СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЧВЫ ОТ ТЕХНОГЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Российский патент 2006 года по МПК B09C1/00 A01B79/02 G21F9/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, охране окружающей среды, а именно, к снижению в почве удельной активности ¹³⁷Cs в почве.

Известен способ снижения ¹³⁷Cs в почве в результате переворачивания загрязненного слоя почвы при глубокой вспашке [1].

Недостатком данного способа является закрытие загрязненного верхнего слоя почвы менее загрязненным нижним слоем. При этом загрязненный слой почвы и заключенный в нем радиоактивный цезий остаются доступными для корневой системы большинства растений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ снижения концентрации тяжелых металлов (ТМ) в почве посредством выращивания рапса, растения, обладающего способностью накапливать в своей биомассе ТМ [2]. По этому способу на почве, загрязненной ТМ, выращивают рапс. В конце вегетации удаляют всю биомассу растения - и корни, и надземные органы. Отторжение биомассы растений из почвы способствует снижению в почве таких ТМ, как кадмий, кобальт, свинец, никель, железо.

Недостатком способа является то, что он не обеспечивает эффективного снижения в почве основного дозообразующего радионуклида - ¹³⁷Cs.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в снижении уровня удельной активности ¹³⁷Cs в почве.

Это достигается тем, что в способе очистки почвы от техногенных загрязнений, заключающемся в выращивании на загрязненной почве растений-накопителей и отчуждении всей биомассы растений из почвы в конце вегетационного периода, в отличие от прототипа почву очищают от ¹³⁷Cs, в качестве растений-накопителей используют чечевицу или топинамбур, которые выращивают в течение трех вегетационных периодов подряд, а степень очистки почвы определяют по формуле:

Сη=(Сн-Сп/Сн)·100 (%),

где Сη - степень очистки почвы,

Сн - уровень ¹³⁷Cs в почве до посадки растений,

Сп - уровень ¹³⁷Cs в почве после изъятия всей биомассы растений из почвы в конце вегетации.

Способ осуществляется следующим образом. На радиационно-загрязненной почве в продолжение трех вегетационных периодов подряд выращиваются растения, способные накапливать ¹³⁷Cs - чечевица и топинамбур. В конце каждого вегетационного периода вся биомасса растений отчуждается из почвы. Максимальное снижение уровня ¹³⁷Cs происходит через три года культивирования растений (таблица 1).

Таблица 1
Снижение уровня удельной активности ¹³⁷Cs в почве (в %% от первоначального количества) ВариантыСроки культивирования растений (годы)1234Контроль (без растений)0-2,51,1-12,73,3-26,34,1-27,8Почва после рапса (прототип)2,2-2,525,7-26,026,7-27,227,1-36,5Почва после топинамбура10,8-21,323,0-25,539,6-42,722,2-47,8Почва после чечевицы2,6-4,917,7-29,834,6-47,322,5-42,9

В почве после выращивания топинамбура уровень ¹³⁷Cs снизился через три года на 39,6-42,7%, после чечевицы - на 34,6-47,3%. В почве после рапса за этот срок уровень ¹³⁷Cs снизился в 1,3-1,7 раз меньше. При увеличении срока культивирования растений до 4-х лет снижение уровня ¹³⁷Cs в почве существенно не меняется.

Степень очистки почвы после культивирования растений меняется следующим образом (таблица 2).

Таблица 2
Степень очистки почвы (в %%, min-max)ВариантыСроки отбора проб1234Контроль (без растений)0-2,50,1-7,60,9-12,90,1-2,1Почва после рапса (прототип)2,2-2,52,2-2,800,0-1,00,0-21,2Почва после топинамбура10,8-21,312,6-14,619,7-21,214,8-16,7Почва после чечевицы2,6-4,92,7-9,112,8-20,66,9-17.2

Максимальная степень очистки почвы наблюдается в вариантах с топинамбуром и чечевицей после третьего срока культивирования растений.

Примеры расчета степени очистки почвы (на примере чечевицы):

Первый срок культивирования - уровень ¹³⁷Cs в почве до посадки растения Сн=210,4-977,8 Бк/кг. Уровень ¹³⁷Cs в почве после изъятия всей биомассы растения из почвы в конце вегетационного периода Сп=200,1-952,2 Бк/кг.

Степень очистки почвы Сη=(977,8-952,2)/977,8·100=2,6% (минимальное значение); Сη=(210,4-200,1)/210,4·100=4,9% (максимальное значение).

Второй срок культивирования - уровень ¹³⁷Cs в почве до посадки растения Сн=190,4-705,8 Бк/кг.

Уровень ¹³⁷Cs в почве после изъятия всей биомассы растения из почвы в конце вегетационного периода Сп=173,1-686,7 Бк/кг.

Степень очистки почвы Сη=(705,8-б86,7)/705,8·100=2,7% (минимальное значение); Сη=(190,4-173,1)/190,4·100=9,1% (максимальное значение).

Третий срок культивирования - уровень ¹³⁷Cs в почве до посадки растения Сн=158,0-643,1 Бк/кг.

Уровень ¹³⁷Cs в почве после изъятия всей биомассы растения из почвы в конце вегетационного периода Сп=137,7-510,3 Бк/кг.

Степень очистки почвы Сη=(643,1-510,3)/643,1·100=20,6% (максимальное значение); Сη=(158,0-137,7)/158,0·100=12,8% (минимальное значение).

Четвертый срок культивирования - уровень ¹³⁷Cs в почве до посадки растения Сн=175,3-674,0 Бк/кг.

Уровень ¹³⁷Cs в почве после изъятия всей биомассы растения из почвы в конце вегетационного периода Сп=163,2-558,1 Бк/кг.

Степень очистки почвы Сη=(674,0-558,1)/674,0·100=17,2% (максимальное значение); Сη=(175,3-163,2)/175,3·100==6,9% (минимальное значение).

Данный способ позволяет снизить удельную активность ¹³⁷Cs в почве, тем самым очистить ее от радионуклидов, дает возможность получать экологически чистую растительную продукцию, уменьшить внешнее и внутреннее облучение людей.

Источники информации

1. Руководство по ведению сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения части территории РСФСР, Украинской ССР и Белорусской ССР на период 1988-1990 г.г., М.: АгроНИИТИИТЭ, 1998, 41 с.

2. B.C.Громова, В.В.Сафронов. Использование растений для очистки почв от техногенных загрязнений - Липецк: ЛГТУ // Экология РФ, №1, 1998 (прототип).

Изобретение относится к сельскому хозяйству, охране окружающей среды, а именно, к снижению содержания в почве ¹³⁷Cs. Способ очистки почвы от ¹³⁷Cs включает выращивание на загрязненной почве в течение трех вегетационных периодов подряд растений-накопителей, в качестве которых используют чечевицу и топинамбур, и отчуждение всей биомассы растений из почвы в конце вегетационного периода. Степень очистки почвы определяют по формуле: Сη=(Сн-Сп/Сн)·100 (%), где Cη - степень очистки почвы, Сн - уровень ¹³⁷Cs в почве до посадки растений, Сп - уровень ¹³⁷Cs в почве после изъятия всей биомассы растений из почвы в конце вегетации. Технический эффект - снижение удельной активности ¹³⁷Cs в почве, очистка ее от радионуклидов, возможность получения экологически чистой растительной продукции, уменьшение внешнего и внутреннего облучения людей. 2 табл.

Способ очистки почвы от техногенных загрязнений, заключающийся в выращивании на загрязненной почве растений-накопителей и отчуждении всей биомассы растений из почвы в конце вегетационного периода, отличающийся тем, что почву очищают от ¹³⁷Cs, в качестве растений-накопителей используют чечевицу или топинамбур, которые выращивают в течение трех вегетационных периодов подряд, а степень очистки почвы определяют по формуле

Сη=(Сн-Сп/Сн)·100 (%),

где Сη - степень очистки почвы;

Сн - уровень ¹³⁷Cs в почве до посадки растений;

Сп - уровень ¹³⁷Cs в почве после изъятия всей биомассы растений из почвы в конце вегетации.