RU2088064C1 - Method of soil rehabilitation - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture, ecology. SUBSTANCE: natural or artificial sorbents were added to soil. These sorbents can extract 100% radionuclides of strontium-91,90,89, cesium-137, uranium-235,237, plutonium-239 for a single agriculture season. Sorbents bind radionuclides firmly. After the complete soil deactivation sorbents can be extracted from the soil. EFFECT: enhanced effectiveness. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к проблеме реабилитации почвы, зараженной радиоактивными нуклидами. The invention relates to the problem of the rehabilitation of soil contaminated with radioactive nuclides.

Известен ряд способов реабилитации почв, зараженных радиоактивными нуклидами. A number of methods for the rehabilitation of soils infected with radioactive nuclides are known.

Например, вспашка глубиной до 900 мм. Способ предусматривает заглубление плодородной, радиоактивно зараженной поверхности почвы на большую глубину, не доступную для корневой системы высеваемых культур. Способ выводит из сельско-хозяйственных культур в течение длительного периода времени. На каменистом подслое не применим. For example, plowing up to 900 mm deep. The method involves deepening the fertile, radioactively contaminated soil surface to a great depth, not accessible to the root system of the sown crops. The method removes from agricultural crops for a long period of time. On a rocky sublayer is not applicable.

Второй способ промывка почвы водой с последующей очисткой воды от радиоактивных нуклидов. Способ чрезвычайно трудоемок и дорог, обедняет почву питательными веществами. На больших территориях практически не осуществим. The second method is washing the soil with water, followed by purification of the water from radioactive nuclides. The method is extremely time-consuming and expensive, depletes the soil with nutrients. In large areas it is practically not feasible.

Наиболее близким аналогом для предлагаемого технического решения является использование биосорбентов, получаемых на основе морских биологических культур. Способ предусматривает внесение искусственно созданного сорбента в почву, на которой сорбент поглощает радиоактивные нуклиды уран, плутоний, стронций 90, 89, цезий 137, европий, америций. The closest analogue to the proposed technical solution is the use of biosorbents obtained on the basis of marine biological cultures. The method involves introducing an artificially created sorbent into the soil on which the sorbent absorbs the radioactive nuclides of uranium, plutonium, strontium 90, 89, cesium 137, europium, americium.

Однако и этот способ имеет серьезные недостатки: сложность добычи сырья в условиях моря, трудоемкость технологии переработки и получения сорбента. Сорбент имеет органическую основу и, находясь в почве, со временем должен разлагаться, возвращая радионуклиды в почву. However, this method also has serious disadvantages: the complexity of the extraction of raw materials in the sea, the complexity of the processing technology and the production of sorbent. The sorbent has an organic base and, being in the soil, should decompose over time, returning radionuclides to the soil.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение недостатков прототипа. Оно состоит в следующем. The proposed technical solution is aimed at eliminating the disadvantages of the prototype. It consists in the following.

Для реабилитации почвы в нее вносят природные или искусственно созданные сорбенты, которые способны фиксировать радионуклиды и находиться в почве, сохраняя свою структуру. При этом используются сорбционные и инообменные свойства применяемых сорбентов, которые прочно связывают в своей структуре радионуклиды, тем самым прерывая биологическую цепочку. For soil rehabilitation, natural or artificially created sorbents are introduced into it, which are capable of fixing radionuclides and being in the soil, preserving their structure. In this case, the sorption and foreign exchange properties of the used sorbents are used, which firmly bind radionuclides in their structure, thereby interrupting the biological chain.

На фиг. 1 показана эффективность извлечения радионуклидов из почвы в зависимости от применяемого соотношения сорбент/почва за один сельскохозяйственный сезон; на фиг. 2 эффективность извлечения радионуклидов из почвы в зависимости от фракционного состава за один сельскохозяйственный сезон.

In FIG. 1 shows the efficiency of extracting radionuclides from soil, depending on the applied sorbent / soil ratio for one agricultural season; in FIG. 2 the efficiency of the extraction of radionuclides from the soil depending on the fractional composition for one agricultural season.

Скорость процесса извлечения радионуклидов из почвы зависит от фракционного состава сорбента и принятого соотношения сорбент/почва. С увеличением соотношения сорбент/почва извлечение радионуклидов из почвы возрастает (фиг. 1), а при увеличении размера частиц сорбента падает (фиг. 2), но при этом сорбент можно извлечь из почвы просеиванием, а в дальнейшем направить на захоронение. The speed of the process of extracting radionuclides from the soil depends on the fractional composition of the sorbent and the accepted sorbent / soil ratio. With an increase in the sorbent / soil ratio, the extraction of radionuclides from the soil increases (Fig. 1), and with an increase in the particle size, the sorbent decreases (Fig. 2), but at the same time the sorbent can be removed from the soil by sieving, and then sent for burial.

Оптимальный размер частиц сорбента и принимаемое соотношение сорбент/почва определяется из условий экономичности и возможности извлечения сорбента из почвы. The optimal particle size of the sorbent and the accepted sorbent / soil ratio is determined from the conditions of profitability and the possibility of extracting the sorbent from the soil.

Количество вносимого сорбента, достаточное для полной дезактивации почвы от радиоактивного загрязнения, составляет:
m = kFhρ_пρ_c•d•0,13
где m количество вносимого сорбента, кг;
k экспериментально определяемый коэффициент, зависящий от свойств извлекаемого загрязнения;
F площадь реабилитируемой почвы, м²;
h глубина проникновения радионуклидов в почву, на которую вносится сорбент, м;
ρ_п плотность реабилитируемой почвы, кг/м³;
ρ_c плотность применяемого сорбента, кг/м³;
d эквивалентный диаметр вносимого в почву сорбента, см.The amount of introduced sorbent, sufficient for complete decontamination of the soil from radioactive contamination, is:
m = kFhρ _n ρ _c • d • 0.13
where m is the amount of sorbent introduced, kg;
k experimentally determined coefficient depending on the properties of the extracted pollution;
F area of rehabilitated soil, m ² ;
h the depth of penetration of radionuclides into the soil onto which the sorbent is applied, m;
ρ _{p the} density of the rehabilitated soil, kg / m ³ ;
ρ _{c the} density of the used sorbent, kg / m ³ ;
d is the equivalent diameter of the sorbent applied to the soil, see

Сопоставительный анализ изобретения с известными способами реабилитации почв позволил выявить новую совокупность существенных признаков, обусловленных изменением приемов дезактивации почв. A comparative analysis of the invention with known methods of soil rehabilitation revealed a new set of essential features due to a change in soil decontamination methods.

Причинно-следственная связь между техническим результатом изобретения и средствами его достижения обусловлена тем, что данным изобретением удалось повысить максимальный эффект дезактивации почв, снизить его стоимость, использование на больших площадях. The causal relationship between the technical result of the invention and the means to achieve it is due to the fact that this invention was able to increase the maximum effect of soil decontamination, reduce its cost, use on large areas.

Сущность способа станет понятной из описания выполненных исследований. The essence of the method will become clear from the description of the studies performed.

В стаканы диаметром 65 мм помещали по 100 г сухой почвы, просеянной через сито с отверстиями диаметром 1 мм. Таким образом приготовили 16 стаканов, из которых составили 4 серии, по 4 стакана в каждой. 100 g of dry soil sifted through a sieve with holes with a diameter of 1 mm were placed in glasses with a diameter of 65 mm. Thus prepared 16 glasses, of which 4 series were made, 4 glasses each.

В каждый стакан с почвой вносили по 50 мл. радиоактивного раствора определенного радионуклида, при этом раствор имел pH 7. В первую серию стаканов с почвой вносили раствор стронция 90, во вторую серию стаканов - раствор цезия 137, в третью раствор урана, в четвертую раствор плутония. 50 ml were added to each glass with soil. a radioactive solution of a certain radionuclide, while the solution had a pH of 7. In the first series of glasses with soil, a solution of strontium 90 was added, in the second series of glasses a solution of cesium 137, in a third solution of uranium, in a fourth solution of plutonium.

Содержимое каждого стакана тщательно перемешивали и оставляли открытым на воздухе до высыхания почвы в течение недели. сухую почву поливали 25 миллилитрами водопроводной воды с рН 7 и оставляли на воздухе в открытом состоянии до повторного высыхания. The contents of each glass were thoroughly mixed and left open in air until the soil dried out for a week. dry soil was watered with 25 milliliters of tap water with a pH of 7 and left in the open air until re-dried.

После повторного высыхания в почву внесли определенное количество сорбента фракции 3-5 мм в стаканы содержащие по 100 г почвы. Содержимое тщательно перемешивали, заливали 25 мл водопроводной воды и оставляли высыхать при комнатных условиях. After repeated drying, a certain amount of sorbent of a fraction of 3-5 mm was introduced into the soil in glasses containing 100 g of soil. The contents were thoroughly mixed, filled with 25 ml of tap water and left to dry under room conditions.

По мере высыхания почвы, ее поливали той же водой в количестве 25 мл на каждый стакан. Полив производили 40-50 раз. As the soil dries, it was watered with the same water in an amount of 25 ml per glass. Watering was performed 40-50 times.

Claims (2)

1. Способ реабилитации почвы, включающий внесение биосорбента в почву, отличающийся тем, что в качестве вносимого в почву сорбента используют природный или искусственно созданный сорбент, количество которого определяют соотношением
m = KFhρ_пρ_cd•0,13,
где m количество вносимого сорбента, кг;
К экспериментально определяемый коэффициент, зависящий от свойств извлекаемого загрязнения;
F площадь реабилитируемой почвы, м²;
h глубина проникновения радионуклидов в почву, на которую вносят сорбент, м;
ρ_п - плотность реабилитируемой почвы, кг/см³;
ρ_c - плотность вносимого сорбента, кг/см³;
d эквивалентный диаметр вносимого в почву сорбента, см.1. A method of soil rehabilitation, including the application of a biosorbent in the soil, characterized in that the natural or artificially created sorbent is used as the sorbent introduced into the soil, the amount of which is determined by the ratio
m = KFhρ _n ρ _c d • 0.13,
where m is the amount of sorbent introduced, kg;
K experimentally determined coefficient, depending on the properties of the extracted pollution;
F area of rehabilitated soil, m ² ;
h the depth of penetration of radionuclides into the soil onto which the sorbent is applied, m;
ρ _p - the density of the rehabilitated soil, kg / cm ³ ;
ρ _c is the density of the introduced sorbent, kg / cm ³ ;
d is the equivalent diameter of the sorbent applied to the soil, see 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбент с сорбированными нуклидами через 6 12 месяцев извлекают из почвы просеиванием почвы и удаляют в места захоронения. 2. The method according to claim 1, characterized in that the sorbent with sorbed nuclides after 6 to 12 months is removed from the soil by sifting the soil and removed to the burial place.

Images