Transcript Новый композиционный материал на основе торфа для

Новый композиционный материал на основе
торфа для ускорения рекультивации
нефтезагрязненных почв
Цыганов А.Р., Томсон А.Э., Самсонова А.С., Сосновская
Н.Е., Соколова Т.В., Навоша Ю.Ю., Пехтерева В.С.
Институт природопользования НАН Беларуси
Институт микробиологии НАН Беларуси
Физико-химические характеристики природных
органических дисперсных материалов
Микрофотографии структуры полимерного
волокнистого материала (1) и частицы сорбента
«Экоторф» (2)
1
2
1
Использование дисперсного сорбента «Экоторф» на
нефтезагрязненных участках со сложным рельефом
Деградация нефти при различном соотношении
нефть:микробный препарат
Соотношение
нефть:микробный
препарат
Степень деградация нефти, %
14 сутки
21 сутки
28 сутки
24,8
28,5
33,6
1:1
60,2
78,8/2,7
95,5/2,4 
1: 0,5
58,1
64,0/0,8
80,0/2,3
1: 0,25
51,5
53,7/0,3
62,5/1,3
11 сутки
28 сутки
42 сутки
1: 0,1
35,8
39,4/0,2
45,8/0,5
1: 0,05
33,5
35,6/0,1
40,4/0,3
31,8/0,1
34,3/0,2
контроль
1: 0,025
30,1
 – скорость деградации, %/сутки
Нефтепоглощение образцов композиционного
материала различного состава
Состав композиционного материала
Нефтепоглощение,
кг/кг
Магелланикум-торф (R = 20 %) – 100 %
4,8
Осоковый торф (R = 30–35 %) – 100 %
1,6
Магелланикум-торф 25 % + осоковый торф 75 %
2,4
Магелланикум-торф 50 % + осоковый торф 50 %
3,2
Магелланикум-торф 75 % + осоковый торф 25 %
4,0
Влияние состава композиционного материала на степень
деградации нефти в почве в условиях лабораторного опыта
60 суток
Вариант опыта
1. Фон – почва + нефть
2. Фон + 100 % верховой торф
3. Фон + 100 % верховой торф +
культура
4. Фон + 100 % низинный торф
5. Фон + 100 % низинный торф
+ культура
6. Фон + 25 % верховой торф +
75 % низинный торф
7. Фон + 25 % верховой торф +
75 % низинный торф +
культура
8. Фон + 50 % верховой торф +
50 % низинный торф
9. Фон + 50 % верховой торф +
50 % низинный торф +
культура
10. Фон + 75 % верховой торф +
25 % низинный торф
11. Фон + 75 % верховой торф +
25 % низинный торф +
культура
остаточное
содержание
нефти, мг/г
1,20
0,81
120 суток
76,0
83,8
степень
деградации, %
к фону
–
32,5
остаточное
содержание
нефти, мг/г
1,13
0,59
77,4
88,2
степень
деградации,
% к фону
–
47,8
0,54
89,2
55,0
0,38
92,4
66,4
0,71
85,8
40,8
0,38
92,4
66,4
0,47
90,6
60,8
0,05
99,0
95,6
0,54
89,2
55,0
0,45
91,0
60,2
0,17
96,6
85,8
0,07
98,6
93,8
0,64
87,2
46,7
0,54
89,2
52,2
0,22
95,7
81,7
0,09
98,2
92,0
0,80
84,0
33,3
0,69
86,2
38,9
0,39
92,2
67,5
0,35
93,0
69,0
степень
деградации, %
степень
деградации, %
Схема опыта по рекультивации почвы, загрязненной нефтью
1 – контроль (чистая
почва);
2 – почва + нефть;
3 – почва + нефть +
композиционный
материал;
4 – почва + нефть +
культура
микроорганизмовдеструкторов
нефти;
5 – почва + нефть +
культура
микроорганизмовдеструкторов
нефти +
композиционный
материал
Остаточная концентрация (С) и степень деградации (S) нефти
в условиях полевого мелкоделяночного опыта
Варианты
опыта
0 съем
I съем
II съем
III съем
IV съем
Сср,
мг/г
Сср,
мг/г
S, %
Сср,
мг/г
S, %
Сср,
мг/г
S, %
Сср,
мг/г
S, %
1. Фон – почва
0,031
0,031
–
0,031
–
0,031
–
0,031
–
2. Почва + нефть
25,36
18,11
28,6
17,12
32,5
16,19
36,2
11,81
53,4
3. Почва + нефть +
композиционный
материал
25,13
15,48
38,4
14,66
41,6
13,38
46,8
8,09
67,8
4. Почва + нефть +
культура
25,10
14,75
41,2
12,01
52,2
11,52
54,1
5,45
78,3
5. Почва + нефть +
композиционный
материал +
культура
23,21
10,85
53,3
8,89
61,7
7,51
67,6
3,48
85,0
Участки мелкоделяночного полевого опыта перед отбором
проб через 30 суток
2– почва + нефть; 3 – почва+ нефть + композиционный материал; 4 –
почва + нефть + культура; 5 – почва+ нефть + композиционный
материал + культура.
Динамика общей численности микроорганизмов и
микроорганизмов-деструкторов нефти в нефтезагрязненной
почве в условиях мелкоделяночного полевого опыта
Вариант опыта
Контроль
Почва + нефть
Почва + нефть +
композиционный материал
Почва + нефть + культура
микроорганизмовдеструкторов
Почва + нефть + культура
микроорганизмовдеструкторов +
композиционный материал
Количество микроорганизмов,
КОЕ • 108 клеток/г абс. сух. почвы
0 сут
30 сут
60 сут
90 сут
0,25
0,30
0,28
0,26
0,30
0,17
0,13
0,11
Количество микроорганизмов-деструкторов
КОЕ •107/г абс. сух. почвы
0 сут
30 сут
60 сут
90 сут
0,29
0,31
0,32
0,29
0,26
0,46
0,48
0,50
0,24
0,47
0,79
0,83
0,30
0,98
1,01
1,07
0,28
0,81
3,92
3,58
0,28
2,13
2,16
2,18
0,28
1,69
6,83
6,29
0,30
5,38
1,90
2,06
Степень деградации нефти, % к
фону
Изменение степени деградации относительно фона
в условиях полевого мелкоделяночного опыта
60
50
40
30
20
10
0
30
60
90
Время наблюдений, сутки
Почва + нефть + композиционный материал
Почва + нефть + культура микроорганизмов-деструкторов
Почва + нефть + культура микроорганизмов-деструкторов +
композиционный материал
Общий вид мелкоделяночного полевого опыта
перед отбором проб
Участок мелкоделяночного полевого опыта перед
посевом травяных культур
Влияние композиционного материала на миграцию
нефти по почвенному профилю в условиях
полевого мелкоделяночного опыта
10,00
Содержание нефти в почве, мг/г
9,00
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
0-5 см
5-10 см
10-15 см
15-20 см
Глубина проникновения нефти
почва+нефть
почва+нефть+композиционный материал
Распределение нефти по глубине в условиях
полевого мелкоделяночного опыта
0,0%
8,6%
2,2%
4,1%
21,6%
70,5%
91,4%
1
2
3
а
4
1
2
3
4
б
без применения (а) и с применением (б) композиционного материала:
1– 0-5 см; 2 – 5-10 см; 3 – 10-15 см; 4 – 15-20 см
Степень деградации (S) нефти и выход биомассы
травяных культур в условиях полевого
мелкоделяночного опыта
Степень
деградации
,%
Выход биомассы, 10 -3 кг
1. Фон – почва
–
2. Почва + нефть
55,7
8,5±0,7
4,6±0,4
2-ой укос
зеленая сухая
155,5±5,
49,5±1,7
0
13,6±0,9 7,2±0,8
3. Почва + нефть +
композиционный
материал
72,4
24,2±1,5
12,1±1,1
31,8±1,8 13,2±0,9
4. Почва + нефть +
культура
80,7
43,0±2,0
17,2±1,0
53,4±2,2 21,8±1,1
5. Почва + нефть +
композиционный
материал + культура
93,3
68,0±2,4
25,8±1,9
86,1±3,2 33,4±1,3
Вариант опыта
1-ый укос
зеленая
сухая
145,0±5,0 55,4±2,1
Степень токсикации растений нефтью к фону и
площадь зарастания экспериментальных участков
в условиях полевого мелкоделяночного опыта
Вариант опыта
1. Фон – почва
2. Почва + нефть
3. Почва + нефть +
композиционный
материал
Площадь
зарастания,
м2
0,8
0,1
Степень токсикации по выходу
биомассы, %
1-ый укос
2-ой укос
зеленая сухая
зеленая сухая
94,1
91,7
91,3
85,5
0,3
83,3
78,2
79,5
73,3
4. Почва + нефть +
культура
0,5
73,3
69,0
65,7
56,0
5. Почва + нефть +
композиционный
материал + культура
0,7
53,1
53,4
44,6
32,5
Участки мелкоделяночного полевого опыта перед
первым укосом трав
почва + нефть
почва+ нефть + композиционный
материал + культура
НОВЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА
ОСНОВЕ ТОРФА
Получение композиционного
биосорбционного препарата
на ОАО «Зеленоборское»
Слайд 19
Испытание композиционного
сорбционного материала
на 1-ой Минской птицефабрике
Эффективность применения – 650$
при разовой посадке на один птичник
Стоимость утилизации 1 т нефти на 1090$ меньше
по сравнению с аналогом «Деворойл» (РФ)
Участок местности, загрязненный нефтепродуктами
(404-ый км трассы Гомель-Брест)