Статья опубликована в рамках: LIII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 08 июня 2017 г.)

Наука: Биология

Секция: Экология

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Иванова В.Д. РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ТЕХНОГЕННО НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ОТХОДАМИ ФЕРРОСПЛАВНОГО ПРОИЗВОДСТВА // Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. LIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 6(52). URL: https://sibac.info/archive/nature/6(52).pdf (дата обращения: 07.08.2020)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ТЕХНОГЕННО НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ОТХОДАМИ ФЕРРОСПЛАВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Иванова Вероника Дмитриевна

студент 4 курса, кафедра Охраны Окружающей Среды, ПНИПУ,

РФ, г. Пермь

Научный руководитель Пугин Константин Георгиевич

д-р техн. наук, доцент ПНИПУ,

РФ, г. Пермь

На сегодняшний день состояния почвы на прямую связанно с качеством продукции, которая растет на этой почве, с качеством воды, которая протекает под этими почвами, а так же микроорганизмами которые обитаю в этой почве, а отсюда и напрямую с состоянием здоровья населения, которое проживает на этой почве. Исходя из этого мы наблюдаем рост цен в виде экологических платежей за негативное воздействие на окружающую среду, в том числе и за размещение отходов, которые напрямую влияют на почву.

А что делать, если почва уже загрязнена и не обладает качествами, которыми обладала до техногенного или антропогенного воздействия? В таком случаи необходима рекультивация почвы. Уже существует огромное количество способов рекультивации с широким спектром материала для рекультивации. В таких вопросах не стоит забывать и про экономические затраты. И, как правило, вопросы экологии и экономики напрямую связанны друг с другом.

В данной работе я рассмотрела вариант разработки материала для рекультивации земли, а так же снижение техногенной нагрузки. Таким образом, мы решаем сразу две экологические проблемы.

Цель работы: Разработать материал для рекультивации техногенно нарушенных земель, на основе отходов ферросплавного производства.

Задачи: Рассмотреть возможные технологии рекультивации земель. Анализировать технологию образования шлака и оценить его экологическую опасность. Разработать технологию создания материала для рекультивации. Рассчитать экономическую целесообразность внедрения технологии.

Рекультивация земель - перечень действий, нацеленных на восстановление продуктивности нарушенных территорий в процессе природопользования, и восстановления функций земли до ее первозданного вида.

1.Технология рекультивации.

В рекультивации земель различают два этапа:

1. Технический - подготовка территорий для дальнейшего мотивированного применения.

2. Биологический – восстановление плодородия, осуществляемое после технического этапа и включающее комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, нацеленных на возобновление исторически образовавшейся совокупности флоры, фауны и микроорганизмов.

Нарушенными считают земли, потерявшие изначальные природные функции и, как правило, являющиеся источником негативного влияния на находящуюся вокруг среду. Не соблюдают целостности земель при выполнении раскрытых и подземных горных работ, складировании промышленных, строй и коммунально-бытовых отходов, строительстве линейных сооружений, а также при проведении геологоразведочных, изыскательских, строй и иных работ. В этот момент, как правило, нарушается почвенный покров, меняются гидрогеологический и гидрологический режимы, появляется техногенный рельеф, происходят иные высококачественные конфигурации, ухудшающие экологическую ситуацию в целом.

2.Критерии выбора материала для рекультивации.

В соответствии с ГОСТ 17.5.1.01-83 «Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения», одним из требований к технической рекультивации земель относиться. Специально создаваемый на техническом этапе рекультивации верхний слой почвы с благоприятными для биологической рекультивации условиями. Отсюда мы приходим к выводу, что создаваемый слой на техническом этапе рекультивации должен удовлетворять требованиям для биологической рекультивации.

В соответствии с ГОСТ 17.5.1.03-86 «Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель» выбор материала для рекультивации земель характеризуется:

  • Процентным содержанием сухого остатка
  • pH Водной вытяжки
  • процентным содержанием Сумма токсичных солей в водной вытяжке
  • СаSО4·2H2O, % в солянокислой вытяжке
  • СаСО3, % (определяют при рНсв. 7,0)
  • Аl подвижный, мг/100 г (определяют при рН до 6,5)
  • Na, % от емкости поглощения (определяют при рН св. 6,5)
  • Гумус, %
  • Сумма фракций, %

Физико-механические и физико-химические свойства материала рекультивационного должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.

 

Таблица 1.

Требования к материалу для рекультивации.

Наименование показателя

Значения для марок

Материала рекультивационного

НП-2Б

НП-2Т

pH

5,5 – 8,2

5,5 – 8,2

Содержание нефтепродуктов (не более), мг/кг

20000

20000

Солесодержание (не более)*, %

0,15

5,0

Сумма токсичных солей (не более)*, %

0,1

Не определяется

Содержание хлоридов (не более)*, %

0,02

Не определяется

Алюминий подвижный (не более), мг/100 г

3,0

Не определяется

Кратность разведения экстракта, действующая на гидробионты, (не более), ед.

100

100

Натрий (не более), % от емкости поглощения

5,0

Не определяется

Гумус (не менее), %

2,0

Не определяется

Содержание серы (не более), мг/кг

160,0

160,0

Содержание яиц гельминтов (не более), экз./кг

Отсутствие

Отсутствие

Число патогенных микроорганизмов (не более), экз./кг

Отсутствие

Отсутствие

Индекс лактозоположительных кишечных палочек (коли-формы), (не более)

10

10

Индекс энтерококков (фекальных стрептококков), (не более)

10

10

Цисты кишечных патогенных простейших, экз./100 г

Отсутствие

Отсутствие

Генотоксичность почвы (рост числа мутаций по сравнению с контролем) число раз

до 2

Не определяется

Сумма фракций размером менее 0,01 мм, %

10-75

10-75

Относительная влажность (не более), %

85,0

85,0

Удельная активность радионуклидов (не более), Бк/кг

300

300

 

 

На основании требований к материалу для рекультивации мы можем рассмотреть не стандартные материалы для рекультивации и анализировать их эффективность и безопасность при рекультивации.

Исходя из выше указанных критериев мы приходим к выводу что материалом для рекультивации могут служить отходы ферросплавного производства, нами был рассмотрен шлакоотвал производства феррованадия Чусовского металлургического завода, для обоснования данного утверждения.

В табл. 2. представлены результаты химического анализа шлаков производства ферросплавов. На рис. 2. представлен образец шлака.

 

Таблица 2.

Химический состав шлаков производства ферросплавов, %

Массовая доля основных компонентов шлака в пересеете на оксиды, %, не более

SiO2

Al2O3

MgO

CaO

V2O5

35,0

15,0

9,0

65,0

1,0

Содержание основных компонентов, г/кг

Si

Al

Mg

Ca

V

O

163,3

79,4

54,0

260,0

5,6

437,7

 

Минералогический состав шлака представлен в основном мервинитом (ортосиликат кальция и магния - Ca3Mg[SiO4]2) и двукальцевым силикатом (Ca2[SiO4]). Наряду с этим присутствуют периклаз (оксид магния) и феррованадий металлический.

Основными компонентами шлака являются плохо растворимые в воде ортосиликаты кальция и магния.

Шлак представляет собой мелкодисперсный материал, основная фракция 0,05- 0,3 мм.

 

Рисунок 2. Образец шлака

 

Таким образом мы приходим к выводу что шлак ферросплавного производства удовлетворяет критерии материала для рекультивации марки НП-2Т.

Шлакоотвал подвержен ветровой и водной эрозии врезультате чего наблюдается разнос мелкой фракции шлакоотвал, а так же изменение в минеральном составе подземных сточных вод протекающих под шлакоотвалом.

Выводы.

Мы можем использовать шлак в качестве материала для рекультивации, и преимущество в данном методе заключается в том, что шлак значительно дешевле нежели специальный материал для рекультивации, используя шлак в качестве материала для рекультивации мы снижаем нагрузку шлакоотвала на территорию а так же подземные сточные воды под шлакоотвалом.

 

Список литературы:

  1. Вайсман Я.И и др, Научное обоснование утилизации отвального шлака ферросплавного производства с получением материала для рекультивации техногенно нарушенных земель/ П.: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2015, с 13-24.
  2. Вайсман Я.И и др, Управление отходами. Полигонные технологии захоронения твердых бытовых отходов. Рекультивация и постэксплуатационное обслуживание полигона: монография/ П.: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2012, с 42-48.
  3. ГОСТ 17.5.1.03-86 «Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель»
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом