Спосіб відновлення (біоремедіації) грунтів, забруднених високомінералізованими водами, що виникають в процесах газо-і нафтовидобутку

Спосіб відновлення (бюремедіації) грунтів, забруднених високомшералізованими водами, що виникають в процесах газо- і нафтовидобутку, з допомогою бютехнолопчного препарату з використанням агротехнічних заходів і допоміжних речовин розпушувачів, природних сорбентів, біогенних добавок, який відрізняється тим, що відновлення проводять на засолених грунтах з вмістом хлоридів до 8,0 г/кг грунту з використанням біопрепарату - бюактиватора Азотофіту та природного сорбенту цеоліту як стабілізатора дії бюактиватора, причому витрати Азотофіту складають 0,5-2,0 дм 3 , цеоліту 2,0-4,0 тонни на 1 га поверхні, що підлягає обробці Засолення ґрунтів промстоками найчастіше носить локальний характер Ділянки забруднень мають різні форми, часто це неродючі безбарвні плями на фоні добре розвинутих ПОСІВІВ сільськогосподарських культур Весною і восени забруднені ділянки перетворюються в трясовину Влітку ці ділянки частково висихають і перетворюються в цементовані масиви, які практично не піддаються агротехнічній обробці і випадають із сільськогосподарського користування Енерговитрати на обробку забруднених мінералами ділянок значно перевищують нормативні показники Дослідження показали, що в незабруднених ґрунтах об'ємна масса солей по ґрунтовому профілю (до глибини 150см) знаходиться в інтервалі 1,26 - 1,5г/см3 В орному горизонті (0 - 20см) об'ємна маса оптимальна 1,26г/см3 На техногенне забруднених площах об'ємна маса солей складає 1,46 - 1,8г/см3 При такій ЩІЛЬНОСТІ фунту волога, яка накопичується на протязі вегетаційного періоду, малодоступна рослинам, в зв'язку з високим осмотичним тиском високомінералізованого ґрунтового розчину Тому відбувається сильна диспергація ґрунтової маси і ґрунт поступово обезструктурується і осолонцьовується В кінцевому результаті все це призводить до значного погіршення всіх агрофізичних властивостей ґрунтової маси Проходить вилужування органо-мшеральних 00 со (О ю 56382 фосфогіпс, рідке скло, подрібнена гірська порода колоїдів, диспергація тонкодисперсних частинок, та ш Можливе застосування композиції, масові погіршення структури і ґрунтової родючості, вначастки якої в % складають слідок чого на таких масивах нічого не росте доломіт 10-20, Використання ґрунтів, забруднених високоміфосфогіпс 15-30, нералізованими пластовими водами і солончаків можливі тільки після виконання комплексу складВПР 50 - 75 них меліоративних робіт Один із способів - видаПри проведенні патентних досліджень не вилення солей промивкою Перед промивкою необявлено аналогічного способу відновлення грунтів, хідна глибока оранка, в результаті якої швидше забруднених високомшералізованими водами, що вимиваються солі і витрачається менше води Для виникають в процесах газо -і нафтовидобутку, топідвищення родючості промитих ґрунтів вносять му найбільш близьким до заявленого і прототипом органічні і мінеральні добрива Під час проведення є описаний вище спосіб меліоративних робіт на початку використання заАвтори заявленого винаходу пропонують свій солених ділянок висівають солестійкі культури шлях вирішення проблеми відновлення грунтів, люцерну, ячмінь, пшеницю, просо Солончаки, які забруднених високомшералізованими водами в розміщуються в регіонах, що незрошуються, без процесах газо-1 нафтовидобутку поливів не освоюють або використовують як маМетою даної розробки є бютехнолопя відновлопродуктивні пасовища Частину таких ділянок лення засоленого ґрунту при техногенних забрудпісля покращення складу травостою відводять під неннях високомшералізованими водами в процесах газо- і нафтовидобутку, в основу якої входить СІНОКІС використання вітчизняних препаратів, розрихлюВідомий спосіб і система відновлення ґрунту з вачів, сорбентів і добрив вприском на значну глибину (патент ВОІВ №09809740А1, оп 12 03 98р), в якому відновлення Нами була проведена пошукова робота нових ґрунту і фунтових вод здійснюється подачею повібютехнолопчних методів зниження негативного тря, кисню і рідини з біологічними добавками з впливу солей на розвиток рослин і відновлення допомогою компресору вприском на значну глибиприродного біоценозу ґрунту ну Цей спосіб складний для використання Запропонований новий спосіб відновлення В даний час відновлення земель в Україні при (бюремедіації) ґрунтів, забруднених високомшетехногенних забрудненнях в процесах газо -і нафралізованими водами, що виникають в процесах товидобутку здійснюється згідно з вимогами галугазо -і нафтовидобутку, з допомогою бютехнолопзевого стандарту України ДСТУ 41-00032626 "Речного препарату з використанням агротехнічних культивація земель при спорудженні нафтових і заходів і допоміжних речовин розрихлювачів, пригазових свердловин" При цьому рекультивація родних сорбентів, добрив Відновленню підлягазабруднених земель складається із технічного і ють засолені ґрунти з вмістом хлоридів до 8г/кг біологічного етапів До технічного етапу входять ґрунту планування, формування ВІДКОСІВ, зняття, трансДля відновлення ґрунтів проводять комплекс портування і нанесення мінерального і родючого агротехнічних заходів з використанням біопрепаґрунту, будівництво доріг і гідротехнічних споруд рату - бюактиватора Азотофіт, природного сорбеБІОЛОГІЧНИЙ етап здійснюється після технічного і нту цеоліт, як стабілізатора дії бюактиватора, внепередбачає комплекс агротехнічних і фітомелюрасенням меліоруючих, розрихлюючих компонентів, тивних заходів по відновленню родючості порушебіогенних добавок (мінеральних добрив) них грунтів Біологічна рекультивація (відновленВитрати Азотофіту 0,5 - 2,0дм3, цеоліту 2,0 ня) грунтів при рівні забрудненості хлористим 4,0т на 1га поверхні, яка підлягає обробці натрієм до 2,5г/кг ґрунту проводиться на протязі 2 Уточнені норми внесення вказаних речовин - 4 років і складається з для відновлення ґрунту визначають моделюванням процесу для різних проб ґрунту в лабораторвнесення мінеральних добрив в КІЛЬКОСТІ них умовах НєсРзоКзо, В залежності від складу і ступеню забруднення внесення напівзіпрілого перегною в КІЛЬКОСТІ встановлюється співвідношення компонентів, які 45т/га, вносяться в ґрунт, періодичність обробки і КІЛЬоранка на 20 - 33см, КІСТЬ агротехнічних робіт глибоке рихлення на 18 - 22см один раз в 2 МІСЯЦІ на протязі вегетаційного періоду, У випадку перевищення концентрації хлоридів більше 8,0г/кг попередньо розбавляють ґрунт річпередпосівне боронування, коткування, посів ковим піском, торфом або землею до вмісту хлосуміші бобових і злакових трав, післяпосівне котридів 8,0г/кг ґрунту кування ґрунту, витримування ґрунту під багаторічними траДвоярусна і трьохярусна оранка на глибину до вами на протязі 2 - 4 років 40см здійснюється спеціальним ярусним плугом з послідуючим культивуванням і рихленням фрезуЗгідно З ДСТУ 41-000326-00-007 "Споруди ванням, зволоження - методом дощування з допорозвідувальних та експлуатаційних свердловин на могою будь-яких передбачених для цього машин і нафту і газ на суші" при високій мінералізації ґрунагрегатів (один раз на 10 - 15 днів при відсутності ту солями нейтралізацію проводять методом зв'яатмосферних осадів) зування забруднених речовин і загустівання (перетворювання в гель) ВІДХОДІВ (шламів Біопрепарат Азотофіт - препарат, який отривідпрацьованої проливної рідини - ВПР) При цьомують мікробіологічним синтезом на основі кульму можуть бути використані доступні матеріали і тури вільно існуючого ґрунтового мікроорганізму реагенти цемент, цементний пил електрофільтрів, Azotobacter chroococcum Бактерії, які входять до складу препарату, здатні фіксувати атмосферний азот, тобто можуть використовуватися в якості бюдобрив Більше того, внесені в ґрунт мікроорганізми виділяють біологічно активні речовини (нікотинову і пантотенову кислоти, пірідоксин, біотин, гетероауксин, пбберелін), які стимулюють проростання і розвиток рослин Титр життєздатних клітин 9 продуцента 0,5 -1,0 10 кл/г або см Штам мікроорганізмів, який використовується, добре сумісний з аборигенною мікрофлорою, достатньо галотолерантний Препарат випускають в трьох товарних формах рідка (гелева), суха і торфяна Вказані товарні форми роблять препарат універсальним для застосування в будь-якому природному середовищі Обробку забруднених ділянок проводять по двох схемах відновлення з вмістом хлоридів від 0,1 до 2,5г/кг ґрунту, з вмістом хлоридів від 2,5 до 8,0г/кг ґрунту Норми внесення Азотофіту і цеоліту при цьому 56382 зволяє запобігти повторному засоленню ґрунту зольними елементами рослин Доказом є результати модельних випробувань, які проводились в умовах Бугруватівського родовища з використанням вказаного способу при концентрації хлоридів від 2,4 до 8,3г/кг грунту Ґрунт з вмістом солей вище 8,0г/кг розбавляли піском, торфом до вмісту солей 8г/кг В роботі були використані звичайні ґрунти, забруднені в умовах експерименту хлоридом натрію, пластовою водою з Бугруватівського родовища, а також зразок техногенно забрудненого ґрунту з Бугруватівського родовища Експериментальні дослідження проводились, як в лабораторних умовах, так і при натурних випробуваннях На експериментальних ґрунтах провели загальні агротехнічні заходи, гіпсування, внесення тирси і мінеральних добрив Дослід 1 ВІДПОВІДНО складають для першої схеми - 0,5 - 1,0дм3 або кг та 2,0 3,0 тонни, для другої схеми - 1,0 - 2,0дм3 або кг та 3,0 4,0 тонни Запропонований спосіб являє собою комплекс ефективних заходів по прискореному відновленню ґрунтів з допомогою бюактиватора росту рослин (Азотофіту), розрихлювачів, сорбентів, мінеральних добрив Спосіб дозволяє запобігти повторному засоленню ґрунтів, одержати ґрунт, придатний для вирощування сільськогосподарської продукції В залежності від ступеню засолення і рівня родючості, бюремедіація ґрунтів може проходити вже в перший рік застосування способу, подальша бюремедіація - від одного до двох років Спільними З прототипом ознаками є використання агротехнічних заходів, використання мінеральних добрив, використання сорбентів ВІДМІННИМИ ознаками є використання нового екологічно чистого препарату і інгредієнтів, які не ШКІДЛИВІ для навколишнього середовища, зниження трудомісткості процесів, зниження вмісту нітратів в ґрунті і продукції, яка вирощена на відновленому ґрунті, збільшення ємності поглинання і вологомісткості ґрунту, більш швидке формування родючого шару (біогумусу), значне покращення мінерального живлення рослин, зниження витрат на полив і внесення добрив, значне підвищення врожайності культур Запропонований спосіб з використанням вказаних речовин дозволяє добитися зниження негативного впливу солей хлору на розвиток рослин вже в перший рік обробки Видалення з ділянок рослинності, тобто недопущення їх залишків, до 1 проба - контроль, 2 проба - добавили цеоліт з розрахунку Зт/га, 3 проба - добавили цеоліт з розрахунку Зт/га і обробили суспензією Азотофіту з розрахунку 1,0дм3/га Результати ДОСЛІДІВ представлені в таблиці 1 Дослід 2 1 проба - контроль, 2 проба - добавили цеоліт 4т/га, 3 проба - добавили цеоліт 4т/га, обробили суспензією Азотофіту з розрахунку 2,0дм 3 /га, 4 проба - обробили суспензією Азотофіту з розрахунку 2,0дм /га Результати ДОСЛІДІВ представлені в таблиці 2 Дослід З 1 проба - контроль, 2 і 3 проби - добавили цеоліт ВІДПОВІДНО 2 і З т/га і обробили суспензією Азотофіту ВІДПОВІДНО 0,5 і 1,0дм3/га Результати ДОСЛІДІВ представлені в таблиці З Якість бюремедіацм оцінювали по схожості і розвитку вегетативної маси ячменю Як видно з таблиць 1, 2, 3, використання способу зменшувало негативний вплив солей на схожість насіння, збільшувало швидкість проростання в середньому на 1 - 2 доби КІЛЬКІСТЬ ростків через 2 тижні в дослідах з бюактиватором, як правило, на 3 - 10% більша, ніж в контролі Причому, в натурних випробуваннях цей показник досяг 6 0 % Використання бюактиватора дозволило також збільшити вегетативну масу на 5 - 18 %, а в натурних випробуваннях - більше, ніж в 2 рази Факт такої великої різниці в ефекті можна пояснити кращим повітрообміном в природних умовах, ніж в лабораторних, так як шлам, який досліджується, абсолютний аероб Таким чином, запропонована нами технологія дозволяє відновлювати засолені ґрунти вже в перший рік використання, не потребуючи при цьому великих матеріальних і трудомістких витрат Додаток 56382 Таблиця 1 Результати ДОСЛІДІВ по використанню бюактиваторів і визначенню опти мальних умов їх використання для ремедіацм засолених ґрунтів (дослід 1) Початкові показники Зразок ґрунту РН СІ г/кг 6,72 3,0 Звичайний ґрунт, забруднений в умовах експерименту хлоридом натрію Показники розвитку рослин через 2 № варіанту Спосіб обробки Швидкість проростання, Діб Засолений ґрунт без обробки Внесення в ґрунт тирси, гіпсу, цеоліту, біогенних добавок Обробка, як в 2 варіанті + обробка ґрунту розчином бюактиватору 1 2 3 %по ТИЖНІ Сумарний розмір КІЛЬКІСТЬ ростків рослин, см %по зеленій ростків масі КІЛЬКОСТІ 8 16 14 43 2,1 5 ЗО 474 81 71 4 32 481,5 86 72 Таблиця 2 Результати ДОСЛІДІВ по використанню бюактиваторів і визначенню опти мальних умов їх використання для ремедіацм засолених ґрунтів (дослід 2) Зразок ґрунту Початкові пока№ зники варіанту СІ г/кг РН 2 7,96 8,3 Швидкість Показники розпроростання, витку рослин Діб через 2 тижні Початковий ґрунт без обробки Внесення тирси, гіпсу, цеоліту, біогенних добавок Внесення тирси, гіпсу, цеоліту, біогенних добавок + обробка ґрунту розчином бюактиватору Внесення тирси, гіпсу, цеоліту, біогенних добавок + обробка насіння розчином бюактиватору 1 Забруднений ґрунт з Бугруваті вського родовища Спосіб обробки 3 4 тків %по зеленій масі 0 0 0 0 0 6 38 270 100 100 5 39 290 102,6 107,3 4 41 318 107,8 117,7 % ПО КІЛЬКОСТІ рос Таблиця З Результати ДОСЛІДІВпо використанню бюактиваторів і визначенню опти мальних умов їх використання для ремедіацм засолених ґрунтів (дослід 3) Зразок ґрунту Звичайний ґрунт, в експериментальних натурних умовах забруднений пластовою водою Початкові показники СІ г/кг РН № варіанту 1 6,86 2,40 2 3 Спосіб обробки Ґрунт з пластовою водою Добавка цеоліту 2 т/га, Азотофіту 0,5дм3/га Добавка цеоліту 3 т/га, Азотофіту 1,0дм3/га Підписано до друку 05 06 2003 р Швидкість Показники розпроростання, витку рослин через 2 тижні Діб %по зеленій масі ростків 13 20 49 100 100 12 32 109 160 222 12 33 111,5 165 227,6 Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 %по КІЛЬКОСТІ