Результат интеллектуальной деятельности: Техногенный грунт

Изобретение относится к области рекультивации и охране окружающей среды, восстановлению нарушенных земельных ресурсов, в частности к производству техногенного грунта.

Известен техногенный грунт, содержащий торф, песок, гумусосодержащий компонент и древесные опилки, в качестве гумусосодержащего компонента используется биоорганическое удобрение, полученное путем аэробной ферментации смеси отходов животноводства и измельченных древесных отходов, содержащее азот, фосфор и калий в доступных для растений формах в массовом соотношении 2,3:1,7:1,3, имеющее зольность 7÷7,5% и рН=5÷5,4, при следующем соотношении компонентов, мас. %: торф 25-30, песок 50-60, биоорганическое удобрение 2-5, древесные опилки - остальное [Патент №2288907, C05F 11/00, C05F 11/06].

Недостатком данного техногенного грунта является низкая всхожесть посевного материала при создании газонов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является техногенный грунт, состоящий из малоопасных отходов грунта при проведении открытых земляных работ, природного песка и отходов при дроблении лома бетонных, железобетонных, керамических, кирпичных изделий [ТУ 08.91.19-001-82988136-2018].

Недостатками данного техногенного грунта являются низкое плодородие, слабое восстановление нарушенных земель за счет медленного процесса накопления биомассы растений, негативное воздействие нарушенных земель на окружающую среду, медленный процесс накопления питательных веществ в рекультивируемых землях.

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение плодородия, эффективное восстановление нарушенных земель за счет увеличения биомассы растений, снижение негативного воздействия нарушенных земель на окружающую среду, ускорение процесса накопления питательных веществ в рекультивируемых землях.

Технический результат достигается тем, что техногенный грунт, состоящий из малоопасных отходов грунта при проведении открытых земляных работ (далее по тексту - почвогрунт), в количестве 75-85%, отходов при дроблении лома бетонных, железобетонных, керамических, кирпичных изделий (далее по тексту - отсев), дополнительно содержит отход осадков водоподготовки при механической очистке природных вод (далее по тексту - ил), в количестве 7,5-12,5%, отсев, вносят в количестве 7,5-12,5%), при следующим соотношении компонентов: кг/100 кг:

Введение в состав техногенного грунта ила, полученного при механической очистке природных вод, увеличивает плодородие и эффективно восстанавливает нарушенные земли за счет увеличения накопления биомассы растений, а также значительно снижает негативное воздействие нарушенных земель на окружающую среду, ускоряет процесс накопления питательных веществ в рекультивируемых землях.

Техногенный грунт получают следующим образом:

Сначала проводят подготовку компонентов техногенного грунта.

Из почвогрунта удаляют дерн, крупные остатки корней, камни и т.п. После почвогрунт просевают на сите с диаметром отверстий 5 мм, например для удаления включений и просеивания используют барабанный грохот «616». Для уменьшения крупных комков, почвогрунт измельчают, например, на дробильной установке ЗТМ-241. Отсев очищают от посторонних и крупных включений - стекла, камней, и т.п. и также просевают на сите с диаметром отверстий 5 мм или, например, используют барабанный грохот «616». Из ила удаляют крупные остатки корней растений, камни и т.п. например, используют барабанный грохот «616».

Мерзлые компоненты техногенного грунта предварительно измельчают, например, на дробильной установке ЗТМ-241. Подготовленные компоненты, согласно количественному составу техногенного грунта, высыпают в камеру для смешивания, например в дробильную установку ЗТМ-241. Смесь компонентов техногенного грунта тщательно перемешивают в течение 30 минут и готовый техногенный грунт направляют на хранение. Готовый техногенный грунт должен быть легким, рыхлым.

В таблице 1 приведены составы техногенного грунта

Пример 1.

Сначала проводят подготовку компонентов техногенного грунта.

Берут 75 кг почвогрунта удаляют дерн, крупные остатки корней, камни и т.п. После почвогрунт просевают на сите с диаметром отверстий 5 мм, например для удаления включений и просеивания используют барабанный грохот «616». Для уменьшения крупных комков, почвогрунт измельчают, например, на дробильной установке ЗТМ-241.

Берут 12,5 кг отсева, очищают от посторонних и крупных включений -стекла, камней, и т.п. и также просевают на сите с диаметром отверстий 5 мм или, например, используют барабанный грохот «616».

Берут 12,5 кг ила удаляют крупные остатки корней растений, камни и т.п. например, используют барабанный грохот «616».

Мерзлые компоненты техногенного грунта предварительно измельчают, например, на дробильной установке ЗТМ-241. Подготовленные компоненты, высыпают в камеру для смешивания, например в дробильную установку ЗТМ-241. Смесь компонентов техногенного грунта тщательно перемешивают в течение 30 минут и готовый техногенный грунт направляют на хранение.

Пример 2 и пример 3. Техногенный грунт готовят по примеру 1, но берут количественный состав компонентов соответствующий составу 2 и 3 заявляемого техногенного грунта.

В таблице 2 дана агрохимическая оценка техногенного грунта, по заявляемой композиции.

Анализ агрохимических показателей свидетельствует о высоком обеспечении элементами питания заявляемого техногенного грунта.

В таблице 3 показано содержание тяжелых металлов и нефтепродуктов техногенного грунта.

*ПДК (ОДК) по ртути, мышьяку и кадмию представлено для валового содержания

Анализ таблицы 3 показывает, что использование заявляемого техногенного грунта способствует значительному снижению негативного воздействия нарушенных земель на окружающую среду.

Для оценки влияния техногенного грунта с различным содержанием компонентов грунта на всхожесть растений был выбран кресс-салат {Lepidium sativum) как тест-культура. Семена кресс-салата прорастают уже на третий или четвертый день

После инкубации семян на 3, 7 и 14 день определена лабораторная всхожесть кресс-салата (табл. 4).

Всхожесть семян в испытуемых грунтах составила 84-89%, что превысило уровень контроля на 2,4-8,5%).

Средняя длина проростков превышала уровень контроля на 16,7%, поясняется диаграммами, где на Рис 1. Длина проростков кресс-салата, на Рис 2. Длина корешка кресс-салата.

Анализ таблицы 4 и рисунков 1 и 2 свидетельствует о повышении продуктивности нарушенных земель и значительном увеличении биомассы растений, высеянных на почвах с использованием заявленного техногенного грунта.

Применение заявляемого техногенного грунта для рекультивации нарушенных земель ускоряет процесс на 40%.

Заявляемый техногенный грунт повышает плодородие и продуктивность нарушенных почв на 45%, способствует увеличению биомассы выращиваемых на них растений на 40%, что эффективно восстанавливает нарушенные земли, снижает отрицательное воздействие на окружающую среду на 40%, ускоряет процесс накопления питательных веществ в рекультивируемых почвах на 35%, за счет введения в состав техногенного грунта ила, полученного при механической очистке природных вод.

Заявляемый техногенный грунт может быть использован для выращивания растений, рекультивации нарушенных земель, засыпки карьеров, а так же при благоустройстве откосов автомобильных дорог.

Заявляемый техногенный грунт позволяет использовать промышленные отходы IV-V класса опасности, предотвращая тем самым негативное влияние на окружающую среду.

Заявляемый техногенный грунт был изготовлен в лаборатории кафедры экологии, природопользования и биологии ФГБОУ ВО Омский ГАУ и апробирован на опытных полях Университета.