Одним из бурно развивающихся на западе направлений в решении задач защиты природных вод от загрязнения сегодня является создание проницаемых геохимических барьеров непосредственно в загрязненном водоносном горизонте [1]. Помимо охраны окружающей среды этот подход позволяет не изолировать, а сохранить для хозяйственного пользования колоссальное количество воды, применяя при этом относительно недорогие технологии и материалы.

Данная работа посвящена исследованию свойств искусственных материалов для проницаемых геохимических барьеров. Основными требованиями к материалу проницаемого геохимического барьера являются доступность, хорошая фильтрующая способность и эффективное поглощение загрязнителей. В качестве потенциальных недорогих наполнителей проницаемых барьеров рассматривались приготовленные искусственные материалы на основе песка и торфа, пропитанных щавелево-алюмосиликатным гелем с активирующими добавками и без них. Для сравнения взят коммерческий сорбент на основе целлюлозы с нанесенной гидроокисью марганца. Для всех материалов были определены коэффициенты фильтрации (табл. 1).

Таблица 1.
Образец	Материал	Содержание компонентов, %			Кф
		основа	гель	добавка
1	Песчано-гелевый	песок - 66	34	-	54,4
2	Песчано-гелевый с FeS	песок - 72	3	FeS - 25	16,3
3	Торфяно-гелевый	торф - 50	50	-	0,3
4	Целлюлозный сорбент	опилки	--	MnO2	103,4

Песчано-гелевые материалы имели достаточную для проницаемых барьеров фильтрующую способность. Наименее проницаемым оказался торфяно-гелевый материал, Кф которого однако сравним со средними значениями для водоносных горизонтов. Коммерческий сорбент отличается очень высокой фильтрующей способностью.

Для оценки поглощающей способности выбранных материалов в динамическом режиме были проведены эксперименты по фильтрации растворов, содержащих модельные загрязнители, через колонки с образцами материалов согласно методике разработанной в ЛОГС [2]. В качестве модельных загрязнителей использовались Sr, Pb и UO₂. Песчано-гелевый материал с добавкой FeS испытывали при двух значениях рН: нейтральном и слабокислом, т.к. известно, что FeS проявляет большую восстановительно-осадительную активность в кислой среде. На базе данных выходных кривых, полученных в этих экспериментах, была определена поглощающая способность материалов (табл. 2).

Таблица 2. Условия проведения и результаты фильтрационных экспериментов
Материал	Элемент	Поглощающая способность N, мг/г
Песчано-гелевый	Sr	1,1
	Pb	2,4
	UO2	2,9
Песчано-гелевый с FeS (рН=6)	Pb	18,1
	UO2	>7,7
Песчано-гелевый с FeS (рН=3,9)	Pb	32,3
Торфяно-гелевый	Sr	11,0
	Pb	28,0
Целлюлозный с MnО2	Pb	61,5

Полученные данные показали, что приготовленные материлы несколько уступают коммерческому сорбенту по эффективности. Наибольшие величины получены для песчано-гелевого материала с добавкой FeS при подкислении. Однако в этом случае фильтрат обогащается Fe (превышение ПДК в сотни раз), хотя рН фильтрата ~5. В случае неподкисленного раствора концентрация Fe на порядок ниже, а поглощающая способность ниже всего в 2 раза. Следовательно, вариант с подкислением можно использовать только в случае отстаивания вод после фильтрации. Высокую эффективность поглощения по отношению к свинцу показал торфяно-гелевый материал, который имеет то преимущество, что из него не вымываются никакие загрязнтели.

Таким образом, все исследованные материалы, кроме чистого песчано-гелевого, могут применяться в качестве наполнителей проницаемых геохимических барьеров. Однако для каждого из них есть свои границы применимости. При использовании активирующей добавки FeS - необходимо последующее отстаивание для коагуляции гидроокиси железа. Торфяно-гелевый материал применим при небольших расходах (скоростях фильтрации).

Литература:
1. Naftz, D.L.; Morrison, S.J.; Davis, J.A.; Fuller, C.C. 2002. Handbook of Groundwater Remediation Using Permeable Reactive Barriers: Applications to Radionuclides, Trace Metals, and Nutrients. Academic Press, New York.
2. Защита подземных вод от загрязнения. Сб. научн. трудов, под ред. В.И.Сергеева, Изд. МГУ, 1992, с.31.