СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ Российский патент 2010 года по МПК G09C1/10 C12N1/26 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для рекультивации загрязненных нефтепродуктами почв или в области ликвидации нефтяных загрязнений почв.

Известен способ очистки почв, загрязненных нефтепродуктами (см. п. РФ 2309808 кл. В09С 1/10, 2008 г.), в котором отобранную с загрязненного участка почву пропаривают с добавлением соды и поверхностно-активных веществ. Пропаренную почву смешивают с торфом и удобрениями, после чего добавляют в полученную смесь нефтеокисляющие аэробные микроорганизмы и подготовленную смесь помещают в биобарабан, в котором осуществляют обработку смеси при постоянном перемешивании с добавлением подогретого воздуха, поддерживая температуру обрабатываемой смеси не ниже 160°С в течение суток. После этого смесь удаляют из барабана и выдерживают в гуртах в течение 2-3 месяцев, после чего осуществляют возврат обработанной почвы.

Недостатком известного способа обработки загрязненного участка почвы является сложность, т.к. необходимо проводить пропаривание с добавлением соды и поверхностно-активных веществ.

Так же известно техническое решение (см. п. 2297128, кл. В09С 1/10, 2007 - прототип), где осуществляют обследование участка, внесение удобрений и фосфогипса, вспашку и посев сельскохозяйственных культур.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности восстановления почв, загрязненных нефтью. Данный метод неудобен из-за необходимости введения нефтеокисляющих микроорганизмов в виде бактериального препарата «Девройл», надо иметь профессиональное оборудование. Недостатком прототипа является отсутствие возможности восстановления почв, загрязненных нефтью, а также то, что данная технология слишком трудоемкая и энергетически затратная.

Техническим решением задачи является повышение эффективности восстановленных почв, загрязненных нефтепродуктами, за счет снижения трудозатрат и энергоемкости.

Поставленная задача достигается тем, что способ рекультивации почв, загрязненных нефтью, включающий обследование участка, внесение удобрений, вспашку и посев сельскохозяйственных культур, в фосфогипс добавляют при первом внесении по поверхности загрязненного участка песок в соотношении 2:1, наносят на поверхность почвы слоем 1,0-1,5 см в первый год 3-4 раза через 1 месяц, начиная со второй половины апреля и до середины августа, а осенью на поверхность почвы разбрасывают слоем до 1,5 см компост, состоящий из фосфогипса и перегноя отходов крупного рогатого скота при соотношении 1:7; весной в почву вносят смесь, состоящую из минеральных удобрений и фосфогипса, взятых в соотношении 1:5; участок вспахивают, готовят к посеву; посев овса проводят на рекультивируемом участке.

Способ рекультивации почв, загрязненных нефтью, отличается тем, что минеральные удобрения состоят из азота, фосфора и калия, взятых в равных частях.

Новизна заявленного предложения обусловлена тем, что загрязненная почва не вывозится, норма внесения мелиорантов определяется с учетом разлитой нефти, агрономической оценки почвы до разлива, продолжительности нахождения нефти на поверхности почвы. Заявленный способ подходит для рекультивации загрязненных нефтью почв или в области ликвидации нефтяных загрязнений почв.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое решение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Пример конкретного осуществления способа рекультивации почв, загрязненных нефтью с использованием дегидратного фосфогипса

Для проведения опыта использовались участки полей севооборота хозяйства «Заветы Ильича» Ленинградского района, загрязненные нефтью. Опыт проводился в 2005 г.

Предлагаемый способ рекультивации загрязненных нефтью почв осуществляется следующим образом.

Предварительно обследовали два участка площадью 1 га каждый. Первый и второй участок были проанализированы на содержание гумуса и нефтепродуктов. По данным исследований было установлено, что первый участок можно отнести к невысокой мощности горизонту 4,2%, что соответствует агрохимическим нормам; на втором участке, где была разлита нефть из расчета 15 л/м² нефти, содержание гумуса составило 2,1%, что можно отнести к слабогумусному горизонту, и содержание нефтепродуктов составило 8200 мг/кг.

Затем разбрасывают фосфогипсово-песчаную смесь в соотношении 2:1. Такое соотношение обеспечивает наилучшую сорбционную емкость. При присутствии в почве частиц песка легкие фракции нефти будут образовывать силанольные соединения. Напитывая песок почвы своими фракциями и реагируя с почвенными агрегатами, легкие нефти заменяют оболочку в мицелле почвенной частицы на составляющие своих фракций.

Нижний подвижный слой подпочвы, не затронутый нефтью, но расположенный на границе с загрязненным участком, будет иметь частичную буферную емкость, недостаток кислорода и определенный процент отмирания бактерий. Более нижние слои будут сохранять буфферность и воду с находящимся в ней кислородом.

При внесении фосфогипса и его перемешивании с почвой происходят реакции, протекающие в основном в кислой среде: преобразование фракций нефти с разрушением фракционной цепочки и выделением газа, включая сероводород, а также углекислый газ. Фосфогипс, обладая кислой реакцией, частично будет способствовать отделению воды от нефтяных фракций, для поддержания окислительно-восстановительных функций почвы.

Нефть по своему составу есть соединение, включающее соединенные нефти, циклопарафины, нефтены, ароматические углеводороды, также соединения ароматические с гетероатомами. Также в составе нефти присутствуют соединения серы, микроэлементов (тяжелые металлы).

При перемешивании субстрата под воздействием кислорода воздуха происходят реакции разрушения или перегруппировки фракционного состава нефти.

При механическом воздействии (перепашка и внесение фосфогипса) происходит перемешивание слоев. При этом почвенные частицы, насыщенные фракциями нефти, будут взаимодействовать с неповрежденными, снимая давление загрязнения на субстрат. При сохранении кислой реакции будет происходить дальнейший распад органической составляющей нефти. Помимо этого произойдет уравновешивание окислительно-восстановительного потенциала и реакция дыхания почвы будет возобновлена. Поглощение почвой СО₂ и тем самым отравление ее будет уменьшено.

Если взять смесь с другим соотношением, то будет происходить сильный процесс гидрогенизации, но процесс сорбции не будет идти, и влияние нефтяного пятна будет оставаться локальным. Данный компост разбрасывают слоем 1,0-1,5 см и перемешивают с загрязненным субстратом путем перепашки всей площади на глубину ее загрязнения нефтепродуктами. Так как компост вносят 3-4 раза через 1 месяц, начиная со второй половины апреля по середину августа, то это позволяет почве постепенно взаимодействовать с загрязненным участком послойно. Так как запашка идет на 12-15 см, то идет перемешивание с целью улучшения аэрации субстрата и усиления испарения воды с растворимыми в ней легкими фракциями нефти.

Осенью по поверхности загрязненного участка разбрасывается компост слоем 1,0-1,5 см, состоящим из фосфогипса и перегноя отходов КРС при соотношении 1:7. Данная пропорция обусловлена тем, что кислая среда фосфогипса будет продолжать воздействовать на фракционный состав нефти, а вот отходы КРС будут привносить в почву органическое удобрение, бактерии. Если в почву внести смесь с обратным соотношением перегноя КРС и фосфогипса, то не произойдет развитие бактерий и формирование микрофлоры. Рекультивируемый участок был проанализирован на содержание нефтепродуктов и гумуса, которые составили от 920 до 1130 мг/кг и 3,5% соответственно.

Весной в почву вносят смесь, состоящую из минеральных удобрений азота, фосфора и калия в равных количествах и фосфогипса, взятых в соотношении 1:5. Минеральные удобрения первыми будут участвовать в реакции и питании растений, фосфогипс вносится как мелиорант и уже как минеральное удобрение продолжительного действия. Почву вспахивают на глубину 12-15 см.

Проводят посев овса из расчета 2 ц семян/ Га. Урожай травостоя составил 1,8 т/Га воздушно-сухой массы.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для рекультивации загрязненных нефтью почв или в области ликвидации нефтяных загрязнений почв. Способ включает обследование участка, внесение удобрений, вспашку и посев сельскохозяйственных культур. Причем согласно способу в фосфогипс добавляют песок в соотношении 2:1 и полученную смесь наносят на поверхность почвы слоем 10-15 см в первый год 3-4 раза через 1 месяц, начиная со второй половины апреля и до середины октября, исключая холодный дождливый период, а осенью на поверхность почвы разбрасывают компост слоем 10-15 см, состоящим из фосфогипса и перегноя отходов крупного рогатого скота в соотношении 1:7, весной в почву вносят смесь, состоящую из минеральных удобрений и фосфогипса, взятых в соотношении 1:5, почву вспахивают и проводят посев овса. Изобретение позволяет повысить эффективность восстановления почв, загрязненных нефтепродуктами. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ рекультивации почв, загрязненных нефтью, включающий обследование участка, внесение удобрений, вспашку и посев сельскохозяйственных культур, отличающийся тем, что в фосфогипс добавляют песок в соотношении 2:1 и полученную смесь наносят на поверхность почвы слоем 10-15 см в первый год 3-4 раза через 1 месяц, начиная со второй половины апреля и до середины октября, исключая холодный дождливый период, а осенью на поверхность почвы разбрасывают компост слоем 10-15 см, состоящим из фосфогипса и перегноя отходов крупного рогатого скота в соотношении 1:7, весной в почву вносят смесь, состоящую из минеральных удобрений и фосфогипса, взятых в соотношении 1:5, почву вспахивают и проводят посев овса.

2. Способ рекультивации почв, загрязненных нефтью по п.1, отличающийся тем, что минеральные удобрения состоят из азота, фосфора и калия, взятых в равных частях.