Почвогрунт Российский патент 2023 года по МПК A01G24/00 C09K17/40 

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано при получении почвогрунтов на основе техногенных песчаных материалов и отходов целлюлозно-бумажной промышленности для восстановления природного ландшафта нарушенных территорий, образовавшихся вследствие деятельности промышленных предприятий.

Техногенные песчаные материалы характеризуются недостаточным содержанием влаги и питательных веществ, что является одной из основных причин отсутствия на них растительного покрова. В результате неблагоприятных водно-физических и агрохимических свойств такие материалы непригодны для проведения биологической рекультивации и требуют специальной подготовки, обеспечивающей накопление в них влаги и питательных веществ.

Известна почвосмесь для проращивания семян и развития саженцев, (см. пат. 2528711 РФ, МПК C05F 11/08 (2006.01), 2014), содержащая 70-90% торфа и 10-30% биогумуса, полученного путем бактериальной обработки увлажненных целлюлозосодержащих отходов, в качестве которых используют скоп или гидролизат скопа.

Данная почвосмесь не предусматривает ее использования на техногенно-нарушенных территориях. Кроме того, почвосмесь характеризуется сложностью и длительностью приготовления по причине бактериальной обработки увлажненных целлюлозосодержащих отходов.

Известен также принятый в качестве прототипа почвогрунт (см. пат. 2490240, РФ, МПК C05F 11/00, 7/00 (2006.01), 2013), который содержит 80-84 мас. % техногенных песчаных компонентов в виде хвостовых отложений отходов обогащения кимберлитовых руд, 4-12 мас. % отходов целлюлозно- бумажных комбинатов в виде обезвоженного активного ила и остальное - торф.

Недостатками известного почвогрунта являются его многокомпонентный состав, а также использование в качестве отходов целлюлозно-бумажных комбинатов - активного ила, что требует его обязательного предварительного обезвоживания для получения безопасного в санитарном отношении продукта.

Изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в получении почвогрунта с повышенной влагоудерживающей способностью и повышенным содержанием элементов питания растений при меньшем числе компонентов.

Технический результат достигается тем, что почвогрунт, содержащий техногенный песчаный компонент и отход целлюлозно-бумажной промышленности, согласно изобретению, в качестве техногенного песчаного компонента почвогрунт содержит техногенно-нарушенный подзол или отход кварцевый или нефелиновый, а в качестве отхода целлюлозно-бумажной промышленности - скоп, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

техногенно-нарушенный подзол или отход кварцевый или нефелиновый 70-90 скоп 10-30

Технический результат достигается также тем, что техногенно-нарушенный подзол или отход кварцевый или нефелиновый имеют влагоудерживающую способность 118-132% и актуальную кислотность рН=3,7-7,8.

Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.

Использование техногенного песчаного компонента в виде техногенно-нарушенного подзола или отхода кварцевого или нефелинового в количестве 70-90 мас. % позволяет наиболее полно утилизировать накопленные промышленные отходы предприятий и расширить ассортимент получаемых почвогрунтов.

При содержании песчаного компонента менее 70 мас. % не обеспечиваются благоприятные условия для выращивания растений, а при содержании более 90 мас. % будет снижаться влагоудерживающая способность почвогрунта.

Использование в качестве отхода целлюлозно-бумажной промышленности - скопа в количестве 10-30 мас. % повышает влагоудерживающую способность почвогрунта и содержание элементов питания растений. Содержание скопа менее 10 мас. % приводит к недостаточной обеспеченности почвогрунта влагой и элементами питания, а содержание скопа более 30 мас. % приводит к избыточной влажности и неблагоприятным условиям произрастания растений.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в получении почвогрунта с повышенной влагоудерживающей способностью и повышенным содержанием элементов питания растений при меньшем числе компонентов.

В частном случае осуществления изобретения предпочтительны следующие режимные параметры.

Использование техногенно-нарушенного подзола или отхода кварцевого или нефелинового с влагоудерживающей способностью 118-132% и актуальной кислотностью рН=3,7-7,8 обусловлено фактическими выбросами предприятий цветной металлургии и образованием некондиционных отходов горноперерабатывающих предприятий.

Сущность и преимущества заявленного почвогрунта могут быть более наглядно проиллюстрированы следующими Примерами конкретного выполнения.

В Примерах в качестве компонентов почвогрунта используют скоп и техногенный песчаный компонент, который представлен техногенно-нарушенным подзолом или кварцевым или нефелиновым отходом с влагоудерживающей способностью 118-132% и актуальной кислотностью рН 3,7-7,8. Для оценки полученных почвогрунтов определяли их влагоудерживающую способность, актуальную кислотность рН водной вытяжки через 7 суток, влажность и содержание доступных для растений элементов питания -кальция, магния, натрия и фосфора. Затем проводили посев в приготовленный почвогрунт семян горчицы белой и бархатцев прямостоячих.

Используемые компоненты почвогрунта имеют следующие характеристики.

Техногенно-нарушенный подзол берут с влагоудерживающей способностью 132%, актуальной кислотностью рН 3,7, влажностью 14,5% и содержанием: кальция 0,045 г/кг, магния 0,001 г/кг, натрия 0,005 г/кг и фосфора 0,001 г/кг.

Кварцевый отход берут с влагоудерживающей способностью 118%, актуальной кислотностью рН 7,8, влажностью 18,2% и содержанием: кальция 0,65 г/кг, магния 0,015 г/кг, натрия 0,02 г/кг и фосфора 0,03 мг/кг.

Нефелиновый отход берут с влагоудерживающей способностью 124%, актуальной кислотностью рН 7,2, влажностью 22,7% и содержанием: кальция 0,15 г/кг, магния 0,013 г/кг, натрия 1,0 г/кг и фосфора 0,09 г/кг.

Отход целлюлозно-бумажной промышленности в виде скопа предварительно просушивают при комнатной температуре 18-20°С до воздушно-сухого состояния и измельчают до крупности 3 мм. Просушенный и измельченный отход смешивают с подзолом или кварцевым или нефелиновым отходом в указанных соотношениях.

Оценку плодородности полученных почвогрунтов проводили с учетом всхожести семян горчицы белой и суммарной площади листовых пластин бархатцев прямостоячих.

Семена горчицы белой в количестве по 30 штук помещали в пластиковые контейнеры с приготовленным увлажненным почвогрунтом. Проращивание производили при температуре 20-22°С в течение 10 дней. Ежедневно семена проверяли на прорастание и состояние увлажненности, при необходимости почвогрунт смачивали водой комнатной температуры, не допуская переувлажнения. После завершения периода выращивания по количеству семян, проросших на десятые сутки, рассчитывали всхожесть от исходного количества семян.

Семена бархатцев прямостоячих проращивали на фильтровальной бумаге в чашках Петри в течение трех дней. Затем в количестве по 3 штуки помещали в предварительно увлажненный почвогрунт и проращивали при температуре 20-22°С в течение 21 дня. Ежедневно семена также проверяли на прорастание и состояние увлажненности, при необходимости смачивали почвогрунт водой комнатной температуры, не допуская переувлажнения. После завершения периода выращивания определяли суммарную площадь листовых пластин каждого растения.

В Таблице 1 приведены Примеры 1-8 составов почвогрунта согласно изобретению, а в Таблице 2 указаны свойства и плодородность почвогрунтов согласно Примерам 1-8.

Из вышеприведенных Примеров видно, что предлагаемый согласно изобретению почвогрунт является плодородным, имеет повышенную влагоудерживаюшую способность и повышенное содержание элементов питания растений при меньшем числе компонентов почвогрунта.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано при получении почвогрунтов на основе техногенных песчаных материалов и отходов целлюлозно-бумажной промышленности для восстановления природного ландшафта нарушенных территорий, образовавшихся вследствие деятельности промышленных предприятий. Почвогрунт содержит в качестве техногенного песчаного компонента техногенно-нарушенный подзол или отход кварцевый или нефелиновый в количестве 70-90 мас.%, а в качестве отхода целлюлозно-бумажной промышленности - скоп в количестве 10-30 мас.%. Техническим результатом является получение почвогрунта, который является плодородным, имеет повышенную влагоудерживающую способность и повышенное содержание элементов питания растений при меньшем числе компонентов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Почвогрунт, содержащий техногенный песчаный компонент и отход целлюлозно-бумажной промышленности, отличающийся тем, что в качестве техногенного песчаного компонента почвогрунт содержит техногенно-нарушенный подзол или отход кварцевый или нефелиновый, а в качестве отхода целлюлозно-бумажной промышленности - скоп при следующем соотношении компонентов, мас.%:

техногенно-нарушенный подзол или отход кварцевый или нефелиновый 70-90 скоп 10-30

2. Почвогрунт по п. 1, отличающийся тем, что техногенно-нарушенный подзол или отход кварцевый или нефелиновый имеют влагоудерживаюшую способность 118-132% и актуальную кислотность pH=3,7-7,8.