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...
19 января 1867 года родился ученый-лесовед Георгий Федорович Морозов. Природоохранные организации добились приостановки разрешения на стройку «Северного потока-2», нарушающего охраняемые зоны обитания и отдыха морских птиц. Секрет несгораемого леса от фермера Михаила Шляпникова. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интерес...
11 января - День заповедников и национальных парков. Неравнодушные жители Северодвинска и Санкт-Петербурга продолжают битву за сохранение и расширение городских парковых зон. Оценку воздействия на окружающую среду (ОВОС) сняли с «гильотины». Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и мире на текущ...
5 января - день рождения советского натуралиста, педагога, зоолога, поэта, воспитателя целого поколения защитников природы Петра Петровича Смолина. Пандемия развернула человечество к природе и выявила эскизы зеленого будущего. Из-за проседания грунтов ниже уровня моря уже к 2040 году окажется территория, на которой проживает 19% населения Земли. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, пробл...
27 января 1842 года родился Архип Иванович Куинджи - один из самых ярких и самобытных русских художников XIX века. Главная цель энергетической дипломатии ЕС - ускорить глобальный энергетический переход, продвигая энергоэффективность и развитие технологий возобновляемых источников энергии. "4Rs" – четыре шага для Земли, которые могут трансформировать отношения человечества с природой и поставить планету на пути к выздоровлению. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Межд...
13 февраля - День рождения книги В.И. Вернадского «БИОСФЕРА». Лауреатами премии "Ангелы Хакасии" в номинации "Человек года" стали экоактивисты. В Самарской области планируют разработать проект закона об эвтаназии агрессивных животных. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и...

Другие записи блогов

06.06.18 | В блоге: Наталья Новоселова
К 5 июня, дню всех природоохранников, или байки об истории выбора профессионального пути. С раннего детства, где-то с возраста 3-х лет, я мечтала о самых разных профессиях и воплощениях. Я хотела быть (примерно в хронологии)… негритенком, мальчиком, солдатом, путешественником чтобы пойти «куда глаза глядят» (что неоднократно выполняла, теряясь от своих близких самым неожиданным образом, обычно в незнакомых городах), затем попасть в страну подобной Средиземью, где рыцарский код...
17.11.11 | В блоге: Ася Николаева
Вчера на одной из самых оживленных остановок в городе – Почтамт – двое ребят бодро раздавали всем газету со словами «Экология Красноярья!». Газета действительно была издана в формате уважаемой в городе газеты «Экология Красноярья» - тот же размер, качество бумаги, цвета, однако называлась она «Зеленая Газета». Первая полоса была разделена на две части: статья «Вне экологии» и правая полоса (на которой традиционно размещается редакторска...
29.10.12 | В блоге: Юрий Широков
Кажется весь городок Бозмен (30 тыс.человек), штат Монтана США пришел чтобы помочь перенести книги в новое здание библиотеки.
13.06.15 | В блоге: Юрий Жуков
Энергия, зерно, трактор и АМАК-система Читателю, который занимается энергией профессионально, рассказывать, что такое энергия, не надо. А вот читателю обычному и далёкому от этой темы дать некоторые пояснения надо. Энергия – это скалярная (т.е. выраженная числом) физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи. Видов энергии много, например: тепловая, механическая, химическая, электрическая, электромагнитная, ядерная и другие. Один вид энергии может...
17.05.11 | В блоге: Михаил Гунькин
Озоновый слой над Антарктидой чувствует себя прекрасно, и дыра может затянуться на десять лет раньше, чем рассчитывали учёные.   Озоновая дыра, впервые обнаруженная в 1985 году, была вскоре ассоциирована с хлорфторуглеродами (ХФУ), которые производятся в основном в Северном полушарии, но в результате атмосферных потоков концентрируются над Южным полюсом. Атомы хлора вступают в реакцию с молекулами озона и разрушают слой, защищающий планету от вредного ультрафиолетового излучени...
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:...
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...
19.10.11 | В блоге: Ольга Давыдова
Сегодня на Мамаевом кургане стартовала акция «Миллион деревьев в Волгоградской области». Торжественная церемония высадки 15 деревьев на Чеховской аллее главной высоты России прошла при участии первого вице-премьера РФ Виктора Зубкова, руководителя Федерального агентства лесного хозяйства Виктора Маслякова, губернатора Оренбургской областиЮрия Берга, кандидатов в депутаты Государственной Думы Российской Федерации от партии «Единая Россия» по Волгоградской области. По мнению первого заместителя Пр...
18.03.14 | В блоге: Михаил Пищулин
Видео из цикла чудеса России Любой житель нашей страны сходу сможет назвать самое глубокое в мире пресное водохранилище. Но мало кому известен уникальный водоем, который не отстает от Байкала по чистоте и прозрачности. Это озеро Тургояк. Несмотря на разницу в возрасте и размерах, у них действительно много общего -- вода в обоих озерах маломинерализованная и очень мягкая. Неудивительно, что Тургояк, как и Байкал, считается одним из чудес России.      
02.07.11 | В блоге: Игорь Лютаев
Получен ответ на письмо томских экологов из Федерального Агентства по рыболовству (Росрыболовство) о принятии действий, пресекающих массовое браконьерство в Верхнеобском бассейновом управлении. Напомню с декабря 2010 по март 2011 года по результатам всех рейдовых мероприятий было изъято: около 200 самоловных орудия лова (около 10 тыс. крючков). Выпущено из незаконных орудий лова рыба: 5 шт. молоди осетра сибирского, 1 шт. стерляди, 36 шт. налимов. Была приостановлена 1 незаконная рубка. Было про...
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....
29.11.11 | В блоге: Сурен Газарян
Вчера в Экологическую Вахту снова обратились жители микрорайона Блиново Адлерского района города Сочи и сообщили, что возобновились работы на незаконно захваченном участке Сочинского национального парка. Как я уже писал, впервые жители Блиново обратились в Экологическую Вахту еще 14 октября 2011 года, когда напротив многоэтажного дома номер 16 по улице Лесная происходила вырубка деревьев на участке площадью около 0,5 га. Нам удалось выяснить, что этот участок расположен в пределах 57 квартал...
10.02.12 | В блоге: Елена Старостина
Подарки от WWF и шведского зоопарка«Северный Ковчег», предназначенные для сохранения самой северной группировки амурского тигра, вручены в Хабаровском крае нацпарку «Анюйский» и Службе по охране животного мира и ООПТ.  Новые автомобили ГАЗ- Егерь II, УАЗ, грузовой «Мицубиси L200» и снегоходы, на которые в торжественной обстановке и в присутствии СМИ в начале февраля наклеили Панду – символ WWF, помогут инспекторам Анюйского нацпарка и сотрудникам Сл...
09.01.14 | В блоге: Сергей Артемчук
Подобно тому, как солнечные лучи освещают землю, согревая и окрашивая ее в разноцветные краски, так и светлая одухотворенная любовь озаряет внутренний мир души человека, облагораживая и насыщая его энергией. Подобно тому, как в зеленом листе под воздействием солнечной радиации, посредством реакции фотосинтеза, образуется глюкоза – строительный материал для крахмала и клетчатки и источник энергии для живой органики, так и в душе художника под воздействием любви посредством интеллектуальной...
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...

Фотогалерея

Активность на сайте

сортировать по иконкам
1 год 29 недель назад
Марина Иванова
Марина Иванова аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 213,974 |

Спасибо за ссылку. Очень пригодилась! ...

4 года 42 недели назад
martaka maminov
martaka maminov аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 213,974 |

Обращайтесь, отличная компания http://www.ecocentrp.ru/about/actions/...

5 лет 1 неделя назад
Глеб савельев
Глеб савельев аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 213,974 |

нужна схема пещер с измерениями

5 лет 5 недель назад
Ольга Волобуева
Ольга Волобуева аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 213,974 |

если Вы обладаете информацией , как составить топокарту пещеры, пишите нам. Очень нужна помощь в составлении паспорта объекта

2 года 10 недель назад
Надежда Бреева
Надежда Бреева аватар
Бутырский район

Смотрели: 7,816 |

Экология в Новой Москве . Поселение Щаповское.

Щапово (Александрово) — посёлок в Троицком административном округе Москвы (до 1...

размешен 27.02.21 | Тип: Статью
Урочище "Чараш Даш" в Бай-Тайгинском районе Тувы уникально и несомненно красиво. Посмотрите на эти геологические образования - в них можно найти любые образы (ограни...
размешен 27.02.21 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 27.02.21 | Тип: Статью

27 февраля - Международный день полярного медведя (International Polar Bear Day). Впервые в Канаде река Мэгпай в Кот-Нор, штат Квебек, была признана юридическим лицом. ЮНЕСКО опу...

размешен 26.02.21 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 26.02.21 | Тип: Статью

26 февраля 2013 года создан национальный парк Онежское Поморье. За последние сто лет произошло беспрецедентн...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал