СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПРОДУКТАМИ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО РАЗЛОЖЕНИЯ КОЖНО-НАРЫВНЫХ ОТРАВЛЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 2002 года по МПК B09C1/00 

Изобретение относится к природоохранным технологиям и предназначено для восстановления загрязненных почв.

Обеззараживание почв от продуктов природного и техногенного разложения кожно-нарывных отравляющих веществ (0В) является актуальной научно-технической задачей. На объектах хранения и уничтожения 0В почва местами загрязнена продуктами разложения иприта и люизита: серу-, хлор- и мышьяксодержащими соединениями. Под воздействием различных природных факторов возможно расширение территории загрязнения - эрозия почв, проникновение в водоносные слои. На объектах по хранению и уничтожению химического оружия возможны аварийные ситуации с образованием загрязненных территорий. Общее содержание загрязняющих веществ в почве может быть большим, но только увеличение содержания водорастворимых форм создает угрозу организму.

Известен способ иммобилизации загрязненных почв с использованием цемента [1]. Способ позволяет фиксировать и хранить зараженный грунт.

Оригинальным способом, позволяющим фиксировать загрязнитель непосредственно в грунте, является остекловывание [2]. К молибденовым электродам, установленным в грунте, подводится электроэнергия. В данном участке грунта достигается Т=2000^oC, в результате органические примеси пиролизуются и мигрируют к поверхности, где улавливаются системами очистки отходящих газов. Неорганические материалы фиксируются в расплаве.

Распространен способ термического обезвреживания во вращающихся печах при Т=1200-1300^oС [3].

Известен способ экстракции с использованием суперкритических газов [4]. В условиях температур выше 370^oС и давлении более 200 атм возрастает экстрагирующая способность растворителей (например, воды) и достигается высокая эффективность разделения веществ ионного характера.

При плазмохимической обработке [5] необходимо обеспечение такой дисперсии твердых частиц 0В, при которой достигается его разложение за 1-10 с при Т= 3000-10000К. Плазмообразующий газ может выступать в роли как теплоносителя, так и источника высокореакционных соединений и частиц, способных обеззараживать почву.

Общим недостатком всех перечисленных способов [1-5] является необходимость выемки грунта с последующей дорогостоящей обработкой, которая не улучшает плодородие почвы.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ транслокации пестицидов пастбищными травами [6] (прототип). Сущность способа заключается в использовании растений для извлечения органических соединений из загрязненной инсектицидами почвы. Для этой цели применяют культурные растения: соя, сорго, клевер, рожь, ячмень и др., которые по разному очищали почву от загрязнителей. Недостатком данного способа является незначительная степень извлечения органических соединений из загрязненной почвы и ограниченная область применения.

Техническая задача, поставленная перед изобретением, заключается в использовании растений, устойчивых к загрязнителям, соответствующих климатическим условиям района (п.г.т. Горный Саратовской области), характеризующихся регулярно высокой продукцией зеленной массы и эффективным извлечением загрязнителей, а также быстрой готовностью к первому скашиванию и возможностью получения двух укосов за сезон.

Поставленная задача решается тем, что в качестве растений используют подсолнечник, суданскую траву, сорго, семена которых предварительно замачивают в течение суток в растворе фитогормона, подсушивают и высевают на участках загрязнения, затем через 30-40 дней скашивают растения с извлечением корней и определяют количество загрязнителей в почве и полученном материале, после чего его сжигают в установленном месте на специально сконструированной установке.

Данный способ позволяет увеличить степень извлечения по сравнению с прототипом в 1,2-1,8 раз и может использоваться на больших площадях загрязнения, дешев, экологически безопасен.

Микрополевые исследования проводят в условиях, имитирующих почвы промышленной зоны п. г.т. Горный. Почву заражали реакционной массой (РМ), полученной при нейтрализации иприта длительного хранения смесью моноэтаноламина и этиленгликоля по утвержденной технологии и арсенитом натрия, полученным при нейтрализации люизита водным раствором гидроксида натрия по утвержденной технологии.

Определяют приемлемые для фиторемедиации концентрации загрязнителей. Установлено, что концентрация для РМ составляет 2 мг/кг почвы, а для арсенита натрия в пересчете на мышьяк 10-100 мг/кг почвы, более высокие концентрации загрязнителя угнетают рост растений. В проведенных экспериментах концентрации являются начальными.

Сущность способа заключается в следующем. В качестве фитогормона используют раствор индолилуксусной кислоты (ИУК) с концентрацией 1•10^-5-1•10^-7 г/л.

Пример 1. Семена растений замачивают в течение суток в растворе ИУК с концентрацией 1•10^-5 г/л, подсушивают и высаживают в почву в соответствии с агротехническими требованиями. Через 30-40 дней растения скашивают, извлекают корни и определяют загрязнитель в почве и полученном материале, после чего его сжигают в установленном месте на специально сконструированной установке.

Пример 2. Семена растений замачивают в течение суток в растворе ИУК с концентрацией 1•10^-7 г/л, далее аналогично примеру 1.

Результаты анализов приведены в табл. 1-2, из которых следует, что наиболее эффективной является концентрация ИУК 1•10^-5 г/л.

Достаточность фиторемедиации почв определяется соответствием результатов аналитического контроля образцов почвы предъявляемым требованиям [7].

Анализы на содержание компонентов РМ иприта проводились на ГХ HP 5890 Series II с атомно-эмиссионным детектором, анализы на содержание мышьяка по утвержденным методикам [8-10].

Предложенный способ эффективен при очистке больших территорий от загрязнителей и позволяет проводить восстановление почвы с наименьшими затратами.

Литература
1. Grubl W.E.J. Air Waste Manag. Assoc, 1990, V. 40, 3, p. 310-316.

2. Freсman H.M., Olexey R.A.J. Air Waste Manag. Assoc., 1986, V. 36, 1, p. 67.

3. Пат. США 4236464, МКИ 3 F 23 G 7/04.

4. Пичугин А. А. , Тарасов В.В. Успехи химии 1991, Т. 60, вып. 11, с. 2412-2421.

5. Крапивина С.А. Плазмохимические технологические процессы Л.: Химия, 1981, 148с.

6. Singh G., Dowman A., Higginson F.R.J. Environ. Sci. Health [B], 1992 Dec; 27(6): 711-728.

7. Энциклопедия "Экометрия". Серия справочных изданий под ред. проф. Л. К. Исакова. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. С-П., 1998.

8. Временные методические рекомендации по контролю загрязнений почв. М.: Гидрометеоиздат, 1983.

9. ГОСТ 26926-86 Продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения токсичных элементов.

10. ГОСТ 26930-86 Продукты пищевые. Метод определения мышьяка.

Изобретение относится к природоохранным технологиям и предназначено для восстановления загрязненных почв. Для очистки почв используют сельскохозяйственные растения: сорго, суданскую траву и подсолнечник. Их семена предварительно замачивают в течение суток в растворе фитогормона, подсушивают и высеивают на участок загрязнения. Через 30-40 дней растения скашивают с извлечением корней и определяют количество загрязнителей в почве и полученном материале, после чего его сжигают. В качестве фитогормона используют раствор индолилуксусной кислоты с концентрацией 1•10^-5-1•10^-7 г/л. Технический эффект - увеличение степени извлечения водорастворимых компонентов реакционных масс иприта и люизита из загрязненных почв. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ очистки почв, загрязненных продуктами природного и техногенного разложения кожно-нарывных отравляющих веществ, включающий использование растений, способных извлекать загрязнители из почвы, отличающийся тем, что в качестве растений используют подсолнечник, сорго и суданскую траву, семена которых предварительно замачивают в течение суток в растворе фитогормона, подсушивают и высеивают на участок загрязнения, через 30-40 дней растения скашивают с извлечением корней и определяют количество загрязнителей в почве и полученном материале, после чего его сжигают. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фитогормона используют раствор индолилуксусной кислоты с концентрацией 1•10^-5-1•10^-7 г/л.