Сорбция тяжелых металлов из горных отвалов сапропеле-угольным рекультивантом

Маардусский рудник ПО «Эстонфосфорит». г. Таллинн  Центр по сапропелю

Перед Лабораторией рекультивации нарушенных горными работами земель была поставлена задача уменьшение содержания тяжелых металлов, нефтепродуктов и радионуклидов в отвальных породах фосфоритного карьера ПО «Эстонфосфорит». Карьер расположен на границе г. Таллинн, примыкает к жилым кварталам Маарду. Рекультивируемые земли после добычи фосфорита открытым способом подлежат сдаче под лесопосадки, парковую зону, луговые выпасы скота, сенокосы. Это значит, что к отвальным территориям карьера предъявляются повышенные требования по содержанию в слагаемых их поверхностных породах тяжелых металлов и радионуклидов природного происхождения и привнесенных в результате транспортно-добычных работ нефтепродуктов.

За основу в решении проблемы Центром по сапропелю был предложен двухкомпонентный сапропеле-угольный рекультивант в сыпучем мелко- гранулированном виде. Сапропель добывался непосредственно рядом с карьером на озере Маарду, приготавливался в цеху предприятия, а активированный гранулированный уголь марки АГ-3 в готовом виде завозился вагонами на промплощадку лаборатории. Компоненты определенного грансостава (сапропель 0-4 мм, уголь 2-4 мм) в пропорции 1:10 смешивались механическим путем образуя сапропеле-угольный почвообразующий рекультивант. В рекультивант добавлялись семена растений, поглощающих при росте тяжелые металлы и радионуклиды. Смесь погружалась на БЕЛАЗы, вывозилась на отвалы карьера и ровным слоем (150-300 мм) бульдозером ровнялась по его поверхности. Обычно, данный вид работ проводился перед дождливыми днями. При отсутствии дождя рекультивируемая площадь горного отвала обильно увлажнялась поливальными машинами.

Рис. 1. Цех приготовления сапропеле-угольного рекультиванта

Сапропель озера Маарду – это коллоидные отложения содержащие не менее 30% органического вещества, а также неорганические биогенные и проносимые водой компоненты. Данная масса добывалась шнеково-винтовым земснарядом, частично обезвоживалась и при влажности 65-70% гранулировалась, сушилась при T*С = 1050-1100 градусов в течение 20-22 часов. Остаточная влажность сапропеля составляла 18-20%, размер гранул 0-4 мм.

Гранулированный активный уголь АГ-3 (уголь АГ-3) ГОСТ 20464-75. Его получают в виде гранул из каменноугольной пыли и связующих веществ методом обработки водяным паром при температуре 850 – 950° C. Благодаря развитой структуре как микро-, так и макропор, уголь активный АГ-3 является универсальным для адсорбции различных органических соединений из жидких и газовых сред. Впервые уголь АГ-3 Центром по сапропелю был применен в качестве составного компонента почвенного сорбирующего рекультиванта. Обычно он используется в качестве фильтрующе-сорбирующей загрузки в адсорберах и фильтрах. Высокая механическая прочность угля активного АГ-3 позволяет работать с ним погрузочно-транспортным средствам, бульдозерам на отвалах, выравнивать и планировать его по площадям, обеспечивая тем самым высокий ресурс работы.

Наименование показателя

Норма

Внешний вид угля АГ-3

Цилиндрические гранулы темно-серого или черного цвета

Основной размер частиц, мм

1,5 - 2,8

Прочность гранул на истирание, %, не менее

75

Суммарный объём пор по воде, см3/г, не более

0,8

Динамическая активность по бензолу, мин, не менее

40

Насыпная плотность, г/дм3, не более

450 - 480

Исходные показатели по тяжелым металлам и нефтезагрязнителям в отвалах до проведения работ: НП (нефтепродукты) – 1.99 мг/л, Pb – 0.66, Cu – 1.12, Zn – 1,11. Показатели содержания загрязнителей в исследуемых отвальных почвах через 20 дней после обильного увлажнения: НП – 0.19 мг/л, Pb – 0.16, Cu – 0.32, Zn – 0,12. Показатели исследуемых загрязнителей отвальных почв после созревания сорбирующей в себе растительности и уборки ее с карьерных отвалов: НП – 0.03 мг/л, Pb – 0.06, Cu – 0.02, Zn – не обнаружено.

Исходя из полученных данных после первого вегетационного периода можно сделать вывод о том:                                                                                                                          - что после увлажнения отвальных пород с нанесенными на них слоем сапропеле-угольного рекультиванта начинается интенсивная сорбция нефтесодержащих продуктов и тяжелых металлов из пород в сапропеле-угольный слой,                                                                                                                                                                                     - произрастающая на сапропеле-угольном рекультиванте растительность с самого начала развития усваивает в себя тяжелые металлы и НП,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                - при благоприятных условиях достаточно одного весенне-летнего сезона (вегетационного периода), чтобы из отвальных пород карьера сорбировать практически все исследуемые тяжелые металлы и НП.

Скошенная растительность впитавшая в себе загрязнители вывозится на полигон и утилизируется известными способами.

При значительном содержании НП и тяжелых металлов в отвальных породах их сезонная сорбция растениями из сапропеле-угольного рекультиванта может быть недостаточной. Процесс повторяется на следующий год, пока не будут достигнуты ПДК.            

Емкостные свойства сорбирующего рекультиванта определялась по формуле (РосГео 08-002-98)

СОЕ = , мг/г,

Где g – масса сухого сорбирующего рекультиванта, г; V – объем воды, приливаемой к сорбирующему рекультиванту, л; Сисх – концентрация загрязнителя в исходной увлажненной породе отвала, мг/л; Сравн – равновесная (остаточная) концентрация в фильтрате, мг/л.

Степень извлечения загрязнителя из увлажненной отвальной породы определяется по формуле:

Ε =  100 %.

Как показали натурные опыты на отвалах карьера ПО «Эстонфосфорит», сапропеле-угольный рекультивант поглощает из увлажненных пород НП и тяжелые металлы при одновременном присутствии в его массе значительного объема загрязнителя. Нефтепродукты удаляются из насыщенного рекультиванта разложением их в последующем Дестройлом. Процесс разложения можно начинать уже при 73-75% насыщения при исходном содержании в пределах 30 мг/л. При этом емкость сапропеле-угольного рекультиванта в отношении этого загрязнителя равна 0,12 мг/г. Суммарный показатель СОЕ по трем металлам у предложенного сапропеле-угольного рекультиванта равен 3,82 мг/г. Из трех присутствующих в рекультиванте металлов наибольшая емкость в отношении ионов цинка. 1 г сапропеле-угольного рекультиванта способен поглотить 2,25 мг этого металла. Степень извлечения цинка из отвальных пород при исходной концентрации 474 мг/л равна 85%. Показатель сорбции по меди следующий: СОЕ сапропеле-угольной смеси – 0,88 мг/г, что соответствует степени извлечения 96% при исходном содержании 168 мг/л. Свинец поглощается сапропеле-угольным рекультивантом 0,76 мг на 1 г. Концентрация этого элемента уменьшилась на 90% при начальных 143 мг/л.

Определение СОЕ сапропеля в отношении НП, содержащихся в массе отвальных пород, и ионов тяжелых металлов, мг/г.

Условия проведения натурного эксперимента: V = 0,1 л; вес сорбирующего рекультиванта = 18 г; время контакта – 22 ч.

Элемент

Сисх, мг/л

Сравн, мг/л

Сисх - Сравн

СОЕ

Е, %

Нефтепродукты

28,8

7,7

21,1

0,12

73

Медь

163

8,2

154,8

0,87

95

Цинк

466

68,4

397,6

2,25

85

Свинец

140

15,7

124,3

0,70

89

Минимальная доза сорбирующего сапропеле-угольного рекультиванта определяется по формуле (СНИП 2. 04.03 – 85)

Дмин = , г/л;

Где Сисх – концентрация вещества в исходной отвальной породе, мг/л;

Сост – остаточная концентрация в отвалах, мг/л;

К – коэффициент исчерпания емкости сорбирующего рекультиванта, принимается равным 0,6 – 0,8;

СОЕ – статическая обменная емкость сапропеле-угольного рекультиванта, определенная экспериментально, мг/г.

Определение минимальной дозы компонентов сапропеле-угольного рекультиванта, г/л

 

НП

Свинец

Медь

Цинк

Загрязнение, поступающее на рекультивант сорбцией из пород отвалов, мг/л

0,58

0,05

0,02

0,12

Концентрация элементов в рекультиванте после увлажнения пород отвалов, мг/л

0,03

0,004

0,001

Не обн.

ПДК рыбохозяйственный, мг/л

0,05

0,006

0,001

0,01

Сорбционная емкость, определенная экспериментально, мг/г

0,78

0,76

0,89

2,28

Минимальная доза компонентов в рекультиванте, г/л

1,14

0,12

0,04

0,07

Суммарная доза компонентов рекультиванта, г/л

1,15

0,24
 

1 тонна сапропеле-угольного рекультиванта, приготовленная как 1:10 из угля марки АГ–3 и сапропеля оз. Маарду, обеспечивает требуемую степень очистки отвальных пород от нефтепродуктов, свинца, меди, цинка на площади в 10 м2 . Такие площади карьерных отвалов можно использовать для сенокосов, выпаса скота, выращивания фруктовых и ягодных культур, посадки леса.

 

Материал в разделах:

Другие новости

Другие записи блогов

12.05.13 | В блоге: Михаил Гунькин
Часть 1. Жизнь и смерть Как часто мы посещаем своей душой Важное? Как часто мы оказываемся наедине с тем, без чего все мы не более чем расходный материал собственного существования? Задумываемся ли мы вообще об этом? Впрочем, нередко это Важное врывается в нашу обыденность как великое испытание, как разорвавшаяся рядом бомба, как неумолимая неизбежность, как последний вздох близкого человека, как шаг в неизвестность, разделяющую горячей огненной чертой «быть» или «не быть...
30.01.12 | В блоге: Ольга Давыдова
 В рамках региональной акции «Покорми птиц» активисты Территориального Общественного Самоуправления «Рог-Измайловский» Волгоградской области провели в клубе «Юный эколог», организованном ТОСовцами на базе общеобразовательной средней школы, мастер-класс по изготовлению кормушек из подручного материала – пластиковых бутылок, картонных коробок и контейнеров. Главная цель данного мероприятия  - привить школьникам бережное отношение к...
28.02.12 | В блоге: Раис Нигматуллин
Как быть с мусором в Кушнаренково! Вот вчера побывал в Кушнаренково, в переулке Крупокомбинатной, которая выходит прямо на р. Белая. Большие тополя, берег красивый, видно на холме самолёт на постаменте, но мусора по дороге столько, что и представить невозможно и видимо молодёжь там потребляет в основном пиво "Охотничье" в пластиковых бутылях. Вот хотел призвать к совести кушнаренковчан, но Яндекс выдал только районный сайт, где на главной странице ещё про Рахимова новости показывают.Та...
22.06.23 | В блоге: Гость
29 июня исполнится десять лет с фотовыставки "Искалеченный Новосибирск". Мы не совсем экологи, но мимо пробегали, и пробегали весьма неплохо. Все эти годы периодически возникала мысль зарегистрировать движение, или фонд, или на худой конец ИП, собирать пожертвования, жить не на чистом волонтерстве, завести юриста, тиражировать опыт. Все эти годы главная мысль против была - то, чего нет, невозможно закрыть. Первыми иноагентами в 2012 году были именно экологические организации, пара...
22.10.14 | В блоге: sergei ochinskii
Станции очистки воды ТОПАС. Канализация на участке. «Биотерра» в своей работе использует технологии и оборудование, разработанные и опробованные в Европе – чешские станции очистки ТОПАС – современные, экологичные, работающие без шума и запаха, выдерживающие суровые требования эксплуатации в российском климате, надежные и долговечные.  В зависимости от модификации станции она может обслужить и небольшой загородный дом и целый комплекс загородной гостиницы или поместья...
27.02.13 | В блоге: Александр Пильников
В Забайкальском краевом краеведческом музее им. А.К. Кузнецова в городе Чита 13-14 февраля 2013 г. в рамках очередных «Петряевских чтений» прошла региональная научно-практическая конференция, посвященная 360-летию города Нерчинска и 100-летию со дня рождения известного забайкальского краеведа Е.Д. Петряева. В работе конференции приняли участие более 70 специалистов музеев, архивов, преподавателей вузов и ссузов, краеведов, студентов и школьников Забайкальского края. Это в основном представители...
17.02.25 | В блоге: Гость
КАСПИЙ: ПРОКЛЯТЬЕ РЕСУРСОВ. БУДЬ ПРОКЛЯТА ЭТА НЕФТЬ Так оценивают старожилы города Атырау Республики Казахстан экологическую ситуацию на Каспийском море и его побережье , и судя по прозвучавшим сегодня докладам на «круглом столе» по теме «Каспий-на грани» (Астана) это имеет под собой определенное основание. Мне тоже удалось принять участие в данном мероприятии, поскольку в 1999 -2001 годах я совместно с московскими и азербайджанскими юристами-экологами организовал и пров...
27.10.11 | В блоге: Сурен Газарян
Сегодня, 26 октября, три депутата из фракции «Единая Россия» по поручению Бориса Грызлова пытались разобраться с мусорными проблемами Сочи. Грызлов получил разгромную аналитическую записку Степашина. Записку Грызлову переслал председатель комитета госдумы по экологии Туголуков.Пока депутаты обещают жителям вывозить мусор за пределы Сочи, один из главных спонсоров "Единой России" Олег Дерипаска уже начал строительство новой свалки в санитарной зоне Черного моря. После массов...
19.12.11 | В блоге: Михаил Гунькин
В данной серии статей я планирую рассказать о таком важном явлении, затрагивающем сеть интернет, как информационные войны. Не секрет, что в наше время на планете Земля противоборство между различными центрами силы носит во многом информационный характер. Это касается как взаимоотношений между государствами, так и между различными социальными группами, или классами. Последствия информационных войн могут быть столь же глобальными и долговременными, что и результаты войн настоящих. Так, поражение в...
03.05.24 | В блоге: Гость
Любите ли вы чучела – натуральные, специальным образом обработанные трупы животных? Я – нет. В принципе, делать чучела и торговать ими не запрещено. Но есть нюанс… В феврале 2024 года специалисты проанализировали содержимое трёх сайтов – «Лавка подарков», «Зооколлекции» и I-Prize. Это интернет-магазины, где в числе прочего продаются чучела животных. Сама по себе идея украшать жильё мёртвым животным не кажется мне хорошей, но на указанных сайтах...
29.11.12 | В блоге: Михаил Гунькин
  Чиновники Хабаровского края пополнят региональный бюджет неординарным способом. Привлечь новые средства решено продажей лицензий на отстрел диких животных. Среди них есть и редкий вид, только недавно исключенный из Красной книги, — гималайский медведь. Право выйти на охоту на диковинного зверя стоит 6 тыс. рублей. Таких лицензий, согласно закону, будет выдано 43. Власти Хабаровского края намерены пополнить бюджет за счет продажи лицензий на отстрел диких животных. Такой пункт содер...
07.09.14 | В блоге: Николай Бычек
Прекращение грунтовой эрозии, почвообразование или воссоздание почв в пустынных или на техногенно нарушенных землях актуально не только для Среднеазиатских стран СНГ, Востока и Африки, но и южных регионов России. К таким регионам можно отнести территории в Калмыкии, Ставропольском и Краснодарском крае, Астраханской, Волгоградской областях. Одним из перспективных способов для подавления эрозионных процессов является кустарниковое и лесонасаждение на пути их развития. Современным и перспективным...
27.10.11 | В блоге: Михаил Гунькин
Творить историю может только тот, кто способен ее понять, уловить ее логику.  На наш взгляд, первый шаг к пониманию современной истории - это четкое осознание того, что представляет из себя современная личность, современное общество, современное государство, в какой взаимосвязи и взаимозависимости между собой они все находятся. Начнем с личности. Представляется, что говорить о ней в категориях 18 века (эпохи Просвещения), когда настоящее всегда казалось лучше, чем прошлое, а будущ...
16.01.13 | В блоге: Михаил Гунькин
  Форсайт-проект «Детство-2030»: нужен расчеловеченный кретин для кретинической ориентации в кретиническом будущем – чтобы его хозяин одним пинком отправлял его по нужной этому хозяину кретинической траектории Стратегические разработки у нас в стране не просто редкость, их отсутствие – главная проблема страны. Речь, естественно, идет о стратегиях развития, стратегиях изменения к лучшему, стратегиях выхода из регресса. Но вот стратегических проектов, взрыва...
07.03.11 | В блоге: Юрий Широков
Лабрадор спас сквер Лабрадор Владимира Путина Кони Полгрейв спасла питерский сквер от уплотнительной застройки    16 января 2008, 07:53 Фото: ИТАР-ТАСС Текст: Денис Нижегородцев Санкт-Петербург       Жители нескольких петербургских домов несколько лет безуспешно бились за сохранение в своем дворе благоустроенного сквера. По генплану здесь должны были построить сначала почту, а затем многоэтажное офисное здание. Не...

Фотогалерея

Художник Погонин Сергей

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Другие статьи

Активность на сайте

сортировать по иконкам
3 года 19 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,953 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 21 неделя назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,953 |

Thank you, your site is very useful!

3 года 22 недели назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,953 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 50 недель назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,953 |

Возможно вас заинтересует информация на этом сайте https://chelyabinsk.trud1.ru/

3 года 22 недели назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 9,706 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!