Способ рекультивации почв, загрязненных нефтьюПатент на изобретение №: 2038363 Автор: Никифоров А.С., Важенин В.А., Головнев В.В. Патентообладатель: Товарищество с ограниченной ответственностью "ЭКО-ИНВЕСТ" Дата публикации: 27 Июня, 1995 Адрес для переписки: подача заявки03.02.1993 публикация патента27.06.1995 Изображения  Использование: изобретение относится к охране окружающей среды и предназначено для рекультивации болотных почв, загрязненных нефтью и нефтесодержащими продуктами. Сущность изобретения: в процессе вспашки на почве формируют микроповышения, готовят смесь из минеральных и органических удобрений, структурообразователя, мелиоранта и семян однолетних и многолетних трав, и осуществляют на микроповышения почвы очаговое нанесение смеси. В качестве мелиоранта используют трепел. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. , ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к охране окружающей среды, в частности, в рекультивации, загрязненных нефтью и нефтесодержащими продуктами, болотных почв. В настоящее время известные решения касаются восстановления засоленных и загрязненных различными токсикантами почв. Известные способы в области восстановления нефтезагрязненных земель, в большей степени относятся к лесным, луговым, степным и рекреационным зонам. Восстановление болотных экосистем, загрязненных нефтью является отдельной малоизученной, но актуальной задачей для нефтяных районов Западной Сибири, где болота занимают в среднем 53% территории. Процесс восстановления таких экосистем осложнен различными природными факторами, такими как: высокая обводненность, изреженный микрорельеф, слабое расслоение на генетические горизонты, повышенная кислотность почв, их низкая биологическая активность, неблагоприятные воздушный и температурный режимы. Известен способ рекультивации почв, загрязненных нефтью, включающий нанесение на загрязненную поверхность слоя сухого мохового очеса, перемешанного с раскислителем и фосфорно-калийными удобрениями, посев семян с последующим вторичным нанесением слоя мохового очеса с удобрениями, при этом азотные удобрения вносят с семенами [1] Недостатком изобретения является то, что данный способ применим для равнинных, луговых и лесных земель, но не пригоден для восстановления болотных почв, так как не учитывает высокую обводненность болот и близкое залегание грунтовых вод, что приведет в период паводка к вымоканию семян трав и не обеспечит их всхожести. Также недостатком является то, что процесс сбора и заготовки мха очень трудоемок и сложен. Известен способ нейтрализации нефтяного загрязнения почв, в котором осуществляют вспашку, вносят органические и минеральные вещества, имеющие удобрительные свойства, структурообразователь и мелиорант (торф, известь), а также осуществляют посев однолетних растений [2] По данному способу на загрязненный участок наносится сорбирующий компонент фильтроперлит и одновременно с вспашкой вносится торф, известь, нитрометилфосфоновая кислота, отработанный глинистый буровой раствор. После этого производится посев однолетних растений (ярового ячменя). Недостатком данного способа является то, что он не учитывает особенностей торфяно-болотных почв и предназначен для рекультивации пахотных угодий. Кроме того приведенные результаты эксперимента прототипа в таблице характерны для почв со слабой концентрацией нефтяного загрязнения и не смогут устранить токсичного действия углеводородов в почвах с сильной степенью загрязнения. Далее недостатком прототипа является то, что в составе для нейтрализации нефтяного загрязнения почв одним из компонентов является отработанный буровой раствор, который является общеизвестным загрязнителем почв, а пределы, указанные в техническом решении, не изменяют это свойство. Задачей изобретения является ускорение (оптимизация) восстановления загрязненных нефтью болотных почв, усиление процессов биодеградации (распада) загрязняющих веществ. Задача решается тем, что в известном способе, включающем вспашку почвы, внесение органических и минеральных удобрений, структурообразователя и мелиоранта, посева травянистых растений, вспашку осуществляют с формированием микроповышений, готовят смесь из минерального и органического удобрений, мелиоранта, семян однолетних и многолетних трав и структурообразователя при следующем соотношении компонентов, мас. Минеральное удоб- рение 0,36-0,53 Органическое удоб- рение 10,00-15,00 Мелиорант 14,00-20,00 Семена однолетних трав 0,20-0,30 Семена многолетних трав 0,10-0,20 Структурообразова- тель Остальное и осуществляют очаговое нанесение смеси на микроповышения почвы. Кроме того, в качестве мелиоранта используют трепел. Сущность изобретения заключается в том, что для болотных почв проводится вспашка с формированием микроповышений, приготавливается агрономическая смесь и осуществляется ее очаговое нанесение на сформированные микроповышения, тем самым оптимизируются основные агротехнические и биологические процессы для ускоренного восстановления болотных экосистем. В результате вспашки образуется микрорельеф, представляющий собой сочетание микроповышений с микропониже- ниями, который универсален в поддержании процессов биодеградации нефти. За счет выпуклой поверхности ускоряется испарение легких фракций. Улучшение аэрации и прогреваемости торфа создает в микроповышениях оптимальные условия для аэробных нефтеокисляющих бактерий и высших растений. В образовавшихся понижениях скапливается вода с нефтью, тем самым ускоряются процессы естественного разложения нефти, под влиянием природных факторов: аэрации, солнечной радиации, активизации местной микрофлоры. Внесение удобрений проводится с целью интенсификации жизнедеятельности микробных сообществ в почве и увеличения биомассы растений, что способствует усилению процессов рекультивации. Для результатов биологической рекультивации неблагоприятно сказывается как недостаток, так и избыток минеральных питательных веществ в почве. Поэтому очевидна важность установления правильных доз применяемых удобрений. Нормированное внесение удобрений важно и с экологической стороны. Как показывают результаты анализов нефтезагрязненной почвы, их обеспеченность азотом, подвижным фосфором, и обменным калием довольно различна. На старых разливах содержание таких элементов повышенное. Это связано с идущими естественными процессами разложения нефти, приводящими к ее минерализации и соответственно, к повышению содержания азота, фосфора, калия. Однако, образующиеся таким образом эти соединения плохо усвояемы растениями. Поэтому, при посеве трав необходимо внесение в почву подкормки в виде сложного минерального удобрения. В северных районах Западной Сибири для восстановления нефтезагрязненных земель рекомендуется повышение дозы минеральных удобрений по сравнению с южной зоной. В нашем случае доза минерального удобрения будет снижена в несколько раз в виду высева трав не на всю площадь, а очагами на сформированные микроповышения, которые занимают 1/3 части территории. Минеральные удобрения вносят в пересчете на действующее вещество, содержащееся в любом сложном минеральном удобрении. В составе смеси оно составляет от 0,36% до 0,53% Снижение и превышение этих пределов не принесет эффекта применяемой смеси. Применение органических удобрений, в частности торфа, в составе данной смеси целесообразно ввиду его высоких мульчирующих и сорбционных свойств, дающий эффект в пределах 10%-15% от содержания в смеси. В качестве органического удобрения можно использовать и навоз с его удобрительными свойствами. Сами по себе верховые и низинные болота представляют собой большие запасы мха и торфа, но они находятся в обводненном состоянии. В данном случае, применяют хорошо просушенный торф, что приводит к резкому увеличению его сорбционных свойств. Навоз применяют перегнившим. В качестве мелиоранта, используют трепел, который является горной осадочной породой. Разведанные и разработанные месторождения трепела имеются на Урале и на Севере Западной Сибири. В качестве мелиоранта можно использовать диатомит или опоки, но их мелиоративные свойства ниже чем у трепела. Применяя трепел в качестве мелиоранта, улучшается не только структура нефтезагрязненной почвы, но и происходит снабжение ее недостающими химическими элементами (K, P, Ca), важными для жизнедеятельности растений и микроорганизмов, т.е. частично он имеет свойства удобрения. Пористая каменная масса аккумулирует в своих порах атмосферную и поливную влагу и отдает ее корням растений по мере надобности, при этом улучшается аэрация почвы, легче проникают микроорганизмы и питательные вещества. В предлагаемом составе смеси, мелиорант применяют в пределах от 14 до 20% На основании лабораторных и полевых данных внесение мелиоранта менее 14% от состава смеси не принесет положительного эффекта, т.к. его будет недостаточно, а превышение 20% не увеличит его эффективности и следовательно экономически нецелесообразно. Для изменения структуры торфяно-болотных почв, с целью улучшения ее агрономических свойств, а также использования в виде носителя всех компонентов смеси в данном составе применяется структурообразователь песок или глинистая крошка. По этим причинам содержание его в смеси составляет от 64% до 75% Однолетние травы (овес) в данной смеси применяют в пределах 0,2% 0,3% Норму высева семян злаковых трав на нефтезагрязненных почвах, увеличивают в 1,5-2 раза в сравнении с общепринятыми. Поэтому в составе смеси содержание семян однолетних трав меньше 0,2% не обеспечит эффективного роста и в дальнейшем создания сомкнутого травостоя, а доза больше 0,3% будет экономически нецелесообразной. В трех и четырех видовых смесях многолетних трав норма высева каждого компонента уменьшается на 20-30% в целом так- же, как и у однолетних трав применяется повышенная в 1,5-2 раза норма высева семян, что составляет 0,1% 0,2% от состава смеси. Снижение нормы высева многолетних трав меньше 0,1% от состава смеси, не обеспечит их полноценных всходов, а увеличение нормы высева больше 0,2% дает положительный результат, но будет экономически нецелесообразно. Реализация способа. Предварительно на участке, предназначенном для рекультивации, проводят отбор проб грунтов на определение общего содержания нефтепродуктов и элементов питания растений (азот, фосфор, калий) с целью количественного подбора, нормированного внесения компонентов состава смеси для данного участка. Затем, участок болота в весенне-летний период вспахивают плугом, типа ПШ-1, на глубину 15-25 см с формированием микроповышений и микропонижений. Перед вспашкой приготавливают смесь: на выровненной площадке отгружают песок (глинистую крошку), который используют в качестве структурообразователя, затем добавляют мелиорант, вносят органическое удобрение, сложные минеральные удобрения, смесь семян однолетних (овес) и многолетних трав костер, овсяница, лисохвост, тимофеевка (травы данной климатической зоны устойчивые к нефтяному загрязнению). Всю эту смесь многократно перемешивают и осуществляют ее очаговое нанесение на микроповышения почвы с интервалом 0,5 метра. В течение первого вегетационного периода развивается корневая система однолетних растений, которая способствует ко второму году вегетации многолетних растений и формирует растительный покров по всей длине образованных микроповышений. Изобретение иллюстрируется следующим примером. Для проверки работы технологии в полевых условиях, был выбран участок нефтезагрязненного верхнего сфагнового болота Самотлорского месторождения, предприятия "Черногорнефть" в районе куста N 1527 ЦДНГ-2, площадью 0,5 га. Растительный и древесный покров замазученной и прилегающей территории был сложен: сфагнумом, осоками, морошкой, карликовой березой. Перед рекультивацией был проведен анализ почвы на содержание нефтепродуктов. По результатам анализов был выбран сильнозагрязненный участок (среднее содержание остаточных нефтепродуктов в верхнем десятисантиметровом слое почвы составило 65,8%). Одновременно для определения потребности растений в питательных веществах (азота, фосфора, калия) был проведен агрохимический анализ. Анализ почвы показал, что для данной степени загрязнения необходимо внести смесь следующего состава, в соотношении, мас. Минеральное удоб- рение 0,4 Органическое удоб- рение 12,0 Мелиорант 15,5 Семена однолетних трав 0,3 Семена многолетних трав 0,1 Структурообразо- ватель Остальное В пересчете на валовое содержание на территории площадью 1 гектар потребовалось, кг: Минерального удоб- рения 165 Органического удоб- рения 5000 Мелиоранта 6500 Семян однолетних трав 130 Семян многолетних трав 40 Структурообразо- ватель 30000 Нефтезагрязненный участок был вспахан болотным трактором ДТ 75 Б с использованием специального плуга типа ПШ-1, с образованием микроповышений. Затем на грузовой площадке болотохода была приготовлена смесь для внесения в почву. Автомашиной самосвалом были привезены песок, торф, трепел в вышеуказанных количествах и выгружены на площадку болотохода, затем были внесены расчетные количества минеральных удобрений, семена однолетних и многолетних трав. Вся эта смесь была многократно перемешана и внесена очагами на сформированные микроповышения с болотохода, в интервале 0,5 метра. В результате выполненной работы, в первый вегетационный период (осень) проективное покрытие микроповышений однолетними травами составило 95% 100% средняя высота однолетних трав составила 55 см, многолетних трав 5 + 15 см, окраска растений темно-зеленого цвета. На второй год вегетации произошло полное зарастание микроповышений и микропонижений многолетними и однолетними травами. Если климатические условия в течение первого года были неблагоприятными (холодное лето) и всхожесть трав была снижена, то на второй год осуществляют подкормку в виде сложного минерального удобрения, дополнительно вносится мелиорант и осуществляют подсев как однолетних так и многолетних трав. При таких факторах длительность рекультивации увеличится еще на один вегетационный период. Результаты по обоснованию эффективности предлагаемого способа представлены в табл.1. Проверка эффективности состава прототипа для нейтрализации нефтяного загрязнения проводилась для почвы cо слабым нефтяным загрязнением (3184 мг/кг или 0,03% ), так как общепринятым показателем нефтяного загрязнения почв является количественное содержание нефтепродуктов в 100 г сухой измельченной и просеянной почвы. Предлагаемый способ для рекультивации нефтезагрязненных почв включает также состав для нейтрализации нефтезагрязнения. Работы с данным составом проводились на почвах с сильной степенью нефтяного загрязнения (658000 мг/кг или 65,8%). По сравнению с прототипом, заявляемый способ является эффективным для почв с сильной степенью загрязнения (свыше 40%), а состав по прототипу эффективен только для почв со слабой степенью загрязнения. В результате сформирования микроповышений и внесения комплексной смеси резко увеличивается всхожесть как однолетних, так и многолетних семян трав (табл.2). Из таблицы видно, что всхожесть овса при средней и сильной степени загрязнения является максимальной при внесении в нее комплексной агрономической смеси (высота овса составляет от 50,2 до 55,1 см). Предлагаемый способ позволяет оптимизировать восстановление основных агрохимических свойств нефтезагрязненных торфяно-болотных почв в процессе ее специфической обработки и внесения специальной смеси, посредством которой создаются благоприятные условия для интенсификации биологических процессов и ускоренного образования растительного покрова. Образующийся органо-минеральный почвенный комплекс создает более благоприятную среду для развития и роста семян трав, способствует обменному закреплению вносимых минеральных и органических удобрений, мелиоранта, вовлекает нефть и продукты ее распада в почвенный биоценоз в качестве стимуляторов роста и элементов питания. Сроки окупаемости затрат на восстановление нефтезагрязненных торфяно-болотных почв зависят от степени загрязнения и от климатических условий региона и составляет 2-3 года.ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ, включающий вспашку почвы, внесение органических и минеральных удобрений, структурообразователя и мелиоранта, а также посев травянистых растений, отличающийся тем, что при рекультивации болотных почв вспашку осуществляют с формированием микроповышений, готовят смесь из минерального и органического удобрений, мелиоранта, семян однолетних и многолетних трав и структурообразователя при следующем соотношении компонентов, мас. Минеральное удобрение 0,36 0,53 Органическое удобрение 10,00 15,00 Мелиорант 14,00 20,00 Семена однолетних трав 0,20 0,30 Семена многолетних трав 0,10 0,20 Структурообразователь Остальное и осуществляют очаговое нанесение смеси на микроповышения почвы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве мелиоранта используют трепел.Популярные патенты: 2395497 Способ стимулирования роста подсолнечника регулятором роста ... мин. Перемешивание продолжают еще 2-2,5 ч, затем осадок отфильтровывают, промывают 5 мл бензола, сушат, затем обильно промывают водой. После перекристаллизации из этанола получают 0,91 (54%) целевого соединения 3 в виде белых кристаллов с т.пл. 198-199°С. Найдено, %: С 53,44; Н 3,61; N 12,57; C15 H13Cl2N3O2; Вычислено, %: С 53,27; Н 3,87; N 12,42.ЯМР 1Н, , м.д. (группа): 2,35 (3Н, с, 4-СН3), 2,45 (3Н, с, 6-СН3), 7,08 (2Н, уш. с, NH2), 7,27 (1Н, с, 5-Н Ру), 7,48 8,00 (4Н, м, Ar).Масс-спектр: m/z (относ. интенсивность): M+ 337 (2); 181 [М- 2-СlС6 Н4-СООН]+ (55); 168 [М- N-O-CO-C6 H4Cl]+ (5); 156 [СlC6H4 СООН]+ (2); 139 [СlC6H4CО] +(100); 111 [139-СО]+(20).Пример 4. ... 2162635 Устройство для аэрозольного распыления (варианты) ... в течение 5 минут от распыления, позволяет успешно избежать увлажнения обрабатываемых поверхностей и увеличения длины факела. Предпочитаемое устройство аэрозольного распыления представляет собой устройство, позволяющее получить распыленную жидкость, в которой концентрация компонента для борьбы с вредными насекомыми в обрабатываемом пространстве не снижается, по меньшей мере, в течение 5 минут, предпочтительно 7 минут, после распыления. Выражение "концентрация (в воздухе) в обрабатываемом пространстве не падает в течение, по меньшей мере, 5 минут" в тексте настоящей заявки включает в себя ту ситуацию, когда концентрация в воздухе достигает своего максимума и сохраняется в основном ... 2218756 Способ изготовления антипаразитарного ошейника ... компонентов включает экструзию композиции. В качестве термопластичного полимера используют сэвилен, в который вводят масло мяты перечной и стеариновокислый кальций и органический краситель в соотношении,%: термопластичный полимер сэвилен 74,00-75,00, стеариновокислый кальций 0,60-2,95, органический краситель 0,10, жидкий активный компонент 60%, концентрированная эмульсия диазинона 22,50-23,85, масло мяты перечной 0,45. Компоненты смешивают посредством вспомогательной стадии экструзии с последующим получением гранулята. На стадии основной экструзии полученный гранулят перерабатывают в ленту при температурных режимах в материальном цилиндре экструдера: зона загрузки - не более 40oC, ... 2404581 Способ изготовления муляжей анатомических препаратов полых и трубчатых органов ... Кроме того, для наглядности коррозионного препарата в инъекционную среду "Протакрил М" необходимо добавлять красящее вещество. При этом получаемый слепок может терять цвет красителя как на этапах изготовления, так и при хранении. Панфиловым С.А. и соавт. были изготовлены 12 коррозионных препаратов желчных протоков с использованием "Протакрила М". Печень погружалась в 35-38%-ную соляную кислоту на 4-5 суток [Панфилов С.А., Фомичев О.М., Мамедли З.З. Трехмерная холангиография при заболеваниях желчных путей. - Россия, М., Лаборатория компьютерных технологий кафедры общей хирургии МГМСУ]. К недостаткам данного полимера можно также отнести быструю полимеризацию, что ... 2129787 Инсектицидная композиция ... как парафин к MGK 264, при пропитке, из-за высокой вязкости MGK 264. Количество растворителя составляет обычно 5 - 20 мг/см2. Настоящая композиция, полученная описанным выше способом, является пригодной для горячего окуривания. Например, она пригодна для применения методом испарения инсектицидного ингредиента с помощью электрического окуривателя, способного нагревать указанную композицию до 120 - 170oC. Настоящая композиция является эффективной против различных насекомых-паразитов, уничтожаемых использованием бенфлутрина, который рассматривается в описании патента США N 4889872. Он является эффективным при уничтожении насекомых-паразитов, таких как мухи, комары и т.д., горячем ... |
Еще из этого раздела: 2479996 Экологический комплекс для аквакультуры и рекультивации морских вод 2407284 Акустический анализатор роевого состояния пчелосемей 2245013 Устройство для обмолота легкоповрежденных культур на примере нута (варианты) 2455815 Самоходный универсальный комбайн для уборки картофеля и топинамбура 2084104 Ручная сеялка для разбросного посева семян травосмесей 2262220 Способ возделывания кормовых культур в условиях астраханской области (варианты) 2451442 Способ обогащения селеном овощей и злаков 2059362 Установка для выращивания мидий 2163071 Способ определения потенциальной соленостной толерантности водных беспозвоночных 2084132 Устройство для выращивания растений |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||