close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2978

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2978
(13)
C1
(51)
(12)
6
B 09C 1/00,
B 09C 101:00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ И
НЕФТЕСОДЕРЖАЩИМИ ПРОДУКТАМИ
(21) Номер заявки: 970002
(22) 1997.01.03
(46) 1999.09.30
(71) Заявители: Государственный
научно-исследовательский и проектный институт
нефтяной и газовой промышленности,
Институт проблем использования природных ресурсов и экологии НАНБ, Государственное научно-производственное малое предприятие "ЭкоТех" (BY)
(72) Авторы: Абрамец А.М., Балыкин В.И., Искандаров Р.М., Комарницкий Н.В., Мосейков
В.А., Сорокин В.А. (BY)
(73) Патентообладатели: Государственный научноисследовательский и проектный институт
нефтяной и газовой промышленности, Институт
проблем использования природных ресурсов и
экологии НАНБ, Государственное научнопроизводственное малое предприятие "ЭкоТех"
(BY)
(57)
l. Способ рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтесодержащими продуктами, включающий
нанесение на загрязненную поверхность сорбента и мелиоранта, перемешивание их с почвой, внесение
удобрений, и посев трав, отличающийся тем, что перед посевом семена трав обрабатывают суспензией,
представляющей собой взвесь порошка гидрофильного материала в количестве 1-5 мас.% на сухое вещество
в водном растворе неионогенных или анионных поверхностно-активных веществ.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что посев семян трав осуществляют методом гидропосева с
последующей заделкой семян.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве гидрофильного материала используют порошок
торфа или сапропеля, а концентрация неионогенных или анионных поверхностно-активных веществ в водном
растворе составляет не менее критической концентрации мицеллообразования.
BY 2978 C1
(56)
1. А.с. СССР 1530116, МПК А 01В 79/02, 1989.
2. Патент РФ 2038363, МПК А 01В 79/02, 1995 (прототип).
3. Поверхностно-активные вещества (Справочник). Ленинград.: Химия, Ленинградское отд., 1979. С. 276-277, 303.
Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности, к рекультивации почв, загрязненных нефтью, нефтепродуктами, углеводородами.
Известен способ рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтесодержащими продуктами,
включающий механическое удаление нефти, нанесение мохового очеса (сорбента), внесение удобрений и раскислителя и посев трав [1].
Недостатком данного способа является сложная технология его осуществления (фактически создается
новый почвенный слой), высокие экономические затраты и трудоемкость способа. Кроме того этот способ
можно использовать лишь в регионах, обладающих запасами мохового очеса.
По технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому способу наиболее близок способ, включающий механическое удаление избытка нефти, нанесение на загрязненную, поверхность
сорбента и мелиоранта, внесение удобрений, механическое перемешивание и посев трав, в котором в качестве
сорбента используют торф, а в качестве мелиоранта -трепел [2].
BY 2978 C1
Недостатком известного способа является его низкая эффективность на минеральных почвах и особенно на почвах легкого механического состава (песчаных, супесчаных). Это выражается в слабой
влагоаккумулирующей способности используемых сорбента и мелиоранта. Кроме того, способ обеспечивает только локальную рекультивацию почвы.
Задачей изобретения является повышение эффективности способа. Поставленная задача решается
тем, что в известном способе, включающем нанесение на загрязненную поверхность сорбента и мелиоранта, механическое перемешивание их с почвой, внесение удобрений, и посев трав, перед посевом
семена трав обрабатывают суспензией, представляющей собой взвесь порошка гидрофильного материала в количестве 1-5 маc.% на сухое вещество в водном растворе неионогенных или анионных поверхностно-активных веществ.
Кроме того посев семян трав осуществляют методом гидропосева с последующей заделкой семян
вглубь почвы, а в качестве гидрофильного материала используют порошок торфа или сапропеля, при
этом концентрация поверхностно-активных веществ в водном растворе составляет не менее критической концентрации мицеллообразования.
В качестве сорбента и мелиоранта одновременно в предложенном способе используют состав,
включающий торфяной сорбент (80 %) и карбонатный сапропель (20 %), описанный в заявке на выдачу патента на изобретение № 960433 от 23.08.96 г. «Состав для нейтрализации нефтяного загрязнения
почв».
В физико-химическом обосновании способа лежит принцип избирательной гидрофилизации семян
растений и аккумуляции влаги в зоне развития корневой системы растений. Первое условие достигается
использованием поверхностно-активных веществ, а второе - путем введения в раствор для смачивания и
гидропосева семян трав порошка гидрофильного материала. В результате реализации этих условий нефть
и ее фракции не образуют влагонепроницаемой пленки на семенах растений и не блокируют поступление
влаги внутрь семян, а аккумулированная гидрофильным материалом влага обеспечивает ее постепенную
отдачу развивающимся росткам растений, что особенно важно на начальной стадии прорастания и укоренения растений. Кроме того, поверхностно-активные вещества, содержащиеся в растворе гидрофилизируют поровое пространство почвы, загрязненной нефтью, способствуя капиллярной подаче почвенной
влаги к растениям. Наиболее активно перечисленные процессы протекают при концентрации ПАВ в растворе больше критической концентрации мицеллообразования (ККМ).
Для оценки эффективности способа испытания его выполнены следующим образом. В 20 полистироловых стаканов, содержащих по 100 г песчаной почвы (W = 5 % мас.), вносили по 5 г товарной нефти.
Почву с нефтью перемешивали. Таким образом получали почву, загрязненную нефтью, со степенью
загрязнения 5 % мас.
Затем готовили водные растворы ПАВ. В качестве ПАВ (АПАВ) использовали триэтаноламиновые
соли сернокислых эфиров (Сккм ≅ 0,1 мас.%), используемые для получения косметических композиций,
т.е. биологически «мягкое» ПАВ [3]. В качестве неионогенного ПАВ (НПАВ) использовали Синтанол
ДС-10 (моноалкиловые эфиры полиэтилегликоля на основе первичных жирных спиртов) [3]. Такое
биологически «мягкое» ПАВ, используемое в композициях бытовой химии, кожевенной, текстильной
промышленности, сельском хозяйстве имеет Сккм ≅ 0,01 %. Для получения водных растворов ПАВ при
С = Сккм, в 2 мерные стакана, содержащих по 100 мл воды, вводили 0,1 мл АПАВ, а в следующие 2
стакана, также содержащие по 100 мл воды, вводили 0,01 мл НПАВ.
Далее в 2 стакана с растворами АПАВ и НПАВ вводили по 1 г порошка торфа (ПТ) и тщательно
перемешивали образующуюся суспензию. Таким образом получали 1 стакан водного раствора АПАВ,
1 стакан водного раствора НПАВ, 1 стакан водной суспензии торфа в растворе АПАВ, 1 стакан водной
суспензии торфа в растворе НПАВ.
После чего 100 мл раствора ПАВ, либо суспензии делили на 4 равные части, т.е. по 23 мл в мерном
цилиндре. В каждом 25 мл объеме растворов замачивали по 10 зерен озимой ржи. В вариантепрототипе зерна озимой ржи замачивали в чистой воде.
В качестве мелиоранта и сорбента в опытных вариантах использовали состав, включающий торфяной сорбент (80 мас.%) и карбонатный сапропель (20 мас.%), полученный по способу (см. заявку №
960433 от 23.08.96 г.). Указанный состав в количестве 5 г (по сухому веществу) вносили при перемешивании в почву, загрязненную нефтью, в каждый полистироловый стаканчик. В почву на контроле
(прототипе) в качестве сорбента и мелиоранта вносили 5 г состава: органическое удобрение - 15 мас.%,
известь - 20 мас.%, трепел (мелиорант, преобразователь) - остальное, т.е. 65 мас.% NPK во все варианты
вносили из расчета N-120, Р-120, К-120 кг на 1 га. В подготовленную почву высаживали замоченные
зерна озимой ржи.
2
BY 2978 C1
Результаты лабораторных испытаний представлены в табл. 1. Повторность опытов 4-х кратная.
№
пп
Таблица 1
Вес зеленой массы озимой ржи
через 3 недели после высадки растений
Варианты опыта
1.
Способ-прототип по патенту РФ 2038363 (зерна озимой ржи
замочены в чистой воде)
2.
Предложенный способ (зерна озимой ржи замочены в растворе ПАВ)
Количество гидроКонцентрация ПАВ в расВид ПАВ
фильного материала в
творе
растворе
АПАВ
0,5 ККМ
ККМ
″
АПАВ
2 ККМ
ЗККМ
″
НПАВ
0,5 ККМ
ККМ
″
2 ККМ
″
ЗККМ
″
НПАВ
ККМ
0,5 % ПТ
″
″
1 % ПТ
″
″
3 % ПТ
″
″
5 % ПТ
″
″
7 % ПТ
″
″
1 % ПС
0,82
0,94
1,43
2,36
3,42
1,12
1,98
2,78
3,61
2,12
3,01
4,14
3,08
2,11
3,22
Примечание: ПТ - порошок торфа
ПС - порошок сапропеля
Из полученных данных видно, что применение ПАВ существенно улучшает развитие растений на загрязненной почве. Однако, при С < Сккм, эффективность ПАВ (как АПАВ, так и НПАВ) практически не сказывается. Причем, с ростом концентрации ПАВ их воздействие на развитие растений возрастает. Дополнительное введение в раствор ПАВ порошка гидрофильного материала (торфа, сапропеля) способствует
выходу большего объема зеленой массы растений, т.е. условия их развития в загрязненной почве улучшаются, что связано с улучшением водного режима верхнего почвенного слоя. Однако, при превышении содержания гидрофильного материала в суспензии более 5 мас.% эффективность способа снижается. Обусловлено это высокой адсорбционной способностью данных порошков (торфа, сапропелей) по отношению к ПАВ,
что снижает концентрацию ПАВ в растворе, а значит и воздействие на загрязнение в почве. В итоге это влечет ухудшение водного режима в загрязненной почве. Оптимальной концентрацией порошка гидрофильного материала в растворе ПАВ следует считать 1 % ≤ С ≤ 5 мас.%.
Испытания способа выполнены и в условиях полевого опыта. Опытные площадки (2×2 м) с 4-х
кратной повторностью заложены на супесчаной почве. На поверхность площадок была внесена нефть
товарная в количестве 10 л/м2 (загрязнение моделировали, поэтому избыток свободной нефти не удаляли).
Схема опыта.
В подготовленную (загрязненную) почву вносили сорбент-мелиорант (по своему составу аналогичный
описанному в опыте табл. 1) в количестве 5 кг/м2. Затем на поверхность всех площадок вносили минеральные удобрения из расчета N90Р90К90. Поверхностный слой почвы на площадках перепахивали. На
контрольных площадках вносили состав (прототипа), аналогичный описанному в табл. 1. Доза состава в
общей массе также составляла 5 кг/м2.
Затем готовили водный раствор следующего состава: (НПАВ - 2 ККМ 0,02 мас.% + 2 мас.% ПТ +
0,2 % семян травы «Овсяницы красной»). Полученным раствором обрабатывали поверхность опытных
площадок из расчета 10 л/м2. На контрольных площадках, где испытывали способ-прототип семена
травы вносили также гидропосевом из раствора на чистой (без ПАВ и ПТ) воде. Результаты полевых
испытаний способа представлены в табл. 2.
3
BY 2978 C1
Таблица 2
№
Наименование варианта
1
2
Контроль (способ-прототип)
Предложенный способ
Масса зеленой массы (г/м2) через 4 недели
после посадки
250
1080
Из приведенных данных видно, что по тесту развития и роста растений на загрязненной почве
предложенный способ, примерно, в 4 раза более эффективен, чем способ-прототип. Можно также отметить, что на опытных площадках цвет растений имел более зеленый цвет, чем на контрольных (способ-прототип). Частота взошедших растений на опытных площадках также явно была существенно
выше.
Основные признаки способа апробированы в сезонах 1995-1996 гг. в условиях полевого опыта на
опытном полигоне г. Речица и опытном хозяйстве п. Самохваловичи.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
128 Кб
Теги
by2978, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа