×
27.11.2015
216.013.944b

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ХВОСТОХРАНИЛИЩА, СОДЕРЖАЩЕГО ТОКСИЧНЫЕ ОТХОДЫ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФОТОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к рекультивации земель. Способ включает рыхление рекультивируемой поверхности грунтов на глубину 5-10 см, посев бобово-злаковой травосмеси, семян лиственницы и облепихи. Затем грунты обрабатывают биоактиватором (биологическим агентом), проводят оконтуривание хвостохранилища по периметру водопроницаемыми бортиками и дренажными канавками, создают лесозащитную полосу вокруг техногенного объекта. При этом в качестве биоактиватора (биологического агента) используют фототрофные бактерии (ФТБ), внесение которых на поверхность токсичных отходов осуществляют в количестве 1,5 л на 1 мрекультивируемой площади. Способ позволяет снизить отрицательное воздействие отходов переработки оловорудного сырья на объекты экосферы от техногенного загрязнения, обусловленного токсичными отходами, складированными в хвостохранилище, и повысить эффективность рекультивации. 3 ил., 3 пр.
Основные результаты: Способ рекультивации земель, включающий рыхление рекультивируемой поверхности грунтов на глубину 5-10 см, посев бобово-злаковой травосмеси, семян лиственницы и облепихи, затем обработку биоактиватором (биологическим агентом), оконтуривание хвостохранилища по периметру водопроницаемыми бортиками и дренажными канавками, создание лесозащитной полосы вокруг техногенного объекта, отличающийся тем, что в качестве биоактиватора (биологического агента) используют фототрофные бактерии (ФТБ), внесение которых на поверхность токсичных отходов осуществляется в количестве 1,5 литра на 1 м рекультивируемой площади.

Изобретение относится к горнодобывающей и перерабатывающей промышленности и может быть использовано для восстановления нарушенных земель, занятых хвостохранилищем с токсичными отходами переработки оловорудного сырья, загрязненного токсичными веществами, в том числе тяжелыми металлами (ТМ).

В настоящее время накоплено достаточно много материалов, свидетельствующих о широком распространении в природе различных микроскопических организмов, окрашенных в красный, оранжевый, пурпурный цвет, называемых фотосинтезирующими или фототрофными бактериями (ФТБ) (Тен Хак Мун, 2009). На основе применения ФТБ разработаны способы очистки стоков животноводческих ферм и пищевых предприятий, а также вод и почв, загрязненных пестицидами и другими поллютантами. Однако нет информации о применении ФТБ при рекультивации нарушенных горными работами, в том числе поверхности хвостохранилищ, содержащих токсичные отходы.

Известны экспериментальные исследования П.В. Кочубея, И.А. Сморкалова (2008), посвященные изучению внутрисезонной динамики численности различных групп микроорганизмов, участвующих в деградации углеводородов (нефтепродуктов) с использованием анаэробных фототрофных бактерий, а также определении скорости биоградации (на примере дизельного топлива) в разных типах почв. На исследованных почвах, загрязненных дизельным топливом, в конце эксперимента были обнаружены клетки фототрофных бактерий. За время наблюдения концентрация углеводородов (%) на площадках, заложенных в лесной почве, уменьшилась с 8,4±1,8 до 1,54±0,09, а на торфяном болоте - с 7,0±1,1 до 1,3±0,05. Таким образом, на обоих видах исследованных почв после экспериментального загрязнения дизельным топливом обнаружен рост аэробных нефтеокисляющих фототрофных бактерий.

Однако П.В. Кочубеем и И.А. Сморкаловым проведены только экспериментальные исследования, без рекомендаций по использованию ФТБ в процессе рекультивации нарушенных земель.

Наиболее близкими к заявляемому являются исследования И.А. Сморкалова (2009), сущность которых заключается в изучении автором влияния культур фотогетеротрофных бактерий на эффективность биодеградации углеводородов в почве и использовании их для стимуляции аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры при проведении рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. При этом, в микробоценозе грунта в процессе загрязнения нефтепродуктами прослеживаются четкие сукцессионные изменения: подавляющее доминирование нефтеокисляющих бактерий → снижение численности НОБ и развитие нефтеокисляющих грибов → появление несерных пурпурных бактерий (ФТБ). И.А. Сморкаловым установлено, что фотогетеротрофные бактерии способствуют увеличению скорости биодеградации нефтепродуктов и в почве, и в грунте. Это увеличение может происходить как за счет прямого аэробного окисления углеводородов самими фототрофными бактериями (при загрязнении <5%), так и благодаря их положительному влиянию на углеводородокисляющие способности других групп микроорганизмов. На основе лабораторных экспериментов установлено, что наиболее сильно фотогетеротрофные бактерии стимулируют деятельность нефтеокисляющих грибов. Полученные данные свидетельствуют о возможности использования культур несерных пурпурных фототрофных бактерий при проведении рекультивации нефтезагрязненных земель.

Способ позволяет снизить негативное воздействие нефтепродуктов на объекты окружающей среды и обеспечить эффективную защиту окружающей среды от техногенного их загрязнения.

Недостатком является то, что этот способ предназначен для рекультивации земель, загрязненных только нефтепродуктами, но не поверхности хвостохранилища с токсичными отходами, загрязненными тяжелыми металлами.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является снижение отрицательного воздействия токсичных отходов переработки минерального сырья на объекты экосферы от техногенного загрязнения, обусловленного токсичными отходами, складированными в хвостохранилище, и повышение эффективности рекультивации его поверхности.

Поставленная задача достигается тем, что в способе рекультивации земель, включающем обработку рекультивируемой поверхности хвостохранилища биоактиватором (биологическим агентом), посев бобово-злаковой травосмеси, посадку саженцев лиственницы и облепихи, оконтуривание хвостохранилища по периметру водопроницаемыми бортиками и дренажными канавками, создание лесозащитной полосы вокруг техногенного объекта, согласно изобретению в качестве биоактиватора (биологического агента) используют фототрофные бактерии.

Решение названной задачи обусловлено новым техническим результатом, состоящим в высоко эффективной активности биоактиватора (ФТБ), и реализуется взаимодействием ФТБ с субстратом (токсичными отходами). Фототрофные бактерии способствуют улучшению водно-физических свойств субстрата и, не обладая способностью к органотрофному питанию, внеклеточно выделяют разнообразные витамины, нуклеотиды, аминокислоты и АТФ, тем самым, привлекая другие микроорганизмы, с помощью которых получают необходимые для своего питания низкомолекулярные органические соединения. И в этом состоит одна из особенностей и полезность ФТБ в ликвидации токсичных и вредных для организмов соединений. Рыхление дисковой бороной поверхности хвостохранилища, на которую впоследствии наносится ФТБ, способствует улучшению условий укоренения и выживания растений. Создание лесозащитной полосы по периметру хвостохранилища позволяет обеспечить защиту среды обитания от воздействия пыли, выносимой ветром с поверхности хвостохранилища.

СУЩЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ заявляемого технического решения: с целью получения субстрата для рекультивации поверхности хвостохранилища с токсичными отходами вносят ФТБ.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ: после посева и посадки растений на поверхности хвостохранилища осуществляется полив рекультивируемой площади ФТБ, из расчета на 1 м2 площади 1,5 литра фототрофных бактерий.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где:

На фиг. 1 показан контроль, представленный отходами переработки оловорудного сырья. Произведен посев бобово-злаковой травосмеси, семян лиственницы (или саженцы). ФТБ не использовались.

На фиг. 2 представлен вариант эксперимента, поставленного в оранжерее с внесением ФТБ в контейнеры, в которых размещены токсичные отходы. Произведен посев бобово-злаковой травосмеси, семян лиственницы.

На фиг. 3 представлен вариант с внесением ФТБ на поверхность хвостохранилища с токсичными отходами, в производственных условиях (на поверхности хвостохранилища, содержащего токсичные отходы бывшего Хрустальненского ГОКАа). Произведен посев бобово-злаковой травосмеси, семян лиственницы.

Изобретение работает следующим образом: производят рыхление дисковой бороной рекультивируемой поверхности хвостохранилища, содержащего токсичные отходы на глубину 5-10 см, затем - посев бобово-злаковой травосмеси, лиственницы, после чего осуществляют полив ФТБ, в количестве 1,5 л на 1 м2 рекультивируемой площади. Оптимальную дозу подбирают опытным путем, исходя из санитарно-экологических свойств субстрата и достижения наивысшей продуктивности создаваемого фитоценоза на поверхности хвостохранилища.

Для этой цели был поставлен опыт в оранжерее в одиннадцатикратной повторности: с внесением фототрофных бактерий (ФТБ) на поверхность токсичных отходов, отобранных с хвостохранилища (для посева семян использовались бобово-злаковая травосмесь (клевер, овсяница, а также лиственница и облепиха). Наилучшие результаты (по биомассе) получены в варианте с внесением ФТБ (урожайность составила 234 ц/га). Как следует из экспериментальных данных, в варианте с внесением ФТБ содержится достаточное количество энергетических веществ в виде органического вещества и питательных веществ за счет деятельности фототрофных бактерий, что способствует биологической переработке исследуемого субстрата. Кроме этого происходит связывание тяжелых металлов углеродом органического вещества и иммобилизация основного количества тяжелых металлов до неопасных пределов. В вариантах без внесения ФТБ (контроль) всходы не появились.

Эффективность способа иллюстрируется нижеследующим примером: эксперимент заложен в оранжерее в одиннадцатикратной повторности и в производственных условиях (поверхность хвостохранилища бывшего Хрустальненского ГОКа): с внесением ФТБ. Поверхность хвостохранилища, содержащего токсичные отходы, рыхлят на глубину 5-10 см. Затем высевают бобово-злаковую травосмесь, состоящую из овсяницы луговой и клевера белого при нормах высева соответственно 25 и 15 кг на га при 98% всхожести семян. Высевают также семена лиственницы и облепихи. После чего производят полив ФТБ. Учет урожая проводят путем скашивания в фазе колошения злаковых. В качестве контроля используют отходы переработки минерального сырья, отобранные из хвостохранилища, содержащего токсичные отходы. Урожайность бобово-злаковой травосмеси составила 234 ц/га. На контроле (отходы) всходы не появились, обнаружена плесень. Предлагаемый способ является эффективным, так как позволяет увеличить продуктивность культурного фитоценоза и одновременно улучшить санитарно-экологические свойства субстрата (токсичные отходов переработки оловорудного сырья) за счет изменений в нужных направлениях рецептур ФТБ.

Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию изобретения «новизна». При изучении других решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, выявлены не были и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «существенные отличия».

Примеры реализации способа поверхности хвостохранилища, содержащего токсичные отходы с использованием ФТБ:

Пример 1. Контроль - ФТБ не использовался.

Пример 2. Производился полив ФТБ поверхности токсичных отходов, отобранных для эксперимента в оранжерее из хвостохранилища, раствором ФТБ в количестве 1,5 л на 1 м2 рекультивируемой площади. Состояние растений в этом варианте оказалось удовлетворительным. Урожайность зеленой массы здесь составила 238 ц/га.

Пример 3. Произведено рыхление на глубину 5-10 см поверхности хвостохранилища (в производственных условиях, нарушенные хвостохранилищем с токсичными отходами земли бывшего Хрустальненский ГОК), затем осуществлен полив ФТБ. Состояние растений в этом варианте оказалось удовлетворительным. Урожайность зеленой массы составила 234 ц/га.

Таким образом, заявляемый способ обеспечивает успешное решение проблемы снижения отрицательного воздействия токсичных отходов переработки оловорудного сырья на объекты окружающей среды и повышение эффективности рекультивации за счет использования ФТБ.

Выявлено благоприятное влияние ФТБ на формирование почвенный структуры, а также рост и развитие растений (бобово-злаковой травосмеси и лиственницы).

Способ рекультивации земель, включающий рыхление рекультивируемой поверхности грунтов на глубину 5-10 см, посев бобово-злаковой травосмеси, семян лиственницы и облепихи, затем обработку биоактиватором (биологическим агентом), оконтуривание хвостохранилища по периметру водопроницаемыми бортиками и дренажными канавками, создание лесозащитной полосы вокруг техногенного объекта, отличающийся тем, что в качестве биоактиватора (биологического агента) используют фототрофные бактерии (ФТБ), внесение которых на поверхность токсичных отходов осуществляется в количестве 1,5 литра на 1 м рекультивируемой площади.
СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ХВОСТОХРАНИЛИЩА, СОДЕРЖАЩЕГО ТОКСИЧНЫЕ ОТХОДЫ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФОТОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ
СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ХВОСТОХРАНИЛИЩА, СОДЕРЖАЩЕГО ТОКСИЧНЫЕ ОТХОДЫ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФОТОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ
СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ХВОСТОХРАНИЛИЩА, СОДЕРЖАЩЕГО ТОКСИЧНЫЕ ОТХОДЫ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФОТОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 101-110 of 133 items.
10.04.2016
№216.015.2f79

Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе на основе функции чувствительности

Изобретение относится к контролю и диагностированию систем автоматического управления и их элементов. Технический результат - уменьшение вычислительных затрат, связанных с реализацией моделей с пробными отклонениями параметров. Он достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580405
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.31de

Способ склеивания рулонных материалов

Изобретение относится к способу склеивания рулонных материалов и может быть использовано при ремонте кровель, в частности с использованием рубероида. Технический результат изобретения - повышение долговечности кровельного покрытия. Способ склеивания рулонных материалов включает раскатывание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580863
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.04.2016
№216.015.346a

Гайка

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных узлах резьбового крепления узлом деталей машин и механизмов. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности и долговечности гайки. Техническая задача совпадает с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581815
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.346f

Способ парофазного определения массовой концентрации четыреххлористого углерода, метиленхлорида, хлороформа, 1,2-дихлорэтана, 1.1.2-трихлорэтана в донных отложениях методом газовой хроматографии

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения содержания ЛХС (летучих хлорорганических соединений): четыреххлористого углерода, метиленхлорида, хлороформа, 1,2-дихлорэтана, 1.1.2-трихлорэтана в донных отложениях. Способ определения содержания ЛХС...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581745
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.3770

Гайка

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных узлах резьбового крепления узлом деталей машин и механизмов. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности и долговечности гайки. Техническая задача совпадает с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581977
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.05.2016
№216.015.3e25

Способ измерения магнитного поля

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ измерения магнитного поля и может применяться в магнитных отклоняющих системах. При реализации способа магнитоодноосную оптически прозрачную пластину слабого ферромагнетика, размещенную между связанными с источником...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584720
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.05.2016
№216.015.3f2a

Мобильный комплекс по вывозке снега

Изобретение относится к коммунальному хозяйству и может быть использовано для уборки и перевозки снега. Мобильный комплекс по вывозке снега содержит автомобиль на базовом шасси, снабженном бункером с загрузочным окном, внутри которого установлено устройство переработки снега. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584615
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.05.2016
№216.015.4107

Заделывающий рабочий орган лесопосадочной машины

Изобретение относится к лесному хозяйству, а именно к лесопосадочным машинам для высадки сеянцев. Заделывающий рабочий орган содержит раму посадочной секции. На раме посадочной секции для прижима корневой системы установлены под углом 35 градусов два гидравлических цилиндра. Нижние части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584616
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.05.2016
№216.015.41a7

Подшипник скольжения

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях подшипников скольжения. Подшипник скольжения в виде корпуса из намотанной тканной ленты, пропитанной полимерным связующим с наполнителями и с температурной обработкой. Между слоями тканной ленты расположена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584072
Дата охранного документа: 20.05.2016
10.06.2016
№216.015.46ba

Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала

Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов. Технический результат - уменьшение вычислительных затрат, связанных с реализацией отклонений сигналов моделей со смененной позицией входного сигнала. Согласно способу предварительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586859
Дата охранного документа: 10.06.2016
Showing 101-110 of 196 items.
20.02.2015
№216.013.2829

Гайка

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных узлах резьбового крепления узлом деталей машин и механизмов и направлено на обеспечение универсальности использования гайки при необходимых допустимых усилиях завинчивания гайки. Гайка состоит из внутреннего элемента с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541738
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.28a0

Способ поиска неисправностей в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений

Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей способа за счет возможности поиска топологических дефектов. Технический результат достигается тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541857
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.28c7

Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе анализа знаков передач сигналов

Изобретение относится к контролю и диагностированию систем автоматического управления и их элементов. Технический результат - поиск неисправностей. Предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной дискретной во времени системы для дискретных тактов регистрации сигнала с дискретным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541896
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.03.2015
№216.013.3523

Способ определения содержания хлорбензола в природных и сточных водах с использованием газовой хроматографии и с применением анализа равновесного пара

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения содержания хлорбензола в природных, поверхностных, подземных, сточных и технологических водах. Способ определения хлорбензола в природных и сточных водах с использованием газовой хроматографии, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545087
Дата охранного документа: 27.03.2015
10.04.2015
№216.013.3992

Способ лесопользования

Изобретение относится к технологии лесопользования и, в частности, к заготовке и посадке деревьев. Способ включает срезание деревьев и последующую посадку саженцев механизированным способом. Посадку саженцев производят с грунтом в место развала пня. Срезание деревьев и посадку саженцев с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546226
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3a1a

Модульное плавсредство

Изобретение относится к судостроению, в частности к сверхлегким плавсредствам. Плавсредство состоит из универсальных модулей, воздушных поплавков, двух сепараторов и фиксирующих поплавков. Каждый модуль содержит параллельно ориентированные друг к другу воздушные поплавки в виде пустых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546362
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3b8a

Модульное плавсредство повышенной функциональности

Изобретение относится к судостроению, в частности к сверхлегким плавсредствам. Плавсредство состоит из универсальных модулей, двух сепараторов. Каждый модуль включает воздушный поплавок в виде пустой пластиковой бутыли, которая закупорена винтовой пробкой. Верхний и нижний сепараторы выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546730
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3c32

Машина для лесопользования

Изобретение относится к технике лесопользования и, в частности, к машинам для заготовки и посадки деревьев. Машина содержит ходовую часть, двигатель, кабину оператора и технологическое оборудование. Технологическое оборудование включает захватно-срезающее устройство. Захватно-срезающее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546898
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3c64

Способ обработки алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам рафинирования и модифицирования алюминиевых сплавов. Способ включает расплавление металла, обработку расплава наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ) в течение 15 минут и разливку по формам, при этом перед обработкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546948
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3e4c

Способ лесопользования

Изобретение относится к технологии лесовозобновления и, в частности, к содействию естественному возобновлению товарных пород после рубки древостоя. Способ включает обрезку кроны подроста механизированным способом после рубки древостоя. Обрезку кроны подроста осуществляют сразу после рубки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547436
Дата охранного документа: 10.04.2015
+ добавить свой РИД