda kombinowana (kombinacja bioaugmentacji z dodatkiem SPC) była najbardziej efektywną metodą wspomagania biodegradacji węglowodorów ropopochodnych w gruncie - odnotowano wtedy 20-krotny wzrost szybkości biodegradacji.

12

Techniki bioremediacji substancji ropopochodnych i metody oceny ich efektywności

Podsiadło Ł, Krzyśko-Łupicka T.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2013

|

T. 16, nr 4

459--476

PL

W ostatnich latach bardzo duże znaczenie w usuwaniu ksenobiotyków mają metody biologiczne. Wiele gatunków mikroorganizmów występujących w środowisku glebowym ma zdolność do biodegradacji związków ropopochodnych. Ich rozkład jednak zwykle trwa latami. Intensyfikację tego procesu uzyskuje się głównie poprzez biostymulację i/lub wykorzystanie biopreparatów w formie wolnej biomasy lub immobilizowanej na nośnikach, takich jak alginian, akrylan czy karagen. Aktywność degradacyjna mikroorganizmów zależy od bioróżnorodności środowiska oraz parametrów fizykochemicznych, w tym dostępności związków odżywczych, temperatury, pH czy stężenia tlenu. Z tego powodu podczas bioremediacji bardzo ważnym aspektem jest monitorowanie zmian w składzie związków chemicznych oraz bioróżnorodności zanieczyszczonego środowiska. W artykule przedstawione zostały informacje na temat typów bioremediacji, wpływu czynników fizykochemicznych na efektywność rozkładu ksenobiotyków oraz metody monitorowania przemian związków chemicznych i dynamiki populacji mikroorganizmów w glebie.

EN

In the recent years the demand for petroleum and products associated with its processing, which contributes to the progressive contamination of the environment, has greatly increased. Crude oil consists primarily of hydrocarbons, such as alkanes, cycloalkanes, aromatic hydrocarbons, and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Bioremediation is a technique that combines achievements of microbiology and microbial ecology, biochemistry, genetics and chemistry. Xenobiotics may be removed in the place of contamination (in situ) or preceded by the transfer of contaminated soil from its natural area (ex situ). Many species of microorganisms found in the soil are capable of biodegradation of petroleum compounds. However, the natural biodegradation of petroleum compounds in soil usually takes a long time. The intensification of this process is achieved primarily by biostimulation and/or bioaugmentation. The first method is based on environmental enrichment in nutrients and ensuring optimal environmental conditions (temperature, pH, oxygen concentration). Bioaugmentation relies on the introduction into the environment selected strains of microorganisms capable of degrading xenobiotics in free cells form or immobilized biomass on carriers, such as alginate, acrylate, or carrageenan. Microbial degradation activity depends on biodiversity and physicochemical parameters, including the availability of nutrients, temperature, pH, and oxygen concentration. For this reason, during the bioremediation, a very important aspect is to monitor the changes in the chemical composition of the contaminated environment and the soil biodiversity. Nowadays, we have many laboratory techniques to identify microorganisms. Phenotypic methods include e.g. fatty acid analysis, cell wall structure, the enzyme activity or substrate utilization profile. One of the disadvantages in the analysis of the phenotype is that the full information contained in the genome is never expressed, because it is directly related to the environmental conditions (e.g. growth conditions in the laboratory). Nucleic acid is an excellent tool to study because it is characteristic of all living organisms. For this reason, the molecular biology methods are increasingly used for the identification of microorganisms (such as PCR, hybridization, sequencing, metagenomics). The article presents information about the types of bioremediation, the impact of physical and chemical factors on the efficiency of the xenobiotics decay and methods of monitoring of chemical transformations and dynamics of microorganisms populations in the soil.

13

Aerobic Process for in Situ Bioremediation of Petroleum-Derived Contamination of Soil: a Field Study Based on Laboratory Microcosm Tests

Kaszycki P., Pawlik M., Petryszak P., Kołoczek H.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 4-5

405-414

EN

The on-site ground-water recultivation project was established in April 2007 and lasted till August '07. The work was carried out in the area of a fuel station of the chemical industry-production plant, after dismantling and scrapping of three corroded and leaking oil-storage tanks, each of 50 m3 capacity. Geochemical analyses revealed that the area of approximately 150 m2 was affected by a significant pollution of ground with migrating oily products whose concentration exceeded permissible standard levels. The average content of high-boiling (Tb > 105 °C) organic compounds was 3 655 mg o kg-1 and the hydrocarbon contamination reached the level of 5.5 m of underground water. Possible pollutant migration with the aqueous phase caused high risk of affecting the nearby river that served as a drinking-water resource. The aim of the study was to optimize the in situ cleanup biotechnology to enable pollution biodegradation within one season of 2007. The treatment was based on biological activities of soil-derived microorganisms. The occurrence of soil autochthonous bacteria was established as 0.8 o 106 cells o g-1. Tests carried out in microcosm models revealed that contaminant bioremediation was effective only in the presence of oxygen that proved to be a limiting factor for indigenous bacteria proliferation. Then, the additional soil inoculation with specialized, biochemically active microbial consortia enabled to significantly accelerate kinetics of organic compounds removal. In a field study, an active aeration system was constructed to provide growing microbial biomass with the oxygen. Next, the area became bioaugmented with the active community by applying biomass at initial density of l .5 o 105 cells per g of soil. The pollution level and cell population dynamics were monitored in soil samples collected at several distinct levels of the first geotechnical layer, ie from O to 120 cm. The content of high-boiling organic substances as well as the cell frequency were analyzed with standard procedures. The final biodegradation yields of 92.3 %, 68.1 %, 84.3 % and 93.9 % were obtained within 16 weeks for layers 0-30, 30-60, 60-90 and 90-120 cm, respectively. The observed diversity of the resultant effect was due to heterogeneous geochemical structure of the analyzed soil profile. The highest drop in contamination content correlated with a dramatic increase of soil microflora population up to 7.1 o l O7 cells o g-1. The method of biological treatment, elaborated and implemented in the study, led to a decrease of pollutant concentration to the limits acceptable for industrial group "C" areas within one bioremediation season.

PL

Prace rekultywacyjne środowiska gruntowo-wodnego prowadzono w okresie kwiecień - sierpień 2007 r, na terenie przebudowywanej stacji paliw w obrębie kompleksu zakładów produkcyjnych przemysłu chemicznego. Po usunięciu starych, skorodowanych i przeciekających zbiorników paliwa o pój. 50 m3 każdy dokonano geochemicznego rozpoznania stanu środowiska i wykazano znaczące skażenie gruntu migrującymi substancjami ropopochodnymi. Ponadnormatywne poziomy zanieczyszczeń węglowodorowych stwierdzono na obszarze ok. 150 m2, sięgające w głąb gruntu aż do poziomu lustra wody podziemnej na głębokości ok. 5,5 m. Średnia zawartość wysokowrzących związków organicznych (Tw > 105 °C) wynosiła 3 655 mg o kg-1. Dodatkowo, powstało zagrożenie dalszej migracji skażeń wraz z wodą gruntową do pobliskiej rzeki stanowiącej ujęcie wody pitnej. Celem pracy była optymalizacja proponowanej biotechnologii oczyszczania ziemi in situ, wykorzystującej aktywność biologiczną drobnoustrojów glebowych tak, aby umożliwić biodegradację skażeń w ciągu jednego sezonu. W ziemi stwierdzono występowanie autochtonicznej mikroflory glebowej o liczebności 0,8 o 106 komórek o g-1 gruntu. Testy prowadzone w układach modelowych (ang. microcosms) wykazały, że procesy bioremediacji zanieczyszczeń przebiegały wyłącznie w obecności tlenu, umożliwiającego proliferację bakterii autochtonicznych (40 % spadek poziomu skażeń w ciągu 16 tygodni). Dodatkowe zaszczepienie gruntu specjalistycznym konsorcjum aktywnych biochemicznie drobnoustrojów (biopreparatem) pozwoliło przyśpieszyć kinetykę rozkładu skażeń organicznych (wzrost wydajności do 59 %). W pracach polowych skonstruowano system aktywnego napowietrzania zapewniający dostępność tlenu dla rozwijających się autochtonów, po czym grunt suplementowano aktywnymi drobnoustrojami w ilości ok. 1,5 o l O5 komórek o g-1. W próbkach ziemi, pochodzących z poszczególnych poziomów pierwszej warstwy geotechnicznej do głębokości 120 cm prowadzono monitoring poziomu skażeń oraz dynamiki rozwoju populacji drobnoustrojów. Oznaczanie zawartości substancji ropopochodnych prowadzono według standardowej procedury oznaczania wysokowrzących substancji organicznych w glebie. Liczebność mikroorganizmów glebowych określano standardową, płytkową metodą Kocha. Dla warstw 0-30 cm, 30-60 cm, 60-90 cm oraz 90-120 cm uzyskano końcową efektywność biodegradacji wynoszącą, w ciągu 16 tygodni, odpowiednio: 92,3 %, 68,1 %, 84,3 % oraz 93,9 %. Zróżnicowanie końcowego wyniku wiązało się z heterogeniczną strukturą geochemiczną analizowanego profilu glebowego. Najsilniejszy obserwowany spadek zanieczyszczeń korelował z gwałtownym rozwojem mikroflory glebowej (do 7,1 o l O7 komórek o g-1). Opracowana i zastosowana metoda biorekultywacji pozwoliła obniżyć koncentrację skażeń w sezonie 2007 do poziomu akceptowalnego dla obszarów przemysłowych grupy C.

14

Bioremediation of petroleum contaminated sands with bacteria cultures

Przystaś W., Pasadakis N., Kalogerakis N.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2010

|

Vol. 3, no. 3

105-114

EN

Accidental oil spills at open sea is a common environmental problem. However, we are faced with a much more severe problem once the oil spill reaches the shoreline. Current oil spill combating practice is to collect manually the polluted sand and proceed with disposal or temporary storage in nearby sites. Addition of mixed bacterial cultures into petroleum contaminated sand was examined. Experiments with sand polluted by 5% (v/w) of crude oil were performed in sterile and non-sterile conditions to see the degradation potential of isolated cultures, their growth characteristics and possible antagonisms between supplemented microorganisms and natural microflora. During the experiments the oxygen demand was monitored. Correlation between high oxygen demand and high depletion of hydrocarbons was observed. The best TPH removal in sterile conditions was found in samples with the mixed cultures isolated from waste sludge from petroleum refinery Motor Oil Hellas (Korinth Refineries, Greece). For this culture concentration of hydrocarbons in sterile sand was 73.2% lower than in control sample. In non-sterile sand concentration of TPH after 14 days was 70.5% lower than in control (sterile sand) without bioaugmentation. The lowest depletion of hydrocarbons was observed in sample with addition of mixed culture (AM) of Alcanivorax borcumensis (DSM 11573) and Marinobacter hydrocarbonoclasticus (DSM 8798) (32.9%). Finally, the addition of artificial seawater and fertilizers had also a positive influence on contaminants depletion by naturally occurring microorganisms (48%).

PL

Powszechnym problemem środowiskowym są przypadkowe wycieki paliw na otwartym morzu. Z jeszcze bardziej uciążliwym problemem spotykamy się jednakże w momencie dotarcia wycieku do wybrzeża. Obecne praktyki rekultywacyjne polegają na zebraniu zanieczyszczonego piasku i jego usunięciu lub okresowym składowaniu na pobliskich terenach. Celem badań było określenie wpływu inokulacji mieszanymi kulturami bakteryjnymi piasku zanieczyszczonego surową ropą naftową. Badania prowadzono na piasku zanieczyszczonym 5% (v/w) surowej ropy naftowej w warunkach sterylnych i niesterylnych tak, aby zaobserwować zdolność wyizolowanych kultur do degradacji zanieczyszczenia, scharakteryzować ich wzrost oraz możliwe antagonizmy między wprowadzonymi mikroorganizmami a naturalną mikroflorą. Zaobserwowano dodatnią korelację miedzy ubytkiem tlenu i wysokim ubytkiem węglowodorów. Najwyższy stopień usunięcia TPH w warunkach sterylnych zaobserwowano w próbach z mieszaną kulturą wyizolowaną z osadu pochodzącego z rafinerii Motor Oil Hellas (Korinth Refineries, Grecja). Stężenie ropopochodnych w próbie z tą kulturą i sterylnym piaskiem było o 72.3% niższe niż w kontroli. W warunkach niesterylnych stężenie TPH po 14 dniach było niższe niż w kontroli (piasek sterylny) o 70.5%. Najniższy ubytek węglowodorów zaobserwowano w próbach zaszczepionych mieszaniną kultur (AM) zawierających Alcanivorax borcumensis (DSM 11573) i Marinobacter hydrocarbonoclasticus (DSM 8798) (32.9%). Wreszcie zaobserwowano, iż dodatek sztucznie spreparowanej wody morskiej i biogenów miały również pozytywny wpływ na ubytek zanieczyszczeń spowodowany działalnością autochtonicznych mikroorganizmów (48%).

15

Bioaugmentacja jako strategia usuwania związków aromatycznych z gleby

Mrozik A., Hupert-Kocurek K.

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2009

|

nr 5

46--48

PL

Bioaugmentacja polega na wprowadzeniu do skażonego środowiska wyselekcjonowanych mikroorganizmów zdolnych do rozkładu ksenobiotyków. Idealne szczepy powinny charakteryzować się szerokim spektrum aktywności degradacyjnej, krótkim czasem życia, mobilnością, zdolnością do adhezji i niskim kosztem izolacji. Powodzenie bioaugmentacji zależy od budowy, stężenia i biodostępności zanieczyszczeń, typu gleby, a także czynników środowiskowych oraz mikrobiologicznych.

EN

Bioaugmentation is used for improvement of the capacity of contaminated environment to remove pollution by the introduction of competent microorganisms. ldeal strains should be characterized by a wide range of degradation activity, short life cycle, mobility, adhesion and low costs of isolation. Successful bioaugmentation depends on the structure, concentration and bioavailability of pollutants, type of soil and environmental as well as microbiological factors.

16

Optimization research on biodegradation of hydrocarbon pollutions in weathering soil samples from manufactured gas plant (MGP)

Steliga T.

Archives of Environmental Protection

|

2008

|

Vol. 34, no. 1

51-70

EN

The aim of this work is purification of contaminated soil from manufactured gas plants MGP, which arc not used. Prepared chromatographic methodologies, which allow qualitative identification and quantitative determination of individual aliphatic and aromatic (TAH, PAH) hydrocarbons in the soil from the selected MGP, arc presented. The results of the research on remediation of the soil polluted with petroleum hydrocarbons (TAH, PAHs) in semi-field conditions arc discussed. Application of basic biorcmediation and bioaugmcntation with indigenous microorganisms, enriched with PAH biodegradable fungi, resulted in reduction in amount of 5- and 6-polycyclic aromatic hydrocarbons. The research enables control of remediation progress, selection of optimal doses of biogenic compounds and determines the time of the process. The entire cycle of soil remediation was monitored with the use of gas chromatography (GC). Estimation of biodegradation degree of individual aliphatic hydrocarbons (alkancs) was based on changes in their concentration in the soil and determined by biodegradation indicators: C_l7/pristanc and C_18/phylane ratios. Attention was paid particularly to biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), which were observed in substantial concentrations in the polluted soil. The elaborated chromatographic methodology of PAH determination in the soil enabled estimation of a biodegradation rate referring to individual compounds. Moreover, attempts to create a TAH biodegradation model with the use of C_30_17&alpfa:(H),21β(H)-hopane were undertaken.

PL

Artykuł podejmuje zagadnienia związane z problemem oczyszczania gruntu skażonego w wyniku działalności klasycznych gazowni, które obecnie zostały wyłączone z eksploatacji. Przedstawiono opracowane metodyki chromatograficzne umożliwiające jakościową identyfikację i ilościowe oznaczenie poszczególnych węglowodorów alifatycznych i aromatycznych oraz oznaczenie ich sumarycznej zawartości (TAH, WWAs) w gruncie z terenu wytypowanej do badań gazowni. Omówiono wyniki badań w skali półtechnicznej oczyszczania gruntu skażonego zanieczyszczeniami węglowodorowymi (TAH, WWA) z wykorzystaniem biorcmediacji podstawowej i bioaugmentacji poprzez inokulację mikroorganizmami autochtonicznymi wzbogaconymi o grzyby zdolne do biodegradacji WWA, co uwidacznia się w obniżeniu zawartości 5- i 6-picrścicniowych WWA. Prowadzone badania pozwalają prześledzić przebieg procesu oczyszczania gruntu, dobrać optymalne dawki substancji biogennych i określić ramy czasowe prowadzonego procesu. Cały cykl oczyszczania gruntu monitorowano za pomocą chromatografii gazowej (GC). Oceny stopnia biodegradacji poszczególnych węglowodorów alifatycznych (n-alkanów) dokonano na podstawie zmian zawartości oznaczonych chromatograficznie oraz za pomocą przyjętych wskaźników stopnia biodegradacji: C_17/Pr i C_18/F. Zastosowanie biomarkera C-30_17α(H),21 β(H)-ho-panu do normalizacji stężeń TAH i WWA w trakcie przebiegu poszczególnych etapów biodegradacji pozwoliło na opracowanie modelu matematycznego opisującego kinetykę biodegradacji TAH i WWA.

17

Properties of the activated sludge after lipase bioaugmentation

Turek-Szytow J., Choiński D., Miksch K.

Environment Protection Engineering

|

2007

|

Vol. 33, nr 2

211-219

EN

Bioaugmentation of the activated sludge with microflora, which is capable of biochemical oxidation of lipids, influences the physicochemical parameters of the wastewater treatment process. The results present not only the changes related to the quality and quantity of the sludge, but also loads of the aeration chambers and the sludge with the load of contaminants. It seems possible to dose the substrate, which produces bacterial lipase in aquatic environment, in such a way as to maximize the activity of this enzyme or to maximize the time it is present inside the reactor. Simulation of the reactor operation, based on measurements, enables the kinetics of the biological wastewater treatment process to be determined. The modelling of the processes facilitates the decision making in order to maintain high efficiency of plant operation through bioaugmentation; for example, by using the relative biomass growth rate with respect to substrate concentration, together with approximation for the Haldane's model, information about strong substrate inhibitory action has been gained.

PL

Bioaugmentacja osadu czynnego mikroflorą zdolną do biochemicznego utleniania tłuszczów wpływa na parametry fizykochemiczne procesu oczyszczania ścieków. Wydaje się możliwe takie dozowanie substratu wytwarzającego lipazę bakteryjną w środowisku wodnym, które pozwala uzyskać najwyższą aktywność tego enzymu lub jak najdłuższą jego obecność w reaktorze. Symulowanie pracy reaktora na podstawie pomiarów umożliwia określenie kinetyki procesów biologicznego oczyszczania ścieków. Modelowanie ułatwia podjęcie decyzji, aby utrzymać wysoką efektywność pracy instalacji dzięki bioaugmentacji, np. wykorzystując względną szybkość wzrostu biomasy w zależności od stężenia substratu z aproksymacją dla modelu Haldane'a, uzyskano informację o silnym działaniu substratu jako inhibitora.

18

Technologie oczyszczania gruntów z zanieczyszczeń ropopochodnych metodą in situ

Steliga T.

Prace Instytutu Nafty i Gazu

|

2006

|

nr 133

84-84

PL

Jednym z problemów ochrony środowiska naturalnego w pracach poszukiwawczych ropy i gazu ziemnego jest skażenie gruntów obszarów związanych z prowadzeniem prac wiertniczych przez materiały odpadowe, a szczególnie przez substancje ropopochodne. Dotyczy to przede wszystkim dołów urobkowych wiertni. Mając na uwadze ten fakt w niniejszej pracy przedstawiono charakterystykę technologii stosowanych do oczyszczania gruntów z zanieczyszczeń ropopochodnych oraz kryteria oceny degradacji gruntów i zasady jakimi należy się kierować przy doborze efektywnych metod oczyszczania gruntów/odpadów z zanieczyszczeń ropopochodnych. Rzeczą nowatorską prezentowanej pracy jest połączenie tradycyjnych i znanych metod rekultywacyjnych z metodą mikrobiologiczną, dające efekty minimalizacji zanieczyszczeń ropopochodnych metodą "in situ". Ponadto do oceny efektywności prowadzonych procesów oczyszczania gruntów/odpadów z zanieczyszczeń ropopochodnych opracowano metodykę analityczną umożliwiającą wykonanie analizy ilościowej i jakościowej związków ropopochodnych za pomocą ekstrakcji rozpuszczalnikowej modyfikowanej ultradźwiękami w połączeniu z chromatografią gazową. Przedstawiona metodyka chromatograficznego oznaczania substancji ropopochodnych w gruntach umożliwia, również identyfikację jakościową i ilościową prastanu (Pr) i fitanu (F)- związków trudno biodegradowalnych, co pozwala na określenie stopnia biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych w kolejnych etapach oczyszczania, który został zdefiniowany jako zmiana wartości stosunku n-C17/Pr i n-C18/F. W pracy przedstawiono efekty prowadzonych prac w odniesieniu do warunków laboratoryjnych, a następnie przemysłowych na wytypowanym do badań dole urobkowym. Opracowana kompleksowa technologia oczyszczania gruntu/odpadów z zanieczyszczeń ropopochodnych obejmująca wstępną rekultywację, bioremediację podstawową stymulowaną poprzez wzbogacenie środowiska gleby w składniki biogenne i bioaugmentację z wykorzystaniem wyizolowanych i namnożonych mikroorganizmów autochtonicznych, umożliwiła w określonych ramach czasowych znaczną redukcję zanieczyszczeń ropopochodnych w granicach: n-C12--n-C23 od 75,7% do 90,3% oraz n-C24--n-C38 od 49,2% do 61,7%. Opracowany biopreparat z mikroorganizmów autochtonicznych w Zakładzie Mikrobiologii INiG posiada szerokie spektrum działania, gdyż pozwala na redukcję, również zanieczyszczeń węglowodorowych o długich łańcuchach (n-C23--n-C38). Monitorowanie przebiegu procesu oczyszczania gruntu/odpadów z zanieczyszczeń ropopochodnych na poszczególnych jego etapach jest niezmiernie ważne, gdyż pozwala na dobór optymalnych parametrów prowadzenia procesu i daje pełny obraz uzyskanego efektu.

EN

One of the problems related to the environmental protection is the soil pollution by wastes created during drilling operations, in particular by petroleum derived substances. This pertains especially to waste pits in drilling rigs. Keeping this fact in mind, we have presented in this work a description of soil purification technology for removing the petroleum derived contamination and the criterion for soil degradation evaluation as well as main principles of choosing effective soil purification methods. A new approach in this work is to combine traditional and known re-cultivation methods within a microbiological method, which minimizes hydrocarbon pollution of soil by "in situ" method. Also, for soil remediation effectiveness evaluation, an analytical method was introduced that permits to perform quantitative and qualitative analysis of hydrocarbon compounds by use of solvent extraction modified by ultrasound and gas chromatography. Presented here, chromatographic method of hydrocarbon compounds detection in soil permits also for qualitative and quantitative identification of pristane (Pr) and phytane (F) - compounds which are almost non biodegradable, that permits to evaluate biodegradation level of hydrocarbon compounds in subsequent steps of soil purification. This level was defined by n-C17/Pr and n-C18/F ratios. We have presented laboratory results of our work and the results obtained in field application of this method, applied to chosen waste pit on the drilling rig site. The complex technology of soil purification developed in our laboratory, includes: re-cultivation, basic bioremediation enhanced by soil enrichment by biogenic components and a bioaccumulation with use of isolated and multiplied autochtonic microorganisms. This technology, after specified time, permitted to reduce substantially amount of petroleum derived contamination, to as much as: 75.7% to 90.3% reduction of n-C12--n-C23 and 40.2% to 61.7% reduction of n-C24--n-C38. Biopreparation developed in the Division of Microbiology of Oil and Gas Institute in Cracow has a broad range of it's activity because it permits also to reduce amount of long chain hydrocarbons (n-C24--n-C38). It is extremely important to monitor the progress of soil purification on each step, because it permits to choose optimum technical parameters and delivers full insight into obtained results.

19

The effects of papilionaceous plants and biopreparation on petroleum hydrocarbons degradation in aged-polluted soil

Zabłocka-Godlewska E., Przystaś W.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2006

|

Vol. 32, no. 4

53-66

EN

Petroleum pollution is still one of crucial environmental problems. Bioaugmentation is a popular technique used in soil remediation. The aim of soil inoculation is acceleration of decomposition processes or improving the degradation efficiency. Effectiveness of bioaugmentation processes depends on the number and activity of microorganisms adapted to pollutant degradation. Enhancement of microorganisms' activity can be reached by the use of plants. Roots of plants excrete organic substances that stimulate microorganisms' growth. Among different species of plants interesting are papilionaceous plants because of their nitrogen fixation ability in symbiosis with bacteria. The effects of using papilionaceous plants (Trifolium pratense), multiplied autochthonous microorganisms and commercial biopreparation in aged-petroleum-polluted soil were studied. The samples of soil were taken from the refinery in Czechowice-Dziedzice (Poland) and classified as heavily degraded with a C/N-ratio of 100:0.7. Investigations were conducted for 14 weeks. Microbiological analysis included: total bacteria, fungi, Aclinomycetes and Pseudomonas counts. Concentration of heavy fractions, TPH (total petroleum hydrocarbons) and PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons) were measured at the start and at the end of the experiment. Presence of papilionaceous plant (Trifolium pratense) enhanced the growth of microorganisms, nitrogen concentration and biodegradation processes (removal of 63% of TPH, 44% of heavy fractions, 9% of 4-6 aromatic PAH and 80% of 2-3 aromatic PAH) in polluted soil. An increasing number of Pseudomonus species was observed in samples in which pollution removal was more effective.

PL

Zanieczyszczenie substancjami ropopochodnymi stanowi jeden z kluczowych problemów środowiskowych. Jedną z wielu metod stosowanych w remediacji gruntów jest ich bioaugmentacja. Celem tego procesu jest zwiększenie liczebności i aktywności mikroorganizmów degradujących zanieczyszczenia, czego wynikiem jest przyspieszenie i podniesienie wydajności procesów rozkładu zanieczyszczeń. Innym sposobem podniesienia efektywności procesów biodegradacji jest zastosowanie roślin, szczególnie motylkowych, ze względu na ich zdolności symbiotycznego wiązania azotu atmosferycznego. Celem przeprowadzonych badań było porównanie efektywności zastosowania biopreparatów (komercyjnego i naturalnego) oraz koniczyny białej (Trifolium pratense) do remediacji gleb o wieloletnim charakterze skażenia substancjami ropopochodnymi. Badania prowadzone byty na glebie pochodzącej z terenu rafinerii w Czechowicach-Dziedzicach, która została zaklasyfikowana jako silnie zdegradowana (o stosunku C/N = 100/0,7). W trakcie czternastotygodniowych badań prowadzono między innymi analizy mikrobiologiczne (ogólna liczba bakterii, grzybów, promicniowców oraz bakterii z rodzaju Pseudomonas) oraz analizy chemiczne (zawartość frakcji ciężkich, całkowitej zawartości węglowodorów ropopochodnych (TPH) i WWA). Najlepszą modyfikacją okazało się zastosowanie samej koniczyny. Obecność rośliny wpłynęła na polepszenie warunków wzrostu mikroorganizmów, spowodowała wzrost zawartości azotu i efektywności procesów biodegradacji. W próbie tej po 14 tygodniach badań odnotowano usunięcie 63% TPH, 44% frakcji Ciężkich oraz 9% i 80% odpowiednio 4-6- i 2-3-pierścieniowych węglowodorów aromatycznych.

20

Bioremediacja ex situ gleby skażonej produktami ropopochodnymi

Kurek E., Stec A., Staniak D.

Ekoinżynieria

|

1998

|

nr 9

5-11

PL

Metody biologiczne oczyszczania środowiska skażonego węglowodorami są dużo skuteczniejsze i bardziej przyjazne naturze niż metody fizyczne i chemiczne.Jedną z nich jest bioremediacja ex situ stosowana przy świeżych stosunkowo mało rozległych skażeniach o wzsokim stężeniu.Najefektywniejszy i najkosztowniejszy sposób bioremediacji ex situ wykorzystuje bioreaktory.Umozliwia on stosowanie doszczepiania(bioaugmentację)mikro- florą biodegradującą zarówno wyizolowaną ze środowiska naturalnego jak też modyfikowaną genetycznie.Stosuje się też inne sposoby bioremediacji jak:agrotechniczny,kompostowanie oraz fotoremediację,których efektywność jest mniejsza,lecz są one dużo tańsze. mmikroflorą bi odegradującą