Способ очистки почвы от углеводородов, радионуклидов, тяжелых металлов и устройство для его осуществления

Авторы патента:

Старших Владимир Васильевич (RU)

Максимов Евгений Александрович (RU)

B09C1/00 - Восстановление загрязненной почвы

Владельцы патента RU 2508954:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" (RU)

Изобретение относится к защите окружающей среды, а именно к рекультивации загрязненных углеводородами (нефтепродуктами) земель, обезвреживанию почвы от радионуклидов и тяжелых металлов при использовании явления электроосмоса. Способ очистки почвы от нефтепродуктов, радионуклидов и тяжелых металлов с использованием электроосмоса заключается в том, что между центральным и периферийными электродами создают неравномерное электрическое поле, а перпендикулярно зоне очистки накладывают магнитное поле. Устройство для осуществления способа содержит центральный электрод. Электрод выполнен в виде стержня, с поперечным сечением в виде многоугольника с вогнутыми сторонами. Система периферийных электродов выполнена из отдельных стержней. Стержни соединены между собой пластинами, размещенными по ломаной линии таким образом, что напротив выступа или впадины на поверхности центрального электрода расположены впадина или выступ ломаной линии пластин. Устройство дополнительно содержит два соленоида, размещенных один над другим. Первый соленоид погружен в почву зоны очистки, второй неподвижно закреплен с помощью траверсы на стойке, проходящей через ось центрального электрода. Обеспечивается повышение степени очистки почвы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Известен способ очистки капиллярно-пористой среды, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, путем введения в зону очистки раствора нефтеокисляющих микроорганизмов, введение электропроводящей жидкости, пропускание электрического тока для создания электроосмоса (RU 96115094 А, МПК В09С 1/10, опубл. 27.11.1998 г.).

Известен способ восстановления на месте загрязненных различных по составу и свойствам (гетерогенных) почв, включающий внесение материала для очистки от загрязняющих веществ в область гетерогенной почвы, пропускание постоянного электрического тока в пределах загрязненной гетерогенной почвы между электродами, приложение гидравлического градиента поперек области загрязнений (RU 2143954 С1, МПК В09С 1/08, опубл. 10.01.2000 г.).

Недостатком вышеуказанных аналогов является трудоемкость их применения и недостаточная степень очистки почвы от загрязнений.

Наиболее близким аналогом способа, принятым в качестве прототипа, является способ очистки почвы от углеводородов, включающий создание между центральным и периферийным электродами в зоне очистки градиента электрического поля, подачу в область очистки очищающей жидкости-носителя, перемещение жидкости-носителя под действием электроосмотического эффекта от центрального электрода к периферийным, вытеснение из почвы жидкостью-носителем углеводородов и удаление их из периферийных электродов (RU 2132757 С1, МПК 6 В09С 1/02, B01D 61/56 1/18, опубл. 10.07.1999 г.).

Недостатком прототипа является недостаточная степень очистки почвы от углеводородов, а также неэффективная очистка от радионуклидов и тяжелых металлов, так как очистка при использовании электроосмоса ведется в равномерном электрическом поле.

Известно устройство для применения способа очистки от загрязнений капиллярно-пористой среды, включающее камеру для размещения очищаемой среды с электродами, подключенными к источнику постоянного тока, емкость с очищаемой жидкостью и емкость для отработанной жидкости (RU 2106432 С1, МПК 6 С25С 1/22, опубл. 10.03.1998 г.).

Известна линия для очистки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов, содержащая бункер, винтовой конвейер, емкость перелива нефти, вибросито, загрузочную решетку, моющую установку (RU 2244686 С1, МПК C02F 1/40, опубл. 20.01.2005 г.).

Недостатком вышеуказанных устройств-аналогов также является недостаточная степень очистки почвы от загрязнений.

Наиболее близким к предлагаемому устройству для осуществления способа, принятому за прототип, является устройство, которое состоит из погружаемых в почву на очищаемом участке центрального и периферийных электродов, форсунки для подачи воды, насоса, служащего для удаления из периферийных электродов воды с углеводородами, сепаратора, служащего для разделения воды и углеводородов, емкости с соплом Вентури и нагревателем, насоса для нагнетания воды в форсунки и сопло Вентури. Сепаратор и емкость соединены трубопроводом воды с обратным клапаном, емкость дополнительно соединена с форсункой высоконапорным трубопроводом подачи воды (RU 2132757 С1, МПК 6 В09С 1/02, B01D 61/56 1/18, опубл. 10.07.1999 г.).

Недостатком прототипа является неэффективная очистка почвы от углеводородов (нефтепродуктов) и недостаточная очистка почвы от тяжелых металлов и радионуклидов.

Задачей предлагаемых способа и устройства для его осуществления является повышение эффективности очистки почвы от углеводородов (нефтепродуктов), а также от тяжелых металлов и радионуклидов.

Технический результат достигается за счет того, что способ очистки почвы от углеводородов, радионуклидов и тяжелых металлов включает погружение в почву на очищаемом участке центрального и периферийных электродов, создание между центральным и периферийными электродами градиента напряжения, подачу в область, примыкающую к центральному электроду, незагрязняющей жидкости-носителя, перемещение жидкости-носителя под действием электроосмотического эффекта от центрального электрода к периферийным, вытеснение из почвы жидкостью-носителем углеводородов и удаление их из периферийных электродов, но в отличие от прототипа для повышения степени очистки почвы от углеводородов, радионуклидов и тяжелых металлов между центральным и периферийными электродами создают неравномерное электрическое поле, а перпендикулярно поверхности очищаемого участка дополнительно воздействуют магнитным полем. Кроме того, на поверхность очищаемого участка почвы воздействуют магнитным полем обратной полярности.

Технический результат применения устройства для осуществления способа достигается за счет того, что оно содержит погруженные в почву зоны очистки центральный электрод и систему периферийных электродов, форсунки для подачи жидкости-носителя, насосы для нагнетания жидкости в форсунки и удаления жидкости, содержащей загрязнения из зоны очистки, но в отличие от прототипа для повышения степени очистки почвы центральный электрод выполнен в виде стержня, поперечное сечение которого представляет собой многоугольник с вогнутыми сторонами, а система периферийных электродов, выполнена из отдельных стержней, соединенных между собой пластинами, расположенными по ломаной линии таким образом, что напротив выступа или впадины на поверхности центрального электрода расположена впадина или выступ ломаной линии пластин, устройство дополнительно содержит два соленоида, размещенных один над другим, первый из которых погружен в почву зоны очистки, второй неподвижно закреплен с помощью траверсы на стойке, проходящей через ось центрального электрода.

Кроме того, поверхность центрального электрода выполнена сетчатой с уплотнениями, а в середине каждой пластины жестко закреплены параболические или игольчатые шипы, причем напротив уплотнений центрального электрода расположены шипы пластин.

В заявляемом изобретении неоднородное электрическое поле создается за счет прохождения постоянного электрического тока между выступами или впадинами (пиком) центрального электрода и впадинами или выступами, образуемыми соединительными пластинами периферийных электродов, или при прохождении постоянного электрического тока между уплотнениями на поверхности сетчатого центрального электрода и жестко закрепленными параболическими или игольчатыми шипами пластин.

Известно, что радионуклиды и тяжелые металлы, сорбируемые почвами, образуют комплексы на поверхности частиц глины, при этом величина водородного показателя рН снижается на аноде до рН=2, а на катоде возрастает до рН=12 в зависимости от силы тока (Загрязнение почв и новейшие технологии их восстановления. Ступин Д.Ю. С-Петербург. - Из-во Лань. - 2009. - С.363). Перенос веществ в почвах под действием электрического поля происходит по следующим направлениям: диффузии, электромиграции, электроосмоса. На них оказывают влияние: минеральный состав почвы, состав проводящей среды с жидкостью-носителем, проводимость жидкости-носителя, электрохимический состав почвы и ее пористость. Электромиграция является главным механизмом переноса веществ в электрическом поле. Катионы радионуклидов и тяжелых металлов притягиваются и сорбируются на отрицательных зарядах частиц глины. Причем механизм сорбирования включает образование компонентов на их поверхности (адсорбцию) или ионный обмен. Помощь в десорбции (удалении) катионов радионуклидов и тяжелых металлов из почвы оказывает образование ионов водорода H⁺ на аноде в ходе электролиза воды и их перенос в почву путем диффузии, электромиграции, электроосмоса. При этом тяжелые металлы и радионуклиды образуют комплексы на поверхности частиц глины, что выражается реакцией:

$n H^{+} - M e e^{n +} {[п о ч в а]}^{n -} = H_{n}^{n +} {[п о ч в а]}^{n +} + M e^{n +} (1)$

где Me⁺ - катион тяжелых металлов или радионуклидов, n - количество образовавшихся комплексов.

Тяжелые металлы и радионуклиды имеют различные сорбирующие характеристики, которые зависят от типа адсорбентов, т.е. сорбентов, поглощающих загрязнения поверхностным слоем. Главным затруднением при удалении катионов тяжелых металлов и радионуклидов с поверхности глины является их десорбция из тонко гранулированных осадков глины, обладающих большой катионной емкостью. Помощь в десорбции этих катионов оказывают образовавшиеся на аноде ионы водорода H⁺ в ходе электролиза воды (жидкости-носителя) и их перемещение в почве под действием электроосмоса.

В предлагаемом способе катионы радионуклидов и тяжелых металлов загрязненной почвы, сорбируемые частицами глины, поляризуются в неоднородном электрическом поле под влиянием момента силы, стремятся развернуться осью вдоль направления действия поля. Неоднородное электрическое поле, создаваемое электродами, обуславливает миграцию катионов глины с сорбированными радионуклидами и тяжелыми металлами от системы периферийных электродов к центральному электроду.

Под действием перпендикулярно направленного загрязненному участку почвы магнитного поля, создаваемого верхним и нижним соленоидами, возникает сила Лоренца. Под действием этой силы катионы глины с отсорбированными радионуклидами и тяжелыми металлами начнут отклоняться от своего прямолинейного пути от анода к катоду и увлекут за собой жидкость-носитель, в которой возникает круговое течение вокруг центрального электрода.

Круговое движение жидкости-носителя вокруг центрального электрода увеличивает путь очистки при перетекании жидкости-носителя от катода к аноду, интенсифицирует процесс очистки - электромиграцию и электроосмос катионов глины с отсорбированными на них радионуклидами и тяжелыми металлами, что повышает эффективность очистки почвы от загрязнений.

На фиг.1 изображена схема устройства для осуществления способа очистки почвы от углеводородов, радионуклидов, тяжелых металлов;

на фиг.2 - схема зоны очистки почвы с центральным и периферийными электродами, соединенными пластинами по ломаной линии, вид сверху;

на фиг.3 - схема зоны очистки с соленоидами;

на фиг.4 - схема зоны очистки с периферийными электродами в виде пластин с параболическими или игольчатыми шипами, вид сверху.

На схеме (фиг.1) устройства изображены: зона очистки 1, погруженный в почву зоны очистки центральный электрод (анод) 2, система периферийных электродов (катод) 3, форсунка 4 для подачи жидкости-носителя, насос 5 для удаления из периферийных электродов жидкости, содержащей нефтепродукты, радионуклиды, тяжелые металлы, насос 6 для нагнетания жидкости-носителя в форсунку 4, выступы и впадины поверхности центрального электрода с поперечным сечением в виде многоугольника с вогнутыми сторонами 7 (фиг.2), выступы и впадины 8, образуемые соединительными пластинами системы периферийных электродов, расположенными по ломаной линии, верхний соленоид 9 (фиг.3), нижний соленоид 10, стойка 11, траверса 12, перфорированная труба 13(фиг.1), насос 14 для откачки загрязнений, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды, параболические или игольчатые шипы 15 (фиг.4), сетчатый центральный электрод 16.

Предлагаемый способ очистки почвы осуществляется при помощи устройства следующим образом.

Жидкость-носитель насосом 6 подается через форсунку 4 в область, примыкающую к центральном электроду 2 (фиг.1). Так как поперечное сечение центрального электрода имеет выступы и впадины 7, а соединительные пластины системы периферийных электродов расположены по ломаной линии с впадинами и выступами 8, направленными навстречу друг другу, то при включении постоянного тока между ними создается неравномерное электрическое поле (фиг.2). Неравномерное электрическое поле также создается между уплотнениями сетчатого центрального электрода 16 и шипами 15, закрепленными на пластинах системы периферийных электродов (фиг.4).

Жидкость-носитель под действием электроосмотического эффекта перетекает от центрального электрода 2 к системе периферийных электродов 3 (фиг.1). Жидкость-носитель при загрязнении почвы нефтепродуктами образует эмульсию, которая поступает в периферийные электроды 3, откуда она удаляется насосом 5.

На отрицательно заряженном электроде - катоде в результате электролиза воды происходит образование ионов водорода H⁺, а также выделение газообразного водорода. При очистке почвы от радионуклидов и тяжелых металлов ионы водорода H⁺ разрежают катионы радионуклидов и тяжелых металлов, сорбированных на частицах глины. При этом на катоде образуются осадки радионуклидов и тяжелых металлов, которые через перфорированную трубу 13 удаляются насосом 14 (фиг.1).

Между верхним 9 (фиг.3) соленоидом, закрепленным на стойке 11 и траверсе 12, и нижним 10 соленоидом создается магнитное поле. Под действием перпендикулярно направленного магнитного поля возникает сила Лоренца. Под действием этой силы катионы глины с сорбированными радионуклидами и тяжелыми металлами начнут отклоняться от своего прямолинейного пути от анода к катоду и увлекут за собой жидкость-носитель, в которой возникнет круговое течение (фиг.3). Круговое движение жидкости интенсифицирует электромиграцию и электроосмос катионов глины с сорбированными радионуклидами и тяжелыми металлами и обеспечивает их выведение из почвы, что повышает эффективность очистки. Если в течение определенного отрезка времени изменять направления тока на противоположное в верхнем 9 и нижнем 10 соленоидах, то циклически меняется направление магнитного поля на противоположное, а вслед за этим происходит смена направления кругового движения жидкости-носителя. Это приводит к более интенсивной очистке загрязненного участка почвы от радионуклидов и тяжелых металлов.

Пример 1. Обработке подвергался загрязненный участок почвы размерами: 3×5 м, глубиной 11 м из песчаного тяжелого суглинка, содержащий в качестве загрязнителя ионы тяжелых металлов Cu, Zn, Pb, Cd.

В качестве электродов катода используются шесть графитовых стержней и один графитовый стержень для анода диметром 220 мм. Стержни обернуты оболочкой, заполненной железными опилками и графитом в пропорции 1/1. Устройство состоит из шести графитовых стержней катода, расположенных по периметру зоны очистки на расстоянии 1-1,2 м друг от друга и скрепленных пластинами шириной 40-50 мм, и графитового стержня анода, расположенного в центре зоны очистки почвы. Расстояние между системой стержней катода и стержнем анода равно 2,2 м. Напряжение между системой из стержней катода и анодом поддерживалось 100-150 В, плотность тока - 1 мА/см², градиент напряжений - 0,25 В/см. Время обработки: 20, 30, 50, 70, 225, 450 часов. Напряженность магнитного поля 250-370 Э. В процессе обработки загрязненного участка почвы скорость движения жидкости-носителя при электроосмосе 0,3-0,45 см/день.

После проведения очистки почвы и выемки образцов они разрезались на несколько частей, затем обрабатывались путем нескольких вытяжек для удаления форм тяжелых металлов в подвижном и абсорбционном состоянии. Концентрация ионов тяжелых металлов в водном растворе определялась абсорбционным методом с помощью аппаратуры «Цейс» AAS-3. Концентрация ионов тяжелых металлов в твердой фазе определялась рентгеноспектральным методом. Для разделения твердой и жидкой фаз почвы использовался метод последовательных аммонийно-ацетатных вытяжек. Эти формы наряду с водорастворимой формой характеризуют потенциальную подвижность тяжелых металлов. Изменение концентрации ионов тяжелых металлов в образцах полиминеральных суглинков до и после воздействия неравномерным электрическим полем представлено в таблицах 1 и 2.

Таблица 1
Концентрация ионов тяжелых металлов в образцах полиминеральных суглинков до воздействия неравномерным электрическим полем
Ионы тяжелых металлов	Влажность	Концентрация ионов в обменном комплексе	Концентрация ионов в водном растворе
	%	мг-экв	мг/л
Cu⁺²	29	38,16	2830
Zn⁺²	29	73,57	6450
Pb⁺²	29	139,99	10370

Таблица 2
Концентрация ионов тяжелых металлов в образцах полиминеральных суглинков после воздействия неравномерным электрическим полем
Ионы тяжелых металлов	Влажнность	Зона	Концентрация ионов в обменном комплексе	Концентрация ионов в поровом растворе почвы	Концентрация ионов в поровом растворе почвы
	%		мг-экв	мг/л	мг-экв
Cu⁺²	32	Анод	0,018	0,04	0,009
Cu⁺²	28	Катод	0,068	0,96	0,267
Zn⁺²	32	Анод	0,016	0,01	0,003
Zn⁺²	28	Катод	0,187	0,73	0,162
Pb⁺²	32	Анод	0,012	0,07	0,017
Pb⁺²	28	Катод	0,847	3,89	0,944

Результаты, приведенные в таблице 1, показывают, что значительная часть ионов Pb⁺² содержится в абсорбированной форме.

Под воздействием неравномерного электрического поля концентрация адсорбированных ионов Cu⁺² изменяется с 38,16 мг-экв до 0,018 мг-экв в анодной зоне, Zn⁺² изменяется с 73,57 мг-экв до 0,016 мг-экв в анодной зоне, Pb⁺² изменяется с 139,99 мг-экв до 0,07 мг-экв в анодной зоне (табл.1 и 2). Это объясняется влиянием водородного показателя среды рН, потому что в анодной зоне формируется кислая среда рН=3-5. В таких условиях растворимость соединений свинца с гидратированными ионами OH^+I и гидрокарбонатными ионами резко возрастает. Под действием неравномерного электрического поля и кислой среды часть адсорбированных ионов перераспределяется из твердой фазы почвы в жидкую фазу. Приведенные выше исследования показали, что основная часть тяжелых металлов под воздействием неравномерного электрического поля образует с анионами порового раствора почвы комплексы, которые выводятся с помощью электроосмоса.

Очистка загрязненного участка почвы от радионуклидов (цезия (CS 137), стронция (Sr 90), урана, бария, а также фосфорорганических и фторорганических соединений) подобна очистке почвы от тяжелых металлов (меди, свинца, марганца, ртути, кобальта, кадмия, хрома, никеля). Степень очистки почвы с помощью неравномерного электрического поля от тяжелых металлов составила 99%.

Пример 2. При исследовании очистки почвенных суглинков от углеводородов с помощью неравномерного электрического поля принималась методика, подобная приведенной в примере 1. Содержание жидких углеводородов в почве определялось термическими методами, а также с помощью химической экстракции хлороформом нефти и машинного масла из образцов.

В результате исследований получены следующие результаты.

Нефтепродукты и машинное масло удаляется как из катодной, так и анодной зон.

Из образцов с начальным содержанием нефти 5% удаляется 50%, с начальным содержанием нефти 10% удаляется 40%.

Аналогично из образцов с начальным содержанием машинного масла 5% удаляется 60%, с начальным содержанием машинного масла 10% удаляется 50%.

Очистка загрязненного участка почвы от тяжелых металлов (свинца, марганца, ртути, кобальта, кадмия, хрома, никеля) подобна очистке почвы от радионуклидов (цезия (CS 137), стронция (Sr 90), урана, бария, а также фосфорорганических и фторорганических соединений).

При обработке загрязненного участка почвы с помощью заявляемого устройства в значительной степени повышается очистка почвы от радионуклидов (цезия (CS 137), стронция (Sr 90), урана, бария, а также фосфорорганических и фторорганических соединений).

Кроме того, при обработке загрязненного участка почвы с помощью заявляемого устройства содержание тяжелых металлов в почве снижается: для свинца - до 99%, для марганца - 95%, для ртути - до 64%, для кобальта - до 97%, для кадмия - до 96%, для хрома - до 92%, для железа - до 99%, для никеля - до 90%.

1. Способ очистки почвы от углеводородов, радионуклидов и тяжелых металлов, включающий погружение в почву на очищаемом участке центрального и периферийных электродов, создание между центральным и периферийными электродами градиента напряжения, подачу в область, примыкающую к центральному электроду, незагрязняющей жидкости-носителя, перемещение жидкости-носителя под действием электроосмотического эффекта от центрального электрода к периферийным, вытеснение из почвы жидкостью-носителем углеводородов и удаление их из периферийных электродов, отличающийся тем, что между центральным и периферийными электродами создают неравномерное электрическое поле, а перпендикулярно поверхности очищаемого участка дополнительно воздействуют магнитным полем.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на поверхность очищаемого участка почвы воздействуют магнитным полем обратной полярности.

3. Устройство для осуществления способа очистки почвы от углеводородов, радионуклидов и тяжелых металлов по пп.1, 2, содержащее погруженные в почву зоны очистки центральный электрод и систему периферийных электродов, форсунки для подачи жидкости-носителя, насосы для нагнетания жидкости в форсунки и удаления жидкости, содержащей загрязнения, из зоны очистки, отличающееся тем, что центральный электрод выполнен в виде стержня, поперечное сечение которого представляет собой многоугольник с вогнутыми сторонами, а система периферийных электродов выполнена из отдельных стержней, соединенных между собой пластинами, размещенными по ломаной линии таким образом, что напротив выступа или впадины на поверхности центрального электрода расположены впадина или выступ ломаной линии пластин, устройство дополнительно содержит два соленоида, размещенных один над другим, первый из которых погружен в почву зоны очистки, второй неподвижно закреплен с помощью траверсы на стойке, проходящей через ось центрального электрода.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что поверхность центрального электрода выполнена сетчатой с уплотнениями, а в середине каждой пластины жестко закреплены параболические или игольчатые шипы, причем напротив уплотнений центрального электрода расположены шипы пластин.

Изобретение относится к области рекультивации нарушенных земель. Способ включает боронование грунта и формирование растительного и почвенного покрова путем расстилания на голый грунт надземной части фитомассы местных видов растений.

Способ защиты грунтов от эрозии и создания зеленого покрытия // 2496588

Изобретение относится к охране окружающей среды. Способ осуществляют путем обработки грунта водным раствором поливинилового спирта, в который вводят минеральные или органические удобрения.

Способ очистки черноземных почв, загрязненных тяжелыми металлами // 2492944

Изобретение относится к области сельского хозяйства и рекультивации. В способе используют побуждающее вещество, в качестве которого используют органоминеральный компост, который готовят путем смешивания фосфогипса, суперфосфата простого и перегноя КРС, при следующем их соотношении в зависимости от уровня концентрации щелочных металлов, мас.%: фосфогипс - 10,0-15,0, суперфосфат простой - 0,8-1,0, перегной КРС - остальное.

Способ восстановления земель с использованием буровых шламов, образованных в результате нефтегазодобычи // 2492943

Изобретение относится к области восстановления земель, загрязненных в процессе нефтегазодобычи. Для восстановления земель изготавливают на оборудованной площадке грунтошламовые смеси перемешиванием шлама бурового, образованного в результате нефтегазодобычи, песка и торфа, выдерживают подготовленную смесь, после чего смесь перемещают к месту использования.

Способ контроля эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв различного гранулометрического состава посредством анализа активности дегидрогеназы // 2491137

Изобретение относится к области экологии и почвоведения. .

Способ рекультивации земель, нарушенных токсичными отходами, складированными в хвостохранилище, в условиях муссонного климата // 2486733

Изобретение относится к области сельского хозяйства и рекультивации земель. .

Способ обезвреживания нефтезагрязненных грунтов, способ обезвреживания отработанных буровых шламов // 2486166

Изобретение относится к области производства углегуминовых препаратов, мелиорантов, сорбентов, удобрений, а также гумино-минеральных соединений с ионообменными, хелатообразующими, комплексообразующими, биологически активными, стимулирующими гумусообразование свойствами.

Способ создания почвенно-растительного покрова при рекультивации нарушенных земель // 2484613

Изобретение относится к области рекультивации нарушенных земель, в частности техногенных пустошей. .

Способ мелиорации нефтезагрязненных земель // 2481162

Изобретение относится к области рекультивации, в частности к восстановлению почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. .

Способ защиты почв от остатков пестицидов // 2476277

Изобретение относится к области сельского хозяйства и рекультивации земель. .

Способ рекультивации отвалов и полигонов промышленных отходов // 2509457

Изобретение относится к области лесного хозяйства и рекультивации. Способ включает покрытие склонов почвенным субстратом путем равномерного сдвигания его с горизонтальных поверхностей, покрытие горизонтальных участков почвенным субстратом путем разравнивания, посадку саженцев деревьев и кустарников, посев семян травянистых растений. В качестве почвенного субстрата применяют смесь материала с высоким содержанием питательных веществ в виде осадков сточных вод, перегноя, торфа, навоза и фосфогипса при соотношении компонентов смеси 2:1 по объему. Смесь перемешивают фрезерованием на горизонтальном полотне. Покрытие поверхности склонов полученной смесью толщиной 25-30 см проводят равномерным сдвиганием на склоны. Затем формируют сплошной покровный слой толщиной 15-20 см на горизонтальных поверхностях. Слой почвенного субстрата сверху покрывают мульчирующим слоем песка толщиной 1-3 см с помощью разбрасывателя. На заключительном этапе рекультивации по всей поверхности высаживают саженцы быстрорастущих деревьев и кустарников с развитой корневой системой и надземной частью высотой 0,5-1,0 м с последующим подсевом семян травянистых растений. Изобретение позволяет ускорить биологическую рекультивацию за счет создания оптимальных условий для роста древесно-кустарниковой растительности путем оптимизации состава применяемого искусственного почвенного субстрата. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ биологической рекультивации техногенно-нарушенных земель // 2512171

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к рекультивации. Способ включает посев многолетних трав с внесением минеральных удобрений. При этом на грунт слоем до 1 см рассыпают вермикулитовый субстрат с гранулами до 2-4 мм и рН от 6,5 до 7,2. По поверхности субстрата высевают семена трав и проводят их полив водным раствором минеральных удобрений. Затем поверхность субстрата укрывают полимерной пленкой, которую удаляют на 5-7-й день. Вермикулитовый субстрат представляет собой вспученный вермикулит с рН от 6,5 до 7,2, полученный методом высокотемпературного обжига при температуре до 850°С с регулированием скорости и температуры обжига, содержащий, масс.%: окись кремния (SiO2)-34,0-36,6; окись железа (Fe2O3)-5,6-6,5; окись алюминия (Al2O3)- 9,1-9,9; окись магния (MgO)-24,7-26,6; окись железа (FeO)-0,20-0,27; окись титана (TiO2)-0,40-0,47; окись кальция (СаО)-1,02-1,22; марганец (Mn)-0,05-0,07; окись калия (K2O)-0,70-0,87. Перед нанесением слоя вермикулитового субстрата на сильно уплотненный грунт проводят его рыхление. Способ позволяет повысить эффективность формирования посевных культурфитоценозов и их долговременности, инициировать процессы прорастания семян и дальнейшего роста и развития травянистых растений и снизить сроки формирования культурфитоценозов. 2 з.п. ф-лы, 3 пр.

Способ биоремедизации загрязненных кадмием почв // 2515691

Изобретение относится к биотехнологии. Для биоремедизации загрязненных кадмием почв сначала, перед посевом гороха, готовят инокулюм из устойчивых к кадмию симбиотических микроорганизмов, состоящий из почвенно-корневой смеси, содержащей штамм гриба арбускулярной микоризы Glomus sp.Fo 1, депонированный в коллекции ГНУ ВНИИСХМ Россельхозакадемии под номером RCAM00630, в количестве 0,5-1,0 г смеси на 1 семя гороха; водной суспензии клубеньковых бактерий, содержащей штамм Rhizobium leguminosarum bv. viciae, депонированный в коллекции ГНУ ВНИИСХМ Россельхозакадемии под номером RCAM1066, содержащей 106-107 кл. бактерий на 1 мл суспензии, в количестве 0,1-0,5 мл суспензии на 1 семя гороха и водной суспензии ассоциативных бактерий, содержащей штамм Variovorax paradoxus 5C-2, депонированный в коллекции ГНУ ВНИИСХМ Россельхозакадемии под номером RCAM00049, содержащей 106-107 кл. бактерий на 1 мл суспензии, в количестве 0,1-0,5 мл суспензии на 1 семя гороха. Затем в загрязненную кадмием почву засевают семена генетически модифицированного гороха SGECdt, обладающего повышенной устойчивостью и аккумуляцией кадмия, в количестве 20-60 семян на 1 м2, совмещая их во время посева с инокулюмом по указанным нормам, и выращивают растения до полного созревания бобов, после чего горох скашивают и удаляют с поверхности почвы. Изобретение обеспечивает ускорение процесса восстановления здорового биоценоза почвы. 2 табл.

Устройство для очистки почвы от нефтепродуктов // 2517222

Изобретение относится к рекультивации загрязненных нефтепродуктами земель, обезвреживанию почвы, ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Устройство содержит приемный бункер, перемешивающее устройство, дробилку, устройство для отгрузки очищенной почвы, винтовой конвейер, вибратор. Дробилка установлена под приемным бункером и соединена винтовым конвейером с перемешивающим устройством. Перемешивающее устройство выполнено в виде горизонтально расположенной в корпусе шнековой мешалки, в верхней части которой установлен дозатор для гранулированного сорбента. Выход перемешивающего устройства соединен винтовым конвейером с бункером сушилки. Сушилка представляет собой корпус с расположенными в нем друг над другом ленточными конвейерами, по которым материал перемещается вдоль сушилки и пересыпается в ниже расположенный ленточный конвейер. Верхние ветви конвейеров контактируют с установленными под ними вибраторами. Вибраторы выполнены в виде роликовых эксцентриков, имеющих индивидуальный или групповой привод. В корпусе сушилки под конвейерами установлены горелки для сжигания сорбента с нефтепродуктами. В верхней части сушилки расположена камера для сбора отработанных газов, соединенная через циклон и абсорбер с дымососом. Устройство для отгрузки очищенной почвы размещено на выходе последнего конвейера и представляет собой отводной канал, соединенный с отверстием в боковой стенке корпуса сушилки, закрываемым шибером. Устройство позволяет значительно повысить интенсивность очистки почвы от нефтепродуктов независимо от времени года. 1 ил.

Состав для очистки почв от загрязнения нефтью и моторным топливом // 2519997

Изобретение относится к охране окружающей среды. Состав для очистки почв, загрязненных нефтью и моторным топливом, содержит торфяной наполнитель, азотное и фосфорное удобрения, использованные в соотношении N:P2O5=1-10:1, цеолит-глинистую породу, модифицированную катионным ПАВ, а также катионобменные минералы при следующем содержании компонентов, вес.%: Низинный или верховой торф 44,79-93,989 Азотное удобрение, N 0,01-0,15 Фосфорное удобрение, P2O5 0,001-0,06 Цеолит-глинистая порода, модифицированная катионным ПАВ 1-15 Катионообменные минералы 5-40 Изобретение обеспечивает локализацию и биодеструкцию углеводородного загрязнителя с высокой эффективностью и длительностью действия. 5 з.п. ф-лы, 4 пр.

Грунт техногенный заторфованный для рекультивации нефтезагрязненных и нарушенных земель // 2520145

Грунтошламовая смесь для рекультивации нефтезагрязненных и нарушенных земель содержит полученную посредством переработки состава из нефтешлама, торфа, песка и воды смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид ванадия 32,5; углерод 31,4; оксид алюминия 7,5; оксид кремния 7,5; оксид азота 6,8; оксид железа 5,3; водород 4,4; оксид магния 1,5; оксид марганца 0,8; оксид свинца 0,4; оксид хрома 0,4; оксид цинка 0,4; азот 0,4; сопутствующие примеси 0,7. Соотношение состава из нефтешлама, торфа, песка и воды составляет, мас.%: нефтешлам 30-40%; торф 30-35%; песок 30-35%; вода - остальное. Сопутствующие примеси включают проппант, содержащий керамические шарики, срезку нефтезагрязненного слоя земли, содержащую щебень, и мелкие отходы черных и цветных металлов. Переработка включает перемешивание состава из нефтешлама, торфа, песка и воды в бункере установки УЗН-1МГЖ. Техническим результатом изобретения является улучшение условий окружающей среды, восстановление продуктивности нефтезагрязненных и нарушенных земель, повышенная плодородность в результате обогащения при очистке загрязненных земель кислородом и минеральными удобрениями и соответственно уменьшение нефтезягрязненных участков. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Грунт техногенный полученный путем термической обработки для рекультивации нарушенных земель // 2520146

Изобретение относится к охране окружающей среды. Грунтошламовая смесь получена путем термической обработки и содержит полученную посредством переработки отходов на установке для утилизации замазученных грунтов УЗГ-1МГЖ смесь компонентов в количестве 30-40 мас.%, торф 20-35 мас.% и песок 20-50 мас.%, при этом смесь компонентов содержит, мас.%: оксид ванадия - 32,5; углерод - 31,4; оксид алюминия - 7,5; оксид кремния - 7,5; оксид азота - 6,8; оксид железа - 5,3; водород - 4,4; оксид магния- 1,5; оксид марганца - 0,8; оксид свинца - 0,4; оксид хрома - 0,4; оксид цинка - 0,4; азот - 0,4 и сопутствующие примеси - 0,7. Изобретение позволяет улучшить условия окружающей среды, восстановить продуктивность нефтезагрязненных и нарушенных земель, повысить плодородность в результате обогащения при очистке загрязненных земель кислородом и минеральными удобрениями и, соответственно, уменьшить нефтезягрязненные участки. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Способ биопреобразования нефтяных шламов и отходов добычи и переработки нефти // 2521707

Изобретение относится к области технологий биологической обработки и переработки отходов. Для биопреобразования нефтяных шламов и отходов добычи и переработки нефти путем заселения загрязненной почвы природными черноземообразующими организмами предварительно готовят смесь со стартовым составом из 26-30% бурового шлама, 26-30% жидкого нефтяного шлама, остальное - органические бытовые отходы и/или древесные опилки, настаивают эту смесь в течении 20-24 часов при температуре 20-25°С для последующего заселения в нее дождевых червей первого поколения, выдерживают смесь 17-30 суток до появления в ней червей второго и третьего поколений, предназначенных для обработки загрязненной шламом почвы. В загрязненную почву вносят дождевых червей второго и третьего поколений, выращенных в тепличных условиях путем адаптации дождевых червей первого поколения к указанной смеси. При этом внесение в почву смеси с дождевыми червями второго и третьего поколений осуществляют при объемном соотношении почвы и смеси как 10-15:1. Изобретение обеспечивает повышение эффективности очистки загрязненных почв. 3 з.п. ф-лы.

Способ рекультивации нефтезагрязненных почвогрунтов // 2522354

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может использоваться при ликвидации последствий разлива нефти на почву. Способ заключается в перемешивании загрязненного нефтью почвогрунта, расстиланного на поверхности свежевспаханного незагрязненного поля слоем толщиной от 1/10 до 1/6 части глубины вспашки, во всю глубину вспашки с помощью культиватора несколько раз. Изобретение позволяет восстановить загрязненный нефтью почвогрунт без внесения дополнительных инородных нейтрализующих веществ и реагентов.

Кремнегуминовый почвенный мелиорант // 2524956

Изобретение относится к области природоохранных технологий, передовых аграрных технологий и химии кремнийорганических соединений и может быть использовано для восстановления структуры нарушенных почв путем стабилизации водопрочных агрегатов. В частности, предлагаемое изобретение использует водорастворимые гуминовые силанольные производные, которые были специальным образом модифицированы, чтобы придать им способность необратимо сорбироваться на поверхностях минеральных частиц и других гидроксилсодержащих носителей. Способ применения в агротехнологиях заключается в использовании гуминовых производных в качестве структурообразователей (мелиорантов почв) путем их закрепления на поверхностях почвенных агрегатов с целью придания последним водопрочных свойств. Вносят гуминовые производные в деградированные почвы в виде водных растворов. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 11 ил., 8 табл.