Використання відходів виробництва щебеню як добрив для вирощування технічних енергетичних культур

Автор(и)

  • Анастасія Олександрівна Бондаренко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-2506-4716
  • Оксана Ярославівна Тверда Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-3163-0972
  • Микола Володимирович Репін Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-0318-8278
  • Костянтин Костянтинович Ткачук Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0001-5230-9980
  • Олексій Євгенович Кофанов Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-2181-9288
  • Олена Вікторівна Кофанова Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-9851-6392

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.235198

Ключові слова:

утилізація відвалів гірських порід, енергетичні характеристики сорго, фізико-хімічні характеристики сорго

Анотація

Об’єктом дослідження є процес управління та поводження з відходами виробництва щебеню. Проаналізовано сучасні підходи до утилізації відходів виробництва щебеню. Виявлено, що відходи виробництва щебеню, в основному, використовуються у будівельній галузі, а обсяги використання є недостатніми, щоб нейтралізувати вплив відвалів на навколишнє середовище. Проаналізовано хімічний склад відходів виробництва щебеню та проведено експеримент для визначення можливості їх використання як добрив для вирощування технічних енергетичних культур. Для проведення досліду обрано енергетичну культуру – сорго. Насінини сорго розміщували у два типи ґрунту: звичайний торф’яний субстрат і торф’яний субстрат з додаванням гірської породи в співвідношенні 60:40. Відходи виробництва щебеню – гірська порода, до складу якої входять: кварцит – 90–98 %, пірофіліт – 1–9 %, рудний мінерал – 0,3–1 %. Результати експерименту показали збільшення біомаси сорго, вирощеного на торф’яному субстраті з додаванням гірської породи, у 1,5 раза, у порівнянні з вирощеним на звичайному торф’яному субстраті. Відповідно енергетичний вихід сорго з 1 га поля також зросте на 50 %. Окрім збільшення біомаси сорго, в результаті експерименту встановлено збільшення кількості вторинних та третинних корінців за умови вирощування його на торф’яному субстраті з додаванням гірської породи. Більш розвинена коренева система дає можливість рослині отримувати більше вологи та живильних речовин, тим самим підвищуючи її витривалість і посухостійкість. Отримані результати можна пояснити позитивним впливом кремнезему, з якого більш ніж на 90 % складена гірська порода, на ріст і розвиток рослин. Запропоновано підвищувати рівень екологічної безпеки гірничодобувних регіонів за рахунок використання відходів виробництва щебеню як добрив для технічних енергетичних культур та переходу на альтернативні джерела енергії, зокрема біопаливо, виготовлене на основі цих культур

Біографії авторів

Анастасія Олександрівна Бондаренко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кафедра геоінженерії

Оксана Ярославівна Тверда, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра геоінженерії

Микола Володимирович Репін, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат технічних наук

Кафедра геоінженерії

Костянтин Костянтинович Ткачук, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра геоінженерії

Олексій Євгенович Кофанов, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат економічних наук, кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра геоінженерії

Олена Вікторівна Кофанова, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор педагогічних наук, кандидат хімічних наук, професор, професор

Кафедра геоінженерії

Посилання

  1. Tverda, O. Ya., Vorobiov, V. D., Davydenko, Yu. A. (2015). Investigation the process of dust scattering from quarry heap in the working and surrounding areas. Visnyk NTUU «KPI». Seriya «Hirnytstvo», 29, 96–103.
  2. Vaitkevičius, V., Šerelis, E., Lygutaitė, R. (2013). Production Waste of Granite Rubble Utilisation in Ultra High. Journal of Sustainable Architecture and Civil Engineering, 2 (3). doi: https://doi.org/10.5755/j01.sace.2.3.3873
  3. Lokeshwari, M., Jagadish, K. S. (2016). Eco-friendly Use of Granite Fines Waste in Building Blocks. Procedia Environmental Sciences, 35, 618–623. doi: https://doi.org/10.1016/j.proenv.2016.07.049
  4. Allam, M., Bakhoum, E., Garas, G. (2014). Re-use of granite sludge in producing green concrete. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 9 (12), 2731–2737.
  5. Khan, M., Rana, H. (2020). Granite Slurry: A Valued By-Product as Fertilizer. International Journal of Research and Innovation in Applied Science, V (IV), 143–145.
  6. Fedorchuk, M. I., Kokovikhin, S. V., Kalenska, S. M. et. al. (2017). Naukovo-teoretychni zasady ta praktychni aspekty formuvannia ekoloho-bezpechnykh tekhnolohiy vyroshchuvannia ta pererobky sorho v stepoviy zoni Ukrainy. Kherson, 208.
  7. Polianskyi, O. S., Diakonov, O. V., Skrypnyk, O. S. et. al. (2017). Napriamy rozvytku alternatyvnykh dzherel enerhiyi: aktsent na tverdomu biopalyvi ta hnuchkykh tekhnolohiiakh yoho vyhotovlennia. Kharkiv: KhNUMH im. O. M. Beketova, 136.
  8. Yesipov, O. V. (2020). Sorho – vazhlyva enerhetychna kultura. Alternatyvni dzherela enerhiyi, enerhozberezhennia ta ekolohichni aspekty v ahrarnomu sektori: materialy vseukr. nauk.-prakt. konf. Kharkiv, 75–76.
  9. López-Sandin, I., Gutiérrez-Soto, G., Gutiérrez-Díez, A., Medina-Herrera, N., Gutiérrez-Castorena, E., Zavala-García, F. (2019). Evaluation of the Use of Energy in the Production of Sweet Sorghum (Sorghum Bicolor (L.) Moench) under Different Production Systems. Energies, 12 (9), 1713. doi: https://doi.org/10.3390/en12091713
  10. Matychenkov, V. V., Bocharnikova, E. A., Amosova, Ya. M. (2015). Amorfnyy kremnezem opal-kristobalitovyh porod kak vozobnovlyaemoe syr'e dlya sinteza kremniyorganicheskih soedineniy i silikatov. Chast' 4. Vliyanie kremnievyh udobreniy na rasteniya i pochvu. Butlerovskie soobscheniya, 43 (9), 17–25.
  11. Frew, A., Weston, L. A., Reynolds, O. L., Gurr, G. M. (2018). The role of silicon in plant biology: a paradigm shift in research approach. Annals of Botany, 121 (7), 1265–1273. doi: https://doi.org/10.1093/aob/mcy009

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-06-30

Як цитувати

Бондаренко, А. О., Тверда, О. Я., Репін, М. В., Ткачук, К. К., Кофанов, О. Є., & Кофанова, О. В. (2021). Використання відходів виробництва щебеню як добрив для вирощування технічних енергетичних культур. Technology Audit and Production Reserves, 3(1(59), 56–58. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.235198

Номер

Розділ

Альтернативні та відновлювальні джерела енергії: Звіт про науково-дослідну роботу