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

20.05.24 | День Волги

Другие записи блогов

24.12.11 | В блоге: Ася Николаева
Сегодня на Красной площади в Красноярске прошел митинг «За честные выборы!» Участие в митинге приняло несколько (от 1 до 3-х) тысяч человек. Площадь была очень просторной, милиционеры на металлоискателях вежливы, звуковая аппаратура хорошая, все выступления транслировались на большой экран. Выступающие были самые разные – представители официальных партий и несистемной оппозиции, лидеры тематических общественных движений, блогеры и просто уважаемые горожане. Владимир Перекотий (...
03.04.24 | В блоге: Гость
Возможно, вы слышали о том, что в Средние века понятия «детство» не было совершенно. Средневековые художники даже рисовать детей не умели: как ни тужились, всегда получался «маленький взрослый». Соответственно, детей приставляли «к делу» как можно раньше, как только мускулы позволяли делать хотя бы какую-нибудь работу, обычно в возрасте пяти-шести лет. Например, в средневековой Германии была такая довольно распространённая детская профессия –...
31.12.11 | В блоге: Юрий Котенёв
Алтай-страна высоких гор и вечных снегов! Именно этим, мотивируются тысячи туристов приезжающих сюда. А, что действительно, дикой природы и сумасшедших видов нам не занимать. Но только ли, одно это может привлекать к нам туристов? Возможно ли совершить на Алтае автопутешествие зимой? Будет ли что посмотреть, когда пробраться до основных достопримечательностей гор почти не возможно? Студенческое сообщество Алтайского филиала Российской международной академии туризма организовали научно - прак...
11.01.11 | В блоге: Юлия Калашникова
Минприроды России приказом от 1.12.2010 № 532 утвердило перечни объектов, предлагаемых в 2011 году для предоставления в пользование в целях геологического изучения за счет средств недропользователей (выдержка): Субъект РФ - Приморский край Вид полезного ископаемого - серебро, золото рудное Наименование участка  - Участок Страдный Местоположение, район - Тернейский муниципальный район Прогнозные ресурсы кат.Р2 - серебро ...
21.10.11 | В блоге: Семен Петров
Однажды в моем аквариуме поселился рак. Совершенно незаметное днем членистоногое, существо начинало активные «боевые действия», стоило лишь выключить вечером свет. Рак охотился на рыб. Поначалу было интересно наблюдать: охотник из аквариумного рака не ахти какой, и заметного ущерба он никому не наносил. Но когда самая крупная скалярия лишилась части красивого хвоста, пришлось переселять задиру. В отсадном аквариуме обитали лишь верткие меченосцы, справиться с которыми у рака не было никаких шанс...
29.12.10 | В блоге: Елена Горбатых
Ура! Администрация Зырянского района Томской области выделила 29.12.2010 нам для реализации проекта "Село моего детства" 5 тысяч рублей. И пусть это немного! Маленькими шажками мы всё равно придём к цели!!!
02.01.14 | В блоге: Александр Пильников
Идея проста. Родилась она спонтанно, во время встречи Нового 2014 Года на реке Шилке, в селе Холбон, что недалеко от Нерчинска. Захотелось, по возможности, собрать на страничке фотографии того, что происходило в этих местах с 31.12.13 на 01.01.2014г. И хоть как-то отразить природу и историю здешних мест. Своим друзьям на Шилке я разослал послания поучаствовать в небольшом проекте и думаю, количество, и география фотографий несколько увеличится. Мне бы хотелось, чтобы в результате представление о...
18.03.11 | В блоге: Марианна Яцышина
Мультинские озера и река Мульта должны сохраниться в своей естественно первозданности! Мы хотим приходить в эти края из года в год и наблюдать всю гениальную простоту и красоту Природы, впитывать и увозить в своем сердце ее частичку, чтобы хватило на целый год, до следующей встречи. Мир Мультинских озер, жизнь реки несущейся посреди таежной тишины невозмозможно рассказать словами или понять лишь по фотографиям, ее можно...
17.08.11 | В блоге: Артем Кузнецов
С помощью многолетней практики и наблюдений он приходит к заключению, что даже непроизнесенное слово – мысль – имеет немалую силу. Завидуя и негодуя, желая кому-то зла и мысленно мстя, мы сами порой не подозреваем о разрушительных последствиях этого процесса. Стихийные бедствия, катаклизмы, войны, катастрофы, - все это результат наших разрушительных усилий, реакция планеты на зло, порождённое нашими помыслами. Со школьной скамьи мы знаем: наша планета имеет форму вытянутого на полюсах шара, сост...
06.12.10 | В блоге: Юрий Широков
7 декабря 2010 года в 15.10 на Радио России состоится очередной выпуск радиопередачи «Облака». Выпуск подготовлен по материалам конференции Пенал Реформ Интернэшнл, посвященной правам человека в системе уголовного правосудия. В выпуске: Арне Нильсон, директор экологической тюрьмы Bastoy, Норвегия, рассказывает об уникальной тюрьме-острове-деревне-сообществе, в котором заключенному не остается ничего иного, кроме как заглянуть внутрь себя, принять ответственность и обрести свою целостность – чере...
15.04.15 | В блоге: Юрий Жуков
АМАК-система с энергообеспечением от Солнца АМАК-система – это принципиально новое земледельческое предприятие, предназначенное для массового многолетнего производства сельскохозяйственной продукции на окультуренных угодьях равнинного типа. Проще говоря, это самоходный полевой завод, в котором есть все типичные составные части городского автоматизированного завода: цехи, диспетчерская, электродвигатели, орудия труда и т. д. Исходной предпосылкой создания АМАК-системы было предположение: если зем...
16.07.18 | В блоге: Denis Solomakhin
Салаирский кряж - низкогорная таёжная страна, большая часть которой расположена в Алтайском крае. Удивительно, но эта интересная территория практически не изучена и совершенно не имеет своего фотообраза. Это при том, что в ближайшие годы тут будет создан новый национальный парк. Я с детства влюблён в Салаирский кряж. И для меня стало делом чести - запечатление всего многообразие природной мозайки этой территории, несмотря на сложные условия для пеших и автомобильных экспедиций. Да ещё и ест...
17.08.11 | В блоге: Борис Лебедев
Средняя линия Какой огромный и прекрасный в своем многообразии мир мы видим и ощущаем. Величественные горы, живительный воздух, прозрачность воды и красота грозных молний и северного сияния... А ведь в основе всего этого - одни и те же элементарные частицы, атомы и молекулы. Что же принуждает одинаковую исходную материю принимать различные физические состояния - твердое (горы), жидкое (вода), газообразное (воздух), плазменное (молнии и северное сияние)? Это может происходить лишь в результате во...
16.02.12 | В блоге: Юрий Широков
Многие популярные актеры, писатели, спортсмены  вошли в список доверенных лиц, снялись в предвыборных роликах для В. Путина. Что заставляет наших селебрити  ввязываться в сомнительные политические игры? В рунете активно обсуждаются мотивы и следствия таких поступков. Особенно горячие споры возникли вокруг ролика всеми любимой актрисы и соучредителя фонда "Подари жизнь"  Чулпан Хаматовой. Был ли ее выбор честным и свободным, или пришлось "прикрыть глаза"?  ...
01.03.13 | В блоге: Юрий Котенёв
  Фотовыставкой «Золотые горы Алтая»  на прошлой неделе стартовал наш большой проект по Алтаю.  Спустя несколько дней после открытия хотелось бы подвести небольшой итог недельной работы нашей выставки и проекта в целом. Начнем с открытия. Сами того не ожидая мы произвели большой интерес  к нашим событиям.  На торжественную часть по приблизительным  подсчетам пришло около 60-ти человек, из них  журналисты из различных СМИ; представители ООН, Постоянн...

Фотогалерея

Художник Петрова Татьяна

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Другие статьи

Активность на сайте

сортировать по иконкам
2 года 24 недели назад
YВMIV YВMIV
YВMIV YВMIV аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 291,184 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

2 года 26 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 291,184 |

Thank you, your site is very useful!

2 года 26 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 291,184 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 2 недели назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 291,184 |

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

2 года 26 недель назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 8,570 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!