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:

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Другие материалы

Солнце и ветер одолели уголь и газ
В США достигнута важная веха в энергетике: цена солнечной и ветряной энергии сравнялась с ценой киловатта, произведенного традиционным способом — путем сжигания угля или газа. Мечта экологов и кошмар для традиционных энергетических компаний начал сбываться в США. Эта страна стала первой, где цена производства энергии на основе возобновляемых...
Росприроднадзор обнаружил отступление от проекта в деятельности ООО «Шахтоуправление „Майское“», нанесшее ущерб почве за пределами его участка. Отступление может дорого обойтись угольщикам: ведомство готово потребовать компенсацию в размере 2,824 млрд руб. Управление Росприроднадзора по Кемеровской области сообщило, что ООО...
Как среди угольных разрезов сохранить живую природу
Кузнецкий бассейн, расположенный на юге Западной Сибири в Кемеровской области, является главной угольной базой страны и обеспечивает половину общероссийской добычи угля. Здесь же сосредоточено более половины всех отходов страны (Кузбасс на первом месте в стране по этому показателю). Большую часть отходов выдает «на-гора» угольная...
Угольная промышленность  и традиционный образ жизни коренных народов Кемеровской
Шорцы, древний народ Южной Сибири, который еще в древности одним из самых первых освоил  кузнечное дело, и широко славившийся кузнечных дел мастерами, сегодня является классическим примером народа лицом к лицу столкнувшегося с «ресурсным проклятием» современной цивилизации.  Кемеровская область располагается в южной части...
Региональная общественная организация «Эколига» (г. Улан-Удэ). Организация молодая, создана в 2007 году, состоят в основном сотрудники научных институтов и преподаватели ВУЗов. Мы уже выигрывали гранты. В 2007 Conservation Leadership Programm «Мониторинг редких видов растений Прибайкальского района и экологическое образование...
В экопоселке городского типа может быть снижена автономность в каждом доме и перенесена на уровень поселка. В первую очередь это относится к энергообеспечению. Есть много типов малых установок, вырабатывающих тепло и электричество. ТЭЦ на водоугольном топливе. Одна из перспективных систем - котел на водоугольном топливе. Ее преимуществами...
22 июля 1986 года в Карачаево-Черкесии учрежден заказник федерального значения "Даутский". В Новосибирске с 24 по 29 июля будут проходить пикеты в защиту городских лесов. Изоляция российской науки обернется для страны цивилизационной катастрофой. Главные экологические новости в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и...
Огромные мраморные произведения искусства, сброшенные по инициативе рыбака Паоло Фанчиулли в Средиземное море в рамках радикального плана по искоренению незаконного рыболовства, наконец-то позволяют восстановить поврежденные экосистемы.   Глубоко в море у побережья Таламоне в Тоскане лежат статуи, вырезанные из гладкого каррарского мрамора. Вместе они образуют странный, сказочный подводный музей. Еще эти безмолвные стражи, защищают море от банд, незаконно занимающихся тралени...
Вторую зиму подряд по всей Австралии находят тысячи мертвых лягушек. Ученые вместе с общественниками  ищут причины, почему это происходит. Это началось прошлой зимой, когда Джоди Роули,  руководитель отдела герпетологии Австралийского музея и Университета Нового Южного Уэльса заметила увеличение количества сообщений в социальных сетях о лягушачьих тушках на задних дворах и в местных ручьях. Она была обеспокоена, но знала, что иммунная система амфибий ослабляется на холоде —...
25 июня исполняется десять лет как Алексей Грибков с соратниками выиграл первое в истории дело в суде по вопросу отнесения лесов на ООПТ к эксплуатационным (вместо защитных), благодаря чему был спасён от вырубки Залесовский заказник  и заложен фундамент для судебной практики по всей стране. Норильск установил новый июньский рекорд жары с температурой 32,0°. 27 июня 2018 года  в Абайской области Казахстана образован Государственный национальный природный парк «Тарбагатай...
В Горном Алтае обнаружили нового снежного барса  на Южно-Чуйском хребте. Два прохода одного и того же снежного барса автоматические камеры, реагирующие на движение, зафиксировали на видео в октябре и декабре прошлого года в местах Южно-Чуйского хребта, куда сотрудники нацпарка «Сайлюгемский» добрались с проверкой только летом. Тропы были недоступны несколько месяцев из-за глубокого снега. На октябрьском видео снежный барс проходит перед объективом в лучах заходящего солнца...

Другие записи блогов

03.10.10 | В блоге: Юрий Широков
России  в  международном «бестиарии энергоэффективности» пока принадлежит роль особо крупного доисторического животного – диплодока. Во-первых, энергоемкость российского ВВП сегодня в 2–3 раза выше, чем аналогичный показатель не только в развитых государствах, но и в остальных странах БРИК. А во-вторых, у России, похоже, два мозга, как и у диплодока (и других ящеротазовых динозавров): один – «головной», управляющий передней половиной...
06.10.10 | В блоге: Михаил Гунькин
Социальная сеть "ВКонтакте" 4 октября 2010 года запустила программу сотрудничества с благотворительными организациями. Об этом говорится в пресс-релизе, поступившем в редакцию "Ленты.ру". Пройдя проверку и подписав с "ВКонтакте" соответствующий договор о сотрудничестве, благотворительные организации получат код специального виджета "Пожертвования". Виджет можно разместить в группе организации "ВКонтакте" или на внешнем интернет-сайте. Кликнув на...
04.02.12 | В блоге: Александр Пильников
В Краснокаменске провели день сурка. В кафе "Каприз" прошло развлекательное шоу "Веселый тарбаганчик". Помимо живого сурка в мероприятии учавствовал лысенький дядечка и его ассистент в противочумном костюме. Была проведена небольшая лекция и представлен объемный макет мемориала репрессированным суркам из картона. В будущем мемориале основной упор сделан на некую конструкцию напоминающую механизм для телепортации органических объектов в пространстве, что по мнению автора д...
17.12.10 | В блоге: Елена Горбатых
Дело в том, что несколько лет назад в центре нашего села снесли дом культуры, а через дорогу - дом быта. На месте остались рытвины и остатки кирпичей. Картина удручающая. Я коренная жительница посёлка (мне 36 лет, работаю методистом в управлении образования)и мне не всё равно как выглядит моё родное село. Идея облагородить посёлок пришла давно: вот уже > третий год иннициативная группа на месте дома культуры начала делать спортивную площадку: выровняли поле, вывезли битый кирпич, поставили...
27.11.12 | В блоге: Сергей Хохряков
  Весной 2012 года Постановлением Правительства России на базе заповедника «Кедровая падь» и заказника «Леопардовый» был создан национальный парк «Земля лео-парда». В итоге появилась единая охраняемая территория общей площадью 280 тысяч гек-таров, что составило 60 % ареала обитания леопарда. Это была действительно большая победа - результат многолетней напряженной научной, природоохранной, административной, нормотворческой, общественной работы большого ч...
26.01.11 | В блоге: Вера Шегурова
Очень ценно, что организаторы конкурса проектов доброжелательны,терпеливы к нашим вопросам, разным "непоняткам".Есть возможность учащимся из сельской школы поучаствовать в таком марафоне, и самое главное, оказывается, у нас столько друзей!Спасибо им за искреннюю поддержку!
31.05.12 | В блоге: Marat Fekhretdinov
Друзья, Есть сайт www.democrator.ru, на котором люди у которых есть проблемы публикуют данные проблемы. Далее необходимо, чтобы данная проблема набрала большое количество голосов поддрежки и тогда начианется процесс расследования и т.д. Дело по строительству ГЭС под номером 7517. Нужно зайти на сайт, пройти регистрацию и поставить голос. Сделайте пжл это, кому важно сохранить природу Мульты и  не допустить ее разрушение
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...
02.04.11 | В блоге: Михаил Гунькин
Доктрина Алена Даллеса Аллен Даллес (1893-1969), работал в Центральном разведывательном управлении США (ЦРУ) с момента его создания в 1947 году. В 1942-1945 гг. руководил политразведкой в Европе. Директор ЦРУ в 1953-1961 годах. Один из организаторов разведывательной и шпионско-диверсионной деятельности против СССР и других соцстран, идеолог "холодной войны”. "Мы бросим всё, что имеем, всё золото, всю материальную мощь и ресурсы на оболванивание и одурачивание людей. Человеческ...
16.09.11 | В блоге: Федор Семенович
Обитает это животное лишь в одном месте Земного шара, на материке загадок и неожиданностей, в Австралии. Оно не похоже ни на какого другого зверя. Даже о его открытии и названии существует несколько версий. Но давайте обо всем по порядку. Это сейчас любой ребенок знает, как называется животное с большими мускулистыми задними лапами, длинным хвостом и кармашком на животе. А первые европейцы, оказавшиеся в Австралии, были очень удивлены, увидев его. Они попробовали жестами выяснить у туземцев, как...
16.09.11 | В блоге: Федор Семенович
«Без ножа и без ружжа Не ходи ты на ежа, А не то коварный еж Съесть тебя однако мож...» (стишок с сайта Люди о Ёжиках.) Несмотря на то, что еж по классификации (и по сути) – насекомоядный, его почему-то не изображают смакующим слизней, жуков и их личинок. Имидж ежа в нашей культуре по-настоящему «толстовский»: яблочки там всякие, грибочки… В общем, не охотник, а собиратель, запасливый куркуль, тянущий к себе в норку лесные дары. Происхождение этой легенды теряется в глубине веков. Еще древнеримс...
29.01.11 | В блоге: Михаил Гунькин
    В северовосточной Африке, в пустынях Эфиопии извергается вулкан Erta Ale. В кратере вулкана всегда была пузырящаяся масса серебристо-черной лавы. Но в ноябре 2010 года вулкан снова начал извергаться, проснувшись после нескольких десятилетий бездействия.(University of Bristol / Lorraine Field)     Трещины начали появляться несколько лет назад. Но в последние месяцы сейсмическая активность на северо-востоке Африки усилилась, что проя...
04.03.13 | В блоге: Анатолий Безбородов
Продолжаются мероприятия по проекту "Сохраним орнитофауну озера Инберень для потомков". В настоящее время ведутся переговоры с администрацией Большереченского муниципального района Омской области по созданию ООПТ местного значения. Глава Большереченского района Василий Иванович Майстепанов, отказал в сохздании ООПТ местного значения и направил письмо в Мин. природных ресурсов Омской области о целесообразности создания ООПТ регионального значения. Совет экологической дружины Саргатского района "Ч...
24.08.11 | В блоге: Андрей Козлов
Твердый поликарбонатный пластик и краска с корпусов кораблей в океане все-таки разлагаются, выделяя при этом поражающий эндокринную систему бисфенол-А, сообщили японские ученые на конференции Американского химического общества в Сан-Франциско. Опасения по поводу вреда бисфенола-А (BPA), который используется при изготовлении пластиковых бутылок, зубных пломб, компакт-дисков и других предметов повседневного пользования, высказывались еще в 2008 году. Тогда канадские ученые заявили о возможной связ...
29.01.16 | В блоге: Ольга Волобуева
а вы были когда-нибудь в пещерах?

Фотогалерея

Активность на сайте

сортировать по иконкам
36 недель 4 дня назад
YВMIV YВMIV
YВMIV YВMIV аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 239,424 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

38 недель 6 дней назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 239,424 |

Thank you, your site is very useful!

39 недель 8 часов назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 239,424 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

1 год 15 недель назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 239,424 |

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

39 недель 8 часов назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 2,989 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

размешен 19.08.22 | Тип: Статью
размешен 19.08.22 | Тип: Новость

Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологическо...

размешен 19.08.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 18.08.22 | Тип: Статью

16 августа в Академгородке состоялся пикет против планов мэрии отдать часть Нижней зоны научного центра под массовую застройку.

Активисты вытупают против пл...

размешен 18.08.22 | Тип: Новость

Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологическо...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал