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

17.08.11 | В блоге: Володя Ткачеленков
Этот краткий обзор технологии защиты атмосферы не рассчитан на специалистов, многое в нем сильно упрощено (для специалистов есть толстые и подробные книги), но он дает основное понятие о методах очистки. Для начала -- вещь, которую следует четко понять и усвоить, и повторять которую я, возможно, буду еще несколько раз: технология сама по себе ничего не значит. Почти наверняка имеется способ очистить любые выбросы от любых загрязнений практически до нулевой их концентрации. Единственная проблема,...
04.01.12 | В блоге: Юрий Широков
 8 ноября 2011. Усыпленного черного носорога транспортируют военным вертолетом  подальше от браконьеров, в отдаленные области в горах Восточной Капской провинции Южной Африки.  Green Renaissance—EPA. Банды браконьеров охотятся на этих носорогов из-за ценного рога. "К несчастью, многие из этих животных обитают в таких местах, где нам просто не удается обеспечить необходимую им охрану", - сказал Би-би-си Саймон Стюарт, глава Комиссии по редким видам МСОП....
30.10.11 | В блоге: Ася Николаева
В эти выходные в Красноярске прошло два мероприятия, посвященных строительству завода ферросплавов. Не углубляясь в историю вопроса (об этом в другой раз), опишу свои впечатления от обоих. Первое мероприятие анонсировалось, как инициатива "актива молодежных движений Красноярского края" и называлось эко-концерт «Мы за чистый город». Как сообщил организатор - минспорттуризма и молодежной политики края - «Концерт проводится в поддержку принятого решен...
15.07.11 | В блоге: Ольга Давыдова
Такому результату могут позавидовать даже маститые городские блогеры – информационный сайт маленького казачьего хутора Рог-Измайловский, что в Новоаннинском районе получил Диплом первой степени на конкурсе Интернет-проектов, проведенном Волгоградской Торгово-промышленной палатой в 2011 году. -Это впервые, чтобы сельский проект во всемирной сети был удостоен столь высокой оценки лучшими специалистами региона,- пояснила Светлана Дятленко, представитель Палаты.- Нам понравился доброжелательный дух...
30.11.15 | В блоге: Анастасия Литвинова
Торговля срезанными цветами также рентабельна, как торговля наркотиками... Всегда не любила, когда мне дарили цветы. Почему? Объяснение на инфографике от Росэко. Формат инфографики не подходит для этого сайта, так что смотрите по ссылке. А тем временем, мужчины, как восьмое марта или еще какой-нибудь праздник, так и норовят подарить цветы. Ведь женщинам они нравятся! Я честно пыталась понять, чем срезанные цветы так нравятся другим женщинам. Да, цветы красивые первое время, приятно пахнут, но...
22.06.11 | В блоге: Игнат Москалев
- Спасибо, - сказала я, - но я не ем мысо, я уже полгода вегетарианка. Подруга на секунду удивленно замолчала, потом задумчиво обвела взглядом накрытый для чаепития стол. И хотя на нем красовался замечательный янтарный сыр, несколько видов салатов и ваза с яблоками, что-то мешало ей почувствовать себя удовлетворенной гостеприимной хозяйкой. -Ну что ты, - вдруг нашлась она, - это нежирная ветчина, диетическая. попробуй. То ли истории о погибших домашних любимцах и обитателях дедушкиных ферм созда...
21.03.18 | В блоге: Гость
Сегодня скончался последний в мире самец северного белого носорога. Эта новость поразила меня до глубины души. Такие вещи окончательно доказывают, что человечество движется к своему закату, совершенно не учась на собственных ошибках. Вокруг постепенно умирают животные и растения, высыхают озера и моря, а мы думаем о новых айфонах и о большем заработке, о количестве лайков и о вкусной жратве... Мир нужно спасать от нас самих В 1960 году популяция северных белых носорогов насчитывала 2250 особей....
07.02.13 | В блоге: Виктор Бобков
2013 год – Год охраны окружающей среды – объявлен Указом Президента Российской Федерации .Главная причина экологических конфликтов - коррупция и потеря прибыли для бизнеса. Люди борются за свои права, чистую экологию, а постепенно втягиваются в конфликт с бизнес структурами и государством в лице местных чиновников. Государственная система в отношении защитников природы не работает. Законные права граждан на достойную экологию остаются незащищенными судом и прокуратурой. Граждане не м...
25.12.11 | В блоге: Даниил Тарасенко
А сможет ли хоть одна экологическая организация заняться конкретным делом, да еще и с огромной пользой? Создайте сеть заправок для электромобилей! Продвижению электромобилей в массы является только отсутствие заправок, сможете ли вы, экологи, якобы заботящиеся о нашем экологическом здоровии, сделать такое нужное дело?
25.08.11 | В блоге: Семен Петров
Владельцы кошек и собак не сомневаются, что их питомцы вполне разумны, а часто и умнее жен/мужей и начальников этих владельцев. Энтомологи с большим уважением относятся к своим подопечным комарикам и бабочкам - Набоков, например, обществу европейских левых интеллектуалов предпочитал именно представителей отряда чешуекрылых. А любой микробиолог может часами рассказывать о причудах и адюльтерах каких-нибудь палочек Коха или бледных спирохет. Последние исследования подтверждают хитроумие наших самы...
10.04.13 | В блоге: Артем Петров
Красноярцы, здравствуйте, от себя лично хочу поздравить всех с приходом весны - только 9.04.2013 г. это по-настоящему почувствовалось, было тепло по-весеннему.  Хотелось бы напомнить, что никто кроме нас не уберется так хорошо и тщательно в своей квартире как мы сами, также и во дворе. Если хочешь жить в прекрасном городе, в самой лучшей стране мира, сделай это сам !!! Конечно, можно вспомнить субботники как обязаловку, но это ведь наши общие дворы и скамейки, деревца с газонами и детские п...
22.07.11 | В блоге: Александр Матвейчук
За последние пару лет мы как-то привыкли, что на «Буревестник» можно сходить покататься на роликах и велосипедах, или же просто погулять в лесу с детьми. А если есть желание — то и костерок развести. А все потому, что к хорошему быстро привыкаешь. Сейчас лесопарковая зона «Буревестника» выглядит так, будто по ней ежечасно строем ходят дворники. Полянки чистые, мусора не видно, пивные бутылки на каждом шагу не попадаются — одним словом красота! Но еще в 2009 году все выглядело совсем по-другому:...
23.09.15 | В блоге: Николай Бычек
Центр по сапропелю с 1986 по 1991 г.г. разработал и успешно внедрил технологию рекультивации пылящих горных отвалов и хвостохранилищ Маардусского фосфоритного рудника под Таллинном в Эстонии. Проблема заключалась в ветровой и водной эрозии отвальных пород, выноса вредных веществ как с помощью воздушных направленных потоков, так и паводко-дождевыми водами в сельскую прирудниковую и городскую среду. За основу технологического решения приняты капсульные сапропелевые рекультиванты, специально разраб...
24.09.10 | В блоге: Сергей Ненилин
Есть ли оно гражданское общество? Думаю, что каждый должен дать ответ для себя сам... Иногда кажется, что вернулись 90-е когда, когда беседовали полушепотом о политке  и при этом курили на кухнях и впитывали как губки все, что показывал телевизор.....Теперь мы в интернете... многие из нас пишут на сайты разных властных структур (администраций, министерств и ведомств), однако при этом людей так же отфутболивают, только виртуально... лишь бы ни куда не ходили, лишь бы ни чего не дел...
21.03.12 | В блоге: Виктор Дмитреко
Я для экологов приготовил несколько роликов про пси-генераторы. http://video.mail.ru/mail/dmitr1947/ Экологам желательно кое-что из этого альбома роликов переписать себе.Эти генераторы превращают людей в овощи и животные. Этот процесс надо знать и надо знать, как ему сопротивляться. Россиянам принадлежат богатства России. Эти богатства у жителей России, в том числе и у экологов, крадут олигархи разных мастей. Если хотите - мы Вас и Ваших детей научим отстаивать свои права. Санкт-Петербург.21.03....

Фотогалерея

Река Лена

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Другие статьи

Активность на сайте

сортировать по иконкам
2 года 19 недель назад
YВMIV YВMIV
YВMIV YВMIV аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 289,314 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

2 года 21 неделя назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 289,314 |

Thank you, your site is very useful!

2 года 21 неделя назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 289,314 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

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

Смотрели: 289,314 |

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

2 года 21 неделя назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 8,386 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!