Способ фитоконсервации отходов полиметаллического производства

(51) 02 3/32 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ металлургической промышленности,складированных под открытым небом в местах переработки руды. Предложен способ консервации производственных отходов путем посева на поверхности насыпей отходов, в котором в качестве фитоконсерванта используют додарцию восточную( ), с нормой высева семян 45 г/м 2 и свинорой пальчатый ( ), с нормой высева семян 30 г/м 2. Предложенные виды растений отличаются высокой устойчивостью к токсическому воздействию ионов тяжелых металлов и аридным условиям климата. Использование додарции восточной и свинороя пальчатого при консервации отходов полиметаллического производства за 2 года культивирования позволяет покрыть поверхность насыпей отходов растительностью на 65,4. Степень проективного покрытия поверхности отходов в последующие годы составляет 70-85.(72) Бишимбаев Валихан Козыкеевич Исаева Акмарал Умирбековна Ешибаев Арыстанбек Аширбаевич Абдукаримов Нурбакыт Айдарович Саипов Амангелды(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Журнал Сельское хозяйство Киргизии 1,1989, с.26(54) СПОСОБ ФИТОКОНСЕРВАЦИИ ОТХОДОВ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА(57) Изобретение относится к биологическим способам консервации производственных отходов промышленных предприятий и может найти применение в консервации отходов производства Изобретение относится к биологическим способам консервации производственных отходов промышленных предприятий и может найти применение в консервации отходов производства металлургической промышленности,складированных под открытым небом в местах переработки руды. Известен способ очистки почв от тяжелых металлов, который может применяться в различных отраслях промышленности для утилизации загрязненных шламов и осадков, включающий выращивание культурных растений - аккумуляторов токсических веществ с использованием побуждающих веществ - закислителей почв, сбор частей растений, в которых накоплен тяжелый металл. Дополнительно выращивают растения,выделяющие в почву подкисляющие вещества, а через электроды, размещенные в прикорневой зоне растений-аккумуляторов или подсоединенные к самим растениям-аккумуляторам,подают положительный и/или отрицательный потенциал от 1 до 1000 В (Патент РФ 2311973 С 2, МПК В 09 С 1/10, опубл. 10.12.2007). Основным недостатком известного способа является трудоемкость и дороговизна проводимых мероприятий. Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ рекультивации отвалов угольной промышленности и ТЭЦ путем землевания их поверхности слоем почвы от 5 до 20 см с одновременным высевом семян различных культур(Статья Сено с отвалов. Журнал Сельское хозяйство Киргизии, - 1989, -1, - с.26). Недостатком известного способа является трудоемкость проводимых мероприятий,в частности, транспортировка земли. Кроме того, в этом способе используются растения с небольшой корневой системой, исключающей возможность извлечения вредных веществ из отходов, и применяющихся только с целью локализации загрязнителя. Задачей изобретения является разработка более эффективного в условиях аридного климата и доступного способа фитоконсервации отходов полиметаллического производства с высоким содержанием ионов тяжелых металлов. Техническим результатом, который может быть получен при использовании предлагаемого изобретения, является упрощение технологии консервации отходов полиметаллического производства с высоким содержанием ионов тяжелых металлов с целью исключения попадания вредных веществ в атмосферу, а также постепенное снижение содержания их в отходах. Поставленная задача решается тем, что в способе консервации отходов полиметаллического производства путем выращивания растений на насыпях отходов,согласно изобретению,выращивание растений осуществляют непосредственно на поверхности насыпей отходов,причем в качестве растений используют додарцию восточную ( ) с нормой высева 2) с нормой высева семян 30 г/м 2. Данные растения являются устойчивыми к аридным условиям климата и токсическому воздействию высоких концентраций ионов тяжелых металлов свинца (Р 2) - 3200 мг/кг, кадмия (2) 50 мг/кг, меди (С 2) - 3300 мг/кг и цинка (2) 3200 мг/кг. При этом достигается следующий технический результат- за 2 года культивирования данных растений степень покрытия поверхности складированных отходов растительностью составляет 65,4- степень покрытия поверхности отходов в последующие годы возрастает до 70-85- возможность использования предлагаемого способа консервации отходов полиметаллического производства в условиях засушливого климата- растения-фитоконсерванты не нуждаются в дополнительных агротехнических мерах по уходу за ними, в течение долгого времени могут расти на поверхности консервируемого отхода и способны с каждым годом сгущать растительный покров- консервированные данным методов отходы надежно защищены от ветровой и водной эрозий. Способ фитоконсервации осуществляется путем засева поверхности насыпей отходов полиметаллического производства семенами растений, где происходит покрытие поверхности отходов растительной массой додарции восточной и свинороя пальчатого. Додарция восточная способна произрастать и давать семенное воспроизводство непосредственно на чистом субстрате отходов, что объясняется ее высокой устойчивостью к токсическому воздействию повышенных доз ионов тяжелых металлов и способностью ее главного корня быстро проникать в глубину субстрата. Высокий темп роста главного корня обеспечивает ей быстрое выведение сосущей зоны корня из токсической зоны субстрата. По этой причине додарция восточная может хорошо расти на поверхности отходов высотой до 3-4 метров, где образует растительный покров из отдельно растущих растений, который за счет семенного размножения из года в год сгущается. Свинорой пальчатый, по этой же причине, образует травостой на субстрате высотой до 0,5-0,7 м, который за счет надземных ползучих побегов начинает осваивать последующие высоты насыпи отходов. Таким образом, консервируемый объект покрывается растительностью, начиная снизу вверх. В примере 1 приведены данные лабораторных исследований, где были использованы отходы полиметаллического производства с концентрацией ионов свинца - 3200 мг/кг, кадмия - 50 мг/кг, меди 3300 мг/кг и цинка - 3200 мг/кг, а в примере 2 приведены данные результатов промышленных испытаний на терриконах АО КП Южполиметалл г.Шымкент. Пример 1. Семена додарции восточной и свинороя пальчатого были посеяны в керамические сосуды емкостью 5 л, растения выращивались в течение 3 лет, до семенного воспроизводства. Показатели всхожести семян и выживаемости растений додарции восточной и свинороя пальчатого на высокотоксическом представлено в таблице 1. Таблица 1 Уровень всхожести семян и выживаемости растений додарции восточной и свинороя пальчатого при их выращивании на субстрате из отходов полиметаллического производства АО КП Южполиметалл(лабораторные исследования, 2003 -2006 г.г.). Наименование испытанных видов растений(после 10 суток),Додарция восточная 70,5 Свинорой пальчатый 65,4 Ширица обыкновенная 16,6 Марь белая 16,7 Райграс многолетний 23,5 Освяница красная 18,4 Мятлик луговой 15.3 Верблюжья колючка 29,4 Псоралея костянковая 37,4 Подорожник ланцетолистный 33.2 Дурнишник обыкновенный 23,6 Подмаренник цепкий 25,1 Горец птичий 19,4 Гармала обыкновенная 1,3 Пшеница мягкая 12,5 Ячмень посевной 14,5 Маш посевной 3,6 Пырей ползучий 16,3 Мятлик живородящий 5.5 Василек растопыренный 6,8 Каперс травянистый 25,3 Горчак обыкновенный 26,4 Результатами исследований установлено, что додарция восточная и свинорой пальчатый обладают устойчивостью к высоким дозам ионов тяжелых металлов. Всхожесть и выживаемость растений додарции и свинороя в лабораторных опытах составила 67,7-66,9 соответственно. Устойчивость додарции восточной и свинороя пальчатого подтверждается низким уровнем всхожести семян и выживаемости растений остальных испытанных видов растений,аналогичные показатели которых варьировались соответственно в пределах 1,3-37,4 и 0,0 - 35,1. Устойчивость додарции восточной и свинороя пальчатого к токсическому воздействию высоких доз тяжелых металлов обусловлена особенностью их защитной реакции на организменном уровне. Результаты фенологических наблюдений за ростом и развитием растений этих видов показали отсутствие существенных отклонений в темпе роста и наступлении фенофаз. Основным показателем устойчивости додарции восточной и свинороя Выживаемость растений (после 30 суток), Семенная продуктивность процент завязавшихся семян от общего количества цветков,67,7 54,2 66,9 68,9 9,5 35,6 5,7 12,6 22,3 34,4 16,4 12,5 12,3 2,8 28,6 35,1 11,7 26.3 23,8 14.2 7,9 33,8 12,6 17,2 18,6 0,0 2,1 3,2 3,2 6,8 15,5 23,5 19,7 7,4 17,7 16,9 23,8 22,7 23,6 13,6 31,5 пальчатого является их высокая семенная продуктивность на высоко токсическом фоне (54,2 и 68,9 соответственно). Пример 2. Растения-фитоконсерванты были культивированы на насыпях отходов полиметаллического производства АО КП Южполиметалл на площади 15 м 2, высота которых составляли 2-4 м. Насыпи представляют собой чистые отходы полиметаллического производства,черного цвета гранулярной структуры. Соотношение гранул размером от 1 до 3,6 мм и пылеобразных частей отходов составляет 31. В составе отходов отсутствуют примеси почвы и других субстратов. Посев производился рано весной, в период с 1 по 5 марта, без предварительной подготовки субстрата. Семена испытуемых видов растений были посеяны непосредственно на поверхность насыпей отходов. Температура воздуха составляла днем 19-22 С,ночью 15-17 С. Результаты эксперимента представлены в таблице 2. Таблица 2 Всхожесть семян и выживаемость растений-консервантов в условиях их культивирования на насыпях чистых отходов полиметаллического производства (производственные исследования, 2006-2008 г.г.) Наименование растений консервантов Додарция восточная Свинорой пальчатый Ширица обыкновенная Марь белая Райграс многолетний Освяница красная Мятлик луговой Верблюжья колючка Псорался костянковая Подорожник ланцетолистный Дурнишник обыкновенный Подмаренник цепкий Горец птичий Гармала обыкновенная Пырей ползучий Мятлик живородящий Василек растопыренный Каперс травянистый Горчак обыкновении Результаты производственных опытов показали, что из числа изученных видов растений на чистом субстрате отходов полиметаллического производства способны произрастать и образовывать растительный покров только додарция восточная и свинорой пальчатый. Эти виды растений за два года жизни способны обеспечить проективное покрытие поверхности насыпей отходов соответственно на 54,9 и 43,5. Поэтому додарция восточная и свинорой пальчатый могут быть рекомендованы для метода фитоконсервации отходов полиметаллического производства в естественных условиях аридного климата. При использовании смеси додарции восточной и свинороя пальчатого на третий год жизни растений проективное покрытие поверхности субстрата. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ фитоконсервации отходов полиметаллического производства путем выращивания растений на насыпях отходов,отличающийся тем, что выращивание растений осуществляют непосредственно на поверхности насыпей отходов, причем в качестве растений используют додарцию восточную) с нормой высева семян 45 г/м 2 и свинорой пальчатый ( ) с нормой высева семян 30 г/м 2. Проективное покрытие поверхности отходов растительностью,(за 2 года). 54,9 43,5 1,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5 0,7 0,0 1,1 1,3 0,0 0,0 0,0 0,0 1,3 0