Разработване на технология за фитодобив на никел от серпентинни почви в България

Научноизследователски проект по Програми за Двустранно сътрудничество

БЪЛГАРИЯ - АВСТРИЯ

Базова организация: Аграрен Университет –Пловдив

Ръководител на научния колектив: Проф. д-р Виолина Ангелова  Ризова

Партньорска организация от държавата партньор: University of Natural Resources and Life Science, Vienna, Austria (BOKU)

Ръководител на научния колектив от държавата партньор: Dr. Markus Puschenreiter

Резюме на проекта:

Основната цел на проекта е да се проведе системно изследване, което ще ни позволи да обогатим знанията, свързани с разработването на технология за фитодобив на никел върху серпентинни почви в България.

В проекта е оценен ефекта от внасянето на органични мелиоранти (компост, вермикомпост и биологични въглища) върху промяната на мобилността и формите на Ni в  серпентинните почви в България, както и усвояването на Ni и растежните характеристики на хиперакумулаторните растения, отглеждани върху серпентинни почви.

Поставената цел беше постигната чрез решаването на следните конкретни задачи:

1) Идентифициране и охарактеризиране на серпентинните почви в България;

2) Оценка на съдържанието на Ni в местни хиперакумулаторни видове и събиране на семена за прилагане технологията на фитодобив и

3) Тестване на потенциала на подбрани местни хиперакумулаторни видове и Odontarrhena muralis (вид, ендемичен за серпентинните почви в Албания) в съдови и в полски експерименти.

Целите на проекта са постигнати чрез тясно сътрудничество между двете партньорски организации (Aграрен университет-Пловдив и Университет по природни ресурси и науки за живота, Виена (BOKU)), чрез интегриране на студенти (бакалаври, магистри) и докторанти в научните изследвания и чрез редовен обмен на студенти и членове на екипите между партньорските организации.

Снимка 1.1. Изглед на местата със серпентинови почви (Казак, Добромирци, Кърджали, Горнослав)

Снимка 1.2.  Растения от серпентинните почви от Източни и Централни Родопи

Снимка 1.3. Ni  хиперакумулатор O. chalcidica  от Източни и Централни Родопи

Снимка 1.4. O. chalcidica от района на Казак във фаза цъфтеж и фаза образуване на семена

Снимка 1.5. Ni хиперакумулатор Noccaea caerulescens от района на Казак и Аврен

Снимка 1.6. Полеви тест за идентифициране на Ni хиперакумулатори, базиран на специфичната цветна реакция на Ni с диметилглиоксим. Тестът е бърз и чувствителен и помага за идентифицирането на множество хиперакумулатори на Ni в световен мащаб

Процедура за получаване на амониев никелов сулфат хексахидрат (Ni(NH₄)₂(SO₄)₂×6H₂O) чрез хидрометалургичен процес от Ni хиперакумулатор Odontarrhena Chalcidica:

1. Изгаряне на въздушно изсушената биомаса при 550^oC за 4 h;

2. Промиване на пепелта с вода в съотношение 1:4 (30 g сурова пепел и 120 ml дейонизирана вода) за 15 минути при разбъркване;

3. Киселинно извличане на промитата пепел с 2 М сярна киселина (съотношение 1:9) при 95^oC;

4. Пречистване на обогатената на Ni утайка чрез неутрализиране с 10 % Ca(OH)₂ за отстраняване на Fe, последвано от добавяне на 10 % NaF за отстраняване на Mg и концентриране на разтвора чрез изпаряване и намаляване на обема три пъти;  

5. Кристализация на амониев никелов сулфат хексахидрат (ANSH). За да се получат кристали на ANSH, се добавя 20 % (NH₄)₂SO₄ и разтвора се нагрява до 60°C. След като се охлади до стайна температура, следва кристализация на ANSH при 0^oC в продължение на 6 часа при разбъркване с магнитна бъркалка, за да се получи по-висок добив.

Снимка 7.  Получаване на Ni(NH₄)₂(SO₄)₂×6H₂O