RU2579208C2 - Method of biological drainage of soil - Google Patents
Method of biological drainage of soil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579208C2 RU2579208C2 RU2014130474/13A RU2014130474A RU2579208C2 RU 2579208 C2 RU2579208 C2 RU 2579208C2 RU 2014130474/13 A RU2014130474/13 A RU 2014130474/13A RU 2014130474 A RU2014130474 A RU 2014130474A RU 2579208 C2 RU2579208 C2 RU 2579208C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- solid waste
- plants
- drainage
- landfills
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области экологии и позволяет существенно снижать ущерб, наносимый окружающей среде объектами захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) при их деструкции, и осуществлять биологическую рекультивацию почвы полигонов захоронения ТБО.The invention relates to the field of ecology and can significantly reduce the damage to the environment by landfills of solid household waste (MSW) during their destruction, and carry out biological remediation of the soil of landfills for solid waste.
Анализ жизненного цикла полигонов захоронения ТБО свидетельствует о том, что после закрытия на прием и в процессе рекультивации полигонов весь объем образующихся токсичных фильтрационных вод (ФВ) будет поступать в окружающую среду, загрязняя ее.An analysis of the life cycle of solid waste landfills indicates that after closure for reception and in the process of landfill reclamation, the entire volume of toxic filtering water (EW) generated will enter the environment, polluting it.
Следуя «Инструкции про проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов», утвержденной Министерством строительства РФ 2 ноября 1996 г., работы по гидроизоляции поверхности массива ТБО, которые проводят в период рекультивации полигона, не позволяют полностью исключить проникновение атмосферных осадков в почву и тело полигона с образованием токсичного фильтрата, т.е. обеспечить защиту окружающей среды от загрязняющих веществ.Following the “Instructions on the design, operation and reclamation of landfills for solid household waste” approved by the Ministry of Construction of the Russian Federation on November 2, 1996, the work on waterproofing the surface of the solid waste mass during the land reclamation period does not completely exclude the penetration of atmospheric precipitation into the soil and the landfill body with the formation of a toxic filtrate, i.e. protect the environment from pollutants.
Известны способы дренирования почв, заключающиеся в выпаривании жидкости с целью уменьшения объема ФВ, в которых используют резервуары с известью для нейтрализации, испарители, баки реакции денитрификации и печи (CN 101182049, опубл. 21.05.2008 г., CN 202898170, опубл. 24.04.2013 г.).Known methods of soil drainage, consisting in the evaporation of liquid to reduce the volume of PV, which use tanks with lime to neutralize, evaporators, denitrification reaction tanks and furnaces (CN 101182049, publ. 05.21.2008, CN 202898170, publ. 24.04. 2013).
Недостатком этих способов является наличие выбросов загрязняющих веществ в атмосферу во время процесса испарения высокотоксичных ФВ в условиях полигонов ТБО, что неприемлемо с точки зрения экологии.The disadvantage of these methods is the presence of emissions of pollutants into the atmosphere during the evaporation of highly toxic PV in the conditions of solid waste landfills, which is unacceptable from an environmental point of view.
Наиболее близким к заявляемому является способ биодренирования поливных земель, который позволяет ликвидировать подпочвенные воды, образующиеся на орошаемом поле вследствие фильтрации (RU 2320815, опубл. 27.03.2008 г.).Closest to the claimed is a method of bio-drainage of irrigated land, which allows you to eliminate subsoil water generated in the irrigated field due to filtration (RU 2320815, publ. 03/27/2008).
Способ осуществляется путем посадки верхнего рекультивационного слоя многолетних растительных культур (лесополосы), который служит биологическим испарителем дренажных вод, т.е. осуществляет биодренирование почвы.The method is carried out by planting the upper reclamation layer of perennial plant crops (forest belt), which serves as a biological evaporator of drainage water, i.e. provides bio-drainage of the soil.
В качестве многолетних растительных культур используют иву, тополь и вяз, т.е. деревья, которые растут медленно и только в десятилетнем возрасте приобретают свойства, необходимые для выполнения функции биодренирования почвы, когда сформирована достаточно разветвленная корневая система и крона с листьями, обеспечивающие продуктивную транспирацию ФВ по всей корнеобитаемой толще почвы без капиллярного поднятия к поверхности и без фильтрации ее в почве.As perennial plant crops, willow, poplar and elm, i.e. trees that grow slowly and only at the age of ten acquire the properties necessary to fulfill the function of soil bio-drainage, when a sufficiently branched root system and a crown with leaves are formed, which ensure productive transpiration of PV across the entire root-inhabited thickness of the soil without capillary rise to the surface and without filtering it into soil.
Однако применительно к полигонам захоронения ТБО возникает необходимость защиты окружающей среды в первый же год рекультивации полигона захоронения ТБО, что возможно только путем существенного увеличения степени транспирации растительных культур для обеспечения минимизации расхода токсичных ФВ в первый год рекультивирования почвы.However, in relation to landfills for solid waste, there is a need to protect the environment in the first year of reclamation of a landfill for solid waste, which is only possible by significantly increasing the degree of transpiration of plant crops to minimize the consumption of toxic EF in the first year of soil restoration.
Технический результат заключается в создании высокоэффективного способа биодренирования почвы, который позволяет в первый год рекультивации полигона захоронения ТБО минимизировать объем просачивающихся ФВ, превышающий годовой объем атмосферных осадков, т.е. свести объем образующихся токсичных ФВ к минимально возможному при деструкции отходов.The technical result consists in creating a highly effective method of soil bio-drainage, which allows minimizing the amount of seeping PV exceeding the annual amount of precipitation in the first year of reclamation of a landfill for solid waste, i.e. reduce the amount of toxic toxic EF generated to the minimum possible during waste destruction.
Технический результат достигается за счет того, что при осуществлении способа биодренирования почвы, включающем посадку рекультивационного слоя многолетних растительных культур, в качестве растительных культур используют лопух паутинистый (Árctium), или/и борщевик Сосновского (Heracléum sosnówskyi), или/и кипрей узколистный (Epilóbium angustifolium).The technical result is achieved due to the fact that in the implementation of the method of soil bio-drainage, including planting a cultivation layer of perennial plant crops, spiderweed burdock (Árctium), and / or Sosnowski hogweed (Heracléum sosnówskyi), and / or narrow-leaved fireweed (Epilóbium) are used as plant crops angustifolium).
Экспериментально установлено, что лопух (Árctium), а также борщевик Сосновского (Heracléum sosnówskyi), а также кипрей узколистный (Epilóbium angustifolium) являются растительными культурами, которые отличаются большим потреблением влаги и имеют большую вегетативную и корневую массы. При их использовании для биодренирования существенно снижается количество проникающей влаги в тело полигона путем ее поглощения и дальнейшей транспирации. Уровень транспирации указанных растений за теплый период года составляет от 85 до 120% от годового слоя атмосферных осадков.It was experimentally established that burdock (Árctium), as well as Sosnowski hogweed (Heracléum sosnówskyi), as well as narrow-leaved fireweed (Epilóbium angustifolium) are plant crops that are distinguished by high moisture consumption and have a large vegetative and root mass. When used for bio-drainage, the amount of penetrating moisture into the body of the landfill is significantly reduced by its absorption and further transpiration. The transpiration level of these plants during the warm season is from 85 to 120% of the annual rainfall.
Общие свойства, которые позволяют указанным растениям служить культурами для биодренирования, следующие:The general properties that allow these plants to serve as bio-drainage crops are as follows:
- основная масса корней горизонтальных и вертикальных располагаются в слое почвы до 30 см, а отдельные корни могут достигать длины 1,5-2 м;- the bulk of the horizontal and vertical roots are located in the soil layer up to 30 cm, and individual roots can reach a length of 1.5-2 m;
- многолетники (2 и более лет);- perennials (2 years or more);
- корневища толстые и ползучие, на вертикальных и горизонтальных корнях развиваются дополнительные почки, которые способствуют быстрому вегетативному размножению;- rhizomes are thick and creeping, additional buds develop on vertical and horizontal roots, which contribute to rapid vegetative propagation;
- высота растения достигает 1,5 м;- the height of the plant reaches 1.5 m;
- листья и соцветия достигают 40-80 см;- leaves and inflorescences reach 40-80 cm;
- высокий уровень транспирации;- high level of transpiration;
- устойчивость к условиям произрастания на свалках и засоренных участках (http://ru.wikipedia.org/wiki/).- resistance to growing conditions in landfills and clogged areas (http://ru.wikipedia.org/wiki/).
Изобретение проиллюстрировано следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.
На фиг. 1 представлена сравнительная таблица транспирации воды растениями и без растений по месяцам.In FIG. 1 presents a comparative table of water transpiration by plants and without plants by months.
На фиг. 2 показан сравнительный график среднегодового слоя атмосферных осадков с суммарным слоем испарения с поверхности почвы и транспирации заявленными растениями.In FIG. 2 shows a comparative graph of the average annual layer of precipitation with the total layer of evaporation from the soil surface and transpiration of the declared plants.
На фиг. 3 представлены климатические условия окружающей среды в условиях Пермского края.In FIG. 3 presents the climatic environmental conditions in the Perm region.
На фиг. 4 - таблица, на которой представлены экспериментальные данные по количеству атмосферных осадков, просочившихся через верхнее рекультивационное покрытие при использовании заявленных растений.In FIG. 4 is a table showing experimental data on the amount of precipitation seeped through the upper reclamation cover using the claimed plants.
Как следует из фиг. 1, уровень транспирации при использовании заявленных культур в 1,2-2,3 раза превышает уровень испарения с не покрытой растениями почвы и в 1,5-2,5 раза превышает количество выпавших осадков за аналогичный период времени. При этом общее количество воды, испарившейся заявленными растениями за три месяца, соответствует годовому объему испарения с поверхности почвы.As follows from FIG. 1, the transpiration level when using the declared crops is 1.2–2.3 times higher than the level of evaporation with uncovered soil and 1.5–2.5 times higher than the amount of precipitation for a similar period of time. Moreover, the total amount of water vaporized by the declared plants for three months corresponds to the annual volume of evaporation from the soil surface.
Как видно на графике фиг. 2, суммарный уровень испарения с поверхности почвы и транспирации растениями превышают годовое количество осадков для каждого из указанных растений.As can be seen in the graph of FIG. 2, the total level of evaporation from the soil surface and transpiration by plants exceed the annual rainfall for each of these plants.
Было рассчитано количество влаги, проникающей в тело полигона через верхний рекультивационный слой с различными растительными культурами.The amount of moisture penetrating the landfill body through the upper reclamation layer with various plant crops was calculated.
Расчет выполнялся для климатических условий Западного Урала (Пермского края).The calculation was performed for the climatic conditions of the Western Urals (Perm Territory).
Количество атмосферных осадков и значение среднемесячных температур по месяцам приняты по данным ФГБУ "ГИДРОМЕТЦЕНТР России".The amount of precipitation and the value of average monthly temperatures for months are taken according to the Federal State Budgetary Institution "Hydrometcenter of Russia".
Для расчета количества испарившейся влаги принимались СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» и СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика», а также методика А. Р. Константинова «Расчет испарения с почвы, воды и снега».To calculate the amount of evaporated moisture, SNiP 23-01-99 “Construction Climatology” and SNiP 2.01.01-82 “Construction Climatology and Geophysics”, as well as the method of A. R. Konstantinov “Calculation of evaporation from soil, water and snow” were adopted.
В результате расчетов было получено, что слой фильтрата, образующийся на полигоне с использованием растительных культур, рекомендованных «Инструкцией по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов», утвержденной Министерством строительства РФ 2 ноября 1996 г., так же как и на полигоне без растительности, составляет 110-150 мм/год.As a result of the calculations, it was found that the filtrate layer formed on the landfill using plant crops recommended by the “Instructions for the design, operation and reclamation of landfills for solid household waste”, approved by the Ministry of Construction of the Russian Federation on November 2, 1996, as well as on the landfill without vegetation, is 110-150 mm / year.
Экстраполируя полученные экспериментальным путем данные по транспирации растениями на весь календарный год с учетом отсутствия испарения с поверхности растений в холодный период года, были получены результаты, представленные на фиг. 4.Extrapolating experimentally obtained data on transpiration by plants for the entire calendar year, taking into account the absence of evaporation from the surface of plants in the cold season, the results were obtained, which are shown in FIG. four.
Таким образом, при использовании заявленных растений для биодренирования при рекультивации полигонов захоронения ТБО количество потребляемой растениями влаги превышает количество атмосферных осадков, оставшихся после испарения с поверхности почвы, то есть превышает количество доступной влаги для климатических условий Пермского края. При этом образующийся дефицит влаги позволяет потреблять растениями весь паводковый объем воды на поверхности массива отходов.Thus, when using the declared plants for bio-drainage during the reclamation of solid waste landfills, the amount of moisture consumed by plants exceeds the amount of precipitation left after evaporation from the soil surface, that is, exceeds the amount of moisture available for the climatic conditions of the Perm Territory. Moreover, the resulting moisture deficit allows plants to consume the entire flood volume of water on the surface of the waste array.
Можно сделать вывод о том, что применение лопуха паутинистого (Árctium),борщевика Сосновского (Heracléum sosnówskyi), а также кипрея узколистного (Epilóbium angustifolium) в качестве растительных культур ведет к существенному изменению значимой расходной статьи водного баланса - испарению.It can be concluded that the use of cobweb (Árctium) burdock, Sosnowski hogweed (Heracléum sosnówskyi), as well as narrow-leaved fireweed (Epilóbium angustifolium) as plant crops leads to a significant change in the significant consumption item of the water balance - evaporation.
Экспериментально доказано, что с помощью вышеуказанных растений можно значительно уменьшить количество образующегося токсичного фильтрата, а при выполнении всех необходимых по рекультивации массива ТБО работ полностью исключить образование токсичных ФВ. При этом экспериментально установлено, что растения, рекомендуемые действующими нормативными документами для биологического этапа рекультивации полигонов ТБО, практически не влияют на водный баланс полигона ТБО и не позволяют сократить количество фильтрата, образующегося после закрытия полигона.It has been experimentally proved that with the help of the above plants it is possible to significantly reduce the amount of toxic filtrate formed, and when all the work required for the reclamation of an array of solid waste is performed, the formation of toxic PVs can be completely eliminated. At the same time, it was experimentally established that plants recommended by current regulatory documents for the biological stage of reclamation of solid waste landfills practically do not affect the water balance of the solid waste landfill and do not allow reducing the amount of filtrate formed after the landfill closes.
Уровень транспирации указанных растений за теплый период года составляет от 85 до 120% от годового слоя атмосферных осадков.The transpiration level of these plants during the warm season is from 85 to 120% of the annual rainfall.
Таким образом, заявленный способ позволяет компенсировать проникновение атмосферных осадков в почву в постэксплуатационный период жизненного цикла полигона ТБО и, следовательно, свести объем образующихся токсичных ФВ к минимально возможному при деструкции отходов.Thus, the claimed method allows to compensate for the penetration of atmospheric precipitation into the soil in the post-operational period of the life cycle of a solid waste landfill and, therefore, to reduce the volume of toxic toxic EF generated to the minimum possible during waste destruction.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130474/13A RU2579208C2 (en) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | Method of biological drainage of soil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130474/13A RU2579208C2 (en) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | Method of biological drainage of soil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014130474A RU2014130474A (en) | 2016-02-20 |
RU2579208C2 true RU2579208C2 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55313309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014130474/13A RU2579208C2 (en) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | Method of biological drainage of soil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2579208C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2866592Y (en) * | 2006-02-15 | 2007-02-07 | 北京世纪赛德科技有限责任公司 | Irrigation canals and ditches type wet land bed |
RU2320815C2 (en) * | 2005-09-26 | 2008-03-27 | Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия | Method for phyto-reclamation biological draining of irrigated lands |
RU2401906C2 (en) * | 2008-08-11 | 2010-10-20 | Виктор Иванович Коробов | Method for revegetation biodraining of irrigated land soils, which are salinised |
CN102900060A (en) * | 2012-11-15 | 2013-01-30 | 中国科学院南京地理与湖泊研究所 | Geo-cell type ecological ditch |
-
2014
- 2014-07-23 RU RU2014130474/13A patent/RU2579208C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2320815C2 (en) * | 2005-09-26 | 2008-03-27 | Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия | Method for phyto-reclamation biological draining of irrigated lands |
CN2866592Y (en) * | 2006-02-15 | 2007-02-07 | 北京世纪赛德科技有限责任公司 | Irrigation canals and ditches type wet land bed |
RU2401906C2 (en) * | 2008-08-11 | 2010-10-20 | Виктор Иванович Коробов | Method for revegetation biodraining of irrigated land soils, which are salinised |
CN102900060A (en) * | 2012-11-15 | 2013-01-30 | 中国科学院南京地理与湖泊研究所 | Geo-cell type ecological ditch |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014130474A (en) | 2016-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gebreegziabher et al. | Contour furrows for in situ soil and water conservation, Tigray, Northern Ethiopia | |
US6250237B1 (en) | Method for using tree crops as pollutant control | |
González et al. | Hydrologic thresholds for riparian forest conservation in a regulated large Mediterranean river | |
Martens et al. | Atmospheric carbon mitigation potential of agricultural management in the southwestern USA | |
Pender | What is climate change? and how it may affect bangladesh | |
Wu et al. | Precipitation intensity is the primary driver of moss crust-derived CO2 exchange: Implications for soil C balance in a temperate desert of northwestern China | |
Kou et al. | The influence of ozone pollution on CO2, CH4, and N2O emissions from a Chinese subtropical rice–wheat rotation system under free-air O3 exposure | |
Białowiec et al. | The efficiency of evapotranspiration of landfill leachate in the soil–plant system with willow Salix amygdalina L. | |
Basch et al. | Sustainable soil water management systems | |
Piouceau et al. | Actual evapotranspiration and crop coefficients for five species of three-year-old bamboo plants under a tropical climate | |
Sarvade et al. | Soil and water conservation techniques for sustainable agriculture | |
Kopáček et al. | A mass-balance study on chloride fluxes in a large central European catchment during 1900–2010 | |
RU2579208C2 (en) | Method of biological drainage of soil | |
Brix et al. | Use of willows in evapotranspirative systems for onsite wastewater management–theory and experiences from Denmark | |
Caon et al. | Threats to soils: global trends and perspectives | |
BAISHEVA et al. | Effect of clear-cutting on bryophytes in pine forests of the South Urals | |
Gabriel et al. | Water Management for Enhancing Crop Nutrient Use Efficiency and Reducing Losses | |
RU2644168C2 (en) | Non-irrigation method for increasing soil fertility | |
RU2401906C2 (en) | Method for revegetation biodraining of irrigated land soils, which are salinised | |
Maitra et al. | Bio-drainage in waterlogged areas for agricultural sustainability | |
Chalson et al. | The Holocene History of the Vegetation and the Environment of Jibbon Swamp, Royal National Park, New South Wales | |
Danilova et al. | Discriminating between biotic and abiotic contributions to CO2 efflux from permаfrost soil | |
Ciaglo | Korreltje Zout: A Literature Review of Saline Irrigation | |
Lopez-Hernandez et al. | Phosphorus biogeochemical cycling in a sugar cane agroecosystem | |
Adam et al. | Soil Texture and Vegetation Cover Assessment in Three Sites in the Eastern Nile Locality, Khartoum State, Sudan |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190724 |