Спосіб рекультивації земель, забруднених відходами буріння та нафтопродуктами

Спосіб рекультивації земель, забруднених відходами буріння та нафтопродуктами-, що включає створення траншеї, в яку вноситься суміш із гною, обробленого фосфогіпсом із соломою, з послідовним внесенням бурових відходів і прикриття їх родючим фунтом, який відрізняється тим, що додатково незабруднений фунт по периметру траншеї на глибину 15-20 см ретельно перемішується з галітовими відходами калійного виробництва з розрахунку 7-10 кг/м2 до пасто подібного стану й прикочується котками до щільності 1,50-1.65 г/см3, далі укладається шар фосфогіпсу товщиною 15-20 см. який прикочується до щільності 1,10-1.20 r/см3 і потім подаються відходи буріння, які після навантаження траншеї також зверху прикриваються 20-30 см шаром незабрудненого фунту. який обробляється галітовими відходами калійного виробництва з розрахунку 7-10 кг/м2, ретельно перемішується на глибину 10-15 см до пастоподібного стану, згодом зверху укладаються відходи фосфорного виробництва {фосфогіпс} товщиною 10-15 см, які укочуються до ущільнення 1,10-1,20 r/см3, а потім зверху укладається піщаний прошарок товщиною 20-25 см, який ретельно вирівнюється і тільки після цього укладається незабруднений чорноземний, грунт товщиною ВО-100 см. який укочується до щільності 1,10-1,30 r/см3, І потім проводиться посів багаторічних трав або інших сільськогосподарських культур. п Винахід відкоситься до способів відновлення родючості фунтів в районах розташування бурових скважин І може знайти застосування в сільському господарстві. Відомий негод рекультивації порушених фунтів при сільськогосподарському їх використанні проводиться після технічної рекультивації й включає внесення органомінеральних добрив з послідовним посівом багаторічних трав [1]. Недоліком цього методу треба вважати відносно великий строк рекультивації (4-5 років) і недостатня можливість природних фунтів давати врожаї, які одержуються на зональних грунтах. Це відбувається TOW», ЩО у бурових стоках і відходах нафтопродуктів накопичується багато токсичних речовин, які значно впливають на місцеві фунти, а також на схожість різних рослин (наприклад, багаторічних трав) і не дають можливості одержувати екологічно чисті сільськогосподарські продукти. Найбільш близьким аналогом за технічною суттю та досягаемому результату є спосіб рекультивації земель в зоні бурових скважин [2]. Відомий спосіб рекультивації, згідно з яким в підготовлену дренажну траншею (2,5-3 м) перед подачею ВІДХОДІВ буріння розташовують компост, який складається із суміші гною, обробленого фосфогіпсом і соломою, після цього її прикривають незабрудненим грунтом. При цьому компоненти компоста й бурові відходи вносять в підготовлену траншею в такому співвідношенні, %• гній - 10-15; фосфогіпс - 2-3; солома - 20-30; відходи буріння - д о 100. Наслідком недоліків цього методу треба вважати відносно низьку проростаючу можливість різних рослин, дуже великий період рекультивації (34 роки), недостатню можливість розпаду бурових відходів, забруднення грунтів і місцевих фунтових вод різними токсикантами. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу рекультивації земель, забруднених відходами буріння та нафтопродуктами, за рахунок створення по периметру всієї траншеї' ефективного фунтового екрану, який не допускає проникнення в фунти І фунтові води токсичних відходів, а піщаний прошарок, який укладається зверху траншеї, запобігає їх надходженню в м к ф со 39724 кореневмісний шар. за рахунок чого можна суде вирощувати різні сільськогосподарські рослини й одержувати врожаї не нижче, ніж на зональних грунтах в перший же рік їх освоєння. Такі властивості не ВІДОМІ З опублікованих джерел, що говорить про новизну й суттєву ВІДМІННІСТЬ признакш, створюючих ці властивості Поставлена задача досягається тим, що у відомому способі рекультивації земель в зоні бурових скважин, що включає створення траншеї, в ту вноситься суміш із гною, обробленого фосфогіпсом і соломою з послідовним внесенням бурозих відходів і прикриття ІХ родючим ірунтом, згідно з винаходом незабруднений грунт по периметру трачшеї на гяибину 15-20 см ретельно перевішується з гаштовимй відходами калійного виробництва з розрахунку 7-10 кг/м2 до пастоподібного стансвищу й прикочується катками до щільності 1,50-1,65 г/см , далі укладається шар фосфоппсу товщиною 15-20 см, який прикочується до щільності 1,10-1,20 г/см3. потім подаються відходи буріння, які після навантаження траншеї також зверху прикриваються 20-30 см шаром незабрудненого грунту, який обробляється галітовими відходами калійного виробництва з розрахунку 7-10 кг/м2, ретельно перемішується на глибину 10-15 см до пастоподібного стану, згодом зверху укладаються відходи фосфорного виробництва (фосфогіпс) товщиною 10-15 см, які укочуються до ущільнення 1, 10-1,20 г/см3, а потім зверху укладається піщаний прошарок товщиною 20-25 см, який ретельно вирівнюється і тільки після цього укладається незабруднений чорноземний грунт товщиною 80-100 см, який укочується до щільності 1,10-1,30 г/см3, згодом проводиться посів багаторічник трав або інших стьсь-когосподарських культур. Все це сприяє зниженню фільтрації природних грунтів, що дає можливість запобігти забрудненню їх не тільки токсичними відходами буріння, але й ґрунтових вод. Треба відмітити, що фільтрація місцевих грунтій досягає значних показників (Кф = 1,0-1,5 м/добуї, в той час як проникність грунтів, оброблених по розробленій технологи, дзлволлє зменшити фільтрацію до мінімальних значень, що нашть нижче проникності бетону середньої якост» (Кф = 0,01-0.03 см/доб/). Таким чином, створення розробленого способу та його впровадження в виробництво дозволить значно зменшити навантаження на місцеві грунти токсичних відходів, які знаходяться в бурових стоках та нафтопродуктах (легкорозчинні солі та ін J, що дасть можливість попередити забруднення навколишнього середовища (грунтів та фунтових вод) Все це дозволить вирощувати різні сільськогосподарські культури (багаторічні трави та ін.) в перший рік їх освоєння. Технологічна послідовність виробництва робіт, яку необхідно застосовувати при проведенні розробленої' рекультивації грунтів, полягає в наступному Приклад 1. Для складування відходів на території бурових скважин створюються траншеї глибиною 2,5-3,0 м, ширина яких залежить від кількості складуємих відходів, а також існуючих у господарстві машин і механізмів. Траншею готують за допомогою екскаватора одноковшового універсального (Е-652-Б). шириною 8 метрів. Відкоси готують за допомогою бульдозера (Д-522) з откосами І 3,5. Довжина траншеї повинна бути 50 метрів Після проведення підготовчих робіт по створенню траншеї місцеві грунти обробляють галітовими відходами калійного виробництва На підготовлену поверхню (по всьому периметру траншеї) завозяться галітові відходи калійного виробництва за допомогою автосамоскидів (КрАЗ256Б) і розкидуються по всій підготовленій поверхні за допомогою будіаельних машин (ДС-8) з розрахунку 8 кг/м г Треба відмітити, що галітові відходи калійного виробництва містять до 90-95% одновалентних речовин (натрія й калія). 5-10% - це різні солі МдСІг та інші (м Стєбнік Львівської обп. та ін ). Після цього грунт з галітовими відходами калійного виробництва ретельно перемішується за допомогою фрезерних машин (ФБН-0,9) на глибину 0.15 м і прикочується гладкими обо кулачковими катками за 3-4 проходи до щільності 1,55 г/см3. На підготовлену таким чином поверхню завозиться фосфогіпс за допомогою автосамоскидів (КрАЗ-256Б), який складується в шахматному порядку. Підвезений фосфоппс розрівнюється бульдозером (Д-522) по периметру всієї площі товщиною 0,18 м. а потім прикочується гладкими катками до ЩІЛЬНОСТІ 1.20 г/см3. Фосфоппс, який нами використовується - це продукт відходів виробництва фосфорнокислого добрива, який містить близько 70-75% гіпсу, 2-3% фосфорних сполук, 3% заліза та алюмінію, 5-6% глини і близько 15% зоди (ВО "Хімпром" Сумської обл та ін ). Після повного навантаження траншеї відходами буріння вона прикривається незабрудненим грунтом шаром 0-30 м Грунт підвозиться автосамоскидами (КрАЗ-256Б) і розрівнюється бульдозером (Д-522). Після цього по всій площі завозяться галітові відходи калійного виробництва за допомогою автосамоскидт (КрАЗ-256Б) з розрахунку 7 кг/м2 Бони розрівнюються будівельними машинами (ДС-8) шаром 0,10 м Далі грунти з внесеними відходами ретельно перемішуються за допомогою фрезерних машин (ФБН-0,9) І прикочуються гладкими або кулачковими катками до щільності 1,20 г/см3. Після ЦЬОГО на всю площу завозиться незабруднений пісок, який укладається товщиною 0 20 гл Пісок завозиться за допомогою самоскидів (КрАЗ-256Б) і висипається в шаховому порядку тта ретельно вирівнюється бульдозером (Д-522) по всій площ» Після такої підготовки траншеї на піщаний прошарок завозиться незабруднений чорноземний грунт, який укладається товщиною 1.0 м. Чорноземний грунт завозиться за допомогою самоскидувачів (КрЛЗ-256Б) і ретельно вирівнюється бульдозером (Д-522). а потім укочується до оптимальної щільності 1,15 г/см3. Далі проводяться роботи по підготовці грунту для висіву різних сільськогосподарських культур. Для цього проводиться суцільна культивація грунтів на глибину 5 см за допомогою існуючих машин (КПН-4). 39724 В залежності від фунтово кліматичних умов агрохімічних і фізико-хімічних показників грунтів у кожному господарстві можливо використовувати органо-мінеральні добрива, які прийняті в даній ІОНІ (в залежності від типу фунту та їм ) при вирощу ванні різних сільськогосподарських культур Таким чином, запропонований спосіб дозво ляє не тільки утилізувати відходи бурового вироб ництва, але й значно покращити умови для вирощування сільськогосподарських культур за рахунок створення фізико-хішчкого бар'єру в грунті (за допомогою піщаного прошарку), який спрямований на максимальне зменшення забруднення грунтів буровими відходами та нафтопродуктами Приклад 2. ' Для визначення ступеню проростання і аегетацм рослин у мікровегетаційному досліді, а також на спеціально створених мо депьних установках (h=3 0 м, d=Q5 м) проводились фенологічні агрохімічні, а також рюм фиикоХІМІЧНІ дослідження, які показали високу ефективність розробленого способу в порівнянні з існуючими Урожайність різних сільськогосподарських культур в залежності від застосованих прийомів приведена в таблиці \ У вегетацгйних, модельних і польових дослідженнях використовували конюшину лучну (деоукіснз-багаторічча бобова рослина) яка вирощується на всій території України Встановлено, що на варіант», де був розроблений нами спосіб, урожайність багаторічних трав була найвищою на протязі двох років (1997-1998 рр) І коливалась в межах 255-260 ц/га Треба ВІДМІТИТИ що і в наступний рік (1999 D ) урожайність ячменю також збільшується в порівнянні не тільки з прототипом але й з нонтоольним варіантом (фон грунт незабруднений) Врожайність усіх сільськогосподарських культур у варіанті, де був запропонований прототип, значно менше Все це свідчить про те, що запропонований варіант рекультивації земель, забруднених буровими відходами та нафтопродуктами, с найбільш раціональним і ефективним Це відбувається тому, що всі відходи бурового виробництва надійно утилізовані і вони зовсім не впливають на розвиток сільськогосподарських рослин (за рахунок значно малої фільтрації грунтів і роз'єднгння капілярної кайми за допомогою піщаного прошарку) В таблиці 2 наведені дані по деяким ф'зикохімічним показникам у вивчаемих варіантах Аналіз одержаних даних свідчить про те. що питома поверхня значно зменшується (до 40,8-55,0 itfVr) у варіанті, де була проведена рекультивація зпдно з прототипом, і в той же час значно підвищується у запропонованому варіанті (до 85,0-88,5 РЙ2/Г) ВІДОМО, що S збільшенням пк-юмої поверхні більша 3 КІЛЬКІСТЬ молекул виходить на поверхню і має змогу брати участь у ХІМІЧНИХ реакціях Знання властивостей колоїдної частини фунту в агрономи (питома поверхня, ємність вбирання та ін) є основою правильного підходу до побудови агротехнічйих заходів, до підтримання й збільшення родючості грунту Колоїдна частина грунту, яка залежить і ьщ питомої поверхні, надзвичайно мінлива, чутлива і до ХІМІЧНИХ впливів (наприкпзд, заміна кальцію на одновалентні катіони), і фізичних (наприклад, укочування або висушування) За розробленою нами техиолопєю ми бачимо, що питома поверхня фун тів декілька зростає і чимраз більша кількість молекул виявляється на поверхні н часток де під впливом води (ефект гідратації) створюється колоїдна плівка Таким чином волога як ґрунтових вод; - спосіб не потребує розробки нових машин і механізмів, а також застосування дорогих і дефіцитних будівельних матеріалів, - спосіб дозволяє максимально знизити термін рекультивації і не розтягувати процес на декілька вегетаційних сезонів, що дає можливість впрошувати різні сільськогосподарські культури (багаторічні трави та ін.) в перший рік їх осєоєння Таким чином, розроблений спосіб відповідає всім вимогам охорони навколишнього середовища І дозволяє одержувати сталі врожаї різних сільськогосподарських культур не нижче, ніж на зональних фунтах. вологості) з траншеї, де багато солей і не має ніякого захисного екрану. Таким чином, розроблений нами спосіб дозволяє поліпшити водно-фізичні та фізико-хімічні властивості даних грунтів, що. в свою чергу, водночас забезпечує грунту достатню кількість повітря, води і поживних речовин, які необхідні для одержання сталих врожаїв. Ефективність запропонованого способу в порівнянні з відомими методами полягає в наступному - спосіб с ефективним при будь-якому забрудненні грунтів буровими розчинами тз Еізфтопродуктами, які складаються в підготовлені {за розробленою технологією} траншеї', - спосіб дозволяє утилізувати не тільки бурові розчини та нафтопродукти, але й відходи різних хімічних виробництв (калійного, фоссЬорного). ' . Таблиіія 1 Урожайність Варіанти 1ЭЭ7 1998 1999 багаторічні трави (конюшина), нелеїіа маса багаторічні трапи (конюшина), зелена маса ЯЧМІНЬ 240 260 24,5 170 150 18,2 25S 280 26,0 Грунт незабруднений чорнозем типовий середньосуглинковий малогумусний - фон Прототип - проведена рекультивація земель в зоні бурових скважин Запропонований проведена рекультивація фунтів, забруднених буровими відходами та нефтепродукта м Таблиця 2 Варіанти' CM Грунт незабруднений - чорно зем типовий середньосуглинковий малогумусний - фон Прототип - проведена рекультивація земель в зоні бурових скважин Запропонований - проведена рекультивація грунтів, забруднених буровими відходами та нафтопродуктами Глибина, Вологість, % Активність кальцій моль/л МеКЕЗ/Л Питома поверхня, н'/г 0-20 23,0 0,000266 5,32 83,0 20-40 0-20 25,4 16,5 0.000240 0.000140 4,80 2,60 74,5 40,8 20-40 0-20 18,0 24h0 0.ОО0195 0,000280 3,90 5,60 55,0 85,0 20-40 26,5 0,000316 6,24 88,5 39724 Таблиця З Варіанти Глибина, Анюни рН CM Грунг незабруднений - чорнозем типовий середньосутгіинковий малогумусний - фон Прототип - проведена рекультивація земель в зоні бурових скважин Запропонований - проведена рекультивація грунтів, забруднених буровими відходами та нафтопродуктами 0-20 6,8 20-40 6,9 Гсо,* _ _ 0-20 7,6 20-40 Катіони мекв на 100 г грунту Г cr 0,16 0,0S 0.43 Mg" 0,21 Na* 0,06 К* 0,01 0,48 0,15 0,06 0,44 0,16 0,07 0,02 0,03 0,82 2.15 1,14 1.25 0,64 2.22 0,09 7.8 0.06 0,95 3.10 1,16 1.15 0,57 3,40 0,11 0-20 6.9 ~ 0.59 0.17 0,09 0,02 0.24 0.07 0,02 20-40 7.1 0,62 0,18 0.07 0.62 0,25 0,08 0,02 HCOj 0,50 SO4 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул ГагарІна, 101 (03122) 3 - 72 - В9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3 1 Сз"