Сорбент-мелиорант для очистки загрязненных нефтью земель

Сорбент-мелиорант для очистки загрязненных нефтью земель

Реферат

Изобретение относится к мелиорации почв и может быть использовано при рекультивации почв, загрязненных нефтью.

Известен мелиорант, состоящий из глины и гумусового слоя с добавлением крупнозернистого песка (патент №2253225 от 10.06.2005, МПК А016 25/00, A01B 79/02).

Известный мелиорант создается при высоких затратах, так как для размещения сорбирующих веществ выполняют наклонные траншеи до глубины 2-3 м.

Известен мелиорант, позволяющий снизить загрязненность земель нефтепродуктами с помощью посева растений фиторемидиантов, которые обрабатывают штаммами микроорганизмов (патент 2403102 от 10.11.2010, МПК В09С 1/10).

Однако для реализации технического решения требуется значительное количество посевного материала, что также повышает затраты.

Известен состав для мелиорации почв «Сорбэкс» на органической основе с добавлением минеральных компонентов, при этом в качестве органической основы применяют сапропель, а в качестве минеральных компонентов - цеолит и глинозем при следующем соотношении компонентов, масс. %: сапропель 60-70, цеолит 23-27, глинозем 8-11 (патент №2019107 от 27.11.1995, МПК С09К 17/00).

Известный состав многозатратный, а при добыче сапропеля происходит нарушение ландшафта, что нарушает экологию территории.

Наиболее близким составом к предлагаемому является сорбент-мелиорант, состоящий из бентонитовых глин (36%), золошлаковой смеси - (47%), синих глин (17%), (патент 2303623 от 27.07.2007, МПК С09К 17/00).

Недостаток известного мелиоранта - прототипа заключается в высокой затратности, поскольку к месту загрязнения необходимо доставить золошлаковую смесь в большом количестве и синие глины, расположенные в отдаленных местах.

Технический результат - снижение затрат и токсичности почв.

Техническое решение заключается в том, что используют цеолитосодержащие глины местного происхождения, содержащие комплекс макро- и микроэлементов с добавлением отходов сахарного производства мелассы и биопрепарата Линекс в следующем соотношении компонентов, %:

глина диалбекулит - 38-40;

глина ирлит 1 - 28-32;

глина ирлит 7 - 16-20;

меласса - 8-12;

биопрепарат Линекс - 2-4.

Преимущество предлагаемого сорбента заключается в том, что цеолитсодержащие глины местного происхождения и расположены в притоках реки Терек, в верхней и нижней части, имеющие различный химический состав.

Глина диалбекулит состоит из кремния (46,5%), железа (7,1%), калия (1,1%), кальция (37%), кобальта (0,1%), цинка (1,1%), никеля (1,7%), фосфора (1,7%). Реакция среды щелочная (рН - 9,1).

Ирлит 7, в отличие от диалбекулита содержит: кремний 54%, алюминий - 16%, железо - 4%, серу - 2,5%, калий - 2%, жизненно необходимые элементы (медь, кобальт, молибден, цинк, селен) в пределах 0,1-0,9%. Реакция среды кислая (рН - 3,8).

Ирлит 1 состоит из кремния (54%), алюминия (28%), железа (7%), серы (2%), кальция (3%), магния (1,7%), марганца (1,7%), калия (2,1%), натрия (1,1%), серы (2,0%), селен (0,8%). Реакция среды нейтральная. Все глины имеют высокие сорбционные свойства из-за высокого содержания кремния (46-54%), способности сорбировать влагу и другие вещества.

Сочетание глины с различной реакцией среды выравнивают действие микроэлементов. Кремний способствует высвобождению для растений фосфора за счет вытеснения его ионов из трудно растворимых фосфатов почвы, при этом анионы кремниевой кислоты способны блокировать свободные карбонаты почвенного раствора, что снижает ретроградацию растворимых фосфатов. Кремнийсодержащие глины повышают подвижность фосфатиона в почве. При загрязнении почв нефтью снижается подвижность фосфора, следовательно, внесение глин с высоким содержанием кремния восстанавливает фосфорные соединения, снижая тем самым количество нефтепродуктов в почве.

Глина диалбекулит отличается от других известных цеолитсодержащих веществ более легким удельным весом (1,4-1,45 г/см³), что и обусловливает особенность ее минералогического состава (наличие большого количества гидрослюд). Диалбекулит содержит заметное количество водорастворимых солей, приближаясь по этому показателю к низко минерализованным иловым сульфидным грязям, обладающих высокими сорбционными свойствами.

Поэтому в составе предлагаемой смеси эти глины преобладают (38-40%). Учитывая состав других видов глин (ирлит 1 и ирлит 7), их реакцию среды и комплекс микроэлементов, дополняющих глину диалбекулит в предлагаемых пропорциях, обоснована дозировка каждого вида.

Биопрепарат Линекс - комбинированный препарат, который состоит из 3-х компонентов природной микрофлоры (Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium infantis, Enterococcus faecium), устойчивых к химическим препаратам.

Данный препарат обычно применяют для выравнивания микрофлоры кишечника живых организмов. Молочнокислые бактерии, входящие в состав Линекса, поддерживают и регулируют физиологический процесс микроорганизмов в почве.

Вносимая меласса - отход сахарного производства, содержит 20-25% воды, около 9% азотистых соединений, преимущественно амидов, 58-60% углеводов, главным образом сахара и 7-10% золы. Используется как углеводистый корм. В данном объекте как средство питания для молочнокислых бактерий препарата Линекс.

Способность глин сохранять влагу, тепло обеспечивают благоприятные условия для развития микроорганизмов в почве. Содержащиеся в глинах сера и другие жизненнонеобходимые элементы обеспечивают деятельность анаэробных микроорганизмов типа Линекс.

Состав для мелиорации готовили следующим образом:

Глины диалбекулит (приток реки Терек - Урсдон) в количестве 3,8-4,0 т/га смешивали с ирлит 1 (2,8-3,2 т/га), с ирлит 7 (1,6-2,0 т/га) - происхождения Алагирского района реки Фиагдон. Мелассу в количестве 0,8-1,2 т/га смешивали с биопрепаратом Линекс в количестве 0,2-0,4 т/га непосредственно перед внесением.

Перед внесением в почву измельченные глины размещали в туковую сеялку в смеси с мелассой и Линексом и вносили непосредственно в почву на глубину 10-15 см.

Результаты опытов после одноразового внесения такого количества сорбента (9-10 т/га) показали, что значительно снизилось содержание нефтепродуктов в почве. Результаты опытов сведены в таблицу (в 0-20 см слое почвы спустя 6 недель после внесения).

Варианты опытов	Углеводороды, кг/м2	Концентрация нефтезагрязняющих веществ, г/кг	Снижение нефтезагрязняющих веществ, %
Загрязнение нефтепродуктами (контроль)	2048	65,0	-
Глина диалбекулит	1421	41,2	36,7
Глина ирлит 1	1756	52,4	19,9
Глина ирлит 7	1814	56,8	13,6
Смесь 3-х глин	918	36,2	44,4
Смесь 3-х глин + меласса	826	28,5	56,2
Смесь 3-х глин + Линекс	586	25,4	60,3
Предлагаемый вариант (смесь 3-х глин, меласса + Линекс)	350	18,2	72,0

По стандарту AFNOQ 90114 уровень углеводородов не должен превышать 500 мг/кг почвы. Как следует из приведенных в таблице данных, предлагаемый вариант обеспечивает снижение углеводородов до 350 мг/кг. При этом количество нефтезагрязняющих веществ снижается на 72%.

Следовательно, внесение различных по содержанию видов глин в смеси с бактериями и мелассой обеспечивает мелиорацию почв, загрязненных нефтью.

Сорбент-мелиорант для очистки загрязненных нефтью земель, состоящий из глинистых смесей, отличающийся тем, что он содержитглину Диалбекулит с содержанием, мас.%: Si - 46,5, Са - 37, Fe - 7,1, К - 1,1, Со - 0,1, Zn - 1,1, Ni - 1,7, P - 1,7 и pH 9,1,глину Ирлит 1 с содержанием, мас.%: Si - 54, Al - 28, Fe - 7, S - 2, Са - 3, Mg - 1,7, Mn - 1,7, K - 2,1, Se - 0,8, Na - 1,1 с нейтральным рН иглину Ирлит 7 с содержанием, мас.%: Si - 54, Al - 16, Fe - 4, S - 2,5, K - 2, жизненно необходимые элементы - медь, кобальт, молибден, цинк, селен - в пределах 0,1-0,9 с кислой реакцией среды рН 3,8,отходы сахарного производства мелассу ибиопрепарат Линекс при следующем соотношении компонентов, мас.%:

глина Диалбекулит	38-40
глина Ирлит 1	28-32
глина Ирлит 7	16-20
меласса	8-12
биопрепарат Линекс	2-4