Почвогрунт для рекультивации нарушенных земель
Владельцы патента RU 2490240:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Почвогрунт, который содержит торф и техногенные компоненты, причем в качестве техногенных компонентов используются хвостовые отложения класса крупности -8+3 отходов обогащения кимберлитовых руд и обезвоженный активный ил станции биологической очистки промышленных стоков. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет восстановить природный ландшафт нарушенных территорий, способствует рекультивации земель и разведению растительности, улучшает экологическую обстановку. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для восстановления природного ландшафта нарушенных территорий.
Известен плодородный почвогрунт [Патент РФ №2288907, C05F 11/00, C05F 11/06, 2006], для выращивания овощных культур, создания газонов и укрепления дорожных откосов, содержащий торф, песок и гумусосодержащий компонент - биоорганическое удобрение, полученное путем аэробной ферментации смеси отходов животноводства и измельченных древесных отходов, имеющее зольность 7,0…7,5% и pH=5,0…5,4.
Недостатком такого изобретения является сложность изготовления почвогрунта, связанная с аэробной ферментацией гумусосодержащего компонента.
Известен, керамзитовый почвогрунт для выращивания растений [Патент РФ №2290388, C05F 11/04, A01G 31/00, 2006], содержащий торфосмесь и недробленый керамзит с размерами цельных гранул 2…10 мм - отсев от производства гравия керамзитового с плотностью 250…600 кг/м3. Торфосмесь представляет собой смесь торфа с размерами частиц 3…10 мм, минеральными удобрениями и микроэлементами. Указанное изобретение принято за прототип.
Недостаток данного изобретения - ограниченная область применения и высокая затратность изготовления почвогрунта, связанная с обеспылеванием и фракционированием керамзитового гравия, а также с просеиванием торфа.
Задачей настоящего изобретения является получение простого в изготовлении и дешевого искусственного плодородного почвогрунта, благоприятного для рекультивации нарушенных земель, за счет использования доступного сырья в виде отходов производства.
Это достигается тем, что в предлагаемом почвогрунте, содержащем торф и техногенные компоненты, в качестве техногенных компонентов используются хвостовые отложения класса крупности -8+3 отходов обогащения кимберлитовых руд и обезвоженный активный ил станции биологической очистки промышленных стоков, при следующем соотношении компонентов: хвостовые отложения - 80…84 мас.%, обезвоженный активный ил - 4…12 мас.%, торф - остальное.
Хвостовые отложения, используемые при реализации настоящего изобретения и называемые в научно-технической литературе хвостами, представляют собой пустые породы тяжелосредней сепарации без содержания алмазного исходного материала класса крупности -8+3 отходов обогащения кимберлитовых руд горно-обогатительного комбината (ГОК). Эти отходы, в настоящее время, направляются на сухое складирование в насыпные техногенные массивы. По сравнению с другими отходами обогащения класса - 3 мм (представляющие собой песчано-глинистые и тонкодисперсные отложения, направляемые с ГОК с помощью системы гидротранспорта в хвостохранилища), они имеют оптимальный гранулометрический состав и влажность.
Обезвоженный активный ил (ОАИ) представляет собой массу, отфильтрованную и спрессованную на современных механических вакуум-фильтрах цехов биологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажных комбинатов. В настоящее время ОАИ практически не используются и вывозятся в отвалы.
Почвогрунт для рекультивации нарушенных земель готовится следующим образом: производят смешивание хвостовых отложений класса крупности -8+3 отходов обогащения кимберлитовых руд, обезвоженного активного ила и торфа до однородной массы на отдельной площадке при помощи известных методов и средств (например, фрезерованием), а затем готовую смесь распределяют на поверхность рекультивируемой территории при помощи подходящих для этих целей способов, например, бульдозером.
Плодородные свойства почвогрунта исследовались в лабораторных условиях по результатам выращивания газонной травы на испытуемых смесях и наблюдений за ростом и урожайностью травяного покрова газонной травы.
Варианты реализации изобретения представлены в таблице и характеризуют зависимость удельной фитомассы газонной травы, полученной при выращивании на почвогрунте, от компонентного состава почвогрунта в серии опытов.
| Таблица | ||||
| № серии | Натуральные значения факторов модели, масс.% | Удельная фитомасса (10-3 г/см2) | ||
| Хвостовые отложения класса крупности -8+3 | Обезвоженный активный ил | Торф | ||
| 1 | 100 | 0 | 0 | 5,80 |
| 2 | 80 | 20 | 0 | 3,80 |
| 3 | 80 | 0 | 20 | 4,70 |
| 4 | 90 | 10 | 0 | 7,70 |
| 5 | 90 | 0 | 10 | 7,50 |
| 6 | 80 | 10 | 10 | 8,00 |
| 7 | 86,6 | 6,7 | 6,7 | 5,98 |
| 8 | 84 | 12 | 4 | 6,13 |
Выбор процентного соотношения компонентов почвогрунта производился планированием эксперимента с применением модели неполного третьего порядка - симплекс-решетчатого плана в рамках общепринятой, методики для трехкомпонентных смесей. Результаты статистической и математической обработки среднеарифметических значений удельной фитомассы позволили получить адекватное уравнение модели. Из графического изображения модели (фигура 1) установлено, что наиболее эффективным трехкомпонентным почвогрунтом является смесь следующего оптимального состава, % по массе на сухое вещество (мас.%): хвостовые отложения - 80…84, обезвоженный активный ил - 4…12, торф - остальное.
Эффективность заявляемого компонентного состава почвогрунта связана с тем, что основной компонент почвогрунта - хвостовые отложения - обладает очень низкой плодородностью (содержание гумуса менее 0,2%) и слабой водоудерживающей способностью, тогда как обезвоженный активный ил и торф содержат большое количество органических веществ (30…60%), имеют избыточную влажность и являются регуляторами кислотно-щелочного баланса. Рекомендуемый состав почвогрунта, кроме плодородных свойств, обладает стойкостью к водной и ветровой эрозии.
Заявляемое изобретение позволит сохранить дефицитную природную почву и утилизировать отходы производств.
Предлагаемый искусственный почвогрунт расширяет разнообразие плодородных искуственных дешевых почвогрунтов для восстановления природного ландшафта нарушенных территорий, способствует рекультивации земель и разведению растительности, улучшает экологическую обстановку.
Почвогрунт, содержащий торф и техногенные компоненты, отличающийся тем, что в качестве техногенных компонентов используются хвостовые отложения класса крупности -8+3 отходов обогащения кимберлитовых руд и обезвоженный активный ил станции биологической очистки промышленных стоков при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| хвостовые отложения | 80-84 |
| обезвоженный активный ил | 4-12 |
| торф | остальное |
