Способ локализации техногеннойМЕди Советский патент 1981 года по МПК C02F1/62 C02F1/62 C02F101/20 C02F103/00 

(54) СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ТЕХНОГЕННОЙ МЕДИ

I

Изобретение предназначено для охраны окружающей среды, а именно для защиты от загрязнения избыточными количествами меди почв и пов хностных вод.

В условиях интенсивного сельскохозяйственного производства, в частности, в виноградарстве и садоводстве, широко применяют медьсодержащие ядохимикаты. Содержание меди в почвах значительно превыишет предел допустимой концентрации, загрязняются поверхностные и грунтовые воды. Повышенное содержание меди в почвах и водах снижает продуктивность сельскохозяйственного производства, вызывает заболевания растений и домашных животных, отрицательно влияет на экологическую обстановку в целом.

Внаиболыией степени загрязнению подвергаются пониженные участки рельефа, куда мигрируют медьсодержащие продукты.

2

Т1звестен способ использования остатков сточны. вод в сельском хозяйстве, в котором, с целью снижения токсического действия ионов меди, рН среды сточных вод доводят до 7 путем извест кования р..

Известный способ не предусматривает локализации техногенной меди, а лишь снижает ее токсичность. Кроме того, известкование используют для снижения подвижности меди лишь в кислых растворах, .а не в нейтральных и слабощелочных, какими являются поверхностные воды.

Задача локализации техногенной меди, мигрирующей с водами поверхностного стока в пониженные участки рельефа, решается методами особого , разработанного в СССР науч{1ого направления - гео химии ландшафта, на основе теории геохимических барьеров.

1 Установлено, что в ландшафтах медь хорошо мигрирует в кислой среде и плохо в щелочной. Поэтому в местах, где происходит смена кислой среды на щелоч 383 ную - на участке щелочного геохимия© ского барьера, происходит осаждение меди в виде различных соединений, например, малахита - С0«з I Наиболее контрастно этот процесс прот каёт в местах контакта сипьнокислых вод с силькощелочной средой 23Однако до сих пор не 15ыло установлено осаждение меди из нейтральных и слабощелочных вод, каковыми являютс пов хности воды в зоне развития черноземов на контакте с щелочной средой. Целью изобретения является предотвращение попадания меди в водов 1ы поверхностного стока. Сущность изобретения состоит в том, что на границе участка, обрабатываилого медьсодержащими химикатами, создают геохимический барьер с помощью кар боната кальция и Песка, взятых в весовом соотношении 1-3:1. Воды поверхностного стока чаще.всего характеризуются рН 6,5-7,0, в этих пределах медь ядохимикатов растворима и транспортируется водами. Карбонат ные породы за счет сочетания катиона сильного основания Са и аниона слабой кислоты НСО обеспечивают щелочную реакцию вод с рН около 8,5. В результате изменения рН на контакте карбонатными породами от 6,5 до 8,5 происходит резкое подвижности меди, и, как следствие, ее осаждение в виде карбонатных соединений. Осажденная таким образом медь исключается из процесса миграции. При размещении карбонатных пород на пути поверхностного стока в каждом конкретном случае необходимо учитыва местные условия, которые определяют х рактер размещения барьера, например, в виде траншеи, заполненной карбонатны материалом, через который профильтровываются воды поверхностного стока, либо комбинации вышеуказанной траншеи и вали, сдерживающего напор потока; в отдельных случаях целесообразно разме щение карбонатных пород прямо на поверхности почвы. Для определения оптимального содержания карбоната кальция в смеси с пес ком в лабораторных условиях бьш поста лен следующий опыт. В делительные воронки объема 3 л 6ь4ли засьшаны почва и карбонатные породы в следующей последовательности в количествах: воронка 1-70 см высоты воронки было засьшано почвой из горизонта А типичного чернозема; воронка 2 - нижние 5 см были заполнены смесью кремнеземистого известняка с размером частиц 1-3 м.м и крупнозернистого песка, взятых в весовых соотношениях 2:1, верхние 70 см - почвой из горизонта А типичного чернозема; воронка 3 - нижние 5 см были заполнены кремнеземистым известняком с i вышеуказанным размером частиц, верхние 70 см - почвой из горизонта А типичного чернозема. В воронки вносили 2ОО мл раствора бордосской жидкости, содержащей 5О мг меди. Через материал воронок профильтровали воду, химическому составу и щелочно-кислотной характеристике близкую к дождевой. Из каждого литра профильтровавшейся воды отбирали пробу, в которой определяли содержание меди. Результаты эксперимента сведены в табл.1., Таблица I Зависимость скорости фильтрации и количества меди, удерживаемое карбонатами, от состава карбонатов Из табл. I видно, что карбонатные породы удерживают основное количество меди, причем, учитьгоая удовлетворительную скорость фильтрации воды, смесь карбонатного материала и песка лучше всего подходит для искусственного геохимического барьера. Использованный кремнеземистый известняк в среднем на 92% состоит из карбоната кальция. Для осущест&ления способа возмож,io также использование известняка отвалов горной вьфаботки. В составе отвалов горной вьфаботки примерно сохраняется весовое соотношение карбоната кальция (известняка) и песка из вскрыши 2:1. Допустимые интервалы весовых соотношений карбоната кальция и песка 13:1, так как значение рН s 8,5 при ко тором происходит осаждение ионов меди, дости гае тся уже при весовом соотношении карбоната кальция и песка 1:1, а при содержании карбоната кальция выше 3 вес.ч. происходит уменьшение скорости фильтрации. Распределение меди в почвах по и склонов Из табл. 2 видно, что отвал карбонатных пород выполняет функцию щелоч ного геохимического барьера для меди, содержащейся в водах поверхностного стока, т.е. задерживает ее и предохраняет почвы долины от загрязнения. При осуществлении предложенного способа станет возможным использование в сельском хозяйстве земель, прил гающих к водоемам, которые в настоящ время пустуют, будучи отведенными по водоохранную зону. Кроме того, будет сохранена здоровая экологическая обстановка в ландшафтах пониженных участков, прилегающих к те1фиториям , обрабатываемым ядохимикатами. Формула изобретени Способ локализации техиогенной мед заключающийся в создании на пути ее Пример конкретного осуществления способа. Содержание меди в почве исследова ли на двух участках склона с виноградником и в почвах, прилегающих к понижений. На участке в ЗО м от границы виноградника, ниже по склону на поверхности почвы располагали полосу из отвалов горной выработки, состо5ащую преимущественно из карбоната кальция, на втором участке склон с поверхности был свободен от карбонатного материале Результаты анализов сведены в табл.2. Таблииа2 ых участков миграции с поверхностными водами геохимического , о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью предотвращения попадания меди в ьоцоемы пов хностного стока, геохимический барьер создают на границе участка, офабатываемого медьсодержащими химикатами, с помсшью карбоната кальция и песка, взятых в весовом соотношении 1-3:1. Источники информации, принятые во внимание при экс1юртизе l.BoRiott 3 . Влияние известкования на многолетний плевел.-Токсическое действие сточных вод, загрязненных цинком, никелем, медью и хромом. EnxiromentaK po№utioji, 1975,9, NO 4, с. 295-304. 2. Перельман А. И. Теохимия эпигенетических процессов , М., Недра, 1968, с. Si (прототип).