способ комбинированной реагентной детоксикации и рекультивации почв

Формула изобретения

Способ комбинированной детоксикации и рекультивации загрязненных земель, включающий последовательное нанесение послойного мелиоративного покрытия и 20-сантиметрового слоя почвы с последующим залуживанием поверхности путем посева корневищных многолетних трав костреца и пырея в весовом соотношении семян 1:1 и нормой высева 20 кг/га, отличающийся тем, что площадку предварительно обрабатывают эквивалентными количествами диоксида тиомочевины (ДТМ), но не более 0,5 т, модифицированной аминокислотной композицией, но не более 0,5 т на 100 м² обрабатываемой площади при общем содержании мышьяка не более 3000 мг/кг и тяжелых металлов не более 7000 мг/кг до достижения рН водной вытяжки из почвы не менее 8 и значении аминокислотного коэффициента не менее 2, затем глауконитом слоем не более 5 см с последующим покрытием 5-сантиметровым слоем цеолитсодержащей породы, слоем карбонатной глины мощностью 10 см, смесью почвы с полимером акриламида водопоглощающего АК-639 марки В-415К в объемном соотношении 150:1 слоем 10 см.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для реагентной детоксикации и рекультивации почв, загрязненных мышьяксодержащими соединениями в местах прошлого уничтожения химического оружия.

Известны способы химической, электрохимической и биологической очистки грунтов и почв от радиоактивных и токсических веществ, основанные на использовании гумино-минеральных реагентов, постоянного тока и растений, накапливающих в вегетативной массе токсические вещества [1-3].

Известные способы отличаются рядом существенных недостатков: высокой трудоемкостью, сложностью в исполнении, а также продолжительным сроком получения результатов, в связи с чем не получили широкого применения в природоохранной практике.

За прототип взят известный способ рекультивации загрязненных земель, основанный на поглощении и удержании влаги с растворенными в ней токсическими веществами, поступающей в почву при выпадении осадков и таянии снега, природными и химическими мелиорантами [4].

Способ рекультивации по прототипу заключается в следующем.

Рекультивацию площадки, где в прошлом уничтожалось химическое оружие, проводят в следующем порядке. Первоначально ее поверхность покрывают 10-сантиметровым слоем цеолитсодержащей породы, что способствует предотвращению диффузии продуктов деструкции отравляющих веществ из загрязненной почвы в слой вышерасположенных мелиорантов. Затем цеолитсодержащую породу перекрывают слоем карбонатной глины мощностью 15 см, что обеспечивает перехват воды, непоглощенной полимером акриламида и почвогрунтом, а также способствует раскислению почвенной влаги за счет высокого содержания карбонатов. На слой карбонатной глины наносят смесь почвы с полимером акриламида водопоглощающего АК-639 марки В-415К в объемном соотношении 100:1 слоем 10 см. Сверху наносят 20-сантиметровый слой почвы, используемой для дальнейшего залуживания поверхности, включающего посев корневищных многолетних трав /кострец и пырей/ в весовом соотношении семян 1:1 и нормой высева 20 кг/га.

Недостатками известного способа являются:

- Способ разработан применительно к почвам, загрязненным одним компонентом с ограниченным уровнем его содержания (мышьяк не более 50 мг/кг);

- Способ не предназначен для рекультивации земель, загрязненных соединениями мышьяка с высоким содержанием и тяжелыми металлами;

- Способ не эффективен при нарушении мелиоративного защитного слоя, например в случае выветривания или при нерегулируемом самопроизрастании древесной растительности.

Задачей изобретения является устойчивая детоксикация и рекультивация почв с содержанием мышьяка до 3000 мг/кг и тяжелых металлов до 7000 мг/кг.

Поставленная задача решается следующим образом.

В способе детоксикации и рекультивации почв, включающим нанесение послойного мелиоративного покрытия, состоящего из цеолитсодержащей породы, карбонатной глины, черноземного почвогрунта с полимером акриламида водопоглощающего АК-639 марки В-415К в объемном соотношении 150:1 слоем 10 см, проводят предварительную реагентную обработку загрязненного соединениями мышьяка и тяжелыми металлами участка почвы глауконитом, эквивалентными количествами диоксида тиомочевины (ДТМ) и модифицированной аминокислотной композиции.

Процесс проводят следующим образом.

Первоначально рекультивируемую площадку обрабатывают эквивалентным количеством ДТМ не более 0,5 т на 100 м² почвы, модифицированной аминокислотной композиции (АК-ЗЭ ТУ 18517698-3-98) не более 0,5 т на 100 м² почвы при общем содержании мышьяка в почве не более 3000 мг/кг и тяжелых металлов не более 7000 мг/кг для связывания мышьяка и тяжелых металлов в устойчивые мало токсичные комплексы 4 класса опасности, затем глауконитом слоем 5 см. Обработку считают удовлетворительной при pH водной вытяжки из почвы не менее 8 и значении аминокислотного коэффициента не менее 2.

Через сутки поверхность площадки покрывают 5-сантиметровым слоем цеолитсодержащей породы, что способствует предотвращению диффузии продуктов деструкции отравляющих веществ из загрязненной почвы в слой вышерасположенных мелиорантов. Затем цеолитсодержащую породу перекрывают слоем карбонатной глины мощностью 10 см, что обеспечивает перехват воды, непоглощенной полимером акриламида и почвогрунтом, а также способствует раскислению почвенной влаги за счет высокого содержания карбонатов. На слой карбонатной глины наносят смесь почвы с полимером акриламида водопоглощающего АК-639 марки В-415К в объемном соотношении 150:1 слоем 10 см. Сверху наносят 20-сантиметровый слой почвы, используемой для дальнейшего залуживания поверхности, включающего посев корневищных многолетних трав /кострец и пырей/ в весовом соотношении семян 1:1 и нормой высева 20 кг/га.

Эффективность детоксикации оценивалась по уменьшению количества солей мышьяка в водных вытяжках из почвы в 4-6 раз. Эффективность нового способа рекультивации оценивалась по всхожести бобовых культур, отличающихся высокой чувствительностью к химическому загрязнению земель. При этом использовался классический метод подсчета числа взошедших проростков, опубликованный в литературном источнике "Методика государственного испытания сельскохозяйственных культур". - Ч.1-2. - М., 1965. Анализ показал, что после рекультивации всхожесть клевера розового возросла на 27-32%, что свидетельствует о высокой эффективности нового способа.

Технический результат, достигаемый при осуществлении данного способа детоксикации и рекультивации, заключается в том, что содержание токсичных водорастворимых форм мышьяка и тяжелых металлов снижается в сильно загрязненной почве испытуемой площадки в 4-6 раз, что дает возможность осуществлять устойчивую детоксикацию и рекультивацию почв.

Предлагаемое решение позволяет проводить комбинированную детоксикацию и рекультивацию сильно загрязненных мышьяком и тяжелыми металлами почв и почвогрунтов с дополнительной защитой при нарушении мелиоративного слоя, уменьшить толщину мелиоративного покрытия, расширить номенклатуру детоксицируемых загрязнителей, т.е. осуществлять детоксикацию и рекультивацию почв, подвергшихся загрязнению мышьяксодержащими продуктами уничтожения и деструкции OB.

Литература

1. Патент на изобретение № 2233293 /Россия/. Гумино-минеральный реагент и способ его получения, способ санации загрязненных почв, способ детоксикации отходов добычи и переработки полезных ископаемых и рекультивации отвалов горных пород и хвостхранилищ, способ очистки сточных вод и способ утилизации осадков. / А.И.Шульгин, А.А.Шульгин / 27.11.2002.

2. Патент на изобретение № 2211493 /Россия/. Способ электрокинетической очистки грунтов от радиоактивных и токсических веществ. / А.С.Баринов, Л.Б.Прозоров, В.Б.Николаевский и др. / 27.08.2003.

3. Патент на изобретение № 2231944 /Россия/. Способ биологической очистки почв. / А.С.Лукаткин, Д.И.Башмаков / 10.07.2004.

4. Патент на изобретение № 2329882 /Россия/. Способ рекультивации земель. / А.И.Иванов, П.А.Иванов, А.П.Стаценко / 20.06.2006.