В результате интенсивного развития промышленности и сельского хозяйства, несовершенства промышленных технологий, отсутствия должного внимания к проблеме охраны природы, безответственности и ошибок, большие площади почв и земель в России оказались сильно загрязнены: тяжелыми металлами, нефте- и маслопродуктами, полициклическими ароматическими соединениями, хлорорганическими веществами, другими органическими и неорганическими загрязнителями. В районах промышленных центров загрязнены поверхностные и подземные воды.
Большие площади земель заняты под многочисленные санкционированные и несанкционированные, промышленные и бытовые отвалы и свалки, также неблагоприятно влияющие на экологическую обстановку. Много плодородных ранее почв находится в деградированном состоянии. На ряде территорий нарушен или полностью отсутствует естественный почвенный покров, т.е. произошло опустынивание земель. В сложившихся экономических условиях неблагоприятная экологическая обстановка продолжает сохраняться.
Важнейшим элементом решения существующих проблем является разработка, освоение и широкое применение эффективных и экономически приемлемых природоохранных технологий, в том числе технологий детоксикации почв и земель, восстановления плодородия почв и естественного почвенного покрова, очистки сточных вод и т.д. При этом одним из наиболее реальных подходов является использование тех механизмов защиты и восстановления, которые выработала сама природа.
Известно, что устойчивость биосферы к интенсивному антропогенному воздействию и ее способность к восстановлению в огромной степени обусловлены наличием в почве ее органической составляющей – гумуса, важнейшей частью которого являются гуминовые кислоты.
Огромные запасы гуминовых кислот сосредоточены в торфах, сапропелях, углях, т.е. самой природой они выведены из кругооборота органического вещества и представляют собой прекрасное сырье для производства различных гуминовых препаратов на их основе.
Однако в буром угле гуминовые кислоты обладают сравнительно низкой физико-химической, химической и биологической активностью, поскольку они недостаточно гидратированы и их реакционные центры блокированы разного рода примесями.
Компанией «ГидроИнТех» освоена в опытно-промышленном масштабе и успешно функционирует технология производства гуминовых сорбентов. ««ГумиТорф»» – торговое название гуминовых препаратов, он содержит гуминовые кислоты в реакционно-способной и биологически активной форме, получаемые из широко распространенного в России торфа и сапропеля. Сорбент обладает уникальными свойствами, функциями и областями применения. Он не содержит в своем составе токсичных органических и неорганических примесей и не обладает вредными, токсичными, канцерогенными, мутагенными и др. подобными свойствами, вследствие чего не нормируется в объектах окружающей среды.
Следует отличать ««ГумиТорф»» и гуминовые сорбенты в целом, от водорастворимых солей гуминовых кислот – гуматов, которые в низких концентрациях используются как регуляторы роста растений. Для с/х сегмента компания производит «ГумиТорф»-Ф (фильтрованный)» и их разновидности.
Одним из важных свойств таких препаратов как «ГумиТорф», определяющим его роль в природоохранных технологиях, является способность активизировать деятельность почвенных микроорганизмов, угнетенных присутствием в почве различных токсичных загрязнителей.
Разложение нефти, нефтепродуктов и продуктов их трансформации в почве, в естественных условиях – процесс биогеохимический, в котором главное и решающее значение имеет активность почвенных микроорганизмов, обеспечивающих минерализацию и/или гумификацию нефти и нефтепродуктов. Поэтому ускорить очистку почв от нефтяных загрязнений возможно путем внесения ««ГумиТорф»», позволяющего резко повысить активность естественной биоты почв.
Предлагаемая технология имеет двойной эффект определяющий скорость очистки загрязненных почв и грунтов. Это обусловлено тем, что внесение «ГумиТорф» в больших дозах, приводит к адсорбции на нем нефтепродуктов, и параллельно активизирует аборигенную флору штаммов микроорганизмов и почвенную микрофлору. Проведенные исследования, совместно с кафедрой промышленной экологии РГУ нефти и газа (НИУ) им. И. М. Губкина, позволили эмпирически и практически определить параметры технологии очистки загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв и грунтов. Эффективность препарата не зависит от почвенно-климатических и ландшафтно-геохимических условий, поскольку оба механизма являются универсальными.
Натурные испытания разработки на полигонах загрязненных горюче-смазочными материалами и в зонах разлива сырой нефти показали, что препарат особенно эффективен в случаях, когда содержание в почве нефтепродуктов не превышает 10%. При этом очистке подвергались поверхностные слои почвы, на которую наносился «ГумиТорф» с последующим механическим рыхлением. В результате микробиологического разложения нефти и нефтепродуктов происходит возвращение почве плодородия, в течение одного вегетационного сезона.
Простота применения сорбента, дешевизна и доступность сырья для его получения, а также скорость генерируемого процесса самоочищения почвы предполагает быстрое внедрение данного метода.
Важным свойством «ГумиТорф» является его способность обеспечивать быстрое восстановление нарушенных земель в условиях тундры (для нефтедобывающих компаний). При этом помимо сорбента для этой цели необходимы отработанные бурильные жидкости содержащие глину, утилизация запасов которых является самостоятельной экологической проблемой.
С использованием «ГумиТорф» разработаны и апробированы эффективные технологии санации почв и земель, загрязненных неорганическими и органическими экотоксикантами, а также технологии создания плодородных техногенных почв на искусственных и естественных грунтах, технологии восстановления естественного почвенного покрова, утилизации осадков городских сточных вод, детоксикации тела свалок, очистки фильтрата свалок и сточных вод.
Технология санации почв и земель, загрязненных тяжелыми металлами, включает обработку «ГумиТорфом» загрязненной поверхности с последующим перекапыванием. Или внесением путем полива загрязненного участка водным раствором «ГумиТорф».
Препарат, являясь в исходном состоянии водорастворимым веществом, необратимо связывает ионы тяжелых металлов, образуя соответствующие водонерастворимые соединения. Связанные ионы тяжелых металлов теряют способность мигрировать в окружающую среду, например, в почвенные воды и растения.
Количество вносимого «ГумиТорф» зависит от содержания тяжелых металлов, типа почвы, ее кислотности и составляет от нескольких десятых долей процента до 1-2% от массы загрязненных почв и земель. При малых дозах он регулирует подвижность тяжелых металлов так, что содержание их подвижных форм в почве и растениях не превышает соответствующих значений ПДК. При больших дозах – практически полностью исключает миграцию тяжелых металлов.
При проведении исследовательских работ на солончаках с препаратом «ГумиТорф» в условиях провинции Хэйлунцзян (КНР) специалисты Института почвоведения, удобрения и ресурсов окружающей среды Хэйлунцзянской академии сельскохозяйственных наук (г. Харбин) и Уральского государственного горного университета получили уникальные результаты: при обработке солончаков с рН 9,2 водным раствором препарата «ГумиТорф» в концентрации 1гр. ГумиТорф на 100 см3 грунта получили изменение рН почвы 7,1 за один пролив.
Являясь естественным компонентом почв, препарат компании ГидроИнТех, увеличивает влагоемкость почвы и грунтов, предотвращает их пыление, повышает устойчивость к водной эрозии. Обработанные «ГумиТорф» почвы и земли пригодны для сельскохозяйственного и иного использования.
Технология санации почв и земель, загрязненных персистентными органическими, в том числе хлорорганическими, токсикантами, например, полихлорбифенилами, включает его внесение в загрязненные почвы и земли.
«ГумиТорф» эффективно сорбирует экотоксиканты и активизирует жизнедеятельность местной микрофлоры. При этом они становятся доступными для воздействия микроорганизмов, в результате чего происходит сравнительно быстрое разложение этих веществ и очистка загрязненных почв и земель. Одновременно, помимо очистки почвы, улучшаются ее свойства – увеличивается влагоемкость, повышается устойчивость к водной и ветровой эрозии и как следствие – повышается плодородие.
Технология детоксикации тела свалок основана на способности «ГумиТорф» связывать и сорбировать экотоксиканты и удерживать их в виде водонерастворимых соединений в теле свалки.
Технологии очистки фильтрата и сточных вод также основаны на способности сорбента связывать и сорбировать загрязняющие примеси, переводить их в водонерастворимое состояние и выводить их в виде осадка из жидкостей. Это особенно важно при очистке воды водоемов в случае их систематического или залпового загрязнения, т.к. «ГумиТорф» не оказывает никакого отрицательного влияния на флору и фауну водоемов, обеспечивая в то же время их эффективную очистку, предупреждая распространение загрязнений.
Технология утилизации осадков городских сточных вод (ОСВ) путем их детоксикации и использования в качестве органо-минеральных удобрений основана на свойстве гуминового концентрата необратимо связывать тяжелые металлы, сорбировать и разлагать органические и хлорорганические соединения. Обработка ОСВ «ГумиТорф» может производиться как в полевых условиях (с использованием обычной сельскохозяйственной техники), так и в местах их образования – на станциях аэрации.
Технология утилизации ОСВ в качестве изолирующих грунтов на полигонах захоронения твердых бытовых отходов основана как на необратимом связывании и сорбции экотоксикантов, так и на придании ОСВ водоупорных (водоизолирующих) свойств.
Вводимый в ОСВ «ГумиТорф» формирует однородную водопрочную структуру и, действуя подобно коллоидному клею, придает осадкам водоупорные свойства. Такие ОСВ послойно укладываются на слои твердых бытовых и приравненных к ним промышленных отходов на полигонах и предотвращают поступление воды в тело свалки и образование в ней фильтрата. При этом решаются три крупные проблемы: утилизируются ОСВ, т.е. освобождаются земли от занятия их иловыми полями; предотвращается загрязнение почв, подземных и поверхностных вод токсичными веществами свалки и фильтратом; исключается необходимость выемки природных грунтов (глин и суглинков) из мест их естественного залегания для обустройства изолирующих слоев на полигонах.
Основные физико-химические характеристики незагрязненной и загрязненной нефтепродуктами почвы до и после обработки ТСК «ГумиТорф»
Параметры | Незагрязненная почва | Загрязненная почва до обработки | Загрязненная почва после обработки ТСК «ГумиТорф» |
Содержание углеводородов
в почве, % |
0,2 | 1,2 | 0,2 |
Водоудерживающая способность почвы W, % | 28,7 | 26,3 | 42,8 |
рН водной вытяжки | 6,9 | 7 | 7,0 |
Содержание органического углерода, % | 0,5 | 0,9 | 1,8
|
Технолог компании ООО «НПК ГидроИнТех» Чиргин С. Г.
Химический механизм детоксикации грунта заключается во взаимодействии металлов с гуминовыми кислотами с образованием водонерастворимых гуматов тяжелых металлов по следующей схеме:
nGum + Men + Xn = [Gum–COOH]nMe + HX
При дозе внесения «ГумиТорф» 2,8 т/га содержание подвижных форм тяжелых металлов в грунте, извлекаемых аммонийно-ацетатным буфером с рН=4,8 (медь, цинк), с рН=4,6 (никель) и аммонийно-натриевым буфером с рН=4,7 (кобальт), составляет соответственно: меди – менее 3,0 мг/кг, никеля – менее 4,0 мг/кг, кобальта – менее 5,0 мг/кг. Содержание подвижных форм свинца и мышьяка, извлекаемых аммонийно-ацетатным буфером с рН=4,8 не превысит, соответственно 20 мг/кг и 2,0 мг/кг.
Физико-химические основы взаимодействия гуминовых кислот с тяжелыми металлами и органическими соединениями включают одновременное протекание процессов ионного обмена, адсорбции и абсорбции, сокоагуляции и окклюзии, обеспечивающих эффективную санацию (детоксикацию) грунтов.
ООО «Научно-производственная Компания Гидравлические Инновационные Технологии»
623700, Россия, Свердловская область, г.Березовский, ул.Коммуны, 79А.
тел.: +7 (343) 361-26-10, (912) 234-28-78
e-mail: info@gidrointech.ru,gumitorf@mail.ru
www.gidrointech.ru
www.gumitorf.ru