Способ реабилитации нарушенных земель

Способ реабилитации нарушенных земель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для реабилитации почв, снижения пылевых частиц в окружающую среду.

Известен способ, где на загрязненных участках формируют водоупорные слои из плотных глин с использованием гуминовых препаратов (патент №2275779, от 10.05.2006 г. МПК: A01B 79/02).

Известный способ достаточно трудоемок, так как создается водоудерживающие сооружения, а при посеве растений с предварительным замачиванием в гуминовых препаратах осуществляют двухразовый полив.

Известен также способ, при котором на поверхность хвостохранилищ наносят цеолитовую гидросмесь, включающий рыхление поверхностного слоя, посев многолетних трав и уплотнение верхней части (патент №2513468, опубл. 20.04.2014 г., МПК: E21C 41/32, A01B 79/02, C09K 17/00).

Способ усложнен тем, что для формирования почвообразующего слоя, производят предварительную обработку поверхностного наружного участка, а в качестве связующего состава применяют водорастворимые полимеры. Все эти технологические приемы повышают затраты на реализацию технического решения.

Наиболее близким техническим решением является способ, при котором на поверхность почвы наносят слой кольматанта общим объемом не менее 20% пор формируемого плодородного слоя, а в качестве органического удобрения вносят измельченные растительные остатки до 40% (патент №2244393, опубл. 10.05.2005 г., МПК: A01B 79/02).

Недостатком способа-прототипа является сложность технического решения. При нанесении слоя неорганических веществ кольматанта нарушается аэрация участка, снижается фильтрация, в результате чего в виде измельченных растительных остатков разлагается медленно.

Технический результат - упрощение способа, улучшение аэрации почв и ее фильтрации.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что по краям нарушенного участка формируют гребни из цеолитсодержащих глин местного происхождения различного механического и химического состава высотой 0,8-1 м, а сам нарушенный участок покрывают слоем глины аланит в пределах 8-10 т/га, смешанным с кукурузными кочерыжками, растворенными в послеспиртовой барде в соотношении 1:1 и составляющей 20% от общего объема вносимой смеси, а на следующий год после уплотнения верхнего слоя высевают многолетние травы.

Способ осуществляется следующим образом.

По краям нарушенного горными работами земельного участка формируют гребни высотой 0,8-1 м, состоящей из смесей местных цеолитсодержащих глин (ирлит 1, ирлит 7, Аланит, Лескенит, Диалбекулит, Тереклит (табл. 1)), различающихся по физическим и химическим свойствам.

В небольших количествах (в пределах 0,2-1%) содержатся: серебро, олово, молибден, барит, кобальт, никель, ванадий, хром и германий.

По механическому составу эти глины также различаются, что позволяет сдерживать миграцию токсических веществ, содержащихся на нарушенных горными работами участках. Содержащийся в глинах кремний (более 40%) обладает высокой сорбционной способностью, поглощая токсические вещества. Природные источники сырья содержат: глинистые частицы в пределах 30-40%, крупнозернистые включения в пределах 2-15%. Сочетания этих глин в сформированных гребнях позволяет не только снижать токсичность загрязненных веществ, но и скреплять их в агрегатное состояние за счет содержащихся глин, имеющих вяжущее свойство.

Используемые природные цеолитсодержащие глины местного происхождения (пойма реки Терек и ее притоки Фиагдон, Ардон, Урсдон и др.) без особенных дополнительных затрат позволяют предупредить разлив, особенно в период дождей, токсических веществ на соседние территории. Высота 0,8-1 м гребней вполне обеспечивает задержку вредных потоков и их нейтрализацию.

Глина аланит имея высокое содержание кальция и щелочную реакцию (pH - 9,3) снижает на загрязненном участке кислотность металлов.

Кукурузные кочерыжки - отход крахмало-паточного производства (в 1 тонне зерновой кукурузы содержится 200 кг стержней) имеют высокую растворимость, сорбционную способность, нейтральную реакцию среды (pH - 6,9-7,1), отсутствие смол, воска, полное отсутствие тяжелых металлов и комплекс микроэлементов. Все эти показатели характеризуют кукурузные кочерыжки как идеальные органические носители. Растворяясь в послеспиртовой барде, они обогащают ее комплексом питательных веществ для развития микрофлоры почвы и одновременно размягчаясь, что не требует их предварительного измельчения (как в прототипе).

Кукурузные кочерыжки содержат 41,7% целлюлозы, 37,2% хемицеллюлозы, 8% лигнина, 0,08% жира, 1,75% протеина, БЭВ - 61,7%. При измельчении содержание протеина в кочерыжках повышается до 4,31%, БЭВ - 65,1%.

Содержащийся в аланите кальций обеспечивает снижение кислотности барды, нейтрализуя накладываемый аланитовый субстрат. Влажная среда барды и кочерыжек снижают количество пылевых частиц на загрязненных участках.

Обогащенный участок органическими веществами значительно снижает токсичность и восстанавливает плодородный слой, пригодный для возделывания сельскохозяйственных культур.

Причем восстановление загрязненных участков осуществляют на основе утилизированных отходов барды и кукурузных кочерыжек, смешивая их с местными природными цеолитсодержащими глинами. За счет добавления в аланитовый субстрат кукурузных кочерыжек улучшается аэрация участка и его фильтрация.

Пример 1: Опыты проводили в Алагирском районе РСО-А (с. Унал), где осуществлялась добыча свинцово-цинковых руд. Площадь опытного участка 0,2 га. В качестве контроля взять участок загрязненный тяжелыми металлами, превышающие ПДК: Pb - 7,5 раз, Zn - 5, Cd - 3 раза. Запыленность воздуха превышала ПДК в 2-3 раза.

На опытный участок накладывали смесь глины Аланит, с предварительно измельченными кукурузными кочерыжками в спиртовой барде в соотношении 1:1, т.е. 0,8 тонн органического вещества кочерыжек, смешанных и растворенных в 0,8 тоннах послеспиртовой барды, что составляет 20% общего объема смеси (8-10 т/га). На опытном участке (0,2 га) общая смесь составила 1,6-2 тонны. Количество кочерыжек в смеси с бардой (в соотношении 1:1) составила 20% или по 0,16-0,2 тонны.

По краям опытного участка формировали гребни высотой 0,8-1,0 м, используя местные глины различного механического состава (ирлит, Аланит, Лескенит, Диалбекулит, Тереклит), расположенных в пойме реки Терек и ее притоках. Сам нарушенный участок уплотняли катками на следующий год и высевали бобово-злаковые многолетние травы.

Пример 2: Кукурузные кочерыжки из расчета 200 кг растворяли в 200 л послеспиртовой барды. Через 2-3 дня после измельчения массу смешивали с глиной Аланит из расчета на 0,2 га - 2 т и равномерно разбрасывали на загрязненный участок. По краям участка формировали гребни как в первом примере.

Результаты опытов сведены в табл. 2.

Следовательно, природные цеолитсодержащие глины, смешанные с кукурузными кочерыжками, измельченными в послеспиртовой барде, позволяют реабилитировать нарушенные горными работами земли, снизить количество тяжелых металлов и кислотность почв (ph), без особенных затрат, с одновременной утилизацией продуктов растениеводства и спиртовой промышленности.

Способ реабилитации нарушенных земель, включающий формирование плодородного слоя с включением измельченных растительных остатков, отличающийся тем, что по краям нарушенного участка формируют гребни из цеолитсодержащих глин местного происхождения различного механического и химического состава, а сам участок покрывают слоем глины аланита в пределах 8-10 т/га, смешанным с кукурузными кочерыжками, растворенными в послеспиртовой барде в соотношении 1:1 и составляющей 20% от общего объема вносимой смеси, а на следующий год после уплотнения верхнего слоя высевают многолетние травы.