RU2481162C2 - Recultivation of oil-contaminated soils - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to recultivation of soils contaminated with oil and oil products. Proposed method comprises oil processing, introducing fertilisers, biological agents and sowing of grass. Note here that plowing is carried out without trenching to depth of 30-35 cm with introduction of zeolite-bearing clays, alanites, in amount of 5-6 t/hec together with minced vegetable residues of leguminous plants and leaf litter in amount of 1.5-2 t/hec and autumn planting of annul clover in amount of 25-30 kg/hec. Clover seed are pre-wetted in the solution of Baikal-EM-1 bio preparation mixed with p-amino-benzoic acid with 0.001%-concentration of every component for 2-3 h. In spring, in budding-blooming phase, bio mass is tilled into soil and herbage is pre-sprinkled with the same mix in amount of 200-300 l/hec.

EFFECT: higher efficiency of soil reclamation.

2 ex

Description

Изобретение относится к природоохранным технологиям и может быть использовано для восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.The invention relates to environmental technologies and can be used to restore soils contaminated with oil and oil products.

Известен способ, при котором в почву вносят водный раствор нефтеразлагающих бактерий, проводят вспашку, боронование и посев многолетних трав (патент №2320430 от 27.03.2008 г.).There is a method in which an aqueous solution of oil-degrading bacteria is introduced into the soil, plowing, harrowing and sowing perennial grasses are carried out (patent No. 2320430 dated 03/27/2008).

Однако известный способ высокозатратный, поскольку предусматривает нарезание щелей на глубине 60-80 см, которые заполняются зообактериальными и нефтеразлагающими бактериями, выращиваемые на минеральной воде. Кроме того, последовательное применение агроприемов через определенный промежуток времени (в течение 5 месяцев) усложняет способ.However, the known method is costly, since it involves cutting slots at a depth of 60-80 cm, which are filled with zoobacterial and oil-degrading bacteria grown in mineral water. In addition, the consistent use of agricultural methods after a certain period of time (within 5 months) complicates the method.

Известен также способ, при котором проводят рекультивацию почв, загрязненных нефтью путем внесения большого количества бактериальных удобрений (4-4,5 т/га), а спустя 2-2,5 месяца проводят вспашку, боронование и посев семян (патент №2320429, опубликован 27.03.2008 г.).There is also known a method in which recultivation of soils contaminated with oil is carried out by introducing a large number of bacterial fertilizers (4-4.5 t / ha), and after 2-2.5 months they are plowing, harrowing and sowing seeds (patent No. 2320429, published March 27, 2008).

В известном способе очистка почвы от нефти и нефтепродуктов осуществляется не полностью. Длительная мелиорация приводит к повышению энергозатрат на ее возобновление.In the known method, the cleaning of the soil from oil and oil products is not carried out completely. Long-term land reclamation leads to an increase in energy consumption for its renewal.

Наиболее близким техническим решением является способ, при котором осуществляют фитомелиорацию подпахотного горизонта почв (патент №2152146, опубликован 10.07.2000 г.).The closest technical solution is a method in which the phytomelioration of the subsoil horizon of soils is carried out (patent No. 2152146, published July 10, 2000).

Недостаток способа-прототипа заключается в том, что высеваемые мелкосеменные однолетние и многолетние травы из-за большой глубины заделки могут только прорасти, но выйти на поверхность почвы и развить корневую систему не могут, вследствие чего снижается эффективность способа. Следовательно, мелиорация недостаточно эффективна.The disadvantage of the prototype method is that the sown small-seeded annual and perennial grasses can only germinate due to the large embedment depth, but cannot reach the soil surface and develop the root system, as a result of which the efficiency of the method is reduced. Therefore, reclamation is not effective enough.

Технический результат - снижение затрат и повышение эффективности способа.The technical result is a reduction in costs and an increase in the efficiency of the method.

Техническое решение заключается в том, что в отличие от способа-прототипа проводят пахоту почвы без оборота пласта на глубину 30-35 см с последующим внесением цеолитосодержащих глин-аланитов в количестве 5-6 т/га в смеси с измельченными растительными остатками зернобобовых культур и листового опада деревьев в количестве 1,5-2 т/га и осенним посевом однолетнего клевера открытозевого с повышенной нормой высева из расчета 25-30 кг/га, семена которого предварительно замачивают в растворе биопрепарата Байкал-ЭМ-1 в смеси с парааминобензойной кислотой в концентрации 0,001 каждого компонента в течение 2-3 часов, а весной в фазе бутонизации-цветения всю надземную массу запахивают в почву, с предварительным опрыскиванием травостоя аналогичным раствором смеси в количестве 200-300 л/га.The technical solution consists in the fact that, in contrast to the prototype method, the soil is plowed without turning the formation to a depth of 30-35 cm, followed by the introduction of zeolite-containing clay alanites in an amount of 5-6 t / ha in a mixture with crushed plant residues of leguminous crops and leaf litter of trees in an amount of 1.5-2 t / ha and autumn sowing of an annual open-clover with an increased sowing rate of 25-30 kg / ha, the seeds of which are pre-soaked in a solution of the biological product Baikal-EM-1 mixed with para-aminobenzoic acid minutes at a concentration of 0.001 each component within 2-3 hours, and the spring in the budding-flowering stage entire aboveground mass is plowed into the soil, spraying with a preliminary herbage similar solution mixture in an amount of 200-300 l / ha.

Способ осуществляют следующим способомThe method is carried out in the following way

На участках, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, проводят глубокую вспашку без оборота пласта на глубину 30-35 см. Такая вспашка обеспечивает более высокую аэрацию почвы и доступ кислорода к аэробным организмам верхнего горизонта. На следующий день вносят цеолитосодержащие глины - аланиты, обладающие высокими сорбционными свойствами. Одновременно в аланитах имеются ряд питательных макро- и микроэлементов (%): кремний - 52.7, кальций - 32.6, железо - 6.7, марганец, сера, фосфор, калий, медь, цинк в пределах 0,1-0,9 и другие микроэлементы, которые обогащают почву. За счет высокого содержания кальция реакция среды аланита щелочная (рН-9,3). Такое внесение щелочных природных агроруд является особенно эффектным на кислых почвах, снижая токсичность за счет сорбционных способностей цеолитосодержащих глин. Растворимость кремния, содержащегося в аланите, повышается при посеве семян однолетнего клевера открытозевого, необходимого для его полноценного развития.In areas contaminated with oil and oil products, deep plowing is carried out without turning the formation to a depth of 30-35 cm. Such plowing provides higher soil aeration and oxygen access to aerobic organisms of the upper horizon. The next day, zeolite-containing clays are introduced - alanites with high sorption properties. At the same time, alanites contain a number of macro- and microelements (%): silicon - 52.7, calcium - 32.6, iron - 6.7, manganese, sulfur, phosphorus, potassium, copper, zinc in the range of 0.1-0.9 and other microelements, which enrich the soil. Due to the high calcium content, the reaction of the alanite medium is alkaline (pH-9.3). This introduction of alkaline natural agro-ore is especially effective on acidic soils, reducing toxicity due to the sorption abilities of zeolite-containing clays. The solubility of silicon contained in alanite increases with the sowing of seeds of the annual clover, which is necessary for its full development.

Пожнивные растительные остатки зернобобовых культур (соя, фасоль, горох, люпин и др.) после уборки комбайном (из-за низкого прикрепления бобов на стеблях) содержат протеины, антиоксиданты, изофлавоны.The crop residues of legumes (soybeans, beans, peas, lupins, etc.) after harvesting by a combine (due to the low attachment of beans to stems) contain proteins, antioxidants, and isoflavones.

Так, основной изофлавон генистеин является противораковым средством и одновременно принимает участие в разложении пожнивных остатков при запашке в почву, снижая ее токсичность.So, the main isoflavone genistein is an anti-cancer agent and at the same time takes part in the decomposition of crop residues when plowing into the soil, reducing its toxicity.

Смесь аланитов, пожнивных остатков зернобобовых культур и листового опада деревьев является антиканцерогенным веществом при запашке на токсических почвах, загрязненных нефтью и нефтепродуктами (смолы, углеводороды, асфальтены и др.).A mixture of alanites, crop residues of legumes and leaf litter of trees is an anti-carcinogen when plowed on toxic soils contaminated with oil and oil products (resins, hydrocarbons, asphaltenes, etc.).

При загрязнении нефтью в почве резко снижается содержание и степень подвижности всех элементов минерального питания (азота, фосфора, калия), необходимых для жизнедеятельности растений.With oil pollution in the soil, the content and degree of mobility of all elements of the mineral nutrition (nitrogen, phosphorus, potassium) necessary for the vital activity of the plants sharply decrease.

Вносимые аланиты в смеси с пожнивными остатками зернобобовых культур и листового опада деревьев, обладающих высокими сорбционными свойствами из-за высокого содержания кремния, способствуют очищению почвы.The introduced alanites mixed with the crop residues of leguminous crops and leaf litter of trees, which have high sorption properties due to the high silicon content, contribute to the purification of the soil.

Обоснование выбранных параметров доз аланитов (5-6 т/га) и количеством растительных остатков (1,5-2 т/га) объясняется содержанием в них химических веществ, нейтрализующих токсичность нефтезагрязненных земель.The justification of the selected parameters of alanite doses (5-6 t / ha) and the amount of plant residues (1.5-2 t / ha) is explained by the content of chemicals in them that neutralize the toxicity of oil-contaminated lands.

После заделки органических удобрений и агроруд осуществляют посев однолетнего клевера открытозевого сплошным способом с повышенной нормой высева 25-30 кг/га, то есть в 2 раза выше, чем на чистых почвах, что обеспечивает густой травостой. Растения бобовой культуры клевера открытозевого обладают сорбционными свойствами и благодаря высокой облиственности (50-60%), высоте (80-105 см), густоте травостоя, мощной корневой системе (более 1,0 м), азотфиксирующей способности накапливать до 200 кг биологического азота, способствуют снижению токсичности почвы.After embedding organic fertilizers and agro-ore, one-year open-crown clover is sown in a continuous manner with an increased sowing rate of 25-30 kg / ha, that is, 2 times higher than in clean soils, which provides dense grass. Bean plants of open-clover clover possess sorption properties and due to their high foliage (50-60%), height (80-105 cm), grass stand density, powerful root system (more than 1.0 m), nitrogen-fixing ability to accumulate up to 200 kg of biological nitrogen, help reduce soil toxicity.

Перед посевом семена предварительно замачивают в 0,001% водном растворе биопрепарата Байкал-ЭМ-1 в смеси с парааминобензойной кислотой (ПАБК).Before sowing, the seeds are pre-soaked in a 0.001% aqueous solution of the biological product Baikal-EM-1 in a mixture with para-aminobenzoic acid (PABA).

ПАБК - нетоксическое соединение, фенотипичесий активатор, обладает репарогенными и антимутагенными свойствами, является витамином Н из группы B₁, относится к аминокислотам, входит в состав фолиевой кислоты, участвует в синтезе пуринов. ПАБК благоприятно действует на биологический потенциал растений, его фенотип.PABA is a non-toxic compound, a phenotypic activator, has reparogenic and antimutagenic properties, is a vitamin H from group B ₁ , belongs to amino acids, is part of folic acid, and is involved in the synthesis of purines. PABA favorably affects the biological potential of plants, its phenotype.

ПАБК - кристаллический порошок, растворяется в горячей воде при температуре 60-80°С. После остывания раствора в него вводят 1 часть биопрепара Байкал-ЭМ-1 в концентрации 1:1000 (10 мл препарата на 10 л нехлорированной воды). Замачивание семян проводят при экспозиции 2-3 часа. Препарат Байкал-ЭМ-1 содержит более 80 штаммов микроорганизмов - полезно лидирующих в условиях почвы, способствующих снижению токсических веществ и улучшающих микрофлору в почве.PABA is a crystalline powder, soluble in hot water at a temperature of 60-80 ° C. After the solution cools down, 1 part of the Baikal-EM-1 biological product is introduced into it at a concentration of 1: 1000 (10 ml of the drug per 10 liters of non-chlorinated water). Soaking seeds is carried out at an exposure of 2-3 hours. The Baikal-EM-1 preparation contains more than 80 strains of microorganisms, which are useful in the soil conditions, which help to reduce toxic substances and improve the microflora in the soil.

В подогретой воде при растворении порошка ПАБК (до 80°С) происходит дегазация вредных для микроорганизмов газов: хлора, серы, азота и др. В таком растворе при температуре окружающей среды микроорганизмы под действием стимулятора ПАБК усиливают обмен веществ в семенах за 2-3 часа, обеспечивая высокий процент прорастания, рост и развитие растений клевера.In heated water, when PABA powder is dissolved (up to 80 ° C), gases harmful to microorganisms are degassed: chlorine, sulfur, nitrogen, etc. In such a solution, at ambient temperature, microorganisms under the influence of the PABA stimulator increase the metabolism in seeds in 2-3 hours , providing a high percentage of germination, growth and development of clover plants.

Как азотфиксирующая культура клевер под действием биопрепарата Байкал-ЭМ-1 и ПАБК развивается более интенсивно, обогащая почву гуминовыми веществами, снижая в значительном количестве остатки нефтепродуктов.As a nitrogen-fixing culture, clover under the influence of the biological product Baikal-EM-1 and PABA develops more intensively, enriching the soil with humic substances, reducing a significant amount of oil product residues.

Высевают семена, обработанные стимуляторами, осенью, а весной, при достижении фазы бутонизации-цветения биомассу клевера запахивают в почву.Seeds treated with stimulants are sown in autumn and in spring, when the budding-flowering phase is reached, the clover biomass is plowed into the soil.

Пример 1. Загрязненную нефтью почву обрабатывали плугом без отвалов. Следом за пахотой вносили агроруды-аланиты 5 т/га в смеси с пожнивными остатками зернобобовых культур и листовым спадом 1,5 т/га агрегатом MBCУ-6 и заделывали чизельным плугом ПЧ-2,5 до глубины 30-35 см, с последующей обработкой культиватором КЧ-5,4. После обработки поля осуществляли посев семенами, предварительно замоченными в водном растворе концентрации 0,001% смесью ПАБК и Байкал-ЭМ-1 в течение 2 часов (из расчета на 10 л воды - 10 мл Байкал-ЭМ-1 и 10 г порошка ПАБК). Семена клевера открытозевого высевали осенью (в сентябре) с нормой высева 25 кг/га, предварительно подсушив их для хорошей сыпучести, сеялкой СЗГ-2.4. Весной (третья декада апреля) массу скашивали и запахивали в почву.Example 1. Oil-contaminated soil was treated with a plow without dumps. Following plowing, alanite agrudes of 5 t / ha were mixed with crop residues of leguminous crops and leaf fall of 1.5 t / ha with MBCU-6 aggregate and were closed with the ПЧ-2.5 chisel plow to a depth of 30-35 cm, followed by treatment cultivator KCh-5.4. After processing the field, sowing was carried out with seeds previously soaked in a concentration of 0.001% in an aqueous solution with a mixture of PABA and Baikal-EM-1 for 2 hours (based on 10 l of water - 10 ml of Baikal-EM-1 and 10 g of PABA powder). The clover seeds were sown in the fall (in September) with a seeding rate of 25 kg / ha, after having dried them for good flowability, with the SZG-2.4 seeder. In spring (the third decade of April), the mass was mowed and plowed into the soil.

Пример 2. Способ осуществляют, как в первом примере. На загрязненном нефтью участке вносят 6 т/га аланитов и 2 тонны на гектар пожнивных остатков зернобобовых культур и листового опада. Вслед за внесением удобрений почву выравнивали для посева клевера с нормой высева 30 кг/га. Посев осуществляли во второй декаде сентября, а весной в первой декаде мая биомассу растений скашивали, заделывая ее в почву.Example 2. The method is carried out as in the first example. In the area contaminated with oil, 6 t / ha of alanites and 2 tons per hectare of crop residues of leguminous crops and leaf litter are applied. Following the application of fertilizers, the soil was leveled for sowing clover with a seeding rate of 30 kg / ha. Sowing was carried out in the second decade of September, and in spring in the first decade of May, the biomass of plants was mowed, planting it in the soil.

Такой способ позволяет за сравнительно короткий срок очистить почву от загрязнения, восстановить ее плодородие и в год запашки сидеральной культуры - клевера уже осенью произвести посев озимых зерновых культур. Способ позволяет упростить метод мелиорации нефтезагрязненных земель и одновременно снизить затраты за счет бесплатного органического удобрения (пожнивных остатков и листового опада) и природных агроруд-аланитов.This method allows for a relatively short period of time to clear the soil of contamination, restore its fertility and, in the year of cultivation of green manure, clover, in the autumn, sow winter crops. The method allows to simplify the method of reclamation of oil-contaminated lands and at the same time reduce costs due to free organic fertilizer (crop residues and leaf litter) and natural agro-alanites.

Claims (1)

Способ мелиорации нефтезагрязненных земель, включающий обработку почвы, внесение удобрений, биопрепаратов и посев трав, отличающийся тем, что пахоту проводят без оборота пласта на глубину 30-35 см с последующим внесением цеолитосодержащих глин - аланитов в количестве 5-6 т/га в смеси с измельченными растительными остатками зернобобовых культур и листового опада деревьев в количестве 1,5-2 т/га и осенним посевом однолетнего клевера открытозевого с повышенной нормой высева из расчета 25-30 кг/га, семена которого предварительно замачивают в растворе биопрепарата Байкал-ЭМ-1 в смеси с парааминобензойной кислотой в концентрации 0,001% каждого компонента в течение 2-3 ч, а весной в фазе бутонизации-цветения биомассу запахивают в почву с предварительным опрыскиванием травостоя аналогичным раствором смеси в количестве 200-300 л/га. The method of reclamation of oil-contaminated lands, including tillage, fertilizing, biological products and grass sowing, characterized in that plowing is carried out without turning the reservoir to a depth of 30-35 cm, followed by the introduction of zeolite-containing clay - alanites in an amount of 5-6 t / ha in a mixture with with crushed plant residues of legumes and leaf litter of trees in an amount of 1.5-2 t / ha and autumn sowing of an annual open-clover clover with an increased sowing rate of 25-30 kg / ha, the seeds of which are pre-soaked in solution Baikal-EM-1 biological product in a mixture with para-aminobenzoic acid at a concentration of 0.001% of each component for 2-3 hours, and in spring, in the budding-flowering phase, the biomass is plowed into the soil with preliminary spraying of the grass stand with a similar mixture solution in an amount of 200-300 l / ha.