Экология СПРАВОЧНИК

Методы управления окислительно-восстановительными условиями в специально созданных подземных барьерах in situ используются для трансформации соединений тяжелых металлов (цинк, никель, свинец, соединения хрома, сурьмы, селена, кадмия, марганца) и радионуклидов (стронция, технеция и оксидов урана) в менее растворимые формы (гидроокислы), а также разрушения цианидов, растворенных форм нитратов, органических и хлор-органических соединений (тетрахлорид и другие хлорированные растворители).[ ...]

Создаваемые с помощью химических реагентов барьеры являются зоной с заданным окислительно-восстановительным потенциалом. В качестве химических реагентов для осаждения тяжелых металлов используют известь (поташ), сульфат натрия, оксиды и диоксиды железа, органический углерод и др. Эффективность очистки зависит от реакционной способности реагента и экотоксиканта. Размеры барьера в среднем до 18 м в диаметре и 30 м в глубину. Водный реагентный раствор закачивают в почву через скважины на 5-30 дней, затем загрязненный раствор удаляют на поверхность. Преимущество метода в разрушении хлорированной органики и фиксации тяжелых металлов и радионуклидов in situ, в высокой по сравнению с откачкой на поверхность скоростью очистки, не требующей дальнейших затрат на разрушение и дезактивацию загрязнений, и в достаточно низких капиталовложениях [34].[ ...]

Для осаждения микродоз тяжелых металлов в почвах в сельском хозяйстве используют внесение удобрений (минеральных, фосфорных, азотных, калийных). Например, внесение фосфорных и органических удобрений в почвы, содержащие свинец, цинк, марганец, никель или стронций, приводит к образованию (при pH < 6) хелатных комплексных соединений, однако степень очистки зависит от дозы вносимых удобрений и условий вегетации растений. Образованию малорастворимых соединений тяжелых металлов в почвах способствует внесение фосфатов. Применение фосфатов целесообразно в породах с высоким pH, когда хелатные комплексы тяжелых металлов разрушаются. Доза и тип вносимых удобрений могут изменить поведение тяжелых металлов в почвах. Это связано с увеличением кислотности почв.[ ...]

Для химической иммобилизации (связывания) и локализации загрязнений in situ используют различные органические и неорганические вяжущие типа битума, смол, цемента, золы, Na-и К-силикатов, доменного шлака, смеси зола-известь и гелеобразующих веществ типа силиката натрия, бентонита и целлюлозы. Эти методы детоксикации геологической среды применяют в тех случаях, когда менее радикальные способы очистки неэффективны или экономически неоправданны.[ ...]

Суть химической иммобилизации состоит в закачке в загрязненный грунт химических вяжущих веществ, которые связывают загрязнитель с породой. При этом загрязнители консервируются в объеме всего закрепленного массива, поскольку в этом случае миграция загрязнителя возможна лишь диффузионным путем, а коэффициент диффузии загрязнителя в такой закрепленной породе на несколько порядков ниже по сравнению с исходной породой. Метод можно считать временным, так как иммобилизация загрязнителей от экосферы в этом случае определяется скоростью диффузии иммобилизованных компонентов.[ ...]

Суть химической локализации загрязнителей состоит в создании защитных экранов. В этом случае создание защитных экранов с помощью методов химического инъекционного закрепления грунтов позволяет локализовать загрязненный массив, отделив его от экосферы относительно непроницаемым экраном, окружающим загрязненный грунт со всех сторон. Понятно, что этот метод также является временным, так как ликвидации или удаления загрязнителей из грунта при этом не происходит, они лишь как бы консервируются в массиве на определенное время. Период консервации зависит от диффузионной проницаемости создаваемого вокруг защитного экрана. С течением времени законсервированный загрязнитель также должен быть удален. Однако временный характер локализации бывает иногда оправдан и необходим, особенно в чрезвычайных ситуациях, когда нужно в короткий срок (например, во время аварии) локализовать очаг загрязнения геологической среды, не допустить попадания токсичных веществ в подземные воды, водоемы и тем самым уменьшить масштабы техногенной катастрофы.[ ...]

Битумные защитные экраны могут создаваться двумя способами: горячей и холодной битумизацией. Способ горячей битумизации состоит в нагнетании через пробуренные скважины расплавленного битума, который, остывая в порах и трещинах, создает в породе необходимую водонепроницаемость. Поскольку битум не смешивается с водой, а при контакте с ней образует пленку, плохо проводящую тепло, то при нагнетании он может заполнять большие пустоты и каверны даже при наличии значительных скоростей движения грунтовых вод. Он медленно остывает в породе, и поэтому с его помощью можно добиваться больших радиусов закрепления. Однако метод не позволяет заполнять трещины и поры размером менее 1 мм.[ ...]

Поэтому более предпочтительна холодная битумизация, разработанная для придания водонепроницаемости песчаным грунтам. Метод основан на нагнетании в песчаный массив битумной эмульсии, содержащей диспергированные битумные частицы.[ ...]

На первой фазе обработки грунта битумной эмульсией (рис. 7.3.2, а) происходит заполнение эмульсией водопроводящих каналов и пор. На второй фазе (см. рис. 7.3.2, б) начинается процесс коагуляции отдельных битумных частиц, а на третьей фазе (рис. 7.3.2, в) происходит полное слипание частиц битума в компактную массу, перекрывающую поры и каналы в грунте. Метод применим к песчаным и трещиноватым скальным грунтам с коэффициентом фильтрации в пределах 10-50 м/сут.[ ...]

Силикатные защитные экраны создаются на базе методов силикатизации грунтов, успешно и широко применяемых в технической мелиорации. Методы основаны на закачивании в грунт водных растворов жидкого стекла (силиката натрия), которые с помощью отвердителей переходят в гидрогели кремниевой кислоты, заполняющие поры грунта и делающие его водонепроницаемым. При этом грунт приобретает характерную микроструктуру (рис. 7.3.3). Модификации способа силикатизации зависят от применяемого отвердителя.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Схема заполнения пор грунта битумной эмульсией (Ржаницын Б.А., 1986 г.)

Электронно-микроскопический снимок микроструктуры песка, закрепленного карбамидной смолой (Гончарова Л.В., 1967 г.)

Влияние плотности (р) щавелевой кислоты на время геле-образования ( ) и вязкость (г|) гелеобразующего раствора (Ржаницын Б.А., 1986 г.)

Создание вертикального экрана по заходкам

Схемы забивки инъекторов для создания вертикальных экранов

Создание горизонтального защитного экрана методом закачки "блинов" [20]