Способ рекультивации нефтезагрязненных почв Советский патент 1993 года по МПК C09K17/00 A01B79/02 

Изобретение относится к способам обработки почвы, в частности к биологической рекультивации нефтезагрязненных почв, нарушенных при добыче и транспортировке нефти.

Цель изобретения - упрощение процесса и ускорение разложения нефти, а также возврат почв в сельхозиспользование.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе рекультивации, предусматривающем предварительную вспашку и внесение биологических добавок, обработку свежезагрязненной почвы проводят в течение двух лет, причем в период от шести месяцев до одного года проводят ежемесячную вспашку на глубину пахотного горизонта в течение вегетационного периода, а во второй год вносят отработанные

пивные дрожжи в концентрации 5-10% к объему пахотного горизонта и проводят посев нефтетолёрантных трав. При ре культ и вации земель со старым загрязнением

нефтью вспашку проводят однократно, непосредственно перед внесением отработанных пивных дрожжей.

Отработанные пивные дрожжи имеют в своем составе 10-15% мертвых клеток, 60-80% гликогена. Кроме того, содержат соединения азота, этилового спирта, минеральных и органических кислот, в том числе молоину с и уксусную, ростовые вещества, витамины, п орфирины, ферменты.

Известно использование отработанных пивных дрожжей для подкормки молодняка в сельском хозяйстве.

Впервые предлагается применение отработанных, пивных дрожжей в качестве универсального удобрения для активизации функциональной деятельности имеющихся в почве микроорганизмов, участвующих в окислительных .и сбокислительных процес- сах деструкции нефти.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с-прототипом показывает, что зз00

о

XI

О О

ю

являемый способ отличается от известного тем, что технологией обработки свежезагрязненной нефтью почвы, внесением отработанных пивных дрожжей в количестве 5-10% к объему пахотного горизонта. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения новизна.

При изучении других известных технических решений данной области признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не были выявлены и потому они обес- печивают заявляемому техническому решению соответствие критерию существенные отличия.

Способ осуществляется следующим образом,

Для рекультивации нефтезагрязненных почв со свежим загрязнением следует проводить рыхление в течение одного вегетационного периода один раз в месяц на глубину пахотного слоя без оборота пласта для того, чтобы труднодоступные микробиологическому расщеплению тяжелые фракции нефти не попали в глубинные слои почвы, где они могут сохраняться долгое время. Рыхление проводят тяжелой дисковой бороной ВДТ-3 в агрегате с трактором МТЗ-50. После этого вносят отработанные пивные дрожжи в расчете 5-10% к объему пахотного горизонта.

Следующий этап - посев многолетних трав нефтетолерантных сортов, к которым относятся ежа сборная, тимофеевка луговая, полевица белая, овсянница красная, костер прямой, костер безостый. Норма высева повышенная, глубина заделки 2,5- 3 см в предварительно подготовленную почву. До и после посадки проводят прика- тывание катком.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, данные из которых представлены в таблице.

Пример 1. Проводят деляночные опыты в условиях модельного нефтяного загрязнения при дозе загрязнения 24 л/м . Повторность опыта четырехкратная. После внесения нефти проводят рыхление на глубину пахотного слоя один раз в течение вегетационного периода. На второй год вносят пивные отработанные дрожжи в концентрации 10% или 30 л/м2, при одновременном рыхлении для полноты впитывания и предотвращения растекания за границы .делянки. Через десять дней поело полного впитывания и достижения оптимальной почвенной влажности проводят посев костра безостого с нормой высева L}0 кг/га. Имеются контрольные делянки б.ез обработки отработанными пивными дрожжами.

В опытных вариантах, по сравнению с контрольными,1 повышается содержание подвижных форм фосфора и обменного калия в 5-6 раз. снижается в 1,5 раза гидролитичеекая кислотность. Микробиологические исследования, проведенные в конце вегетационного периода, показали возрастание числа бактерий-гетеротрофов в 4 раза, спо- рообразующих бактерий - в 2 раза, бактерий, потребляющих минеральные формы азота - в 4 раза, актиномицетов - в 3 раза, грибов - в 16 раз, углеводородокисляющих бактерий - в 2 раза.

Действие дрожжей сказывается сразу: уже на второй год урожайность сырой биомассы растений возрастает более, чем в 7 раз. Костер безостый, произрастающий на удобренных делянка, имеет темно-зеленую

окраску, стебли достигают высоты один метр и более, тогда как на контроле растения в 1,5-2 раза ниже опытных и поражены некрозом. На площадках, обработанных дрожжами, почти все растения цветущие.

тогда как на контроле 10-15% цветущих.

Значительное возрастание на удобренных площадках биомассы травы способствует очищению почвы от продуктов разложения нефти, являющихся более токсичными, чем сама нефть, например 3,4- бенз/а/пирен. Содержание остаточной нефти и 3,4-бенз/а/пирена на площадках с внесением пивных отработанных дрожжей снимается в 6 раз.

П р и м е р 2. Технология рекульти- вационных мероприятий аналогична вышеописанному методу. Исключение составляет концентрация вносимых отработанных пивных дрожжей, снизившаяся до

5% к объему пахотного слоя или 15 л/м2.

Пример 3. Отличающийся от примеров 1 и 2 увеличением концентрации отработанных пивных дрожжей до 12% к объему пахотного горизонта или 36 л/м . Опыт показывает нецелесообразность применения повышенных доз отработанных пивных дрожжей, поскольку это удорожает способ рекультивации и не выигрывает в эффективности.

П р и м е р 4. Отличающийся от примеров 1, 2 и 3 снижением концентрации вносимых отработанных пивных дрожжей до 3% к объему пахотного горизонта или 9 л/м . Опыт показывает, что эффект действия этой концентрации отработанных пивных дрожжей ниже, чем при других концентрациях.

Пример .5. Проводят деляночные опыты в условиях модельного нефтяного загрязнения при дозе загрязнения 24 л/м .

На третий год после загрязнения нефтью (загрязнение классифицируется как старое) проводят вспашку или рыхление и сразу же вносят пивные отработанные дрожжи в концентрации 5-10% к объему пахотного горизонта. При наступлении оптимальной, полевой влажности почвы делают посевы нефтетолерантных трав. Норма высева повышенная.

Эффективность предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается-в следующем:

эффект является долговременным (прослеживается более 10 лет):

способ эффективен при самых сильных загрязнениях (в прототипе способ осуществляется при дозе 4,4 л/м2);

способ нетрудоемок, исключает применение других мелиорантов:

способ содействует значительному уменьшению содержания 3.4-бенз/а/пире- иа.

Формула изобретения 1. Способ рекультивации нефтезагряз- ненных почв, предусматривающий механическую обработку почвы и внесение дрожжевого препарата, отличающий- с я тем, что, с целью ускорения деградации нефтяных углеводородов и снижения трудозатрат, в качестве дрожжевого препарата используют пивные дрожжи в концентра0 ции 5-10% к объему слоя пахотного горизонта почвы, которые вносят после вспашки почвы на глубину пахотного горизонта, а затем производят посев нефтетолертант- ныхтрав-.

52. Спосоо по п. 1,.отличающийся тем, что обработку свежезагрязненных почв проводят в течение двух лет, причем в первый год вспашку проводят ежемесячно, а пивные дрожжи вносят во второй год.

03. Способ по п. 1, отличающийся тем. что вспашку почв со старым нефтезаг- рязнителем производят однократно и сразу же вносят пивные дрожжи.

Использование: нефтезагрязненные земли. Цель изобретения: упрощение процесса рекультивации и ускорение процесса деградации нефтяных углеводородов почв, подвергнутых нефтяному загрязнению. Сущность изобретения: осуществляют вспашку и вносят пивные отработанные дрожжи в концентрации 5-10% на толщину пахотного слоя. Предусматриваются различия в обработке земель со старым и свежим загрязнением. В случае старого загрязнения вспашку производят один раз, свежего - в течение вегетационного периода первого года рекультивационных работ.2 з.п. ф-лы, 1 табл. (Л С

Содержание остаточной нефти в пахотном горизонте (0-20 см) почвы, в %

0,0004

OJL

ТьеГ

JL9

Те™

10,8

130.0