×
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 131-133 of 133 items.
25.08.2017
№217.015.b65c

Автоматизированный комплекс для составления протокола дорожно-транспортного происшествия

Изобретение относится к системам регулирования движения дорожного транспорта. Автоматизированный комплекс составления протокола дорожно-транспортного происшествия включает средства фотосъемки и передачи на компьютер изображения дорожно-транспортного происшествия, устройство обработки информации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614455
Дата охранного документа: 28.03.2017
26.08.2017
№217.015.e109

Состав пылеподавления и рекультивации поверхности хвостохранилища

Изобретение относится к горнодобывающей и перерабатывающей промышленности и может быть использовано для закрепления пылящей поверхности и рекультивации нарушенных земель, занятых хвостохранилищем, содержащих токсичные отходы переработки оловорудного сырья, загрязненных тяжелыми металлами (ТМ)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625469
Дата охранного документа: 14.07.2017
26.08.2017
№217.015.ed0f

Способ закрепления поверхности хвостохранилищ с использованием инертных материалов

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для рекультивации техногенных образований при консервации техногенных объектов. Технический результат заключается в повышении надежности закрытия поверхности хвостохранилища, обеспечение экологической безопасности отходов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628581
Дата охранного документа: 21.08.2017
Showing 131-140 of 196 items.
20.08.2015
№216.013.72c6

Способ снижения подтопления поймы рек паводковыми водами

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для снижения подтопления поймы рек во время прохождения паводка. В предшествующий паводку период времени со стороны одного или обоих берегов строят абсорбирующие вертикальные или наклонные скважины. Входные сечения скважин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560952
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.734d

Водоочиститель

Изобретение относится к устройствам для доочистки питьевой воды. Водоочиститель на основе получения талой воды включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде 1 зоны замораживания воды, вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, перехода воды из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561087
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.09.2015
№216.013.76b9

Водоочиститель

Изобретение относится к устройствам для доочистки питьевой воды. Водоочиститель для получения талой питьевой воды включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде 1 зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой 2, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561982
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.76ba

Водоочиститель

Изобретение относится к устройствам для доочистки питьевой воды. Водоочиститель для получения талой питьевой воды включает зону подачи воды, зону замораживания с морозильной камерой 1 и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с отделяющим лед элементом, раздельные патрубки 2 для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561983
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.7877

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

Изобретение относится к контролю и диагностированию систем автоматического управления. Технический результат - улучшение помехоустойчивости. Он достигается тем, что в дополнение к известному способу определяют n параметров интегрирования сигналов, кратных ; определяют интегральные оценки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562428
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.7878

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

Изобретение относится к контролю и диагностированию систем автоматического управления и их элементов. Технический результат - расширение функциональных возможностей способа путем применения рабочего диагностирования (без использования тестового воздействия) и уменьшение программных или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562429
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.7ac1

Смеситель

Изобретение относится к устройству для смешивания жидких и вязких материалов. Смеситель содержит цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана с размещенным внутри него перемешивающим устройством с валом и приводом вращения и крышку, при этом перемешивающее устройство выполнено в виде поршня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563014
Дата охранного документа: 10.09.2015
20.09.2015
№216.013.7afc

Гидроцилиндр

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для перемещения составных частей манипуляторов, выдвижных секций стрелы, выдвижных выносных опор и других рабочих органов лесозаготовительной, строительной, горнодобывающей и др. техники. Гидроцилиндр содержит корпус, поршень, шток,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563081
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.09.2015
№216.013.7bb4

Способ формирования короткой комбинированной забойки взрывных скважин с каменным материалом и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области буровзрывных работ. Способ формирования короткой комбинированной забойки взрывных скважин включает формирование нижней засыпной части из инертных мелкодисперсных материалов высотой 1,0-1,5 диаметра скважины над воздушным промежутком и формирование на неё верхней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563265
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.09.2015
№216.013.7bb5

Способ формирования короткой комбинированной забойки взрывных скважин и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области буровзрывных работ. Способ формирования короткой комбинированной забойки включает формирование нижней засыпной части из инертных мелкодисперсных материалов высотой 1,5-2 диаметра над воздушным промежутком и формирование на нижнюю засыпную часть верхней части из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563266
Дата охранного документа: 20.09.2015
+ добавить свой РИД