Способ детоксикации почв модифицированными углерод-минеральными сорбентами

(51) 01 20/20 (2010.01) 09 1/10 (2010.01) 01 31/08 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ жидкого ракетного топлива и может быть использовано в адсорбционных каталитических процессах для деструкции высокотоксичных веществ в почве с образованием не опасных конечных продуктов. Достигаемый технический результат повышение степени детоксикации почв, зараженных КЖРТ. Технический результат достигается способом детоксикации почв углерод-минеральными сорбентами, включающим модификацию сорбента на основе углеродсодержащего материала ионами переходных металлов, смешение полученного сорбента с почвой, зараженной КЖРТ в соотношении 15 при контакте взаимодействия 24 часа, в качестве модифицирующих агентов используют оксиды ионов железа , марганцаи меди .(72) Наурызбаев Михаил Касымович Ефремов Сергей Анатольевич Нечипуренко Сергей Витальевич Цель Анна Валерьевна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан Акционерное общество Фонд науки(56) Предварительный патент РК 17538, кл. В 09 С 1/00, В 01 20/20, В 09 С 101/00 2006 г(54) СПОСОБ ДЕТОКСИКАЦИИ ПОЧВ МОДИФИЦИРОВАННЫМИ УГЛЕРОДМИНЕРАЛЬНЫМИ СОРБЕНТАМИ 22990 Изобретение относится к технологии детоксикации почв, зараженных компонентами жидкого ракетного топлива(КЖРТ) модифицированными углерод-минеральными сорбентами. Известны различные способы обезвреживания почв от КЖРТ термический, химический,радиационный,биотехнологический,адсорбционный. Однако особенности природноклиматических условий Центрального Казахстана делают невозможным использование многих из них. Одним из наиболее эффективных способов детоксикации считается адсорбционный,основанный на поглощении из почв КЖРТ различными сорбентами. Известен способ применения модифицированного торфа (Способ очистки почвы и грунта от гептила (Патент РФ 20095105, 1997 г.). Недостатком этого способа является его практическая неприемлемость при необходимости ликвидации разливов КЖРТ в глинистой труднодоступной местности. Также к недостаткам способа можно отнести осуществление дорогостоящей и длительной операции изготовления модифицирующей добавки и нанесение ее на пористый носитель. Эти операции неоправданно повышают трудоемкость технологического процесса. Наиболее близким к заявляемому является способ использования углерод-минерального сорбента в процессах дезактивации почв,зараженных компонентами ракетного топлива,модифицированного оксидом марганца(Способ дезактивации почв, зараженных компонентами ракетного топлива (Предварительный патент РК 17538, МПК 7 В 09 С 1/00, В 01 20/20, В 09 С 101/00,14.07.2006),где детоксикация осуществляется путем смешения модифицированного углерод-минерального сорбента с зараженной почвой в соотношении 15 и контактом взаимодействия 24 часа. Степень дезактивации при использовании данного сорбента достигает 90 . Недостатком данного способа является использование в качестве модифицирующего агента- оксида марганца , введение которого в почву вызывает нарушение элементного состава почвы. Следующим недостатком является то, что оксид марганцаявляется амфотерным и по-разному реагирует с влагой, которая присутствует в почвах, в то время как на сам процесс детоксикации его вступает уже меньшее количество. Другим недостатком является то, что конечной стадией окисления компонентов ракетного топлива является образование аминов, ПДК (предельно допустимая концентрация) которых также являются достаточно низкими. Задачей данного изобретения является создание способа использования углерод-минерального сорбента на основе шунгитовых пород,модифицированного ионами переходных металлов,для детоксикации почв различных видов,зараженных КЖРТ. 2 Техническим результатом предлагаемого способа детоксикации почв является повышение степени детоксикации почвы, зараженной КЖРТ, за счет использования углерод-минеральных сорбентов, модифицированных ионами переходных металлов (2, 2, Си 2). Технический результат достигается способом детоксикации почв модифицированными углеродминеральными сорбентами,включающим модификацию сорбента на основе углеродсодержащего материала модифицирующими агентами, смешение сорбента с почвой, зараженной КЖРТ в соотношении 15 при контакте взаимодействия 24 часа, но в отличие от известного в качестве модифицирующих агентов используют оксиды ионов железа , марганцаи меди ,которые способствуют полному окислению КЖРТ до Н 20, СО 2 и 2. Учитывая, что ионы переходных металлов катализируют процесс окисления НДМГ и его производных, в сорбент вводят оксиды железа ,марганцаи медив количестве 10 от общей массы сорбента. Такое соотношение модифицирующей добавки и сорбента является оптимальным, т.к. в результате экспериментальных данных при добавлении уже 10 добавок наблюдается полная детоксикация почвенного покрова. Способ осуществляется следующим образом. Детоксикацию почв проводят при комнатной температуре на воздушно-сухих и влажных(содержание влаги составило 3,5 и 6 ) почвах с различным исходным содержанием гептила,концентрации которого превышали ПДК в 500 раз(ПДК гептила 0,1 мг/кг). Контроль над процессом сорбции НДМГ осуществляют методом ионной хроматографии с амперометрическим детектированием, в зараженных образцах почвы при контакте последних с исходным углеродминеральным сорбентом, а также содержащим в качестве модифицирующих агентов оксида железа, оксида марганцаи оксида медив режиме свободного испарения. Пример 1. Немодифицированный углеродминеральный сорбент смешивают с зараженной почвой с содержанием КЖРТ, превышающим ПДК в 500 раз. Соотношение почвасорбент - 15 при контакте взаимодействия 24 часа. По истечению данного времени почву отделяют от сорбента и анализируют. Анализ данных показывает, что шунгитовый сорбент дезактивирует КЖРТ до 80 . Пример 2. В углерод-минеральный сорбент вводят оксид железав количестве 10,смешивают с зараженной почвой с содержанием КЖРТ, превышающим ПДК в 500 раз, в соотношении 15 при контакте взаимодействия 16 часов. При истечении 24 часов КЖРТ не обнаруживаются. По истечению данного времени почву отделяют от сорбента и анализируют. Добавка ионов железа в шунгитовый сорбент привела к дезактивации КЖРТ до 95 . Применение катализаторов-деструктантов позволяет в последствии не удалять из почвы 22990 сорбент, т.к. он не нарушает общий фазовый баланс почв. Предлагаемые механизмы реакции, протекающие в процессе дезактивации, выглядят следующим образом Пример 3. Проводят аналогично примеру 2 , за исключением того, что в углерод-минеральный сорбент вводят катализатор - оксид марганца . В случае введения в углерод-минеральный сорбент ионов марганца степень дезактивациивозрастает до 100 . Пример 4. Проводят аналогично примерам 2 или 3 ,только в качестве модифицирующего агента в углерод-минеральный сорбент вводят - оксид меди. В случае введения в углерод-минеральный сорбент ионов меди степень дезактивациивозрастает до 95 . ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ детоксикации почв модифицированными углерод-минеральными сорбентами, включающий модификацию сорбента на основе углеродсодержащего материала модифицирующими агентами, смешение сорбента с почвой, зараженной компонентами жидкого ракетного топлива (КЖРТ) в соотношении 15 при контакте взаимодействия 24 часа, отличающийся тем, что в качестве модифицирующих агентов используют оксиды ионов железа , марганцаи меди .