СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОАКТИВНЫМИ НУКЛИДАМИ Российский патент 2016 года по МПК A01B79/02 B09C1/00 G21F9/34 

Изобретение относится к способам очистки почв, загрязненных тяжелыми металлами и радионуклидами, и может найти применение при дезактивации токсических территорий.

Известен способ, при котором осуществляют снижение токсичности почв с помощью растений, сорбирующих токсические вещества (а.с.№1780436, опубликованное 30.07.1994, МПК G21F 9/34).

Известный способ недостаточно эффективный, так как за один сезон уровень загрязнения почв снижается всего лишь на 3-8%.

Известен также способ, при котором уровень радиоактивности почв снижается за счет посева растений семейства бобовых - вики (Vicia L), который позволяет снизить токсичность более чем на 20% (патент №2104810 от 20.02.1998 г., МПК В09С 1/00, G21F 9/28).

Однако применение фитосорбента недостаточно эффективно, поскольку за один вегетационный период накапливается небольшая надземная масса. Способ усложняется и тем, что для очистки почв необходимо ежегодно осуществлять посев семенами, которые повышают затраты на реализацию технического решения.

Известен способ дезактивации почв, при котором высевают многолетние травы, обладающие сорбционной способностью поглощать радиоактивные вещества (патент №2033647 от 20.04.1995, МПК G21F 9/34).

Указанный способ также малоэффективный, поскольку извлекает недостаточное количество радионуклидов.

Наиболее близким техническим решением является способ, в котором на загрязненном участке высевают растения вязеля пестрого (Caronilla Varia L.) из семейства бобовых (Lequminosae), которое скашивают в фазе максимального развития, покрывая слоем цеолитсодержащей глины с последующим запахиванием в почву (патент №2316923 от 20.02.2008 г., МПК АО1В 79/02).

Способ-прототип не может быть использован для почв, загрязненных радионуклидами - стронцием, цезием и другими, которые остаются в почве вместе с корневыми остатками и запахиваемой биомассой, что малоэффективно при дезактивации токсических земель.

Технический результат - повышение дезактивации токсических почв.

Техническое решение достигается тем, что на загрязненных радионуклидами участках высевают многолетнюю бобовую культуру - вязель пестрый (Caronilla Varia L.) и в конце вегетации в первый год жизни надземную массу скашивают, утилизируют и на поверхности скошенного участка располагают слой цеолитсодержащей глины - аланит в количестве 4-5 т/га, а на следующий год отрастающую массу скашивают дважды: в период бутонизации и перед уходом в зиму, утилизируя массу и покрывая аланитом скошенный участок в количестве 2-3 т/га.

Способ осуществляется следующим образом. Вязель пестрый в отличие от известной вики и других бобовых, высеваемых на радионуклидных загрязненных почвах, имеет корнеотпрысковую систему и размножается как семенами, так и вегетативно (корнеотпрысками), покрывая весь участок отросшими стеблями и тем самым сохраняя почву от испарения с одновременным уничтожением сорной растительности. Высокая облиственность растений (более 60% от общей надземной массы) и множество корневых ответвлений позволяют ассимилировать значительное количество радиоактивных веществ из почвы и воздуха. В год посева количество сорбированных радионуклидов составляет около 30%.

Скошенную массу в конце вегетации удаляют с участка и утилизируют, после чего его покрывают слоем местной цеолитсодержащей глиной Аланит, содержащей более 30% кальция, а также микроэлементы, железо, магний, кремний, алюминий и другие. Реакция среды аланита (рН) составляет 9,3. Кроме сорбции участок обогащается питательными веществами глины аланит и биологическим азотом растений вязеля. Высеваемые растения вязеля, покрываемые аланитом, повышают свою зимостойкость за счет внесенных на поверхность глин после их укоса. На следующий год (2-ой год жизни) растения вязеля развивают мощную надземную массу до 50 т/га, ассимилируя до 50% нуклеотидов, находящихся в почве. В фазу максимального развития (фаза бутонизации) массу скашивают, не допуская фазы цветения, так как вязель насекомоопыляемая культура и может с помощью энтомофауны переносить зараженную пыльцу радионуклидами на другие участки (в частности, пчелы, могут перенести часть радиоактивных веществ в мед). Скошенную массу вновь утилизируют и в конце вегетации, перед уходом в зиму, участок покрывают слоем аланита в пределах 4-5 см. В первый год жизни растений содержание радионуклидов Sr⁹⁰ сокращается за счет сорбционной способности культуры вязеля и покрытия ее слоем цеолитсодержащей глины от 0,72 до предельно допустимых концентраций 0,42 мкЗв/час, на второй год с 0,61 до 0,38 мкЗв/ч и на третий год от 0,42 до 0,24 мкЗв/час. У цезия (Cs ¹³⁷) отмечены снижения радиации от 0,84 до 0,72 мкЗв/час, в первый год, а во втором году - до предельно допустимых концентраций.

Пример. На загрязненном радионуклидами участке площадью 0,5 га весной высевали вязель пестрый в количестве 15 кг/га. В конце вегетации массу скашивали, сгребали, вывозили и утилизировали в специальных траншеях глубиной 60-70 см. Перед уходом в зиму (конец октября) на поверхность участка наносили измельченную глину Аланит - местного происхождения в дозе 4-5 т/га, разбрасывая равномерно на загрязненной территории слоем 4-5 см.

На следующий год в фазе бутонизации (1 укос) биомассу вязеля скашивают сенокосилкой, утилизируют. Перед уходом в зиму скошенный травостой вязеля покрывают слоем 2-3 см из расчета 2-3 т/га.

Результаты опытов сведены в таблицу (в микрозивертах в час, - мкЗв/час)

Результаты приведенных данных свидетельствуют о том, что за счет сорбционных свойств вязеля пестрого и цеолитсодержащих глин Аланит местного происхождения можно снизить загрязненность почвы радионуклидами в 2-3 раза.

Изобретение относится к экологии и может найти применение при дезактивации токсических территорий. Для дезактивации почв, загрязненных радиоактивными нуклидами, сеют сорбирующую культуру вязеля пестрого, скашивают надземную биомассу и покрывают ее слоем цеолитсодержащей глины аланит. В первый год скашивают надземную массу, утилизируют ее и на поверхности скошенного участка располагают слой глины аланит в количестве 4-5 т/га. На следующий год надземную массу в фазе бутонизации скашивают и утилизируют, а перед уходом в зиму скашивают надземную биомассу и покрывают скошенный участок аланитом в количестве 2-3 т/га. Изобретение позволяет с помощью сорбционных свойств вязеля и цеолитсодержащей глины снизить радиоактивность почвы на 38-48%. 1 табл., 1 пр.

Способ дезактивации почв, загрязненных радиоактивными нуклидами, включающий посев сорбирующей культуры вязеля пестрого, скашивание надземной биомассы и покрытие ее слоем цеолитсодержащей глины аланит, отличающийся тем, что в первый год скашивают надземную массу, утилизируют ее и на поверхности скошенного участка располагают слой глины аланит в количестве 4-5 т/га, на следующей год в фазе бутонизации надземную массу скашивают и утилизируют, перед уходом в зиму скашивают надземную биомассу и покрывают скошенный участок аланитом в количестве 2-3 т/га.