Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Геокриология (мерзлотоведение) | Тезисы
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Ломоносовские чтения - 2010. Секция "Геология"


ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСКУССТВЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРОНИЦАЕМЫХ ГЕОХИМИЧЕСКИХ БАРЬЕРОВ

Н.Н. Данченко, М.Л. Кулешова, В.И. Сергеев, З.П. Малашенко

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.
ОбразецМатериалСодержание компонентов, %Кф
основагельдобавка
1Песчано-гелевыйпесок - 6634-54,4
2Песчано-гелевый с FeSпесок - 723FeS - 2516,3
3Торфяно-гелевыйторф - 5050-0,3
4Целлюлозный сорбентопилки--MnO2103,4

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
МатериалЭлементПоглощающая способность N, мг/г
Песчано-гелевыйSr1,1
Pb2,4
UO22,9
Песчано-гелевый с FeS (рН=6)Pb18,1
UO2>7,7
Песчано-гелевый с FeS (рН=3,9)Pb32,3
Торфяно-гелевыйSr11,0
Pb28,0
Целлюлозный с MnО2Pb61,5

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.


Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   
TopList Rambler's Top100