Příklad výpočtu vápna – MegaLectures

— na zasolování půdy, vyplavování půdy; studijní metody a výpočty rychlostí vyplavování pro zasolování půdy.

Materiály a vybavení: Pro úspěšné dokončení úkolu musíte mít kalkulačku.

OBECNÁ INFORMACE

Ropa se nachází v přírodě a při výrobě se těží s doprovodnými vodami a zemními plyny. NSW jsou tvořeny z nádrží a průmyslových odpadních vod. Nádrž, tzn. Podzemní vody těžené spolu s ropou tvoří až 80-95 % z celkového objemu všech odpadních vod, a tak především určují vlastnosti podzemního zásobování vodou (Gainutdinov et al., 1982).

Hlavním důvodem kontaminace půdy NSV jsou havarijní praskliny potrubí v důsledku jejich vysoké korozivní aktivity.

Odpadní vody z ropných polí jsou velmi silně mineralizované, jejich mineralizace se výrazně liší v závislosti na poli, technologickém schématu těžby ropy a roční době. Zpravidla je v NSV obsah Na + 30-35 % z celkového počtu iontů, Ca 2+ a Mg 2+ celkem obsahují 5-15 %, tzn. obsah Na + ve všech případech výrazně převyšuje množství Ca 2+ a Mg 2+. Převládajícím aniontem je Cl – (50 %), podíl HCO₃ – a SO₄ 2- tvoří méně než 1 % celkových iontů. Protože obsah Na + ve složení NSW převyšuje součet Ca 2+ a Mg 2+, kontaminace půdy se nejen zasoluje, ale také se stává alkalickou.

Technogenní (TG) salinizace je proces akumulace ve vodě rozpustných solí v půdě vedoucí ke vzniku technogenních slanišť.

Zvýšení obsahu sodných solí v půdách vede k nasycení absorpčního komplexu ionty sodíku tím, že z něj vytěsní jiné kationty.

Tento proces vede k TG-zasolení půd. Částice půdy nasycené sodíkem ztrácejí svůj stav agregace v důsledku hydratace iontů sodíku. Koloidy obohacené sodíkem mají schopnost zadržovat vodu na svém povrchu, silně bobtnají, získávají odolnost proti srážení a výraznou pohyblivost. Současně se také prudce zvyšuje rozpustnost organických a minerálních sloučenin v půdě v důsledku výskytu alkalické reakce. Solonetzovy půdy zahrnují půdy s obsahem výměnného sodíku vyšším než 5 % množství výměnných kationtů nebo absorpční kapacity.

Proces degradace TG-solonetzů vede k jejich posttechnogenní solodizaci, při které dochází k rozkladu minerálních koloidů v horních horizontech posledně jmenovaných. Uvolněný oxid křemičitý se hromadí v amorfní formě, rozpustné v alkáliích. Zbývající produkty rozpadu minerálních koloidů jsou unášeny hlouběji, částečně se hromadí v iluviálním horizontu.

Metodická ustanovení

Rekultivační metody

Znečištění NSW vede k rychlé ztrátě produktivity nebo úplné degradaci půd s odumíráním vegetačního krytu.

Zasolené půdy jsou klasifikovány podle stupně zasolení (viz tabulka 1) a salinity půdy (viz tabulka 2).

Tabulka 1 Klasifikace půd podle stupně zasolení

Tabulka 2 Hodnocení stupně zasolení půdy na základě obsahu výměnného sodíku (% absorpční kapacity)

Při vývoji metod sanace zemin kontaminovaných NSW je nutné vzít v úvahu reálnou fázi jejich transformace TG.

Rekultivace půd kontaminovaných nesolárními půdami zahrnuje především jejich odsolování a odsolování. V praxi rekultivace takových půd se používají metody přijaté pro rekultivaci přírodních zasolených a alkalických půd – chemické, fyzikální, biologické a hydraulické inženýrství.

Chemická metoda rekultivace

Radikální metodou odsolování půd je chemická rekultivace, tzn. přidávání látek obsahujících vápník nebo kyselých látek do půdy za účelem neutralizace volné sody a nahrazení absorbovaného sodíku ionty vápníku.

Mezi látky používané při chemické rekultivaci patří:

1) rozpustné vápenaté soli – chlorid vápenatý (CaCl₂) a sádrovec (CaSO₄* 2H₂Ó);

2) málo rozpustné sloučeniny vápníku – vápno (CaCO₃);

3) kyselé látky – kyselina sírová (H₂SO₄), síra (S), síran železnatý (FeSO₄) atd.

Půdní sádrovec

Půdní sádrovecpřidáním sádry (CaSO) do půdy₄*2H₂O) k odstranění nadměrné alkality, škodlivé pro mnoho zemědělských rostlin; metoda chemické rekultivace solonetzových a solonetzových půd. Sádrování je založeno na nahrazení sodíku absorbovaného půdou vápníkem, čímž se zlepšují jeho nepříznivé fyzikálně-chemické a biologické vlastnosti a zvyšuje se úrodnost. Dávky sádrovce (nastavené množstvím sodíku v kořenové vrstvě půdy, který je nutné nahradit vápníkem) od 3-4 do 10-15 t/ha, nejvyšší na solonkách. Sádra se aplikuje ve 2 krocích: před orbou a po ní pro kultivaci. Na solonetzových půdách, které obsahují méně sodíku než solonce, se do řádků spolu se semeny přidává sádrovec (3-4 c/ha). Sádrování půdy se provádí v kombinaci s agrotechnickými opatřeními: hluboká orba (40-50 cm) s promícháním solonetzové vrstvy (to umožňuje přesun sádry obsažené v podorniční vrstvě do orné vrstvy), závlaha, aplikace organických hnojiva, zadržování sněhu a zadržování vody z tání, setí víceletých trav.

Pro sádrování půdy využívají především surový mletý sádrovec (z přírodních ložisek), fosfosádrovec – odpad z výroby hnojiv a odpad z výroby sody. Doba přechodu solonců pod vlivem sádrovce do kultivované půdy, tj. doba rekultivace, je 8-10 let v podmínkách deště a 5-6 let při zavlažování. Na zavlažovaných pozemcích se účinnost půdního sádrovce zvyšuje.

Vápnění půdy

Vápnění půdy — přidávání vápna a jiných vápenných hnojiv do půdy k odstranění nadměrné kyselosti, škodlivé pro mnoho zemědělských rostlin; metoda chemické rekultivace kyselých půd. Vápnění půdy je založeno na nahrazení vodíkových a hliníkových iontů v půdním absorpčním komplexu ionty vápníku a hořčíku. Při vápnění se v důsledku neutralizace kyselosti půdy a zvýšení obsahu vápníku zesílí životně důležitá aktivita prospěšných mikroorganismů (například nodulových bakterií, mikroorganismů, které mineralizují organické zbytky a humus) a půda se obohatí o dostupné živiny. rostlinám se zlepšují jeho fyzikální vlastnosti (struktura, propustnost vody atd.). Vápnění půdy se široce používá na podzolových, sodno-podzolových a některých rašelinných půdách, méně často na šedých lesních půdách a červených půdách.

Na podzolových půdách s pH v solném extraktu nižším než 4,5 je vápnění půdy nutné pro všechny zemědělské plodiny;

při pH 4,5-5,0 – pro všechny plodiny kromě lupiny;

při pH 5,1-5,5 – pro plodiny, které jsou velmi citlivé na kyselost (řepa, zelí, cibule, česnek, jetel, vojtěška, rybíz), vyžadující mírně kyselou a téměř neutrální reakci (rutabaga, tuřín, vikev, fazole, kukuřice, pšenice, ječmen, okurky, jablka, třešně) a tolerují mírnou kyselost, ale zvyšují výnos při aplikaci ve vysokých dávkách vápno (oves, žito, timotej, pohanka);

při pH 5,6-6,0 – pouze pro řepu a vojtěšku;

Pokud je pH vyšší než 6,0, půda by se neměla vápnit.

Vápenné materiály (hnojiva) se získávají mletím nebo pražením tvrdých vápnitých hornin (vápenec, dolomit, křída) nebo použitím měkkých vápenatých hornin (vápnité tufy, opuky atd.), které nevyžadují mletí, a průmyslového odpadu (popel z břidlic, kaly, atd.) .d.), bohaté na vápno.

Výpočet dávky vápna

Dávka vápna se vypočítá na základě hydrolytické kyselosti. K tomu potřebujete znát hmotnost ornice na 1 ha. K neutralizaci 1 kg výměnného vodíku je potřeba 50 kg CaCO₃, protože molární hmotnost ekvivalentu uhličitanu vápenatého (1/2 CaCO₃) se rovná 50.

Výpočet se provádí podle vzorce:

D = h * h * dv * 50/1000;

kde D je dávka vápna (t/ha) CaCO₃,

Hr – hydrolytická kyselost (mg-ekv./100 g půdy);

h – tloušťka orné vrstvy (cm);

dv – hustota půdy (g/cm3);

50 je molární hmotnost ekvivalentu uhličitanu vápenatého (g/mol).

Výpočet dávky vápna lze zjednodušit. Pro výpočet množství vápna (v tunách CaCO₃ na 1 ha) vynásobte hodnotu hydrolytické acidity (Hr), vyjádřenou v mg*ekv. na 100 g půdy faktorem 1,5.

Norma CaCO₃ = Нr * 1,5.

Tento vzorec je získán jako výsledek následujících výpočtů. Pro neutralizaci 1 mg*ekv. kyselost (H + ionty) na 100 g půdy vyžaduje 1 mg*ekv. nebo 50 mg CaCO₃a na 1 kg – 500 mg CaCO₃; vynásobením této hodnoty hmotností orné vrstvy jednoho hektaru půdy (3 000 000) a vydělením 1 000 000 000 (pro převod miligramů na tuny) získáme:

norma CaCO₃ = Нr * 500 * 3 000 000 / 1 000 000 000 = Нr * 1,5.

Při použití hašeného vápna jako vápenného hnojiva – Ca(OH)₂, dávka vápna vypočtená pro CaCO₃, vynásobte 1,11;

pro výpočet dávek žíravého vápna (CaO) je koeficient 0,84.

Příklad výpočtu normy vápna

Půda je tmavě šedá lesní těžká hlinitá.

Plocha vápnění (znečištění) je 5 hektarů.

Hr = 5 mg/100 g půdy.

Norma CaCO₃ = 5 * 1,5 = 7,5 t/ha.

Celkové množství vápna potřebné pro aplikaci:

Д_celkový = 7,5 t/ha * 5 = 37,5 t.