Почвогрунт для рекультивации нарушенных территорий Российский патент 2024 года по МПК A01G24/17 A01G24/28 C05G3/00 C05F17/50 C05F11/00 

Описание патента на изобретение RU2828747C1

Изобретение относится к охране окружающей среды, лесовосстановлению, сельскохозяйственной биотехнологии и экологии и может быть использовано для поддержания плодородия почв и восстановления или создания почвенного покрова на нарушенных территориях.

Известен способ получения техногенного почвогрунта и техногенный почвогрунт (патент РФ №2497784). Недостатком указанного способа является высокая изменчивость концентраций поллютантов в объеме золошлаков и осадков сточных вод, что требует их тщательного контроля входного сырья и конечного продукта.

Известен состав искусственной почвы (патент РФ №2301249). В качестве влагоемкого материала почва содержит торф любого типа и степени разложения, а в качестве биологически активного вещества - нетоксичный технический углерод древесного происхождения, причем соотношение торфа и технического углерода по объему составляет 40-60%. Недостатком указанного состава является то, что производство технического углерода - энергоемкий процесс, а его доля в продукте очень высока.

В аналогичном составе искусственной почвы (патент РФ №2301825) в качестве влагоемкого материала представлен сапропель, а в качестве биологически активного вещества - нетоксичный экологически чистый технический углерод древесного происхождения, причем содержание технического углерода по объему составляет 20-40%. Недостатком указанного состава является то, что производство такой искусственной почвы возможно только рядом с источниками сапропеля и техническим углеродом древесного происхождения.

Задачей и ожидаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является создание новой композиции почвогрунта на основе компоста из пищевых отходов для создания плодородного слоя на территориях с их отсутствием или на территориях, подвергшихся загрязнениям, препятствующим самовозобновлению растительности без проведения биоремемедиации - проливы нефти, пластовых вод и т.п.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются благодаря тому, что почвогрунт для рекультивации нарушенных территорий, содержащий компост, торф, природный суглинок и/или песок, согласно изобретению дополнительно содержит молотый доменный шлак, торф используют низинный с нейтральной реакцией, а компост получают аэробным биотермическим компостированием пищевых отходов в смеси с древесной щепой в климатической камере под полупроницаемой мембраной, подгрохотная фракция после сепарации через сито 3-8 см, при этом полученный компост представляет смесь гумусированного органического вещества 35-50 мас.% и ферментированной фракции древесных отходов 50-65 мас.%, рН 7,5-8,0, при следующем соотношении компонентов, мас.%: компост - 50-60; минеральный компонент (суглинок, песок) - 25-35; торф низинный, имеющий рН, близкий к нейтральному - 5-25; молотый доменный шлак - 1.

Сущность предлагаемого решения поясняется чертежом, где представлено сравнение зеленой массы растений по сухому весу, г в зависимости от используемого почвогрунта.

Компост, полученный аэробным биотермическим компостированием пищевых отходов в смеси с древесной щепой в «климатических» камерах под полупроницаемой мембраной, подгрохотная фракция после сепарации через сито 3-8 см, представляет смесь гумусированного органического вещества рН 7,5-8,0. Соотношение компонентов почвогрунта составляет: компост 50-60 мас.%, Минеральный компонент (суглинок, песок) 25-35 мас.%, торф 5-25%.

Компост представляет собой рыхлый продукт с запахом земли, в котором содержится не менее 1% азота, 0,6% фосфора, 0,3% калия, 0,5% кальция и до 60% органического вещества; рН компоста 7,5-8,0.

В качестве минеральной составляющей (суглинок, песок) для приготовления почвогрунтов могут быть использованы грунты, получаемые как отходы при добыче строительных материалов и/или при организованной добыче (суглинки, супеси), а также вскрышные и вмещающие породы по пригодности их использованию для биологической рекультивации в зависимости от показателей химического и гранулометрического состава.

В качестве добавки для обогащения грунта кальцием с пролонгированным действием используется молотый доменный шлак черной металлургии, с содержанием кальция 25-50% и содержанием нормируемых тяжелых металлов ниже предельно-допустимых концентраций по нормативам для почв. Фракция 0,1-1,0 мм.

Торф - низинный, имеющий нейтральную реакцию.

Смешивание осуществляется в грунтосмесительной установке или аналогичном серийно выпускаемом оборудовании, погрузчиком или ворошителем на специализированной площадке, обеспечивающих эффективное смешивание компонентов.

Преимущества заявленной технологии

Используемый для получения почвогрунта компост получен в результате переработки пищевых отходов и древесной щепы и опилок. При получении компоста в результате биотермических процессов с повышением температуры выше +65°С происходит гигиенизация и обеззараживание субстрата, происходит гибель потенциально опасных микроорганизмов и семян сорных растений. Компост состоит из двух основных фракций - гумусированное органическое вещество и ферментированные древесные остатки. Гумусированное органическое вещество содержит макро- и микроэлементы. Ферментированные древесные остатки обеспечивают рыхлость почвогрунта, активный воздушный и водный обмен, при этом являются водоудерживающим компонентом и источником органического вещества для микроорганизмов. В то же время ферментированные древесные остатки на поверхности до формирования растительного покрова препятствуют водной (дождевой) и ветровой эрозии.

Получаемый почвогрунт содержит не менее 5% органического вещества, без учета фракции ферментированных древесных отходов. Создаваемый плодородный слой способствует быстрому прорастанию трав, что обеспечивает формирование дернины, что обеспечивает устойчивость создаваемого почвенного покрова к ветровой и водной эрозии. Молотый доменный шлак используется в качестве источника кальция пролонгированного действия, его высвобождение происходит в течение длительного периода, что позволяет обеспечивать растительность кальцием, а также структурировать формирующийся почвенный покров. Используется для создания плодородного слоя на нарушенных территориях при биологической рекультивации. Обладает всеми функциями, необходимыми для создания растительного покрова - плодородием, и запасом питательных элементов, органического вещества для формирования устойчивого биогеоценоза. Пролонгированное действие по обеспечению растений макро- и микроэлементами до 3-5 лет. Оптимизирует водно-воздушный режим почвы. Способствует повышению устойчивости растений в период засухи. Создает оптимальные физические свойства создаваемого почвенного покрова - улучшается влагоемкость, пористость, воздухопроницаемость.

Технология получения почвогрунта

1. Компост подвергается грохочению с использованием грохота. Подрешетная фракция, выделенная на сите грохота с размером ячейки 30-80 мм, является компостом. Компост представляет собой рыхлый продукт с запахом земли, в котором содержится не менее 1% азота, 0,6% фосфора, 0,3% калия, 0,5% кальция и до 60% органического вещества.

В качестве минеральной составляющей (суглинок, песок) для приготовления почвогрунтов могут быть использованы грунты, получаемые как отходы при добыче строительных материалов и/или при организованной добыче (суглинки, супеси), а также вскрышные и вмещающие породы по пригодности их использованию для биологической рекультивации в зависимости от показателей химического и гранулометрического состава.

Молотый доменный шлак черной металлургии, с содержанием кальция 25-50% и содержанием нормируемых тяжелых металлов ниже предельно-допустимых концентраций по нормативам для почв. Фракция 0,1-1,0 мм.

Торф - низинный, имеющий рН, близкий к нейтральному.

Смешивание осуществляется в грунтосмесительной установке или аналогичном серийно выпускаемом оборудовании, обеспечивающем эффективное смешивание компонентов. Соотношение компонентов почвогрунта составляет: компост 50-60 мас.%, суглинок 25-35 мас.%, торф 5-25%, молотый доменный шлак 1%. Дозирование проводится из загрузочных бункеров.

Перед смешиванием компонентов на них может вносится россыпью расчетная смесь семян трав, в соответствии с задачами биологической рекультивации и природно-климатическими условиями.

Исследование влияния заявленного состава почвогрунта в заявленном диапазоне компонентов проведено в вегетационном опыте в сравнении с выращиванием растений на серой лесной почве. Длительность - 21 день после появления всходов.

Для посева растений использовали почвогрунты со следующими характеристиками (табл. 1).

Во всех случаях растения на почвогрунтах росли в 2 и более раза лучше, чем на серой лесной почве (чертеж).

Смесь 1 - райграс - 55%, овсяница тростниковая - 20%, овсяница красная - 15%, мятлик луговой - 10%;

Смесь 2 - райграс - 80%, овсяница красная - 15%, овсяница красная измененная - 5%;

Смесь 3 - райграс - 20%, тимофеевка луговая - 25%, овсяница красная - 30%, овсяница луговая - 25%.

Все почвогрунты показали положительный эффект относительно почвы. Максимальные значения по биомассе получены для почвогрунта 1, с содержанием компсота 60%. Значимых отличий по биомассе травосмесей на вариантах почвогрунтов 2 и 3 не зафиксировано.

Похожие патенты RU2828747C1

название год авторы номер документа
Почвогрунт универсальный из компоста для декоративных культур и сельскохозяйственных растений 2023
  • Севостьянов Сергей Михайлович
  • Дёмин Дмитрий Викторович
  • Каплан Михаил Александрович
  • Делеган Янина Адальбертовна
  • Кочаровская Юлия Николаевна
  • Сергиенко Константин Владимирович
  • Горбенко Артем Дмитриевич
  • Морозова Ярослава Анатольевна
  • Севостьянова Екатерина Павловна
  • Гришина Елена Владимировна
  • Каплан Екатерина Александровна
  • Половинкин Андрей Борисович
  • Андреевская Вероника Максимовна
  • Торопов Игорь Викторович
  • Бобылев Петр Алексеевич
  • Севостьянов Михаил Анатольевич
RU2828737C1
Почвогрунт для придорожных полос 2023
  • Севостьянов Михаил Анатольевич
  • Дёмин Дмитрий Викторович
  • Севостьянов Сергей Михайлович
  • Сергиенко Константин Владимирович
  • Горбенко Артем Дмитриевич
  • Морозова Ярослава Анатольевна
  • Севостьянова Екатерина Павловна
  • Гришина Елена Владимировна
  • Каплан Екатерина Александровна
  • Половинкин Андрей Борисович
  • Андреевская Вероника Максимовна
  • Торопов Игорь Викторович
  • Бобылев Петр Алексеевич
  • Каплан Михаил Александрович
RU2828738C1
Почвогрунт из компоста с кислой реакцией 2023
  • Дёмин Дмитрий Викторович
  • Севостьянов Сергей Михайлович
  • Каплан Михаил Александрович
  • Сергиенко Константин Владимирович
  • Горбенко Артем Дмитриевич
  • Морозова Ярослава Анатольевна
  • Севостьянова Екатерина Павловна
  • Гришина Елена Владимировна
  • Каплан Екатерина Александровна
  • Половинкин Андрей Борисович
  • Андреевская Вероника Максимовна
  • Торопов Игорь Викторович
  • Бобылев Петр Алексеевич
  • Севостьянов Михаил Анатольевич
RU2823526C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНОГЕННОГО ПОЧВОГРУНТА И ТЕХНОГЕННЫЙ ПОЧВОГРУНТ 2012
  • Карев Сергей Юрьевич
  • Прохоров Илья Сергеевич
  • Типцов Александр Александрович
RU2497784C1
Способ рекультивации разрушенных земель в зоне многолетней мерзлоты 2016
  • Егурцов Сергей Алексеевич
  • Иванов Юрий Владимирович
  • Скрынник Татьяна Владимировна
  • Севостьянов Сергей Михайлович
  • Демин Дмитрий Викторович
  • Данилов Олег Алексеевич
RU2620828C1
Способ рекультивации разрушенных земель в зоне многолетней мерзлоты 2016
  • Егурцов Сергей Алексеевич
  • Иванов Юрий Владимирович
  • Скрынник Татьяна Владимировна
  • Севостьянов Сергей Михайлович
  • Демин Дмитрий Викторович
  • Данилов Олег Алексеевич
RU2620829C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНОГЕННОГО ПОЧВОГРУНТА 2023
  • Матюхин Максим Сергеевич
  • Шершнева Екатерина Сергеевна
  • Карякина Светлана Давлетовна
  • Мажайский Юрий Анатольевич
  • Карякин Алексей Викторович
  • Голубенко Михаил Иванович
  • Николаев Алексей Сергеевич
RU2808737C1
Состав и способ применения ренатурационных смесей 2022
  • Голеусов Павел Вячеславович
  • Мануйлов Андрей Алексеевич
RU2782385C1
Способ изготовления органоминерального удобрения для рекультивации разрушенных земель 2016
  • Егурцов Сергей Алексеевич
  • Иванов Юрий Владимирович
  • Скрынник Татьяна Владимировна
  • Севостьянов Сергей Михайлович
  • Демин Дмитрий Викторович
  • Данилов Олег Алексеевич
RU2623045C1
ТЕХНОГЕННЫЙ ПОЧВОГРУНТ 2024
  • Сверчков Иван Павлович
  • Быкова Марина Валерьевна
  • Смирнов Юрий Дмитриевич
  • Малюхин Дмитрий Михайлович
RU2818839C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 828 747 C1

Реферат патента 2024 года Почвогрунт для рекультивации нарушенных территорий

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, лесовосстановления, сельскохозяйственной биотехнологии и экологии и может быть использовано для поддержания плодородия почв и восстановления или создания почвенного покрова на нарушенных территориях. Почвогрунт содержит компост, торф, минеральный компонент в виде суглинка и песка. Дополнительно почвогрунт содержит молотый доменный шлак. Торф используют низинный с нейтральной реакцией, а компост получают аэробным биотермическим компостированием пищевых отходов в смеси с древесной щепой в климатической камере под полупроницаемой мембраной, подгрохотная фракция после сепарации через сито 3-8 см. При этом полученный компост представляет смесь гумусированного органического вещества 35-50 мас.% и ферментированной фракции древесных отходов 50-65 мас.%, рН 7,5-8,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%: компост - 50-60, минеральный компонент в виде суглинка и/или песка - 25-35, торф низинный, имеющий рН, близкий к нейтральному - 5-25, молотый доменный шлак - 1. Изобретение обеспечивает создание нового почвогрунта на основе компоста из пищевых отходов для создания плодородного слоя на территориях с их отсутствием или на территориях, подвергшихся загрязнениям, препятствующим самовозобновлению растительности без проведения биоремедиации. 1 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 828 747 C1

Почвогрунт для рекультивации нарушенных территорий, содержащий компост, торф, минеральный компонент в виде суглинка и песка, отличающийся тем, что дополнительно содержит молотый доменный шлак, торф используют низинный с нейтральной реакцией, а компост получают аэробным биотермическим компостированием пищевых отходов в смеси с древесной щепой в климатической камере под полупроницаемой мембраной, подгрохотная фракция после сепарации через сито 3-8 см, при этом полученный компост представляет смесь гумусированного органического вещества 35-50 мас.% и ферментированной фракции древесных отходов 50-65 мас.%, рН 7,5-8,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

компост 50-60 минеральный компонент в виде суглинка и/или песка 25-35 торф низинный, имеющий рН, близкий к нейтральному 5-25 молотый доменный шлак 1

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2828747C1

ПИТАТЕЛЬНЫЙ ТОРФЯНОЙ БРИКЕТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2013
  • Гаспарян Мнацакан Симоновоич
  • Петухов Сергей Николаевич
  • Игитханян Арам Сейранович
RU2559064C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНОГЕННОГО ПОЧВОГРУНТА И ТЕХНОГЕННЫЙ ПОЧВОГРУНТ 2012
  • Карев Сергей Юрьевич
  • Прохоров Илья Сергеевич
  • Типцов Александр Александрович
RU2497784C1
СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ - МЕЛИОРАНТА 2007
  • Суханов Владимир Митрофанович
  • Ретуев Александр Валерьевич
  • Должич Андрей Робертович
  • Мощенская Нина Владимировна
RU2349565C2
СПОСОБ СОВМЕСТНОГО КОМПОСТИРОВАНИЯ ОТХОДОВ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ВАРИАНТЫ) 2009
  • Луканин Александр Васильевич
  • Мартьянов Александр Алексеевич
  • Тарасова Евгения Витальевна
  • Лаврушина Юлия Тарасовна
  • Сахарова Алена Игоревна
RU2414444C2
CN 108353563 A, 03.08.2018
JP 7246025 A, 26.09.1995.

RU 2 828 747 C1

Авторы

Дёмин Дмитрий Викторович

Севостьянов Сергей Михайлович

Каплан Михаил Александрович

Бочарникова Елена Афанасьевна

Матыченков Владимир Викторович

Сергиенко Константин Владимирович

Горбенко Артем Дмитриевич

Морозова Ярослава Анатольевна

Севостьянова Екатерина Павловна

Гришина Елена Владимировна

Каплан Екатерина Александровна

Половинкин Андрей Борисович

Андреевская Вероника Максимовна

Торопов Игорь Викторович

Бобылев Петр Алексеевич

Севостьянов Михаил Анатольевич

Даты

2024-10-17Публикация

2023-12-25Подача