Способ рекультивации хвостохранилища
Владельцы патента RU 2703068:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный научный центр "Владикавказский научный центр Российской академии наук" (ВНЦ РАН) (RU)
Изобретение относится к области экологии и может найти применение при восстановлении нарушенных земель. Способ включает поэтапный процесс укладки субстрата и посев травосмеси. В качестве субстрата используют цеолитсодержащую глину и торф в соотношении 2:1, модифицированные минеральной сероводородной водой. После утрамбовки субстрата высевают аккумулирующие культуры: амарант, однолетний клевер шабдар, рыжик озимый, семена которых перед посевом смешивают с измельченными отходами шелухи рыжика озимого. Способ позволяет повысить эффективность путем снижения токсичности. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относиться к области экологии и может найти применение при восстановлении техногенно нарушенных земель.
Известен способ, при котором для сохранения нарушенных земель используют бентонитовую глину с последующим посевом многолетних трав (патент №2267514, опубл. 10.01.2006 г, МПК: С09К17/40).
Известный способ недостаточно эффективный, значительно затратный, поскольку бентонитовые глины смешивают с удобрениями, при этом массу измельчают до порошка. Кроме того, многие травы в первый год жизни развиваются слабо и подвержены воздействию ветровой эрозии, особенно в горном регионе, что снижает применяемые элементы технического решения.
Известен способ, где восстановление нарушенных земель проводят в 2 этапа, начиняя с рекультивации путем создания изоляционного дренажа из скальных пород, щебня и гравия с последующим наложением смесей субстрата из речного песка, почвы, опилок, гранулированного шлака, угольного порошка, торфа и кека с перемешиванием всех ингредиентов и их прикатыванием. На втором этапе проводят биологическую рекультивацию с помощью посева растительности в смеси с минеральным удобрениями (патент №2571346, опубл. 20.12.2017 г., Бюл. №35, МПК: В09С 1/00, А01В 79/02).
Однако данный способ достаточно трудоемкий, включает ряд приемов, усложняющий техническое решение.
Наиболее близким техническим решением является способ рекультивации хвостохранилища, включающий два этапа: технический и биологический, причем в первом этапе укладывают геосинтетический материал, искусственно созданный субстрат, изготовленный из плодородного грунта. Во втором этапе высевают травосмеси низовых злаков и вносят природную древесную мульчу (патент №2643038, опубл. 30.01.2018, Бюл. №4, МПК: А01 В79/02).
Недостаток способа - прототипа заключается в высокой затратности технического решения. Высеваемые низовые злаки являются почвозадерняющими, которые при наличии водной эрозии в год посева смываются. Кроме того, эти низовые злаки не обладают сорбционными и аккумулирующими свойствами поглощать токсические элементы, находящиеся на поверхности хвостохранилища, что снижает эффективность способа.
Технический результат - снижение затрат и повышение эффективности способа.
Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что участок хвостохранилища покрывают субстратом, состоящим из цеолитсодержащей глины и торфа в соотношении 2:1, модифицированных минеральной сероводородной водой и после его утрамбовки высевают растения амаранта, однолетние бобовые травы, рыжик озимый, обладающие аккумулирующими способностями сорбировать токсические вещества, а семена этих культур смешивают с отходами шелухи рыжика озимого.
Способ осуществляется следующим образом.
Природные цеолитсодержащие глины Эредвит (место рождения Южная Осетия) содержит (%): кремния (Si) -54,6, железо (Fe) - 0,62, кальций (Са) - 2, марганец (Мn) - 0,28, калий (K) - 10,28, натрий (Na) - 1,2, фосфор (Р) - 3,5, cepy (S) - 0,98, медь (Cu) - 0,12, цинк (Zn) - 0,62, реакция среды (ph) - 8,1.
Источник находиться в горной зоне на высоте 1000 м над уровнем моря, обладает высокими сорбционными способностями. Торф той же местности имеет насыщенность водой до 85%. В смеси с Эредвитом обладает теплопроводностью 0,37% и пределом прочности при сжатии 140 кг/см2.
При смешивании 2-х компонентов субстрат насыщается природным минеральным источником сероводородной водой, которая обладает способностью снижать патогенные микроорганизмы и возможность соединяться с ртутью и мышьяком, образующимся в отходах хвостохранилища.
После уплотнения смеси цеолитсодержащей глины и торфа, который содержит гумусовых веществ более 40%, субстрат насыщают сероводородной водой источника «Тамиск», в состав которой входит около 100 мг/дм3. Семена однолетних культур, обладающих аккумулирующими особенностями поглощать токсические вещества из почвы, высевают на приготовленный субстрат из цеолитсодержащей глины и торфа. Перед посевом семена обволакивают измельченной шелухой рыжика озимого (после обмолота семян). Шелуха содержит флаваноиды, содержащие рутин 0,6-0,7%, обладающий стимулирующим свойством и защитными особенностями от патогенов и различных стрессов. Шелуха рыжика озимого, также как и сама культура обладает сорбционными способностями. Это создает благоприятные условия для развития высеянных семян и поглощения токсических элементов из нарушенных земель.
Пример
Цеолитсодержащая глина Эредвит в количестве 8 т смешивают с торфом 4 т и покрывают площадь хвостохранилища в размере 2,5 га с последующим поливом сероводородной водой источника «Тамиск» в количестве 400 л., прикатывают обработанную площадь. Шелуху растений рыжика озимого измельчают и смешивают с семенами растений, аккумулирующих токсические элементы из почвы (амарант 3 кг, клевер шабдар 28 кг и рыжик озимый 20 кг).
Семена высевают в год обработки хвостохранилища (август), с учетом того, что наследующий год зеленая масса растений обеспечит снижение токсичности нарушенного участка земли.
Результаты опыта сведены в таблицу, из которой следует, что предлагаемый способ позволяет снизить токсические вещества в пределах 87-98%.
На основании полученных результатов опыта следует, что использование природных источников сырья обеспечивает значительное снижение токсических веществ хвостохранилища, снижает затраты и повышает эффективность способа.
Способ рекультивации хвостохранилища, включающий поэтапный процесс укладки субстрата и посев травосмеси, отличающийся тем, что в качестве субстрата используют цеолитсодержащую глину и торф в соотношении 2:1, модифицированные минеральной сероводородной водой, и после его утрамбовки высевают аккумулирующие культуры: амарант, однолетний клевер шабдар, рыжик озимый, семена которых перед посевом смешивают с измельченными отходами шелухи рыжика озимого.
