Результат интеллектуальной деятельности: Способ рекультивации почв, подвергнутых загрязнению нефтью и нефтепродуктами

Предлагаемое изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для рекультивации земель, подвергнутых загрязнению нефтью и нефтепродуктами.

Известен способ получения сорбента из растительного сырья, включающий удаление балластных веществ из плодовой оболочки семян подсолнечника путем экстракции при температуре 45-55°C органическим растворителем с последующим отделением плодовой оболочки семян подсолнечника от раствора балластных веществ в растворителе отстаиванием, после чего в отделенную плодовую оболочку семян подсолнечника добавляют воду, полученную смесь выдерживают, подвергают замораживанию, выдержке, размораживанию и сушке. Получают сорбент с высоким выходом, обладающий высокой емкостью (патент РФ №2240864, дата публикации 27.11.2004 г.).

Известен способ получения сорбента из рисовой шелухи, включающий операцию «коксования» в бескислородной среде при температуре 600°C (патент RU №2031849, дата публикации 27.03.1995 г.).

Общим недостатком известных способов является малая эффективность в отношении нефтепродуктов вследствие низкой сорбционной емкости и трудоемкость получения готового сорбента.

Известен способ очистки почв от нефтяных загрязнений, который включает обработку нефтезагрязненных сильнощелочных почв гипсом (патент РФ №2279472, 2006 г.).

Недостатком этого способа является применение гипса только для нейтрализации сильнощелочных нефтезагрязненных почв.

Известен способ применения отходов переработки шерсти как сорбента нефтепродуктов (И.Г. Шайхиев и др. Изучение отходов переработки шерсти в качестве сорбентов нефтепродуктов // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2008, №3, С. 9-12). Данный аналог используется в качестве ближайшего.

Недостатком этого способа является его ограниченность применения, используют только для очистки сточных вод и водоемов.

Задачами данного изобретения являются улучшение свойств нефтезагрязненных почв при рекультивации органическими сорбционными материалами совместно с минеральными удобрениями и улучшение биологических параметров растений, произрастающих на рекультивированных почвах.

Данные задачи достигаются посредством способа очистки нефтяного загрязнения почв органическими сорбционными материалами, включающего применение отходов шерсти как сорбента нефтепродуктов, причем внесенные сорбент (обножку) и минеральные удобрения перемешивают с нефтезагрязненной почвой и инкубируют, затем осуществляют механическое удаление отработанного сорбента, после чего вносят глиногипс для дальнейшей очистки почв.

В качестве сорбентов используются отходы от шерсти (обножка) овец породы меринос (после весенней стрижки, неочищенную, сухую) и глиногипс Ленинского месторождения, расположенного в Целинном районе Республики Калмыкия, в количестве 50 г на 1 кг почвы.

В качестве минеральных удобрений применяется аммиачная селитра, простой суперфосфат и сульфат калия в количестве 1-3 г на 1 кг почвы для ускорения разложения нефти в почве.

В загрязненную почву сначала вносится обножка с минеральными удобрениями, которые затем перемешиваются и инкубируются на 24 часа, после чего отработанный сорбент удаляется и добавляется глиногипс.

Применение сорбентов комплексно обусловлено тем, что отходы шерсти ввиду своей волокнистой природы имеют большую сорбционную поверхность для поглощения нефти, но плохо соприкасаются с поверхностью почвы для извлечения нефти, поэтому обножку необходимо использовать сразу после загрязнения. Глиногипс в отличие от отходов шерсти имеет маленькую сорбционную поверхность, но площадь соприкосновения с поверхностью почвы большая, таким образом, глиногипс следует применять после использования отходов шерсти для дальнейшей рекультивации загрязненных почв.

Применение минеральных удобрений способствует оптимизации соотношения питательных элементов в почвенном растворе и созданию определенной буферной емкости среды нефтезагрязненной почвы, что является важным фактором для обменных процессов.

Для иллюстрации изобретения приведены следующие примеры.

Пример 1. Полевой опыт проводился на среднезасоленной, среднесуглинистой почве, загрязненной товарной нефтью Улан-Хольского месторождения (методом бороздок). Содержание нефти в почве составило 2,5, 5 и 10% от массы почвы. Контролем служили образцы почв с незагрязненных участков. На нефтезагрязненном участке были заложены опытные микроделянки площадью 15 м². Часть делянок была подвергнута рекультивации с внесением сорбентов и минеральных удобрений. В качестве тест-организма использовалась кукуруза (Zea mays L.).

Результаты влияния рекультивированных и нерекультивированных образцов на прорастание кукурузы представлены в таблице.

Из таблицы видно, что внесение сорбционных материалов в загрязненную почву повышает всхожесть растений.

Пример 2. В вегетационные емкости помещали 5 кг светло-каштановой почвы, загрязняли различными концентрациями нефти из расчета 100 г на 1 кг почвы, так, количество нефти составило 2,5, 5 и 10% от массы почвы. Вносят обножку и глиногипс в количестве 50 г на 1 кг загрязненной почвы и минеральные удобрения в количестве 3 г на кг почвы.

Степень деструкции нефтепродуктов варьировалась в пределах от 88,80 до 91,20%.

Пример 3. Для сравнения химических свойств загрязненных и рекультивированных образцов был проведен ряд опытов, результаты представлены в таблицах.

Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что внесение сорбентов улучшает химическое состояние почв, а внесение минеральных удобрений увеличивает содержание азота, фосфора и калия, что благоприятно влияет на рост и развитие растений.

Таким образом, заявленный способ очистки нефтезагрязненных почв обеспечивает высокую степень восстановления деградированных почв, что благоприятно влияет на рост и развитие растений, произрастающих на этих почвах. Использование различных сорбентов обеспечивает наиболее высокий уровень очистки почв, а применение минеральных удобрений стабилизирует содержание главных компонентов питания для растений, а именно азота, фосфора и калия.

Способ прост в исполнении и экологически безопасен.