RU2633397C1 - Способ рекультивации объектов, оказывающих негативное действие на окружающую среду - Google Patents

Способ рекультивации объектов, оказывающих негативное действие на окружающую среду Download PDF

Info

Publication number
RU2633397C1
RU2633397C1 RU2017100824A RU2017100824A RU2633397C1 RU 2633397 C1 RU2633397 C1 RU 2633397C1 RU 2017100824 A RU2017100824 A RU 2017100824A RU 2017100824 A RU2017100824 A RU 2017100824A RU 2633397 C1 RU2633397 C1 RU 2633397C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
structures
pit
building
carried out
Prior art date
Application number
RU2017100824A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Васильевич Кошелев
Елена Ивановна Тихомирова
Юрий Григорьевич Иващенко
Антон Валерьянович Косарев
Екатерина Алексеевна Заматырина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority to RU2017100824A priority Critical patent/RU2633397C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2633397C1 publication Critical patent/RU2633397C1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Техническим результатом предлагаемого изобретения является полное обеззараживание строительных материалов и грунта без вывоза их на специализированные полигоны захоронения при ликвидации последствий деятельности объектов по хранению и уничтожению химического оружия, производству химического оружия и высокотоксичных веществ, включая рекультивацию прилегающей территории. Способ рекультивации объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, включает разбор зданий и сооружений с минимальным выбросом пыли и формирование котлована, который получен при изъятии грунта и разрушении строительных конструкций. Полную детоксикацию строительных материалов и грунта осуществляют совместно методом выщелачивания в котловане, дно которого формируют с уклоном в сторону коллектора с колодцем для сбора сточных вод и системой их подачи на станцию водоочистки. 4 з.п. ф-лы, 4 табл.

Description

Изобретение относится к области экологической безопасности и может быть использовано при ликвидации последствий деятельности объектов по хранению и уничтожению химического оружия, производству химического оружия и высокотоксичных веществ; демонтаже предприятий оборонного и химического профиля, производивших высокотоксичные вещества, для рекультивации техногенных территорий и сельскохозяйственных угодий, ликвидации неорганизованных полигонов захоронения промотходов и т.п.
Известно, что ликвидация зданий, строений, сооружений и иных объектов, оказывающих прямое или косвенное негативное воздействие на окружающую среду, осуществляется в соответствии с требованиями в области охраны окружающей среды. При этом должны предусматриваться мероприятия по охране окружающей среды, восстановлению природной среды, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов, обеспечению экологической безопасности. Отходы, получаемые при ликвидации зараженных зданий и сооружений, относятся к токсичным отходам. Размещение подобных отходов предусмотрено на организованных полигонах по захоронению токсичных промышленных отходов. Загрязненные почвы техногенных территорий, отнесенные к категории «чрезвычайно опасные», подлежат вывозу и утилизации на специализированных полигонах.
Известен способ очистки почв, загрязненных продуктами природного и техногенного разложения иприта (патент РФ 2283705, кл. В09С, опубл. 2006 г.). На зараженный участок в траншеи укладывают дренажные трубы с отверстиями, которые сведены в единую систему и соединены с приемником, и осуществляют полив участка 5-10%-ным водным раствором этанола для прямой экстракции реакционных масс иприта из зараженной почвы с периодическим аналитическим контролем над зараженностью почвы. Отверстия в трубах выполняют в полуокружности с одной стороны сечения трубы, трубы обертывают стеклотканью и укладывают в траншеи на глубину до 35 см с шагом 40 - 40 см на всю длину зараженного участка. Способ позволяет очищать зараженную почву без выемки и транспортировки к месту захоронению. Недостатком способа является возможность проникновения значительного (более 50%) объема высокотоксичного раствора в горизонты грунтовых вод, т.к. дренажная система укладывается не по водоупорному слою.
Известен способ очистки грунта, загрязненного различными органическими и неорганическими загрязнителями, например нефтепродуктами, тяжелыми металлами и т.п., внесением в грунт глауконитсодержащего сорбента (патент РФ 2296016, кл. В09С, G21F, опубл. 2007 г.) до достижения заданной концентрации загрязняющего вещества в грунте. При использовании этого способа загрязнитель остается в почве в составе сорбента и валовая концентрация токсичных веществ не изменяется, а соответственно, и категория опасности грунта.
Известен способ обезвреживания твердых отходов (патент РФ 2552831, кл. В09В 3/00, опубл. 2015 г.), включающий помещение отходов в барабанную сушилку, сушку их в барабанной сушилке, перемещение сухих отходов из барабанной сушилки в барабанную печь, их прокалку в барабанной печи, отведение газов, образованных в процессе обезвреживания, из барабанной сушилки и барабанной печи и выгрузку обезвреженных твердых отходов. Высокопроизводительный способ обезвреживания органических отходов. Недостатками способа являются дороговизна термического оборудования и значительные расходы топлива (газ, мазут и т.п.) для поддержания высокой температуры в печи (700°С-800°С) и камере дожигания отходящих газов (до 1300°С).
Известен способ обезвреживания строительных конструкций, загрязненных люизитом и продуктами его превращений (патент РФ 2299100, кл. В09В 3/00, опубл. 2007 г.), заключающийся в дроблении строительных материалов, орошении насыщенным раствором гидроксида кальция и дальнейшем смешении с цементным раствором и внесением в форму для получения бетонных изделий. Простой способ переработки загрязненных строительных материалов, но при превышении предельно-допустимых концентраций загрязнителя в изделии его необходимо вывозить на специализированный полигон захоронения токсичных отходов.
Известен способ, взятый за прототип, сноса и захоронения зданий (патент РФ 2393310, кл. E04G 23/08, опубл. 2010 г.), загрязненных токсичными и отравляющими веществами, и поточная линия для его осуществления. Предусмотрено захоронение обработанных раствором флокулянтов отходов в котловане-могильнике, который обустраивают рядом со сносимым объектом. Изъятая из котлована земля используется для планировочных работ. Предложенный способ минимизирует затраты на снос и захоронение зараженных зданий, однако полученные при разрушении зданий загрязненные строительные материалы и грунты должны быть в обязательном порядке вывезены на полигоны захоронения токсичных промышленных отходов либо детоксицированы на месте.
Техническая проблема заключается в том, что при использовании сорбентов загрязнитель остается в почве в составе сорбента и, таким образом, его валовая концентрация не изменяется, а при прямой экстракции, без гидроизолирующего слоя, есть опасность проникновения загрязняющих веществ в грунтовые воды.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является полное обеззараживание строительных материалов и грунта без вывоза их на специализированные полигоны захоронения при ликвидации последствий деятельности объектов по хранению и уничтожению химического оружия, производству химического оружия и высокотоксичных веществ, включая рекультивацию прилегающей территории.
Способ рекультивации объектов накопленного экологического ущерба заключается в следующем: разбор зданий и сооружений (включая фундамент) осуществляют механически с минимальным выбросом пыли. Последнее достигают организацией водного пылеподавления. Измельчение фрагментов конструкций производят в стандартных дробильных установках до размера не более 30 мм. Полученный щебень складируют на площадке с гидроизолирующим покрытием, построенной до начала разбора сооружений в непосредственной близости от зараженной территории.
Прилегающую к зданию зараженную почву извлекают и размещают на площадке с гидроизолирующим покрытием.
Строительство полигона по детоксикации осуществляют на месте полученного при изъятии грунта и строительных конструкций котлована. Стены и дно котлована выравнивают и гидроизолируют, дно формируют с уклоном в сторону специально оборудуемых коллектора с колодцем для сбора сточных вод и системой их подачи на станцию водоочистки.
На дно котлована ровным слоем укладывают зараженный щебень в качестве дренажа, а выше - загрязненный грунт. Уровень уложенного и выровненного грунта на 20 см ниже уровня окружающей почвы. Поверх уложенного грунта по всей площади собирают систему орошения. Рядом с котлованом во временном строении размещают станцию водоочистки, в которой готовят раствор для выщелачивания (экстракции) загрязнителей из почвы и щебня, а также осуществляют очистку сточных (продуктовых) вод. Процесс выщелачивания проводят специально подобранным растворителем путем непрерывного пролива содержимого котлована, при этом растворитель с загрязнителем и механическими примесями проходит многоступенчатую очистку на станции водоподготовки и после корректировки состава вновь подается на систему орошения до достижения безопасного уровня концентрации загрязнителя.
При наличии значительного количества зараженных производственных зданий, строений и земельных участков на территории ликвидируемого предприятия возможно многократное использование полигона. Сравнение предлагаемого способа и способа-прототипа представлено в таблице 1.
Таким образом, поставленная проблема изобретения решается тем, что на месте изъятого фундамента строения и прилегающего загрязненного грунта устраивают полигон детоксикации в виде котлована описанным выше способом, в котором происходит очистка грунта и измельченных строительных материалов от загрязнителей путем промывания (выщелачивания, экстракции) растворителем, сборе полученного раствора в колодце (через коллектор) с принудительной подачей его на станцию очистки растворителя.
Figure 00000001
Растворитель подбирают в лабораторных условиях для растворения конкретных загрязнителей с учетом состава зараженного отхода (грунта и строительных материалов) и способов очистки полученного раствора (Савич В.И., Белопухов С.Л., Никиточкин Д.Н., Филиппова А.В. Новые методы очистки почв от тяжелых металлов / Известия оренбургского государственного аграрного университета. - 2013. - №4(42); Надин А.Ф. Очистка воды и почвы от загрязнений / Экология и промышленность России. - 2011). Растворитель с загрязнителем и механическими примесями проходит на станции водоподготовки многоступенчатую систему очистку и, после корректировки состава, его вновь подают на систему орошения. Осуществляют периодический мониторинг концентрации загрязнителя в промывном растворе и грунте. Процесс выщелачивания заканчивают при достижении безопасного уровня концентрации загрязнителя (согласно СанПиН 2.1.7.1287-03) в почве и щебне. После промывания грунта нейтрализующим раствором (при необходимости) и чистой водой систему орошения разбирают и осуществляют подсыпку чистой плодородной почвой толщиной не менее 20 см. Восстанавливают первоначальный уровень почвы. Рекультивацию участка завершают посадкой зеленых насаждений и периодическим увлажнением.
Ниже приведены примеры выбора растворителей для очистки техногенных грунтов и загрязненных строительных материалов.
Пример 1. Грунт и строительный материал, загрязненные пестицидами, собраны с места ликвидированного склада хранения устаревших пестицидов. По предварительным данным, на складе хранился ртутьсодержащий пестицид гранозан. Поэтому собранный отход анализировали на содержание ртути. Отобранная проба весом 100,00 г была тщательно измельчена в фарфоровой чашке фарфоровым пестиком до размера частиц менее 0,5 мм. Содержание ртути определяли по МВИ ПНД Ф 16.1:2:2.2.80-2013(М 03-09-2013) «Количественный химический анализ почв. Методика измерений массовой доли общей ртути в пробах почв, грунтов, в том числе тепличных, глин и донных отложений атомно-абсорбционным методом с использованием анализатора ртути РА-915 М». Определили содержание ртути в пробе в количестве 7,12 мг/кг, что существенно выше предельно-допустимой концентрации (2,1 мг/кг).
Три пробы по 10 г заливали 100 мл следующих растворов:
Образец №1. Раствор гипохлорита натрия (5%), подкисленный соляной кислотой до рН 3-4;
Образец №2. Раствор азотной кислоты (5%);
Образец №3. Дистиллированная вода.
Результаты остаточного содержания ртути в образцах после промывки через сутки представлены в таблице 2.
Figure 00000002
Результаты, представленные в таблице 2, иллюстрируют эффективность применения раствора азотной кислоты для очистки грунта от ртути до уровня ниже ПДК.
Пример 2. Выбор концентрации раствора азотной кислоты для очистки от свинца техногенного отхода, состоящего из грунта и строительного материала, взятых с территории ликвидируемого предприятия химической промышленности. Отобранная проба весом 100,00 г была тщательно измельчена в фарфоровой чашке аналогично вышеописанной в первом примере. Содержание свинца определяли по МВИ содержания металлов в твердых объектах методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой ПНД Ф 16.1:2.3:3.11-98. Средство измерения ICP-MS HP 4500. Определили содержание свинца в количестве 655 мг/кг. Предельно-допустимая концентрация свинца в почве - 30 мг/кг. Для выщелачивания (экстрагирования) свинца выбрана азотная кислота как наиболее дешевый и доступный реагент. Навески по 10 г исходного грунта заливались растворами азотной кислоты различной концентрации (1%, 5%, 10%, 20%) объемом 100 мл. Время экстрагирования - 1 и 4 суток. В промытых образцах грунта свинец практически отсутствовал. В таблице 3 приведены данные по составу промывочных растворов через сутки.
Figure 00000003
Figure 00000004
В таблице 4 приведены данные по составу промывочных растворов через четверо суток.
Figure 00000005
По представленным в таблицах 3 и 4 результатам следует, что наименее концентрированный раствор азотной кислоты эффективно выщелачивает свинец из почвы, при этом выход железа - минимальный, а продуктовый раствор получается прозрачным и неокрашенным. При использовании более концентрированных растворов азотной кислоты продуктовый раствор получается мутным (коллоидным) и сильно окрашенным. Вывод: для данного типа зараженной свинцом почвы оптимален однопроцентный раствор азотной кислоты. Для восстановления раствора азотной кислоты используются катионообменные смолы. При прохождении через ионообменные смолы катион металла обменивается на ион водорода, для чего используются катиониты в Н+-форме.

Claims (5)

1. Способ рекультивации объектов, оказывающих негативное действие на окружающую среду, заключающийся в разборе зданий и сооружений с минимальным выбросом пыли и формировании котлована, получаемого при изъятии грунта и разрушении строительных конструкций, отличающийся тем, что полную детоксикацию строительных материалов и грунта осуществляют совместно методом выщелачивания в котловане, дно которого формируют с уклоном в сторону коллектора с колодцем для сбора сточных вод и системой их подачи на станцию водоочистки.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что демонтаж зданий и сооружений, выемку грунта и последующее измельчение строительных конструкций проводят одновременно с мероприятиями по пылеподавлению.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внутреннюю поверхность котлована для очистки грунта и измельченных строительных материалов от загрязнителей гидроизолируют, дно выкладывают ровным слоем щебня в качестве дренажа.
4. Способ по п. 1, 2, отличающийся тем, что в качестве дренажного щебня используют измельченные до размера не более 30 мм демонтируемые строительные конструкции и материалы.
5. Способ по п. 1, 2, отличающийся тем, что выщелачивание проводят растворителем путем непрерывного пролива содержимого котлована, при этом растворитель с загрязнителем и механическими примесями проходит многоступенчатую очистку на станции водоподготовки и после корректировки состава вновь подается на систему орошения до достижения безопасного уровня концентрации загрязнителя.
RU2017100824A 2017-01-10 2017-01-10 Способ рекультивации объектов, оказывающих негативное действие на окружающую среду RU2633397C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100824A RU2633397C1 (ru) 2017-01-10 2017-01-10 Способ рекультивации объектов, оказывающих негативное действие на окружающую среду

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100824A RU2633397C1 (ru) 2017-01-10 2017-01-10 Способ рекультивации объектов, оказывающих негативное действие на окружающую среду

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2633397C1 true RU2633397C1 (ru) 2017-10-12

Family

ID=60129316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017100824A RU2633397C1 (ru) 2017-01-10 2017-01-10 Способ рекультивации объектов, оказывающих негативное действие на окружающую среду

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2633397C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738420C1 (ru) * 2020-03-26 2020-12-14 Общество с ограниченной ответственностью "Экоцикл" Способ ликвидации свалки твердых бытовых отходов

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA19223A (ru) * 1990-08-21 1997-12-25 Дніпропетровський Гірничий Інститут Способ восстановления грунтового массива при подготовке санитарно-защитной зоны карьеров
RU2144707C1 (ru) * 1996-05-31 2000-01-20 Дзе Бабкок энд Вилкокс Компани Способ минимизации объема отходов при разрушении загрязненного бетонного оборудования (варианты)
RU2299100C2 (ru) * 2004-12-21 2007-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" (ННГУ) Способ детоксикации фрагментов разрушенных производственных зданий, загрязненных люизитом и продуктами его превращений
RU2393310C1 (ru) * 2009-05-20 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) Способ сноса и захоронения зданий, загрязненных токсичными и отравляющими веществами, и поточная линия для его осуществления

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA19223A (ru) * 1990-08-21 1997-12-25 Дніпропетровський Гірничий Інститут Способ восстановления грунтового массива при подготовке санитарно-защитной зоны карьеров
RU2144707C1 (ru) * 1996-05-31 2000-01-20 Дзе Бабкок энд Вилкокс Компани Способ минимизации объема отходов при разрушении загрязненного бетонного оборудования (варианты)
RU2299100C2 (ru) * 2004-12-21 2007-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" (ННГУ) Способ детоксикации фрагментов разрушенных производственных зданий, загрязненных люизитом и продуктами его превращений
RU2393310C1 (ru) * 2009-05-20 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) Способ сноса и захоронения зданий, загрязненных токсичными и отравляющими веществами, и поточная линия для его осуществления

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738420C1 (ru) * 2020-03-26 2020-12-14 Общество с ограниченной ответственностью "Экоцикл" Способ ликвидации свалки твердых бытовых отходов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Remediation techniques for heavy metal-contaminated soils: Principles and applicability
Chang et al. On-site mercury-contaminated soils remediation by using thermal desorption technology
Godheja et al. Xenobiotic compounds present in soil and water: a review on remediation strategies
Lambert et al. New methods of cleaning up heavy metal in soils and water
Hamer et al. Brick production with dredged harbour sediments. An industrial-scale experiment
Qiang et al. Size effect on lysimeter test evaluating the properties of construction and demolition waste leachate
Shih et al. Arsenic contaminated site at an abandoned copper smelter plant: waste characterization and solidification/stabilization treatment
Pillai et al. Soil pollution near a municipal solid waste disposal site in India
Kujlu et al. Selecting the best stabilization/solidification method for the treatment of oil-contaminated soils using simple and applied best-worst multi-criteria decision-making method
Karaca et al. Acid pond sediment and mine tailings contaminated with metals: physicochemical characterization and electrokinetic remediation
Liu et al. Long-term leaching behavior of phenol in cement/activated-carbon solidified/stabilized hazardous waste
CN110981130A (zh) 重金属污染底泥利用途径的判定方法
RU2633397C1 (ru) Способ рекультивации объектов, оказывающих негативное действие на окружающую среду
Mizerna et al. Environmental assessment of applicability of mineral-organic composite for landfill area rehabilitation
Malyovanyy et al. Ways to minimize environmental hazards from pollution of the environment in the zone of influence of the Hrybovychi landfill
Slușer et al. POSTCLOSURE INFLUENCE OF EMISSIONS RESULTED FROM MUNICIPAL WASTE DUMP SITES: A CASE STUDY OF THE NORTH-EAST REGION OF ROMANIA.
Karaca et al. Characterization of heavy metals in mine tailings and lake sediments: implications on remediation
Olarewaju et al. Trace metal concentrations in leachates from open dumpsites in Lokoja, Kogi State, Nigeria
Yao et al. PFC-contaminated soil and its remediation strategies: a review
RU2421289C2 (ru) Способ подготовки шламов
Alvarez-Guerra et al. Sustainable management options and beneficial uses for contaminated sediments and dredged material
CN109013694A (zh) 一种镉和卤代烃污染土壤修复的方法
RU2703780C1 (ru) Способ утилизации бытовых и других биологических отходов
Merdy et al. 5 years of leaching experiments to evaluate a modified bauxite residue. Part 1: transformation into a soil and storage of immobilized heavy metals from acid mine drainage
Fergusson An industrial legacy now gone