Состав для рекультивации почв

Авторы патента:

Матвеева Вера Анатольевна (RU)

Лытаева Татьяна Анатольевна (RU)

Смирнов Юрий Дмитриевич (RU)

Пашкевич Мария Анатольевна (RU)

Сучкова Марина Вячеславовна (RU)

C05F11/02 - из торфа, бурого угля и подобных растительных отложений

A01B79/02 - способы обработки почвы в сочетании с другими сельскохозяйственными работами, например удобрением, посадкой и т.п.

Владельцы патента RU 2711925:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству, к области рекультивации нарушенных земель с перспективой использования в целях благоустройства городских территорий. Состав для рекультивации почв содержит торф, песок, золу сжигания осадка сточных вод и семена многолетних морозостойких растений при следующем соотношении компонентов, мас.%: зола сжигания осадка сточных вод - 10,0-14,0, торф - 43,0-81,0, песок - 8,6-45,0, семена многолетних морозостойких растений – остальное. В качестве растений используются клевер луговой или райграс пастбищный. Техническим результатом является восстановление продуктивности нарушенных земель и обеспечение утилизации отходов с возможностью их полезного использования в качестве компонента органоминеральной смеси. 5 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству в области рекультивации нарушенных земель с перспективой использования в целях благоустройства городских территорий.

Известен почвогрунт для рекультивации нарушенных земель (патент РФ №2490240, опубл. 20.08.2013 г.), 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

Недостатком данного почвогрунта для рекультивации является то, что не учитывается химический состав и соответствующая экологическая опасность компонентов.

Также известен плодородный почвогрунт (патент РФ №2288907, опубл. 10.12.2006 г.), содержащий торф, песок и гумусосодержащий компонент, отличающийся тем, что он дополнительно содержит древесные опилки, а в качестве гумусосодержащего компонента - биоорганическое удобрение, полученное путем аэробной ферментации смеси отходов животноводства и измельченных древесных отходов, содержащее азот, фосфор и калий в доступных для растений формах, 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

Недостатком данного состава является сложность его изготовления, обусловленная применением аэробной ферментации для получения гумусосодержащего компонента.

Известна искусственная почва (патент РФ №2032319, опубл. 10.04.1995 г.), которая содержит цеолит, нетоксичный гельобразующий растворимый в воде полимер в качестве влагоемких материалов, экстракт растительный, конденсированный травы (сена) люцерны биологически активное вещество (БАВ), азотофиксирующий компонент сине-зеленую водоросль Nostoc Linckia и сапропель, мас. %:

Цеолит	15-33
Полимер	10-23
Экстракт люцерны	5-10
Сине-зеленая водоросль Nostos Zinckia	0,03-0,06
Сапропель	Остальное

Недостатками данного состава почвы являются сложность технологии приготовления компонентов, использование полимера как искусственного продукта химической промышленности и повышенное содержание алюмосиликатов, представленных цеолитом.

Известен состав для рекультивации земель минерально-органической смесью на основе кварц-глауконитового песка (патент РФ №2193590, опубл. 27.11.2002 г.), которая в качестве минеральных компонентов содержит кварц-глауконитовый песок, а в качестве органической основы - сапропель при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Кварц-глауконитовый песок	70-80
Сапропель	20-30

Недостатком данной минерально-органической смеси является возможность использования состава только для песчаных почв и недостаточная освещенность аспекта экологической опасности сапропелевой массы как полезного компонента смеси.

Известен грунт техногенный полученный путем термической обработки для рекультивации нарушенных земель (патент РФ №2520146, опубл. 20.06.2014 г.), принятый за прототип, полученный путем переработки отходов на установке для утилизации замазученных грунтов УЗГ-1МГЖ, содержащий, мас. %:

Термически обработанные отходы	30-40
Торф	20-35
Песок	20-50

при этом смесь компонентов содержит, масс. %: оксид ванадия - 32,5; углерод - 31,4; оксид алюминия - 7,5; оксид кремния - 7,5; оксид азота - 6,8; оксид железа - 5,3; водород - 4,4; оксид магния - 1,5; оксид марганца - 0,8; оксид свинца - 0,4; оксид хрома - 0,4; оксид цинка - 0,4; азот - 0,4 и сопутствующие примеси - 0,7.

Недостатками данного состава грунта являются повышенная сложность получения конечного продукта и низкая плодородность смеси на основе термически обработанных замазученных грунтов.

Техническим результатом изобретения является восстановление продуктивности нарушенных земель при проведении работ по рекультивации и утилизация доступного отхода с возможностью его полезного использования в условиях городской среды.

Технический результат достигается тем, что он дополнительно содержит семена многолетних морозостойких растений, в качестве которых используются клевер луговой или райграс пастбищный, а в качестве термически обработанных отходов используется зола сжигания осадка сточных вод при следующем соотношении компонентов, мас. %:

зола сжигания осадка сточных вод	10,0-14,0
торф	43,0-81,0
песок	8,6-45,0
семена многолетних морозостойких растений	остальное.

Заявляемый состав для рекультивации почв включает в себя следующие компоненты.

Семена многолетних морозостойких растений, в качестве таких растений используются Клевер луговой или Райграс пастбищный.

Торф должен использоваться предпочтительно верховой, воздушно-сухой, соответствующий техническим параметрам по ГОСТ Р 51661.3 «Торф для улучшения почвы» (введ. 07.01.2000), ГОСТ Р 51661.4 «Торф нейтрализованный. Технические условия» (введ. 07.01.2001) или ГОСТ Р 52067 «Торф для производства питательных грунтов. Технические условия».

При выборе источника песка предпочтение отдается мелкозернистым фракциям речных песков.

При расчете состава смеси учитываются:

- химический состав отхода (содержание загрязняющих веществ, подлежащих нормированию, в первую очередь, тяжелых металлов);

- площадь рекультивируемой поверхности;

- требуемая масса смеси;

- соотношение компонентов торфяно-песчаной смеси в пропорции (50-90)%:(10-50)%.

Особенностью состава является то, что к использованию в целях рекультивации и/или благоустройства предлагается зола сжигания осадка сточных вод как отход городских канализационных очистных сооружений. На сжигание направляется сырой осадок с первичных отстойников и уплотненный биологический ил с илоуплотнителей очистных сооружений. Сжигание осадка происходит в печах с псевдоожиженным слоем кварцевого песка. Зола представляет собой коричневый тонкодисперсный порошок. При увлажнении зола становится пластичной и текучей. Размер частиц от 1 до 50

мкм. Основной состав золы включает оксид кремния, фосфаты железа и кальция, ряд силикатов металлов; тяжелые металлы сконцентрированы в более мелкой фракции. Насыпная плотность золы при транспортной влажности равна 0,68 г/см³.

Первоначально было осуществлено взятие проб золы сжигания осадка сточных вод. В дальнейшем отход проверяется по существующим методикам на токсичность (химический состав и биотестирование).

Если отход относится к I-III классам опасности (от чрезвычайно опасных веществ до умеренно опасных веществ), отход не может использоваться в целях рекультивации и/или благоустройства и направляется на хранение в отвалы. Если отход соответствует IV-V классу опасности (малоопасный или практически неопасный), с учетом содержания в нем загрязняющих веществ, его смешивают с торфяно-песчаной смесью в рассчитанной пропорции (10-14)%:(90-86)% и семенами многолетних морозостойких трав на специальной площадке.

Отход имеет IV класс опасности и может быть использован в целях благоустройства городских территорий в качестве компонента удобрения II группы, например, для благоустройства дорожных откосов согласно ГОСТ Р 54651-2011 «Удобрения органические на основе осадков сточных вод. Технические условия» (введ. 13.12.2011).

В соответствии с ГОСТ Р 17.4.3.07-2001 «Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений» (введ. 10.01.2001) не допускается внесение осадков сточных вод в почву, если содержание вредных веществ в почве превышает 0,8 ПДК. Следовательно, внесение ОСВ возможно с условием расчета максимально допустимого количества. В соответствии с ГОСТ Р 54651-2011 «Удобрения органические на основе осадков сточных вод. Технические условия» (введ. 13.12.2011) производился расчет допустимых доз внесения металлов в почву, исходя из их содержания в золе сжигания осадка сточных вод. Результаты расчетов приведен в таблице 3.

Состав поясняется следующими примерами:

Пример №1. Для рекультивации нарушенных земель на площади 10 м. кв. требуется 200 кг органоминеральной смеси на основе золы сжигания осадка сточных вод при этом соотношение торфяного и песчаного компонентов установлено как 3:2. С учетом содержания тяжелых металлов в компонентах смеси почвогрунт смешивается с семенами морозостойких трав и используется в целях благоустройства городских территорий в качестве компонента удобрения II группы.

Пример №2. Для рекультивации нарушенных земель на площади 15000 м. кв. требуется 310000 кг органоминеральной смеси на основе золы сжигания осадка сточных вод при соотношении торфяного и песчаного компонентов как 2:1. С учетом содержания тяжелых металлов в компонентах смеси почвогрунт смешивается с семенами морозостойких трав и используется в целях благоустройства городских территорий в качестве компонента удобрения II группы.

Эффективность предлагаемого состава доказана лабораторными испытаниями. В качестве тест-культуры выбраны растение-аккумулятор

тяжелых металлов Trifolium pratense семейства Fabaceae (Клевер луговой) и газонная трава Lolium регеппе семейства Роасеае (Райграс пастбищный). Данный вид клевера также является сидератом, что позволяет дополнительно укреплять и обогащать азотистыми соединениями почвогрунт. Райграс хорошо переносит температуры ниже минус 15°С без наличия снежного покрова, не требует частого полива и внесения дополнительных удобрений.

Торфяно-песчаная смесь используется следующего состава: торф верховой воздушно-сухой и песок речной мелкозернистый в пропорции 60%:40%. Смешивание осуществляется механическим способом, полученная смесь поставляется к площадке, предназначенной для рекультивации, автотранспортом. Состав наносится на разровненную и уплотненную поверхность сразу после схода снежного покрова весной (при переходе температур через +5°С). В дальнейшем производят регулярный полив посевов водой. Результаты эксперимента представлены в таблицах 4 и 5.

Использование отхода в качестве полезного компонента органоминеральной смеси способствует повышению плодородных свойств почвы, что подтверждается положительным воздействием на рост и развитие растений (на примере Lolium perenne и Trifolium pratense).

Состав для рекультивации почв, содержащий песок, торф и термически обработанные отходы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит семена многолетних морозостойких растений, в качестве которых используются клевер луговой или райграс пастбищный, а в качестве термически обработанных отходов используется зола сжигания осадка сточных вод при следующем соотношении компонентов, мас.%:

зола сжигания осадка сточных вод	10,0-14,0
торф	43,0-81,0
песок	8,6-45,0
семена многолетних морозостойких растений	остальное

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способу получения комплексного удобрения на основе птичьего помета и гумата калия. В соответствии с предложенным способом на первой стадии на движущемся основании с перемешивающими скребковыми элементами смешивают птичий помет с готовым гуматом калия «биоресурс», который добавляют путем его распыления, а на второй стадии осуществляют просушивание посредством подачи воздуха с температурой 120-200°С с дополнительным периодическим распылением гумата калия «биоресурс», при этом общий расход гумата калия «биоресурс» составляет 20-30 л на одну тонну птичьего помета.

Способ получения органоминерального комплексного удобрения // 2710153

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органоминерального комплексного удобрения на основе адсорбционной добавки в виде трепела, характеризуется тем, что смешивают раствор гидроксокомплекса алюминия с калием K3[Al(ОН)6] с трепелом, доводят полученную суспензию до кипения и нейтрализуют ее фосфорной кислотой, при этом на последнем этапе соединяют комплексный сорбент, полученный из трепела, и суспензию гидролизованного торфа, представляющего органическую азотсодержащую фракцию удобрения, с дальнейшим измельчением и сушкой смеси, причем на этапе получения органической азотсодержащей фракции удобрения торф обрабатывают 25%-ным раствором гидроокиси калия KOH в соотношении торф: гидроокись калия, равном 1:2,6, и при кипячении на водяной бане в течение 1,5 ч, затем полученную органическую смесь нейтрализуют раствором 30,7% Н3РO4 до рН 7, в смесь дополнительно вводят следующие ингредиенты: мочевину CO(NH2)2 и микроэлементы в виде борной кислоты Н3ВО3 и молибденовокислого аммония, (NH4)6Mo7O24⋅4H2O.

Способ производства комплексного органоминерального вещества на основе гумата калия // 2709745

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к производству органоминерального вещества на основе гумата калия, которое может использоваться в качестве удобрения, кормовых добавок и БАД.

Биологически активный органо-минеральный комплекс и способ его получения // 2709737

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Биологически активный органо-минеральный комплекс изготовлен из гуматсодержащего вещества - торфа и содержит элементы минерального питания растений и микроэлементы.

Безреагентный способ получения жидкого гуминового органического биопрепарата для растениеводства, животноводства и птицеводства // 2709375

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения жидкого гуминового органического биопрепарата для растениеводства, животноводства и птицеводства из высокогумусированного сырья из вермикомпоста, при котором производят раздельно дробную экстракцию из вермикомпоста водорастворимых кислоторастворимых веществ с помощью анолита, а водорастворимых щелочерастворимых веществ с помощью католита электроактивированной воды, затем объединяют щелочной экстракт с кислотным экстрактом, перемешивают, отстаивают и разливают полученный целевой продукт в тару.

Способ получения натурального органоминерального удобрения на основе фосфоритной муки // 2708985

Изобретение относится к технологии производства удобрений и агропрепаратов. Способ включает сушку предварительно отсеянного торфа влажностью 60%, поступившего из первого расходного бункера, в первой барабанной сушилке до влажности 40% в прямоточном режиме с сушильным агентом, получаемым в первом газовом калорифере.

Способ получения водной суспензии на основе серы и торфа // 2708953

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения устойчивой водной суспензии на основе серы и торфа для использования в удобрениях характеризуется тем, что включает приготовление смеси элементарной серы, торфа естественной сушки влажностью 40-60% и воды, и диспергирование полученной смеси в диспергирующих устройствах, в качестве которых используют роторно-импульсные аппараты или статические проточные кавитаторы или ультразвуковые проточные кавитационные установки или гидроударные узлы мокрого помола до получения устойчивой тонкодисперсной суспензии без использования других химических реагентов.

Способ ксантогенирования торфа // 2708576

Изобретение относится к химической переработке торфа и может быть использовано для получения поверхностно-активных веществ, ингибиторов нитрификации-денитрификации почв и серосодержащих торфогуминовых удобрений.

Способ получения экочернозёма обогащённого и концентрированного почвенного раствора обогащённого // 2707534

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения экочернозема обогащенного и концентрированного почвенного раствора обогащенного состоит в том, что в изолированных емкостях создают систему дренажа, размещают над ней горизонтальный слой экочернозема обогащенного, над ним размещают перерабатываемую органоминеральную смесь, перемешанную с измельченным горючим ископаемым в количестве до 10% общего объема слоя и с измельченными ростками - носителями микрофлоры, выращенными отдельно в количестве 1…2% от общего объема слоя, над перерабатываемой органоминеральной смесью размещают слой водостойкой мульчи толщиной 2…5 мм, а после завершения переработки проводят пролив дождеванием и собирают фильтрат, причем перед проливом дождеванием устанавливают на экочернозем ловушку с сетчатым дном, содержащую корм для червей, после переселения червей в ловушку собирают их, удаляют ловушку, после чего выполняют пролив, а собранных червей используют для изготовления лекарств и пищевых добавок.

Органоминеральное удобрение (варианты) // 2693888

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Органоминеральные удобрения содержат куриный помет, растительный влагопоглощающий материал, минеральную составляющую, причем они дополнительно содержат гуматы из бурого угля, и биологически активный препарат, при этом в качестве растительного влагопоглощающего материала используют смесь шелухи гречихи с шелухой овса в соотношении 1:1, а в качестве минеральной составляющей фосфоритную муку.

Способ рекультивации элювиальных почв // 2711590

Изобретение относится к области рекультивации элювиальных почв в полевых условиях. В способе пласт почвы вспахивают с обеспечением формирования одностороннего отвала.

Способ выращивания моркови // 2710997

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к овощеводству. Подготавливают грядки к посеву, осуществляют уход за посевами и уборку корнеплодов.

Экспериментально-аналитический способ определения наименьшей влагоемкости черноземных и каштановых почв // 2710784

Изобретение относится к области мелиорации земель. В способе определения наименьшей влагоемкости (НВ) черноземных и каштановых почв степного и сухостепного типов почвообразования адаптируют аналитическое определение наименьшей влагоемкости почвы – сложно определяемого почвенного параметра по экспериментально устанавливаемым почвенным характеристикам – значениям содержания в почве физической глины ((Wг)i, % МСП) и гумуса ((gгум)i, %), плотности сложения почвы (γi, т/м3) и мощности гумусового горизонта (hгум, м) с использованием зависимостей: для определения послойных значений НВ почв (WHB)i, % МСП: где i - номер почвенного слоя; - средняя по почвенному профилю плотность сложения почвы, т/м3; для определения среднепрофильных значений НВ % МСП: а) в случае проведения измерений по слоям одинаковой мощности: , б) при проведении погоризонтных измерений (WHB)i с разной мощностью генетических горизонтов по зависимости вида: , где j - глубина рассматриваемого профиля, м; n - количество слоев почвы одинаковой мощности; hгор A, hгор В1, hгор В2, hгор Вс - мощность генетических горизонтов А, В1, В2 и Вс в пределах рассматриваемого метрового почвенного профиля, м; в) при известных средних или осредненных значениях по: .

Почвообрабатывающий агрегат для возделывания бахчевых культур под пленкой // 2710072

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Почвообрабатывающий агрегат для возделывания бахчевых культур под пленкой содержит раму, с последовательно установленными на ней дисковыми ножами, право- и левооборачивающими плужными корпусами с заплужниками, и бороздообразователь, при этом агрегат оснащен двумя парами дисковых ножей, установленных таким образом, что расстояние между внутренними дисками пар равно расстояниям между дисковыми ножами в каждой из пар, при этом за каждой парой дисковых ножей установлены право- и левооборачивающие плужные корпусы с заплужниками, со стойками, обращенными к продольной оси агрегата, на которых смонтированы рыхлящие рабочие органы, кроме того, агрегат снабжен катками, установленными за корпусами, а по оси симметрии агрегата закреплен бороздообразователь, за которым смонтированы выравниватели, расположенные на расстоянии друг от друга, равном ширине захвата бороздообразователя, а для формирования борозд под установку пленочных тоннелей по обеим сторонам агрегата под углом атаки смонтированы сферические диски.

Способ формирования корнеобитаемого слоя поверхности отвалов, образованных отрытой разработкой полезных ископаемых // 2709713

Изобретение относится к восстановлению нарушенных земель при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Для формирования корнеобитаемого слоя поверхности отвалов применяют субстрат толщиной слоя 50 см, состоящий из вскрышной породы карьера добычи песка из поймы реки и ила с очистных сооружений не менее 5 лет хранения, взятых в весовом соотношении 1:0,1.

Лиманно-ячеисто-каскадный способ земледелия (землепашества) // 2708921

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к земледелию. Способ включает подготовку пашни к посеву, посев, уход за посевом, уборку урожая, подготовку пашни под зиму.

Способ возделывания рыжика озимого на семена // 2708914

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает размещение посева широкорядно и внесение в качестве удобрений отхода спиртового производства спиртовой барды, смешанной с минеральной серосодержащей водой в соотношении 1:1.

Способ выращивания маточных корнеплодов сахарной свеклы // 2707135

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к семеноводству сахарной свеклы. Способ включает подготовку почвы с внесением удобрений под основную обработку, загущенный посев и некорневые подкормки комплексными удобрениями, содержащими азот, фосфор, калий, магний, серу, железо, марганец, бор, цинк, медь и молибден.

Способ гребневания дренируемых земель // 2706952

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации. Способ направлен на снижение интенсивности заохривания дренажа путем нарезки щели в основании гребня.

Способ уничтожения борщевика сосновского // 2706552

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Осуществляют покрытие защитным слоем поверхности зараженного участка почвы с последующим нанесением на защитный слой грунта, в который производят посев задерняющих трав.

Способ рекультивации земель, нарушенных при освоении рудных месторождений полезных ископаемых // 2711926

Способ рекультивации земель, нарушенных при освоении рудных месторождений полезных ископаемых, включающий их техническую рекультивацию и последующую биологическую рекультивацию, для чего отсыпают на поверхность земель плодородный грунт, вносят удобрения и проводят посев семян местной флоры, отличается тем, что в процессе технической рекультивации обеспечивают выполаживание участков, подлежащих рекультивации, до обеспечения возможности проезда по ним используемого гидросеятеля и их полосное землевание с нанесением на поверхность рекультивируемых участков потенциально-плодородного грунта мощностью 20-25 см, при этом посев семян и внесение удобрений в процессе биологической рекультивации проводят в весенний период, причем семена высеивают, совмещая это с поливом и удобрением посевов, для чего готовят водную смесь семян и минеральных удобрений, формируемую из расчета 50 кг/га овса посевного, от 12 до 20-30 кг/га семян многолетних трав, 0,9-2,0 кг/га семян древесных видов, при этом норма внесения удобрений составляет до 90 кг/га селитры аммиачной, до 90 кг/га суперфосфата двойного, до 50 кг/га калия хлористого, и после перемешивания смеси ее равномерно вносят на поверхность участков, подлежащих рекультивации, причем после завершения посева в тот же день с помощью прицепной бороны семена заделывают в сформированный потенциально-плодородный грунт, кроме того в середине периода вегетации проводят подкормку посевов азотными удобрениями из расчета 45 кг/га в растворенном виде. Кроме того, при рекультивации используют семена злаков, бобовых и древесно-кустарниковых растений, при этом злаки включают арктополевицу широколистную (Arctagrostis latifolia), и/или бекманию восточную (Becbnannia zyzigachne), и/или вейник Лангсдорфа (Calamagrostis langsdorffii), и/или пырейник сибирский (Elymus sibiricus), и/или пырейник почти волокнистый (Elymus subfibrosus), и/или мятлик луговой (Роа pratensis), и/или овсяницу луговую (Festuca pratensis), и/или овсяницу красную (Festuca rubra), и/или щучку северную (Deschampsia borealis), при этом бобовые включают вику, мышиный горошек (Vicia macrantha), и/или клевер луговой (Trifolium pratense), и/или люцерну посевную (Medicago sativa), при этом древесно-кустарниковые включают ивы (Salix), и/или кедровый стланик (Pinus pumila), и/или лиственницу Каяндера (Larix cajanderi), и/или ольховник кустарниковый (Duschekia fruticosa), и/или тополь душистый (Populus suaveolens). Кроме того, потенциально-плодородный грунт формируют в виде смеси плодородного грунта с мелкодисперсными отходами обогащения в соотношении 1:2-3. Изобретение обеспечивает ускоренное формирование растительных сообществ и почвообразования на рекультивируемых участках, особенно в условиях криолитозоны. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.