Способ нейтрализации загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами

 

Изобретение относится к экологии, конкретнее к обработке почвы, загрязненной нефтяными веществами, и может быть использовано при восстановлении плодородия почвы в сельском хозяйстве и для обработки почвы в местах наиболее вероятного ее загрязнения, связанных с добычей, производством, транспортировкой и хранением нефтепродуктов с целью повышения экологической безопасности. На поверхность загрязненной почвы наносят сорбент. В качестве сорбента используют нефтешлам, являющийся отходом производства присадки к индустриальным маслам и содержащий оксиды цинка, магния, алюминия и органическую часть в виде минерального масла. Нефтешлам содержит оксиды цинка, магния, алюминия и органическую часть при следующем соотношении компонентов, мас. %: оксид цинка 2,5-3,8; оксид магния 1,2-1,22; оксид алюминия 63,98-68,3; органическая часть 28-31, при этом органическая часть содержит алкилбензолы, индены, фенантрены и мононафтены при следующем соотношении компонентов, мас. %: алкилбензолы 81-85; индены 1-4; фенантрены 3-6; мононафтены 5-15. Сорбент наносят слоем 0,5-2 см и перемешивают со слоем почвы 4-10 см. Технический эффект - повышение эффективности восстановления плодородия почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, а также снижение расходов на транспортировку сорбента и облегчение условий труда, связанных с нейтрализацией загрязненной почвы. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

Заявляемое изобретение относится к экологии, конкретнее к области обработки почвы, загрязненной нефтяными веществами, и может быть использовано при восстановлении плодородия почвы в сельском хозяйстве и для обработки почвы в местах наиболее вероятного ее загрязнения, связанных с добычей, производством, транспортировкой и хранением нефтепродуктов с целью повышения экологичной безопасности.

Известен способ нейтрализации загрязнения почвы нефтью или нефтеродуктами, включающий нанесение на поверхность сорбента, являющегося отходом производства (патент РФ 2151012, В 09 С 1/08; B 01 J 20/02, - прототип).

Недостатком известного способа является то, что используемая в качестве сорбента цементная пыль, улавливаемая электрофильтрами из отходящих газов вращающихся печей цементных заводов, содержит большое количество оксида кальция 57,5-60,8 мас. %, которая при взаимодействии с влагой почвы образует карбонат кальция, в результате чего она "цементируется", что отрицательно сказывается на восстановлении плодородия загрязненной нефтью и нефтепродуктами почвы. Кроме того, использование отхода цементных заводов для нейтрализации загрязненной почвы связано с неизбежными большими расходами на транспортировку их к месту нейтрализации. Расходы возрастают по мере увеличения толщины слоя почвы, так как при соотношении загрязнителя и цементной пыли 1:10 объемы вывозимого после нейтрализации продукта увеличиваются, при этом также повышается трудоемкость процесса нейтрализации.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности восстановления плодородия почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, а также снижение расходов на транспортировку сорбента и облегчение условий труда, связанных с нейтрализацией загрязненной почвы.

Поставленная задача решается тем, что в способе нейтрализации загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами, включающем нанесение на поверхность почвы сорбента, являющегося отходом производства, согласно изобретению в качестве сорбента используют нефтешлам, являющийся отходом производства присадки к индустриальным маслам и содержащий оксиды цинка, магния, алюминия и органическую часть в виде минерального масла, при этом сорбент наносят слоем 0,5-2 см и перемешивают со слоем почвы 4-10 см.

Кроме того, нефтешлам содержит оксиды цинка, магния, алюминия и органическую часть при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид цинка - 2,5-3,8; оксид магния - 1,2-1,22; оксид алюминия - 63,98-68,3; органическая часть - 28-31, при этом органическая часть содержит алкилбензолы, индены, фенантрены и мононафтены при следующем соотношении компонентов, мас.%: алкилбензолы - 81-85; индены - 1-4; фенантрены - 3-6; мононафтены - 5-15.

Использование предлагаемого сорбента исключает образование в почве карбоната кальция и ее "цементирование", позволяет уменьшить наносимый слой по толщине и объему, а также позволяет производить нейтрализацию загрязненной нефтью почвы отходом того же нефтеперерабатывающего производства, что является новым техническим свойством предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

При попадании нефти и нефтепродуктов в почву нарушаются биологические, химические и физические процессы, что приводит к разрушению структуры почвы и нарушению водно-воздушного режима, снижающего плодородие почвы, основной причиной которого является токсичность летучих компонентов, выделяемых нефтепродуктами.

Перед нейтрализацией определяют концентрацию загрязнителя в почве и площадь загрязнения и с учетом этих параметров наносят нефтешлам, содержащий оксиды цинка, магния, алюминия и органическую часть в виде минерального масла, являющийся отходом производства цинкдиалкилтиофосфатной присадки "Лукойл - ДФ-11К" к индустриальным маслам, которая используется для придания им антикоррозионных свойств (ТУ 025710-005-00044434-99 "Присадка Лукойл-ДФ-11К", 1999 г.), при этом нефтешлам наносят слоем 0,5-2 см и перемешивают со слоем почвы 4-10 см.

При концентрации загрязнителя от 1 до 15 г/кг почвы соотношение загрязнитель: нефтешлам составляет 5:0,5-1,0, при этом нефтешлам наносят слоем 0,5-1 см.

При концентрации загрязнителя более 15 г/кг почвы соотношение загрязнитель: нефтешлам составляет 1:1-1,5, при этом нефтешлам наносят слоем 1-2 см.

В местах наиболее вероятного загрязнения почвы нефтешлам наносят в радиусе 5 метров от источника загрязнения смеси 1 м и перемешивают со слоем почвы 5 см.

В нефтешламе содержится Аl₂О₃, высокая дисперсность которого позволяет использовать его в качестве высокоэффективного сорбента. По истечении 12-16 часов полученный продукт взаимодействия нефтешлама и нефти в почве может служить повторно исходным веществом для нейтрализации загрязненной почвы нефтью, т. к. его степень дисперсности лишь на 10-14% ниже исходного Аl₂О₃ в нефтешламе.

В результате адсорбционных явлений нефтешлам блокирует продвижение загрязнителя по площади и на глубину, исключая испарение летучих нефтяных фракций и продвижение загрязнителя в грунтовые воды.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления способа.

Проводили исследования нейтрализации разливов нефти в районах Арчединского и Жирновского НГДУ нефтешламом - отходом производства нефтеперерабатывающего завода ООО "Лукойл-Волгограднефтепеработка" при получении присадки "Лукойл - ДФ-11К" к индустриальным маслам.

Химический состав используемого нефтешлама приведен в таблице 1.

Качественная характеристика нефти Жирновского и Арчединского НГДУ приведена в таблице 2.

Результаты хроматографических исследований по определению токсичности почв на территории Арчединского и Жирновского НГДУ до нейтрализации и после нейтрализации их нефтешламом приведены в таблицах 3 и 4, в которых даны примеры при загрязнении почвы до 15 г/кг почвы, т.е. 0,5%+0,075% нефтешлама (таблица 4) и выше 15 г/кг почвы, т.е. 5% нефти+6% нефтешлама (таблица 3).

Результаты исследований показали, что в отличие от прототипа после нейтрализации в пробах отсутствуют соединения кальция, что исключает "цементирование" почвы и повышает ее плодородие, а также снижает содержание в почве токсичных веществ.

Кроме того, нейтрализация загрязнений почвы на территории ООО "Лукойл-Волгограднефтепеработка" своим же отходом производства в отличие от прототипа исключает затраты на транспортировку сорбента с цементных заводов, уменьшает в 6,5-10 раз расход шлама, необходимого для нейтрализации, а также дает возможность повторного использования продукта взаимодействия нефтешлама и загрязненной почвы до 4 раз, что в общей сложности снижает трудоемкость процесса и расходы на транспортировку на другие предприятия для нейтрализации.

Формула изобретения

1. Способ нейтрализации загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами, включающий нанесение на поверхность почвы сорбента, являющегося отходом производства, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют нефтешлам, являющийся отходом производства присадки к индустриальным маслам и содержащий оксиды цинка, магния, алюминия и органическую часть в виде минерального масла, при этом сорбент наносят слоем 0,5-2 см и перемешивают со слоем почвы 4-10 см.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нефтешлам содержит оксиды цинка, магния, алюминия и органическую часть при следующем соотношении компонентов, мас. %: Оксид цинка - 2,5-3,8 Оксид магния - 1,2-1,22 Оксид алюминия - 63,98-68,3 Органическая часть - 28-31 при этом органическая часть содержит алкилбензолы, индены, фенантрены и мононафтены при следующем соотношении компонентов, мас. %: Алкилбензолы - 81-85 Индены - 1-4 Фенантрены - 3-6
Мононафтены - 5-15

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5