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: Борис Лебедев
Мораль – понятие более тонкое, чем нравственность, связанное не только с системой нравов, но и с духовным миром человека, его ориентацией на внутренние ценности. От вопросов экологии, технологии, политологии мы неизбежно должны перейти к обсуждению проблем эволюции внутреннего мира человека. Необходимо найти способы такого воздействия на него, чтобы внутренний духовный мир человека превратился в его основную ценность. В этом и лежит ключ к самому главному – сохранению вида homo sapiens. Н.Н. Мои...
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...
08.11.11 | В блоге: Сурен Газарян
На фото: дворец Путина на мысе Идокопас. Первая половина 21 века. Итальянский мрамор. Сегодня Гринпис и Экологическая Вахта по Северному Кавказу разослали совместное письмо вадрес всех политических партий, которые примут участие в выборах.В письме мы перечислили нарушения природоохранного законодательства при строительстве дворцов и дач на побережье Черного моря и в горах Западного Кавказа и попросили публично поддержать нашу позицию о недопустимости строительства резиденций на особо охраняемых...
06.11.13 | В блоге: Татьяна Струсь
Встреча Олимпийского огня XXII Олимпийских зимних игр 2014   6 ноября 2013 года Олимпийский огонь XXII Олимпийских зимних игр 2014 продолжил свой путь через город Ханты-Мансийск в Сочи. Как известно, Олимпийский огонь пройдет 65 тысяч километров через 83 субъек¬та федерации. Нести его будут 123 дня рекордное число факелоносцев - 14 тысяч человек, а сопровождать - более 30 тысяч волонтеров. По территории округа Олимпийский огонь проложит путь дистанцией в 35 км. Факел понесут 160...
08.01.12 | В блоге: Юрий Котенёв
Приветствую уважаемые коллеги! Российские и международные экологические организации проводят акцию по сбору обращений в адрес ЮНЕСКО. Инициаторами выступили Коалиция <<Сохраним Укок>> и <<Проект Алтай>>. Они призывают Комитет Всемирного Наследия ЮНЕСКО обратиться к Правительству России, чтобы оно выполнило свои международные обязательства по сохранению плато Укок. Подпишите Электронное обращение http://ecoclub-altai.ru/news.224633.html Просьба разместить это сообщение ( по возможност...
16.06.16 | В блоге: Геннадий Стремоухов
Это материал о попытке попасть, со свими проектами, в програму "Год экологии 2017" объявленный Президентом и что из этого получилось....ОЧЕРЕДНАЯ хотелка которая и закончится по ...."хотели как лучше".. "РАСИЛЯТ" - 168.0 млрд, а МУСОРНЫЙ РОССИЙСКИЙ ГОЛЬФСТРИМ так и будет продолать ДУШИТЬ   срану и ее народ.   Письмо от Стремоухова Геннадия Даниловича, кооператора-практика, настойчиво и беcкомпромиссно предлагающего пересмотреть подход власти к ликвидации с...
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.      
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...
02.04.23 | В блоге: Гость
В воде моржи чувствуют себя уверенно. Не то, что на берегу и даже на льду, где на них может напасть исконный враг – белый медведь. Вот и эта моржиха с детенышем-сеголетком так заинтересовалась странной льдиной и крайне уродливыми моржами на ней, что решила познакомиться с ними поближе и подплыла вплотную к лодке. Моржонок сидит на спине матери и ощущает себя в абсолютной безопасности. Тут главное – вовремя оценить намерения зверя и хлопнуть веслом по поверхности воды или прямо по чув...
25.11.18 | В блоге: Гость
Нельзя давать птицам пшено и хлеб!  Пшено попадает на прилавки уже обработано под употребление в пищу человеком, оно отшлифовано и не имеет оболочки, что в будущем вызывает токсические реакции, которые вызывают множество болезней. Можно и полезно для птиц-просо. Хлеб так же нельзя, хлеб налипает в зобе и желудке , способствует брожению и развитию ненужных бактерий, повышает кислотность, вызывает отравления и смерть.  Увы, но мало людей об этом знают, это из той оперы что ёжики едят...
03.02.18 | В блоге: Гость
Пользователь Геннадий отправил сообщение, используя форму контактов https://ecodelo.org/contact. Уже не первый раз сильная задымлённость продуктами горения угля от кочегарок гаражей и частных домов. Томск ул. Говорова , Ильмера, Мира 79 Гв. дивизии. Замеры воздуха никто не производит Считают, что горит овраг засыпанный мусором.
26.01.18 | В блоге: Наталья Чубыкина
Год экологии закончился, надо бы подвести итоги, прежде чем переходить без передышки к году волонтера. Из очевидного в Новосибирске: потратили кучу денег, думаю, счет на миллионы, на саженцы - декоративный кустарник, кедры, что-то еще. В центре это почти все загнулось, потому что садили не там и не ухаживали - кому нужно? И сажать-то негде, в Новосибирске проблема давно не в саженцах, а в территориях. Которых нет, город задыхается без зеленых зон и рекреаций. Теперь вот, что характерно, в...
23.06.13 | В блоге: Александр Пильников
В летне-осенний период наша Забайкальская краевая общественная организация Туристический клуб «Чиндачи» планирует построить две беседки с декоративными металлическими сферами для разжигания костра в наиболее посещаемых автотуристами местах. Нижняя часть сферы выкладывается керамикой из огнеупорной глины и имеет отверстия для стока воды и поддува воздуха. На металлических сферах мы планируем вырезать сюжеты, посвященные природе родного края. На сфере, которая будет установлена вблизи природного...
11.12.23 | В блоге: Гость
Из старенького. Тяжелый труд быть мамой From the old one. The hard work of being a mom За детьми нужен глаз да глаз! Хорошо, хоть дочурка всегда рядом, послушная девочка, шаг в сторону не ступит, к маме жмется. Но сорванец… Ненасытный, ужас-ужас, вечно молока требует. А как насосется, ищет себе на пушистую попку приключений! То на тонкий лед забежит и провалится, потом с мокрой шерстью на морозе бегает и ведь не простудится, стервец! То с соседским Умкой в борьбу лезет, а Умка на год...
09.04.12 | В блоге: Юрий Широков
"Так что, ребята, В общем и целом, Все бегемоты Заняты делом" Э. Успенский

Фотогалерея

Художник Романов Валерий

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Активность на сайте

сортировать по иконкам
3 года 5 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 304,521 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 8 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 304,521 |

Thank you, your site is very useful!

3 года 8 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 304,521 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 36 недель назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 304,521 |

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

3 года 8 недель назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 9,358 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!