RU2757503C1 - Способ получения гуминового препарата и его применение для рекультивации нефтезагрязненных, нарушенных и деградированных земель - Google Patents
Способ получения гуминового препарата и его применение для рекультивации нефтезагрязненных, нарушенных и деградированных земель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2757503C1 RU2757503C1 RU2020139307A RU2020139307A RU2757503C1 RU 2757503 C1 RU2757503 C1 RU 2757503C1 RU 2020139307 A RU2020139307 A RU 2020139307A RU 2020139307 A RU2020139307 A RU 2020139307A RU 2757503 C1 RU2757503 C1 RU 2757503C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- composition
- oil
- preparation
- humic
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 52
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 241001249119 Bacillus vallismortis Species 0.000 claims abstract description 5
- 241000670472 Exiguobacterium mexicanum Species 0.000 claims abstract description 5
- 241000187562 Rhodococcus sp. Species 0.000 claims abstract description 5
- 238000005067 remediation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 241001622809 Serratia plymuthica Species 0.000 claims abstract description 4
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000009331 sowing Methods 0.000 claims description 3
- 230000035558 fertility Effects 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 18
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 9
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 9
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 7
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 7
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 6
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- ALYNCZNDIQEVRV-UHFFFAOYSA-N 4-aminobenzoic acid Chemical compound NC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 ALYNCZNDIQEVRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000001592 Amaranthus caudatus Species 0.000 description 2
- 235000009328 Amaranthus caudatus Nutrition 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 description 2
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 description 2
- FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N ERM-AC051 Natural products C1=C2C3=CC=CC=C3C=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000380130 Ehrharta erecta Species 0.000 description 2
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 2
- 230000009418 agronomic effect Effects 0.000 description 2
- 235000012735 amaranth Nutrition 0.000 description 2
- 239000004178 amaranth Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 2
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 2
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- TXVHTIQJNYSSKO-UHFFFAOYSA-N BeP Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC4=CC=C1C2=C34 TXVHTIQJNYSSKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 241000607720 Serratia Species 0.000 description 1
- 244000228451 Stevia rebaudiana Species 0.000 description 1
- 244000152045 Themeda triandra Species 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000881 depressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011197 physicochemical method Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- HELXLJCILKEWJH-NCGAPWICSA-N rebaudioside A Chemical compound O([C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]([C@@H]1O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1)O)O[C@]12C(=C)C[C@@]3(C1)CC[C@@H]1[C@@](C)(CCC[C@]1([C@@H]3CC2)C)C(=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1)O)[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O HELXLJCILKEWJH-NCGAPWICSA-N 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 102220115768 rs886039839 Human genes 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000004162 soil erosion Methods 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
- A01B79/00—Methods for working soil
- A01B79/02—Methods for working soil combined with other agricultural processing, e.g. fertilising, planting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Virology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Mycology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены способ приготовления композиции на основе гуминового препарата, включающий предварительное получение раствора композиции путем смешивания пастообразного гуминового препарата с водой в соотношении 1:4 и добавление непосредственно перед применением бактериального препарата в количестве 2 кг на тонну композиции на основе штаммов Bacillus vallismortis ELA-4 ВКПМ B-11017, Exiguobacterium mexicanum ELA-5 ВКПМ B-11011, Serratia plymuthica ELA-9 VKM B-2819D, Rhodococcus sp. LER-12 BKM Ac-2626D и биоактиватора в количестве 12 литров на тонну композиции, и способ ремедиации нефтезагрязненных почво-грунтов с использованием полученной композиции. Изобретения обеспечивают повышение уровня очистки и восстановительных свойств и плодородия деградированных почв. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к биотехнологии и экологии, в частности к способам получения гуминового препарата и его использованию для рекультивации нефтезагрязненных, нарушенных и деградированных земель.
Важной и актуальной проблемой в деятельности нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий является проблема загрязнения окружающей среды нефтью и нефтепродуктами, которые происходят при их добыче, транспортировке, переработке и использовании.
Значительный ущерб для экосистем в целом наносится при загрязнении нефтью и нефтепродуктами почвенного покрова. Углеводороды нефти и нефтепродуктов при попадании в почву оказывают угнетающее действие на растения и микрофлору, а также ухудшают физико-химические свойства почв. При нефтяном загрязнении почвенные частицы гидрофобизируются: почва теряет способность впитывать и удерживать воду. В результате закупорки почвенных капилляров нефтью сильно нарушается аэрация, создаются анаэробные условия, изменяются окислительно-восстановительные процессы в почве.
Известно применение гуминовых кислот при детоксикации почв, рекультивации загрязненных и нарушенных в результате аварийных розливов нефти земель. Обработка загрязненных нефтепродуктами почв гуминовым концентратом обеспечивает эффективную сорбцию углеводородов и активизацию микробиологических процессов, в результате чего происходит ускоренная очистка почвы. При этом улучшаются основные агрохимические свойства, и повышается плодородие почв.
Одним из известных, экологически безопасных способов очистки нефтезагрязненных почв является использование биологических препаратов на основе штаммов микроорганизмов, способных использовать углеводороды в качестве единственного источника питания и энергии.
Известен способ воспроизводства нефтезагрязненных земель (патент РФ №2555595, МПК B09C 1/10, A62D 3/02, A01B 79/02, опубликован 10.07.2015), согласно которому осуществляют внесение биопрепаратов и посев семян растений с высокой сорбционной способностью. Загрязненные участки орошают водным раствором ПАБК в концентрации 0,1-0,2%. При растворении ПАБК в горячий раствор вводят листья стевии в количестве 0,2%. После остывания раствора до 20-25°С добавляют биопрепарат Байкал - ЭМ-1 в концентрации 1:100. Спустя 2-3 недели после полива высевают культуру амаранта. Повторный полив в той же концентрации осуществляют в фазе ветвления амаранта.
Известен способ рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами (патент РФ №2174454, МПК B09C 1/10, опубликован 10.10.2001), включающий внесение в почву препарата Экогум, являющегося продуктом извлечения активных гуминовых кислот бурого угля раствором гидроксида натрия с содержанием водорастворимого гумата натрия не менее 30 мас.% и рН 1%-ного водного раствора 9,0.
К недостаткам указанных выше решений относятся низкая эффективность очистки почв, долгое восстановление плодородия земель и высокозатратная технология.
В качестве ближайшего аналога выбран способ восстановления нефтезагрязненных почв путем внесения микробно-растительных сообществ (патент РФ №2535746, МПК B09C 1/00, B09C 1/10, опубликован 20.12.2014). В способе после предварительного сбора с почвенной поверхности нефти в нефтезагрязненную почву одновременно с интродукцией микроорганизмов-нефтедеструкторов в виде раствора биопрепарата, содержащего микроорганизмы-нефтедеструкторы с минеральными удобрениями, высевают устойчивые к нефтезагрязнению многолетние травянистые растения.
Недостатком данного решения является неэффективность способа, вследствие, внесения биопрепарата с одновременным засеиваем многолетней травой для накопления гумуса, что к тому же финансово затратно. Кроме того, в способе применяется раствор с малым содержанием гуминовых кислот, что ведет к более долгому восстановлению загрязненной почвы.
Технической задачей изобретения является разработка способа получения композиции гуминового препарата и ее применение для рекультивации нефтезагрязненных, нарушенных и деградированных земель.
Техническим результатом является повышение уровня очистки почв, обеспечение обработки почво-грунтов при температуре свыше +5ºС, ускорение очистки и восстановления свойств и плодородия деградированных почв, стимулирование роста растений.
Технический результат достигается тем, что способ приготовления композиции на основе гуминового препарата включает в себя предварительное получение раствора композиции путем смешивания гуминового препарата с водой в соотношении 1:4-1:6, добавление непосредственно перед применением бактериального препарата на основе штаммов Bacillus vallismortis ELA-4 ВКГТМB-11017, Exiguobacterium mexicanum ELA-5 ВКПМB-11011, Serratia plymuthica ELA-9 VKMB-2819D, Rhodococcus sp. LER-12 BKMAc-2626D и биоактиватора.
Также технический результат достигается тем, что способ ремедиации нефтезагрязненных почво-грунтов включает введение в почво-грунт микроорганизмов в составе растворов биопрепаратов и биологическую рекультивацию путем высеивания многолетних травянистых растений, при этом непосредственно перед применением готовят композицию на основе гуминового препарата, которую затем вносят на нефтезагрязненную поверхность почво-грунтов и перемешивают на глубину корнеобитаемого слоя с последующим рыхлением почвы на глубину корнеобитаемого слоя.
Для рекультивации нефтезагрязненных, нарушенных и деградированных земель в заявляемом изобретении применяется композиция, содержащая гуминовый препарат, изготовленный из бурового малозольного угля, бактериальный препарат на основе углеводороокисляющих бактерий и биоактиватор.
При этом гуминовый препарат c pH 4,5-9,5 служит основой композиции и представляет собой пасту темно-бурого или черного цвета, в состав которой входят гуминовые кислоты или соли гуминовых кислот, вырабатываемые из бурого угла, при этом массовая доля сухого вещества составляет не менее 30%, массовая доля гидроксид натрия/ гидроокиси калия составляет не менее 35% от массы сухого вещества, а массовая доля золы - не менее 35% от массы сухого вещества.
Бактериальный препарат включает в себя следующие штаммы микроорганизмов: Bacillus vallismortis ELA-4 ВКГТМB-11017, Exiguobacterium mexicanum ELA-5 ВКПМB-11011, Serratia
plymuthica ELA-9 VKMB-2819D, Rhodococcus sp. LER-12 BKMAc-2626D и минеральный питательный субстрат для бактерий.
В качестве биоактиватора применяют микробиологические препараты, например, биопрепараты «Байкал ЭМ-1» ТУ 9291-001-50710575-00, «Аква ЭМ 1»ТУ 9291-004-80909463-2013, «Восток ЭМ-1» - ТУ 9291-001-65451587-05. Данные препараты представляют собой комбинацию аэробных и анаэробных бактерий, состоящих из:
азотфиксирующих бактерий, которые способны задерживать азот в субстрате, блокируя его испарение на долгий срок, а также ускорять формирование культур в период вегетации;
молочнокислых бактерий, принимающих участие в защите почвы от химикатов и угнетающих рост сорных трав;
фотосинтезирующих бактерий, отвечающих за обновление клеток и тканей растений
дрожжей, вырабатывающих вещества, которые помогают бороться с различными вирусами и плесенью.
Указанная композиция на основе гуминового препарата предназначается для связывания тяжелых металлов, сорбции и ускоренного разложения органических экотоксикантов, детоксикации промышленных и бытовых шламов, буровых растворов и шламов, восстановления свойств и плодородия деградированных почв. Композиция стимулирует рост растений, всхожесть семян, увеличивает приживаемость рассады и саженцев, повышает устойчивость растений к болезням, вредителям, неблагоприятным климатическим и экологическим факторам.
Внесением композиции достигается увеличение коэффициента структурности почво-грунта.
Способ приготовления композиции на основе гуминового препарата включает в себя следующие стадии:
1. Приготовление рабочего раствора путем смешивания гуминового препарата с любой водой в соотношении 1:4-1:6, с помощью мешалки или циркуляционных систем автоцистерны или автомиксера, до получения однородной массы.
2. Добавление непосредственно перед внесением в почву в полученный раствор бактериального препарата на основе углеводороокисляющих бактерий и биоактиватора с последующим перемешиванием до получения однородной массы.
Технология детоксикации и ремедиации нефтезагрязненных почво-грунтов включает следующие операции:
1. Механическая очистка и планировка деградированных и нефтезагрязненных участков земель, вышедших из-под нефтедобычи.
При содержании нефти в субстратах выше 150 г/кг предусматривается изоляция таких проблемных участков боновыми ограждениями и (или) земляными дамбами. После чего осуществляется аварийно-ликвидационные работы, включающие:
- при необходимости, водопонижение, при котором незагрязненные воды отводятся от понижений и перебрасываются в заранее подготовленные обводные каналы;
- механический сбор нефтепродуктов из мест их скопления;
- при необходимости, удаление загрязненной травянистой и древесно-кустарниковой растительности (пни, кусты, коряги и т.п.);
- использование сорбентов и периодический сбор сорбентов с нефтепродуктом;
Ремедиация нефтезагрязненных почво-грунтов с содержанием нефтепродуктов до 150 г/кг производится путем простого внесения в него рабочего раствора композиции.
2. Приготовление непосредственно на месте применения рабочего раствора композиции путем смешивания гуминового препарата с водой в соотношении 1:4-1:6 с последующим добавлением бактериального препарата на основе углеводородокисляющих бактерий и биоактиватора в соответствии со способом приготовления композиции на основе гуминового препарата, указанного выше.
3. Внесение рабочего раствора композиции на нефтезагрязненную поверхность почво-грунтов и перемешивание на глубину корнеобитаемого слоя (до 40 см).
При этом внесение рабочего раствора композиции производится следующим образом: заполненная рабочим раствором поливочная машина/автоцистерна/установка для внесения жидких удобрений въезжает на участок, подлежащий рекультивации и, двигаясь с постоянной скоростью, осуществляет равномерный полив. Последующее внесение рабочего раствора производят параллельными заходами установки. Норма расхода раствора задается заранее и контролируется по приборам учета (счетчикам расхода жидкости установки).
Дозы внесения зависят от количества нефтепродуктов в нефтезагрязненных почво-грунтах, плотности почвы и глубины залегания корневого слоя растений или глубины пахотного горизонта. Поскольку работы связаны с применением водных растворов, их рекомендуется проводить при среднесуточной температуре воздуха не менее +5ºС.
При этом количество раствора композиции, необходимого для обработки нефтезагрязненной и деградированной почвы, определяется по формуле:
Q=Const*X*P*H*S, где
Const – экспериментально установленный коэффициент, равный 0,214,
X – коэффициент, численной равный содержанию нефтепродуктов в почве от 1 до 150 г/кг,
Р – насыпная плотность почвы, т/м3,
Н – глубина корнеобитаемого (почвенного) слоя, м;
S – площадь загрязненной нефтью территории, м2.
Концентрация гуминовых кислот в растворе композиции составляет 6-8%.
4. Рыхление почвы (вспашкой, дискованием или боронованием) на глубину корнеобитаемого слоя в направлении перпендикулярно направлению внесения рабочего раствора.
При этом до окончания вегетационного сезона два раза в месяц, производится отбор проб, создание и анализ смешанного образца почво-грунта для организации постоянного мониторинга состояния участка. При значении показателей загрязнения почво-грунтов выше ПДК проводится дополнительная механическая обработка почво-грунта участка (однократные вспашка, боронование или дискование). В случае засушливой погоды осуществляется искусственный полив.
5. Биологическая рекультивация (фитомелиорация) загрязненных и деградированных участков путем создания на них зеленых насаждений (посевов многолетних трав и древесно-кустарниковых растений).
Биологический этап рекультивации начинается либо в осенний период текущего вегетационного сезона, либо в весенний период следующего.
Перед началом фитомелиоративных работ боновые ограждения и временное оборудование демонтируются и вывозятся, кавальеры и другие земляные сооружения скапываются, участок подвергается окончательной планировке.
Контроль за рекультивационными работами осуществляется непосредственно на месте проведения работ.
Рекомендуемый перечень растений для рекультивации включает виды трав, малотребовательных к почвенным условиям, бесструктурности почв, устойчивых к засухе или избытку влаги, засолению, морозам и др. Растения должны иметь мощную корневую систему, уходящую за пределы уровня загрязнения, чтобы сформировать значительную надземную часть, предохраняющую верхний слой от чрезмерного усыхания (для развития корневой системы трав в самом верхнем слое) и создать благоприятную почвенную структуру.
6. Завершение детоксикации при соответствии двух взаимопоследующих проб требованиям к основным физико-механическим свойствам почво-грунтов, достигаемым с применением композиции на основе гуминового препарата.
При необходимости весь цикл детоксикационных работ повторяется в следующем вегетационном сезоне.
Технология допускает использование серийного сельскохозяйственного, лесного и коммунального оборудования.
На площадках рекультивации рекомендуется визуальный метод контроля состояния почв и физико-химические методы анализа. При аварийных разливах нефти определяют размеры, площадь и конфигурацию загрязненных участков. Пробы отбирают по диагонали участка через 8-10 м, начиная с края. Общая продолжительность наблюдения должна быть не менее 2-3 лет. По окончанию рекультивации на проектируемых площадках и трассах рекомендуется отобрать пробы почвы на агрохимический и химический состав.
Пример
Приготовление рабочего раствора гуминового препарата включает доставку на место препарата «ГУМИНОКС» в виде пасты с 24%-ным содержанием гуминовых кислот в мягких полимерных контейнерах («Big-bag») массой 800 кг или в бочках по 200 л.
Транспортирование и хранение препаратов производится по ГОСТ 14189-81 и ОСТ 6-15-90.4-90, а также в соответствии с гигиеническими требованиями к хранению, применению и транспортировке пестицидов и ядохимикатов» СаНПиН 1.2.1077-01.
Далее осуществляется приготовление композиции на основе гуминового препарата, получаемой смешиванием в мешалке в течение получаса 1 т гуминового препарата «ГУМИНОКС» и 4 т воды на одну загрузку.
Непосредственно перед внесением в нефтезагрязненную почву с уровнем нефтезагрязения до 150 г/кг в полученный раствор композиции на основе гуминового препарата на 1т добавляют бактериальный препарат в количестве 2 кг на тонну композиции, включающий в себя следующие штаммы микроорганизмов: Bacillus vallismortis ELA-4 ВКГТМB-11017, Exiguobacterium mexicanum ELA-5 ВКПМB-11011, Serratia plymuthica ELA-9 VKMB-2819D, Rhodococcus sp. LER-12 BKMAc-2626D и минеральный питательный субстрат для бактерий, и биоактиватор «Байкал – ЭМ1» в количестве 12 литров на тонну композиции.
При этом количество раствора, необходимого для обработки нефтезагрязненной и деградированной почвы, определяется по формуле Q=Const*X*P*H*S, где Const= 0,214. Композиция на основе гуминового препарата вносится на участок площадью S = 1 м2, на глубину Н = 0,4 м. Учитывая насыпную плотностью почвы, равную Р = 1,4 т/м3 и уровень нефтезагрязнения X =150 г/кг, получаем массу композиции на основе гуминового препарата, достаточной для обработки нефтезагрязненной почвы:
Q=0,214*150*1,4*0,4*1 = 17,976 кг/м3.
Концентрация действующего вещества в растворе составляет 8%.
После обработки нефтезагрязненной почвы проводятся рыхление почвы на глубину корнеобитаемого слоя с последующей высадкой семян мятлика лугового.
Выявлено, что при обработке нефтезагрязненной почвы композицией, содержащей гуминовый препарат, общая концентрация нефтепродуктов уменьшается в среднем в два раза, при этом кислотность почво-грунтов практически не меняется (рН=6,9 и рН=6,7).
Как видно из протоколов анализов образцов почво-грунтов за два месяца с начала и до завершения основных этапов работы содержание хлоридов снизилось почти в 3 раза (3,5 мг/кг и 1,2 мг/кг), содержание опасного канцерогена – бенз(а)пирена уменьшилось более чем в два раза (0,0323мг/кг и 0,014 мг/кг).
Результаты обработки образцов приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Сравнение степени загрязнения субстрата до обработки и после обработки
| № п.п. |
Показатели | Единицы измерения | Результаты исследований | ||
| До обработки | После обработки (через 30 суток) |
Контроль (через 30 суток) |
|||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | Нефтепродукты общие | Мг/кг | 20000,0 | 2250,0 | 1213,0 |
| 2 | Ароматические углеводороды |
Мг/кг | 3860,0 | 1540,0 | 1318,0 |
| 3 | Бенз(а)пирен (подвиж.) |
Мг/кг | 0,127 | 0,032 | 0,014 |
| 4 | Хлориды (подвиж.) |
Мг/кг | 24,3 | 3,5 | 1,2 |
Сравнение экологической и агрономической эффективности композиции на основе гуминового препарата и других видов минеральных и органических удобрений (Таблица 2) показало, чтозаявляемая композиция на основе гуминового препарата способствует восстановлению почвенной структуры, повышая плодородие земель и увеличивая каталазную активность почвы в отличие от минеральных удобрений, навоза и биогумуса, которые либо не оказывают положительного влияния на плодородие, либо позволяют достичь кратковременного улучшения. Кроме того, внесение композиции на основе гуминового препарата формирует оптимальные водно-воздушные и окислительно-восстановительные режимы, что способствует нормальному функционированию почвенного покрова.
Таблица 2 - Сравнение экологической и агрономической эффективности композиции на основе гуминового препарата и других видов минеральных и органических удобрений
| Определяемый показатель | Ед. измерения | Минеральные удобрения | Навоз КРС | Биогумус | Заявляемая композиция на основе гуминового препарата |
| Удобрительный эффект | У/ед. | 100 | 3 | 7-12 | 100 |
| Последействие | лет | 1-2 | 2-5 | 1-2 | 5-7 |
| Эрозия почв | Усиливается | Замедляется | Замедляется или прекращается | ||
| Почвоообразующий эффект | нет | нет | нет | Значительный | |
| Влияние на плодородие | Отрицательное | Кратковременное улучшение | Нулевое или низкое | Плодородие интенсивно восстанавливается, увеличивается каталазная активность почвы | |
| Действие на гумус | Дегумификация | Кратковременное положительное действие | Содержание гумуса увеличивается до 3х раз | ||
| Влияние на морозостойкость и засухостойкость | Не эффективное | нет | Высокоэффектив-ное, влагоемкость почвы повышается до 40% | ||
| Загрязнение окружающей среды | Содержат токсичные элементы | Может быть источником | нет | нет | |
| Дозы внесения | т/га | 0,1-0,9 | 6-60 | 5-10 | 0,2-0,4 |
Таким образом, при содержании в композиции гуминового препарата и воды в соотношении 1:4 и, следовательно, 8%-ной концентрации действующего вещества в растворе, достигаются наиболее эффективные показатели очистки почвы.
При этом если обрабатывать почво-грунт раствором композиции, в которой соотношение гуминового препарата к воде составляет 1:10 достигается незначительный эффект. А при использовании композиции с соотношением гуминового препарата и воды 1:2 – почва затвердевает.
Разработанная технология может эффективно применяться на всех территориях с умеренным и умеренно-континентальным, а также субтропическим климатом, который характеризуется продолжительностью теплового периода (устойчивая температура выше 0ºС) около 100-200 суток в году и устойчивого безморозного периода (среднесуточная температура выше +5ºС) не менее 120 суток, с количеством осадков не менее 500 мм/год и за теплый период (март-ноябрь в зависимости от региона) - 320-340 мм. Технология адаптирована ко всем типам и подтипам почв степной или лесостепной зоны, характеризующихся следующими основными параметрами: черноземы, серые лесные или дерново-подзолистые почвы, рН 5,5-7,5.
Преимущества
Применение гуминовой композиции позволяет максимально задействовать и использовать все существующие природные механизмы самоочищения. Внесение композиции в субстрат способствует снижению токсичности углеводородов, ускорению процессов их биохимического разложения, вызывает интенсификацию естественных процессов самоочищения нефтезагрязненных субстратов. Имея в своем составе гидрофобные и гидрофильные фрагменты структуры, гуминовые вещества хорошо сорбируют нефтепродукты, обеспечивая возможность для дальнейшего их разложения почвенной микрофлорой. Обработка почво-грунтов композицией на основе гуминового препарата может осуществляться при температуре свыше +5ºС.
После внесения композиции в нефтезагрязненные почвы с содержанием нефтепродуктов менее 5% уже в течение 2-3 месяцев формируются оптимальные водно-воздушный и окислительно-восстановительные режимы, что способствует нормальному функционированию почвенного покрова и восстановлению сложившейся на данной территории экосистемы.
Claims (3)
1. Способ приготовления композиции на основе гуминового препарата, включающий в себя предварительное получение раствора композиции путем смешивания пастообразного гуминового препарата с водой в соотношении 1:4 и добавление непосредственно перед применением бактериального препарата в количестве 2 кг на тонну композиции на основе штаммов Bacillus vallismortis ELA-4 ВКПМ B-11017, Exiguobacterium mexicanum ELA-5 ВКПМ B-11011, Serratia plymuthica ELA-9 VKM B-2819D, Rhodococcus sp. LER-12 BKM Ac-2626D и биоактиватора в количестве 12 литров на тонну композиции.
2. Способ приготовления композиции на основе гуминового препарата по п.1 формулы изобретения, отличающийся тем, что в качестве биоактиватора применяют микробиологические препараты «Байкал ЭМ-1», «Аква ЭМ 1», «Восток ЭМ-1».
3. Способ ремедиации нефтезагрязненных почво-грунтов, включающий введение в почво-грунт микроорганизмов в составе растворов биопрепаратов и биологическую рекультивацию путем высеивания многолетних травянистых растений, отличающийся тем, что непосредственно перед применением готовят композицию на основе гуминового препарата по способу, указанному в п.1 формулы изобретения, которую затем вносят на нефтезагрязненную поверхность почво-грунтов и перемешивают на глубину корнеобитаемого слоя с последующим рыхлением почвы на глубину корнеобитаемого слоя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020139307A RU2757503C1 (ru) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Способ получения гуминового препарата и его применение для рекультивации нефтезагрязненных, нарушенных и деградированных земель |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020139307A RU2757503C1 (ru) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Способ получения гуминового препарата и его применение для рекультивации нефтезагрязненных, нарушенных и деградированных земель |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2757503C1 true RU2757503C1 (ru) | 2021-10-18 |
Family
ID=78286698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020139307A RU2757503C1 (ru) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Способ получения гуминового препарата и его применение для рекультивации нефтезагрязненных, нарушенных и деградированных земель |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2757503C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117652248A (zh) * | 2023-11-17 | 2024-03-08 | 青岛农业大学 | 一种果园酸化土壤胶体改良方法 |
| RU2815865C1 (ru) * | 2022-11-08 | 2024-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" | Биоремедиационный способ очистки техноземов от тяжелых металлов с использованием микробно-растительной ассоциации |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2023686C1 (ru) * | 1992-04-13 | 1994-11-30 | Научно-производственное объединение "Биотехинвест" | Консорциум микроорганизмов rhodococcus sp., rhodococcus maris, rhodococcus erythropolis, pseudomonas stutzeri, candida sp., используемый для очистки почвенных и солоноватоводных экосистем от загрязнения нефтепродуктами |
| RU2721705C1 (ru) * | 2019-12-11 | 2020-05-21 | Григорий Алексеевич Синицын | Способ микробиологической переработки органических отходов |
-
2020
- 2020-12-01 RU RU2020139307A patent/RU2757503C1/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2023686C1 (ru) * | 1992-04-13 | 1994-11-30 | Научно-производственное объединение "Биотехинвест" | Консорциум микроорганизмов rhodococcus sp., rhodococcus maris, rhodococcus erythropolis, pseudomonas stutzeri, candida sp., используемый для очистки почвенных и солоноватоводных экосистем от загрязнения нефтепродуктами |
| RU2721705C1 (ru) * | 2019-12-11 | 2020-05-21 | Григорий Алексеевич Синицын | Способ микробиологической переработки органических отходов |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ИЗОСИМОВ А.А. "Физико-химические свойства, биологическая активность и детоксицирующая способность гуминовых препаратов, отличающихся генезисом органического сырья".//Дисс. к.б.н., 2016, М., с.18. * |
| ИЗОСИМОВ А.А. "Физико-химические свойства, биологическая активность и детоксицирующая способность гуминовых препаратов, отличающихся генезисом органического сырья".//Дисс. к.б.н., 2016, М., с.18. КИРДЕЙ Т.А. "Гуминовые препараты в агротехнологиях".//Земледелие, 2013, N 5, с.12-14. * |
| КИРДЕЙ Т.А. "Гуминовые препараты в агротехнологиях".//Земледелие, 2013, N 5, с.12-14. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815865C1 (ru) * | 2022-11-08 | 2024-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" | Биоремедиационный способ очистки техноземов от тяжелых металлов с использованием микробно-растительной ассоциации |
| CN117652248A (zh) * | 2023-11-17 | 2024-03-08 | 青岛农业大学 | 一种果园酸化土壤胶体改良方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Truong et al. | Vetiver system for wastewater treatment | |
| CN101481281B (zh) | 苏打盐碱地综合治理剂及其使用方法 | |
| Panda et al. | Impact of fly ash on soil properties and productivity | |
| RU2459398C2 (ru) | Способ рекультивации почв, загрязненных минерализованными водами | |
| US20250332625A1 (en) | Comprehensive treatment method for salinized soil in semi-arid region | |
| CN107597840A (zh) | 一种对砷、镉重金属污染土壤强化超富集植物修复技术 | |
| Schmid et al. | Effect of tillage and compost amendment on turfgrass establishment on a compacted sandy loam | |
| Chino et al. | Behavior of zinc and copper in soil with long term application of sewage sludges | |
| CN119346612A (zh) | 一种离子型稀土尾矿修复方法 | |
| Rathi et al. | Soil restoration strategies for sustaining soil productivity: a review | |
| CN109622601B (zh) | 一种利用棉花与印度芥菜轮作修复中低浓度汞污染农田土壤的方法 | |
| RU2757503C1 (ru) | Способ получения гуминового препарата и его применение для рекультивации нефтезагрязненных, нарушенных и деградированных земель | |
| Mitchell et al. | Influence of Subsurface Irrigation and Organic Additions on Top and Root Growth of Field Corn 1 | |
| Wallace | Some living plants and some additional products useful as soil conditioners and in various technologies | |
| RU2620658C1 (ru) | Способ восстановления загрязненных нефтью земель | |
| RU2336684C2 (ru) | Способ рекультивации нарушенных земель | |
| RU2242300C2 (ru) | Способ рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв и грунтов | |
| RU2113095C1 (ru) | Способ биологической рекультивации песчаных земель, загрязненных нефтью совместно с пластовыми водами | |
| CN110899307B (zh) | 一种利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法 | |
| RU2083069C1 (ru) | Способ биологической рекультивации плодородных земель, загрязненных буровыми сточными водами в степных, лесостепных и полупустынных зонах (варианты) | |
| RU2842056C1 (ru) | Способ восстановления нарушенных земель | |
| RU2102430C1 (ru) | Способ биологической рекультивации плодородных земель, загрязненных нефтепромысловыми пластовыми водами, в степных, лесостепных, полупустынных зонах (варианты) | |
| RU2703809C1 (ru) | Способ переработки промышленных отходов | |
| RU2095954C1 (ru) | Способ биологической рекультивации песчаных земель, загрязненных нефтепродуктами | |
| Skrypnyk et al. | Implementation of the cascade waste use principle by application of sewage sludge on lands disturbed by mining operations |