Способ очистки загрязненного грунта
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способу очистки почв, шламов, донных илов, осадка сточных вод, загрязненных в результате производственной деятельности или аварий, например, нефтепродуктами, тяжелыми металлами, анилином, нитробензолом, жирами и т.д., и относящихся к категории опасных отходов. Способ включает внесение в грунт сорбента, активных по отношению к имеющемуся в грунте органическому загрязнителю микроорганизмов и азотного минерального удобрения с последующим увлажнением. Причем в качестве сорбента используют термически обработанную при температуре 200-300°С глауконитовую породу с содержанием глауконита 40-90%, а в качестве микроорганизмов используют бактериальный препарат в виде лиофильно высушенного сухого порошка с активностью, равной численности углеводородокисляющих клеток 1-100 млрд в 1 г препарата, при этом сорбент и бактериальный препарат перемешивают при соотношении 500-1000 г бактериального препарата на 1 т сорбента. Способ позволяет сократить время очистки загрязненного грунта при одновременном снижении расхода сорбента.
Изобретение относится к способу очистки почв, шламов, донных илов, осадка сточных вод, загрязненных в результате производственной деятельности или аварий, например, нефтепродуктами, тяжелыми металлами, анилином, нитробензолом, гептилом, пестицидами, совтолом, жирами и другими веществами, относящимися к категории опасных отходов.
Известны сорбционные способы очистки загрязненных грунтов, заключающиеся в использовании следующих сорбентов: неорганических, природных органических и органо-минеральных, а также синтетических. Качество сорбента определяется сочетанием следующих показателей: сорбционная емкость, возможность десорбции и регенерации, плотность, способы утилизации, отпускная цена производителя и др.
Недостатками известных сорбционных способов очистки являются: высокая стоимость; необходимость равномерного распределения сорбента по поверхности и его последующего сбора; необходимость утилизации сорбента (как правило, однократно или многократно использованный сорбент уничтожается сжиганием в высокотемпературных печах); необходимость наличия специальных приспособлений и механизмов для рассеивания сорбентов, их сбора с территории акватории; затрудненность сбора сорбентов с заболоченных участков и с участков, поросших растительностью.
Например, известен способ детоксикации загрязненного грунта путем внесения в него природного сорбента до достижения заданной концентрации загрязняющего вещества в грунте, при этом в качестве сорбента используют глауконитосодержащее вещество. Перед внесением в грунт сорбента определяют тип загрязняющего вещества и его концентрацию К0 в пробе загрязненного грунта, затем производят замеры концентраций К1, К2, К3, и К4 загрязняющего вещества при смешении проб загрязненного грунта с сорбентом соответственно в пропорциях грунт:сорбент - 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, после чего определяют массу те сорбента, необходимого для смешения с грунтом, загрязненным определенным ранее загрязняющим веществом с концентрацией К0, и достижения в грунте заданной концентрации загрязняющего вещества Кз, исходя из следующего соотношения: mc=mгр·К1/[Кз·(К0/K1+К1/К2+К2/К3+К3/К4)/4], где mгр - масса грунта, загрязненного определенным ранее загрязняющим веществом с концентрацией К0, проводят увлажнение загрязненного грунта, затем распределяют рассчитанную массу сорбента по поверхности загрязненного грунта с одновременным перемешиванием сорбента с загрязненным грунтом. Увлажнение загрязненного грунта производят до достижения им влажности не менее 80%. Перед внесением в грунт сорбента путем исследования проб поверхности загрязненного грунта на содержание загрязняющего вещества определяют участки с различными концентрациями загрязняющего вещества, превышающими заданную концентрацию. Перед обработкой загрязненного грунта проводят измельчение сорбента с последующим выделением рабочей фракции с размером частиц 0,01-0,1 мм. Обработку загрязненного грунта сорбентом ведут при положительной температуре окружающей среды (см. патент РФ на изобретение №2296016, МПК B09C 01/08, G21F 09/28, опубл. 27.03.2005 г.).
Недостатком известного способа является то, что при очистке загрязненного грунта для приведения остаточной концентрации загрязняющих веществ до уровня нормативно установленной ПДК требуется большое количество сорбента, т.е. глауконитосодержащего вещества.
Известны биологические способы, позволяющие ускорить очистку почвы, сточных вод от опасных отходов, или как минимум, снизить класс их опасности, т.е. перевести опасные отходы в более безопасные. Такие известные биотехнологии базируются на современных научных разработках в области воспроизводства и ускорения природных процессов самоочищения и самовосстановления. В основе их лежит метод биоремедиации управляемого биокомпостирования. При этом используемые препараты созданы на основе микроорганизмов, для которых опасные отходы являются источником питания.
Например, известен биопрепарат-нефтедеструктор, используемый для очистки грунтов и почвы от нефти и нефтепродуктов, содержащий биомассу консорциума нефтеокисляющих микроорганизмов Bacillus brevis и Arthrobacter species ИБ ДТ-5, биомассу аэробных азотфиксирующих микроорганизмов Azotobacter vinelandii ИБ 4 и биомассу аэробных спорообразующих микроорганизмов Bacillus species 739 в массовом соотношении, равном 1:1:0,5÷1 (см. патент РФ на изобретение №2323970, МПК C12N 1/26, B09C 01/10, опубл. 10.05.2008 г.).
Недостатком известного биопрепарата-нефтедеструктора является неполное разложение нефти из-за его избирательного действия на определенные фракции нефтепродуктов. Кроме этого, обеспечивается эффективность только при поверхностном загрязнении почвы, не более 20%. При этом происходит разрушение только верхних слоев загрязнения (0-20 см), что не обеспечивает рекультивацию почв.
Известен способ биологической рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, предусматривающий двухкратное внесение удобрений на загрязненный участок, рыхление почвы и внесение водного раствора нефтеразлагающих бактерий, при этом в качестве удобрений используют бактериальное удобрение, полученное смешиванием отходов непродуктивной части растений, например соломы, с содержимым рубцов преджелудков жвачных животных (каныгой) в соотношении 3-4:1, увлажнением водой из расчета 8-9 т воды на 1 т смеси и выдерживанием в течение 4-5 дней при постоянной влажности смеси, бактериальное удобрение вносят из расчета 4-4,5 т/га одновременно с безотвальным рыхлением на глубину 25-30 см, повторное внесение удобрения проводят через 5-7 дней, а в качестве удобрения используют композицию, полученную путем компостирования сапропеля, навоза и незагрязненного грунта, в качестве нефтеразлагающих бактерий используют штамм бактерий Rhodococcus sp.MFN, выращенный (культивируемый) на питательной среде, в которой в качестве источника углерода используют углеводороды, идентифицированные на загрязненном участке, водный раствор нефтеразлагающих бактерий вносят через 2-3 дня после внесения композиции, после 2-2,5 месячного выдерживания проводят вспашку с оборотом пласта на глубину 25-27 см, выравнивание поверхности тяжелыми боронами и посев семян многолетних трав, причем водный раствор нефтеразлагающих бактерий Rhodococcus sp.MFN получают культивированием бактерий до концентрации суспензии 1-107 кл/мл, 5 мл суспензии разводят в 3 л воды и вносят из расчета 1 л водного раствора на 1 м2 (см. патент РФ на изобретение №2320429, МПК В09С 01/10, C12N 01/26, C09K 17/00, опубл. 27.03.2007 г.).
Недостатками известных биологических способов очистки загрязненных грунтов являются: высокая стоимость; использование биологических способов очистки ограничено теплым временем года (весенне-летним периодом); требуется значительное время на переработку опасных отходов (2-4 месяца); необходимость создания специальных полигонов (система биоячеек), требующих больших площадей.
Наиболее близким техническим решением является способ восстановления почв и грунтов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, включающий распределение загрязненной почвы на горизонтальной площадке, внесение смеси чистой почвы и песка при соотношении почва-песок (4:1)-(5:1) до содержания нефти в почве 5-15 вес.%, внесение сорбента на основе плодовой оболочки семян подсолнечника в почву при соотношении сорбент-почва (1:10)-(1:100), внесение нефтеокисляющих микроорганизмов в виде бактериального препарата "Деворойл" при соотношении препарат-почва (1:100)-(1:1000), а также комплексного азотно-фосфорно-калиевого удобрения в количестве 2-4 г/кг и микроудобрения в количестве 6-20 мг/кг (см. патент РФ на изобретение №2322312, МПК B09C 01/10, C12N 01/26, опубл. 20.04.2008 г.).
Недостатком известного способа очистки является значительное время на переработку опасных отходов (более двух месяцев) из-за низкой сорбционной способности предлагаемого сорбента.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности очистки загрязненного грунта путем сорбирования и деструкции, а также снижение эксплуатационных затрат.
Техническим результатом, достигаемым при решении настоящей задачи, является сокращение времени очистки загрязненного грунта при одновременном снижении расхода сорбента.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки грунта от органических соединений путем внесения в него сорбента, активных по отношению к имеющемуся в грунте органическому загрязнителю микроорганизмов и азотного минерального удобрения с последующим увлажнением, согласно изобретению в качестве сорбента используют в качестве сорбента используют термически обработанную при температуре 200-300°С глауконитовую породу с содержанием глауконита 40-90%, в качестве микроорганизмов используют бактериальный препарат в виде лиофильно высушенного сухого порошка с активностью, равной численности углеводородокисляющих клеток 1-100 млрд. в 1 г препарата, при этом сорбент и бактериальный препарат предварительно перемешивают при соотношении 500-1000 г бактериального препарата на 1 т сорбента.
Глауконит - глинистый минерал переменного состава, в котором катионы находятся в легко извлекаемой форме. Катионы, входящие в состав глауконита, легко замещаются находящими в избытке в окружаемой среде элементами. Этим свойством, а также слоистой структурой объясняются высокие сорбционные и ионообменные свойства глауконита по отношению к нефтепродуктам и прочим токсичным элементам. В то же время для глауконита характерен низкий процент десорбции и пролонгированное действие, высокая теплоемкость, пластичность.
Использование в качестве сорбента глауконита позволяет за счет его высокой сорбционной и ионообменной емкости сократить время очистки загрязненного грунта. В течение нескольких часов глауконит переводит загрязнители в связанное безопасное состояние. Одновременно протекает активное разложение загрязнителей микроорганизмами, входящими в состав бактериального препарата.
Глауконит за счет своей пористой структуры обеспечивает оптимальные условия для жизнедеятельности микроорганизмов-деструкторов и значительно повышает эффективность биологического разложения загрязнителей. Одним из основных факторов, лимитирующих процесс биологического разложения загрязнителей, является газовоздушный режим загрязненной почвы. Для окисления загрязнителей микроорганизмами необходимо наличие молекулярного кислорода, в анаэробных условиях процесс окисления крайне затруднен. Глауконит увеличивает диффузию кислорода и влаги в почве. При этом создается оптимальный водный, газовоздушный и тепловой режим, растет численность микроорганизмов, их активность, усиливается активность почвенных ферментов, увеличивается энергия биохимических процессов.
Глауконит также содержит достаточное количество биогенных элементов - подвижного калия, фосфора и микроэлементов, необходимых для жизнедеятельности микроорганизмов-деструкторов загрязнителей. Это позволяет отказаться от внесения минеральных удобрений, содержащих калий, фосфор и микроэлементы и тем самым сократить затраты на проведение очистки грунта.
Таким образом, глауконит позволяет одновременно сорбировать опасные загрязнения и осуществлять стимуляцию жизнедеятельности микроорганизмов-деструкторов, обеспечивая достаточно эффективную очистку загрязненного грунта. После проведения процесса очистки в грунте остается легко разлагающийся бактериальный белок и нетоксичные продукты распада загрязнителя.
Микроорганизмы после исчерпания питания теряют свою активность отмирают и пополняют гумусный слой почвы. При этом исключается дальнейшая утилизация, в почве остается пролонгированное калийное удобрение (глауконит относится к калийным удобрениям). Кроме того, оставаясь в почве, глауконит сохраняет свои сорбционные свойства. В случае повторного загрязнения на данном участке, необходимо в определенный момент внести «сопряженный» бактериальный препарат, т.е. на данном участке создан (заложен) продукт программируемого, пролонгированного действия на определенный расчетный период. Важным преимуществом использования в качестве сорбента глауконита является широкое распространение этого минерала, малые затраты на его добычу (открытым способом), несложная технология обогащения и выпуска конечного продукта.
Глауконит, кроме того, эффективно устраняет путем сорбции тяжелые металлы, радионуклиды и других токсиканты, неподдающиеся биологическому разложению. Это важно, поскольку реальные объекты всегда характеризуются комплексными загрязнениями (органические и неорганические соединения). Например, в состав нефти входят значительные количества тяжелых металлов Pb, V, As, Ni.
Термическая обработка глауконитовой руды при температуре 200-300°С позволяет удалить излишки влаги, освободить занятые водой поры, увеличить, тем самым, эффективность сорбции и снизить расход сорбента. Обработка при температуре ниже 200°С не позволит достичь заметного удаления влаги из глауконитовой руды. Обработка при температуре выше 300°С экономически неоправданна, так как незначительно больший процент потери влаги сопровождается значительными издержками на нагрев.
Обогащение глауконитовой руды (до 40-90% глауконита) также позволяет снизить расход сорбента за счет увеличения эффективности сорбции. Глауконитовая руда (глауконитовый песок) состоит из глауконита (алюмосиликат осадочного происхождения, обладающий высокими сорбционными и ионообменными свойствами) и кварца с полевыми шпатами (минералы, не обладающие свойствами, достаточными для использования их в качестве сорбентов). При увеличении процентного содержания глауконита повышается общая сорбционная и ионообменная емкость глауконитовой руды. При концентрации глауконита в глауконитовом песке ниже 40% снижение уровня загрязнения происходит в основном за счет разбавления, а не за счет сорбции. Увеличение концентрации глауконита в глауконитовом песке свыше 90% практически трудно реализуемо и требует больших финансовых затрат, что повлечет за собой неоправданное увеличение расходов на проведение работ по очистке грунта.
Использование в качестве бактериального препарата штаммов бактерий в виде лиофильно высушенного сухого порошка обеспечивает его длительное хранение с заранее выбранной активностью.
Предварительное приготовление смеси сорбента с бактериальным препаратом позволяет добиться высокого коэффициента распределения микроорганизмов по объему сорбента и создать наиболее комфортные условия для их жизнедеятельности.
Благодаря «совместному» действию глауконита и бактериального препарата, время глубокой очистки грунта сокращается в 1,5-3 раза (по сравнению с обычным биологическим способом очистки). Соответственно увеличивается сорбционная способность самого минерала.
Введение бактериального препарата в сорбент в концентрации 500-1000 г бактериального препарата на 1 т сорбента (глауконита или глауконитового концентрата) позволяет добиться высокой производительности полученной смеси при ее небольшой стоимости. Меньшая концентрация (меньше 500 г/т) не позволит добиться технического результата из-за снижения скорости биологической деструкции загрязнителя. Большая концентрация (больше 1000 г/т) не приведет к значительному увеличению скорости деструкции загрязнителя, однако неоправданно увеличит стоимость проведения работ по очистке грунта.
Оптимальным является использование бактериального препарата с клеточным титром 109-1011 колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 г препарата (с активностью, равной численности углеводородокисляющих клеток 1-100 млрд. в 1 г препарата). При концентрации КОЕ меньше 109 KOE/1 г препарата не будет достигнут технический результат, вследствие снижения требуемой скорости биодеструкции загрязнителя. При концентрации КОЕ больше 1011 КОЕ/1 г препарата будет наблюдаться неоправданное возрастание расходов, так как увеличение скорости биодеструкции будет незначительным по сравнению с увеличением стоимости препарата.
В качестве бактериального препарата для очистки грунта от нефтепродуктов и подобных им углеводородов может быть использован, например, штамм Rhodococcus erythropolis. Этот штамм является основой известного препарата-нефтедеструктора «Руден» (производитель ООО «БИО-БЭК», г.Москва), представляющий собой натуральный биологический деструктор нефтяных углеводородов. Препарат «Руден» выпускается в виде сухого порошка или концентрированной суспензии (численность клеток - 108 кл/г и 1010 кл/мл, соответственно) жизнеспособных и активных клеток бактерий, стабилизированных специальными добавками, которые позволяют сохранять его активность длительное время. Данный препарат имеет все необходимые заключения и разрешения на применение (Сертификат соответствия Госстандарта России, Санитарно-эпидемиологическое заключение). Он не токсичен, отсутствует патогенность, токсигенность и мутагенность (см., например, Интернет-сайт, режим доступа: http://www.biobiz.ru/Products/ruden.htm).
В качестве бактериального препарата для очистки грунта от полихлорированных бифенилов (пестициды, совтол, совол и т.д.) могут быть использованы штаммы Rhodococcus ruber (см., например, патент РФ №2262531 на изобретение «Штамм бактерий Rhodococcus ruber - деструктор полихлорированных бифенилов», приоритет от 02.12.2003 г., зарег. в Госреестре изобретений 20.10.2005 г.) и Alcaligenes latus (см., например, международный патент № WO 99/41356 на изобретение «Штамм бактерий Alcaligenes latus, разлагающий полихлорированные бифенилы», международная заявка на патент РСТ - RU/98/00036, междунар. публикация от 19.08.1999 г.).
В качестве бактериального препарата для очистки грунта от гептила может быть использован, например, штамм Rhodococcus globerus 19 Ф (см., например, патент РФ №2236453 на изобретение «Штамм бактерий Rhodococcus globerus 19 Ф, разлагающий 1,1-диметилгидразин (гептил)»).
В качестве бактериального препарата для очистки грунта от токсичных продуктов гидролиза иприта могут быть использованы, например, штаммы Rhodococcus erythropolis и Pseudomonas putida (см., например, международный патент №WO 2008/130262 на изобретение «Штамм Rhodococcus erythropolis для биодеградации продуктов гидролиза иприта, штамм Pseudomonas putida для биодеградации продуктов гидролиза иприта и способ биоремедиации почвы, загрязненной ипритом и продуктами его гидролиза», международная заявка на патент РСТ - RU/2007/000192, междунар. публикация от 30.10.2008 г.).
В качестве бактериального препарата для очистки грунта от додецилсульфата натрия может быть использован, например, штамм Citrobacter freundii.
В качестве бактериального препарата для очистки грунта от анилинокрасочных токсичных препаратов (анилина, деметил-анилина, нитробензола, о-нитрофенола и др.) может быть использован, например, штамм Pseudomonas.
В качестве бактериального препарата для очистки грунта от алкилсульфатов может быть использован, например, штамм Flavobacterium rigonse (см., например, Wanner. B.L, and Metcalf, W.W. 1992 FEMS Microbiol. Lett, 79,133-139).
В качестве бактериального препарата для очистки грунта от фосфорорганиче-ских соединений (пестициды, гербициды) может быть использован, например, штамм Achromobacter sp.(см., например, статью Кочеткова В.В., В.В.Балакшиной, А.В.Наумова, В.Г.Грищенкова, A.M.Воронина «Выделение и характеристики бактерий деструкторов пестицидов» // Прикладная биохимия и микробиология, 1997, том 33, №3).
В качестве бактериального препарата для очистки грунта от полимерных компонентов буровых растворов может быть использован, например, штамм микромицет Aspergillus sp (см., например, патент РФ №2093478 на изобретение «Способ очистки воды и почвы от нефтепродуктов и полимерных добавок в буровой раствор»).
Предлагаемый способ очистки загрязненного грунта от органических соединений заключается в следующем.
Перед внесением в грунт композиции, полученной путем смешения сорбента с бактериальным препаратом, проводятся контрольные измерения по определению типа загрязняющих веществ и их концентраций. Для определения границ участка загрязненного грунта и глубины залегания загрязняющих веществ, концентрации которых превышают заданный уровень, проводится бурение скважин и отбор проб по МПР РФ Методические рекомендации «Отбор проб почв, грунтов, осадков биологических очистных сооружений, шламов промышленных сточных вод, донных отложений искусственно созданных водоемов, прудов-накопителей и гидротехнических сооружений» ПНДФ 12.1:2:2.2:2.3.2-03. Методические рекомендации допущены для целей государственного экологического контроля. Москва, 2003 г.
Смесь сорбента с бактериальным препаратом приготавливают следующим образом. Глауконитовый песок нагревают в сушильном барабане при температуре 200-300°С в течение 0,5-1 часа, затем обогащают путем фракционного разделения с последующей магнитной сепарацией. Полученный глауконит или глауконитовый концентрат подается в смеситель. В смеситель из дозатора подается бактериальный препарат, в качестве которого используют штаммы бактерий, активных по отношению к определенному загрязнителю.
Бактериальный препарат вносят в виде лиофильно высушенного сухого порошка (для длительного хранения) с активностью (клеточным титром) 109-1011 КОЕ в 1 г препарата (с активностью, равной численности углеводородокисляющих клеток 1-100 млрд. в 1 г препарата) в концентрации 500-1000 г препарата на 1 т глауконита. При этом расчет конкретного соотношения бактериального препарата и глауконита проводится исходя из «производительности» штамма бактерий, концентрации загрязнителя и т.д. После смесителя смесь подается на упаковочную машину, где фасуется в мешок, Биг-Бег, коробку. Тара должна иметь влагонепроницаемый вкладыш. Во время фасовки в тару закладывается герметично упакованный активатор - азотное удобрение.
В загрязненный грунт вносят смесь сорбента (глауконита) с бактериальным препаратом и перемешивают с помощью механических средств (например, плугом и культиватором, смесителем и т.д.). После этого участок увлажняют разведенным в воде активатором (азотным удобрением) до 80% влажности грунта. Для повышения эффективности и скорости очистки проведение обработки загрязненного грунта целесообразно проводить при положительной температуре окружающей среды, например, от 5°С.
После проведения работ по очистке загрязненного грунта через 24 часа проводят контрольные замеры. Пробы отбираются со всей обработанной площади и глубине. Если контрольные пробы показывают уровень заданной остаточной концентрации загрязняющих веществ и ниже, то грунт считается очищенным.
Произведенный на основе природного минерала глауконита сорбционный материал после проведения работ не требует дальнейшей утилизации. Напротив, глауконит является калийным удобрением пролонгированного действия.
Изобретение иллюстрируется следующими условными примерами.
Пример 1. Заказчиком определялась загрязненная территория (например, 3 га), вид и количество (концентрация) загрязняющего вещества. Исполнителем работ составлялась карта загрязнения (при отсутствии технического задания). При этом со всей загрязненной территории и глубины проводился отбор проб для проведения качественного и количественного химического анализа в соответствии с МПР РФ Методические рекомендации «Отбор проб почв, грунтов, осадков биологических очистных сооружений, шламов промышленных сточных вод, донных отложений искусственно созданных водоемов, прудов-накопителей и гидротехнических сооружений» ПНДФ 12.1:2:2.2:2.3.2-03. Методические рекомендации допущены для целей государственного экологического контроля. Москва, 2003 г. Содержание нефтепродуктов в загрязненном объекте составляло более 30% (320 кг на 1 т почвы).
Затем рассчитывалось необходимое количество смеси сорбента с бактериальным препаратом. В качестве сорбента использовалась термически обработанная при температуре 200-300°С глауконитовая порода с содержанием глауконита 40-90%. В качестве бактериального препарата для очистки грунта от нефтяного загрязнения использовался препарат «Руден». В грунт вносилась предложенная смесь в виде композиции, полученной путем смешения сорбента с бактериальным препаратом. Глауконит подавался в смеситель. Из дозатора туда же подавался бактериальный препарат в виде лиофильно высушенного сухого порошка в концентрации 0,5 кг препарата на 1000 кг глауконита. После этого осуществлялось тщательное смешивание продукта. Затем смесь в упаковочных мешках доставлялась на место очистки.
В загрязненный грунт вносили полученную смесь сорбента (глауконита) с бактериальным препаратом в концентрации 35 кг на 1 кв.м площади и перемешивали с помощью механических средств (например, плугом и культиватором, смесителем и т.д.). После этого участок увлажняли разведенным в воде активатором (азотным удобрением) до 80% влажности грунта.
После проведения работ по очистке загрязненного грунта через 24 часа проводили контрольные замеры. Пробы отбирали со всей обработанной площади и глубины. Контрольные пробы показали уровень заданной остаточной концентрации загрязняющих веществ (ниже ПДК).
В случае применения сорбентов по известным способам, необходимо площадное внесение продукта, последующий сбор и дальнейшая утилизация. Трудности по дальнейшему сбору, вывозу и дальнейшей утилизации в данном случае экономически очень высоки. Кроме того, происходит перемещение опасных отходов с одного места (загрязненная территория) на другое (полигон). При применении известного биологического метода очистки на данный участок необходимо внести порядка 4 кг нефтедеструктора на 1 т грунта при 4-х количествах обработок через каждые 10-12 дней. Следовательно, процесс глубокой очистки до требования заказчика (остаточная концентрация нефтепродуктов в грунте - 1%), будет продолжаться порядка двух месяцев.
Применение продукта (смеси) по предложенному способу очистки загрязненного грунта позволило провести данную работу за 3-недельный период. Низкий расход продукта, его малая стоимость, сокращенные сроки проведения работ, исключение необходимости дальнейшей утилизации обуславливают экономические преимущества предложенного способа очистки грунта по сравнению с существующими способами очистки.
Пример 2. Заказчиком определялась загрязненная территория, вид и количество (концентрация) загрязняющего вещества. Исполнителем работ составлялась карта загрязнения (при отсутствии технического задания). При этом со всей загрязненной территории и глубины проводился отбор проб для проведения качественного и количественного химического анализа в соответствии с МПР РФ Методические рекомендации «Отбор проб почв, грунтов, осадков биологических очистных сооружений, шламов промышленных сточных вод, донных отложений искусственно созданных водоемов, прудов-накопителей и гидротехнических сооружений» ПНДФ 12.1:2:2.2:2.3.2-03. Методические рекомендации допущены для целей государственного экологического контроля. Москва, 2003 г. Содержание гептила в загрязненном объекте составляло более 5%.
Затем рассчитывалось необходимое количество смеси сорбента с бактериальным препаратом. В качестве сорбента использовалась термически обработанная при температуре 200-300°С глауконитовая порода с содержанием глауконита 40-90%. В качестве бактериального препарата для очистки грунта от гептила использовался препарат, содержащий штамм Rhodococcus globerus. В грунт вносилась предложенная смесь в виде композиции, полученной путем смешения сорбента с бактериальным препаратом. Глауконит подавался в смеситель. Из дозатора туда же подавался бактериальный препарат в виде лиофильно высушенного сухого порошка в концентрации 0,5 кг препарата на 1000 кг глауконита. После этого осуществлялось тщательное смешивание продукта. Затем смесь в упаковочных мешках доставлялась на место очистки.
В загрязненный грунт вносили полученную смесь сорбента (глауконита) с бактериальным препаратом в концентрации 45 кг на 1 кв.м площади и перемешивали с помощью механических средств (например, плугом и культиватором, смесителем и т.д.). После этого участок увлажняли разведенным в воде активатором (азотным удобрением) до 80% влажности грунта.
После проведения работ по очистке загрязненного грунта через 24 часа проводили контрольные замеры. Пробы отбирали со всей обработанной площади и глубины.
Контрольные пробы показали уровень заданной остаточной концентрации загрязняющих веществ (ниже ПДК).
Пример 3. Заказчиком определялась загрязненная территория, вид и количество (концентрация) загрязняющего вещества. Исполнителем работ составлялась карта загрязнения (при отсутствии технического задания). При этом со всей загрязненной территории и глубины проводился отбор проб для проведения качественного и количественного химического анализа в соответствии с МПР РФ Методические рекомендации «Отбор проб почв, грунтов, осадков биологических очистных сооружений, шламов промышленных сточных вод, донных отложений искусственно созданных водоемов, прудов-накопителей и гидротехнических сооружений» ПНДФ 12.1:2:2.2:2.3.2-03. Методические рекомендации допущены для целей государственного экологического контроля. Москва, 2003 г. Содержание совтола в загрязненном объекте составляло более 15%.
Затем рассчитывалось необходимое количество смеси сорбента с бактериальным препаратом. В качестве сорбента использовалась термически обработанная при температуре 200-300°С глауконитовая порода с содержанием глауконита 40-90%. В качестве бактериального препарата для очистки грунта от совтола использовался препарат, содержащий штамм Alcaligenes latus. В грунт вносилась предложенная смесь в виде композиции, полученной путем смешения сорбента с бактериальным препаратом. Глауконит подавался в смеситель. Из дозатора туда же подавался бактериальный препарат в виде лиофильно высушенного сухого порошка в концентрации 0,5 кг препарата на 1000 кг глауконита. После этого осуществлялось тщательное смешивание продукта. Затем смесь в упаковочных мешках доставлялась на место очистки.
В загрязненный грунт вносили полученную смесь сорбента (глауконита) с бактериальным препаратом в концентрации 30 кг на 1 кв.м площади и перемешивали с помощью механических средств (например, плугом и культиватором, смесителем и т.д.). После этого участок увлажняли разведенным в воде активатором (азотным удобрением) до 80% влажности грунта.
После проведения работ по очистке загрязненного грунта через 24 часа проводили контрольные замеры. Пробы отбирали со всей обработанной площади и глубине. Контрольные пробы показали уровень заданной остаточной концентрации загрязняющих веществ (ниже ПДК).
Пример 4. Для оценки эффективности предложенного способа для очистки грунта от хлорорганических пестицидов была создана почвенная модель (песок + суглинок 50:50) с содержанием гексахлорана 16,4 г/кг почвы.
Затем рассчитывалось необходимое количество смеси сорбента с бактериальным препаратом. В качестве сорбента использовалась термически обработанная при температуре 200-300°С глауконитовая порода с содержанием глауконита 40-90%. В качестве бактериального препарата для очистки грунта от гексахлорана использовался препарат, содержащий штамм Rhodococcus ruber, активный по отношению к хлорорганическим соединениям. В подготовленную почвенную модель вносилась предложенная смесь в виде композиции, полученной путем смешения сорбента с бактериальным препаратом.
В загрязненный грунт вносили полученную смесь сорбента (глауконита) с бактериальным препаратом в соотношении 0,08 кг на 1 кг грунта при тщательном перемешивании. После этого грунт увлажняли разведенным в воде активатором (азотным удобрением) до 80% влажности грунта.
Время выдержки объекта после обработки сорбентом составляло 24 часа. После проведения работ по очистке загрязненного грунта проводили контрольные измерения. Контрольные пробы показали уровень заданной остаточной концентрации гексахлорана (0,01 г/кг).
Для определения количества гексахлорана в почве использовался метод, основанный на реакции перхлорирования (исчерпывающего хлорирования) с образованием декахлорбифенила (ДХБ), определение которого осуществляется методом газожидкостной хроматографии с электроно-захватным детектором (ГХ-ЭЗД).
Пример 5. Для оценки эффективности предложенного способа для очистки грунта от полимерных составляющих буровых растворов была создана почвенная модель (песок + суглинок 50:50) с содержанием полиакриламида 1,5 г/кг почвы.
Затем рассчитывалось необходимое количество смеси сорбента с бактериальным препаратом. В качестве сорбента использовалась термически обработанная при температуре 200-300°С глауконитовая порода с содержанием глауконита 40-90%. В качестве бактериального препарата для очистки грунта от полиакриламида использовался препарат, содержащий штамм микромицет Aspergillus sp, активный по отношению к органическим (в т.ч. акриловым) полимерам. В подготовленную почвенную модель вносилась предложенная смесь в виде композиции, полученной путем смешения сорбента с бактериальным препаратом.
В загрязненный грунт вносили полученную смесь сорбента (глауконита) с бактериальным препаратом в соотношении 0,05 кг на 1 кг грунта при тщательном перемешивании. После этого грунт увлажняли разведенным в воде активатором (азотным удобрением) до 80% влажности грунта.
Время выдержки объекта после обработки сорбентом составляло 24 часа. После проведения работ по очистке загрязненного грунта проводили контрольные измерения. Контрольные пробы показали уровень заданной остаточной концентрации полиакриламида (0,001 г/кг).
Для определения количества полиакриламида в почве использовался метод, основанный на применении дитизона, который дает окрашенные комплексы с акриловыми полимерами, оптическую плотность которого измеряли спекторофотометрическим методом на приборе "Specol" при длине волны 480 5 нм.
Способ очистки загрязненного грунта от органических соединений путем внесения в него сорбента, активных по отношению к имеющемуся в грунте органическому загрязнителю микроорганизмов и азотного минерального удобрения с последующим увлажнением, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют термически обработанную при температуре 200-300°С глауконитовую породу с содержанием глауконита 40-90%, а в качестве микроорганизмов используют бактериальный препарат в виде лиофильно высушенного сухого порошка с активностью, равной численности углеводородокисляющих клеток 1-100 млрд в 1 г препарата, при этом сорбент и бактериальный препарат предварительно перемешивают при соотношении 500-1000 г бактериального препарата на 1 т сорбента.
