Спосіб локалізації важких металів, які мігрують у техногенних потоках забруднення

Реферат: Спосіб локалізації важких металів, які мігрують у техногенних потоках забруднення, полягає у тому, що на шляху мігруючого потоку за межами джерела забруднення створюють ряд свердловин на відстані 4-5 м, в які нагнітають розчини, котрі формують силікатний гель, наприклад щавлево-алюмосилікатний, концентрацію і склад розчинів визначають часом гелеутворення і пористістю ґрунтів. Додатково визначають маршрутизацію техногенного потоку, яку здійснюють за допомогою кущового опробування із запуском і реєстрацією індикаторів у цьому потоці. Реєстрація індикаторів (визначення вмісту важких металів у пульпі потоку) здійснюють за допомогою рентгенофлуоресцентного аналізу на багатоканальному спектрометрі. UA 108686 U (12) UA 108686 U UA 108686 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі охорони навколишнього середовища і може бути використана для захисту від забруднення важкими металами підземних питних вод і ґрунтів. Рух техногенних ґрунтових потоків є основним механізмом розповсюдження забруднювачів (важких металів) у природних ландшафтах від зони живлення (джерела забруднення) вздовж потоку до зони розвантаження. Це розповсюдження являє собою певну небезпеку забруднення ландшафтів на усьому маршруті переносу важких металів. Відомими аналогами є способи створення техногенних геохімічних бар'єрів на можливих шляхах міграції забруднювачів [1], які полягають в тому, що на шляхах міграції створюється нейтралізуючий бар'єр - або окислювальний, або відновлювальний. Недоліком цих способів є неможливість створення постійно діючого бар'єра подібного типу, який буде здатний повністю нейтралізувати потік забруднення. Найближчим аналогом до корисної моделі є спосіб утримання важких металів, які мігрують у техногенних потоках забруднення, який полягає у тому, що на шляху мігруючого потоку за межами джерела забруднення створюють ряд свердловин на відстані 4-5 м, в які нагнітають розчини, котрі формують силікатний гель, наприклад щавлево-алюмосилікатний, концентрацію і склад розчинів визначають часом гелеутворення і пористістю ґрунтів [2]. Недоліками найближчого аналога є відсутність маршрутизації техногенного ґрунтового потоку від зони живлення до зони розвантаження та методології створення на шляху потоків штучних геохімічних бар'єрів для блокування розповсюдження важких металів. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити спосіб утримання важких металів, які мігрують у техногенних потоках забруднення, що дозволить знизити концентрацію важких металів у техногенному потоці забруднення, запобігти їх попаданню в підземні води і ґрунти, покращити екологічний стан в районах, які знаходяться біля джерел забруднення. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб локалізації важких металів, які мігрують у техногенних потоках забруднення, полягає у тому, що на шляху мігруючого потоку за межами джерела забруднення створюють ряд свердловин на відстані 4-5 м, в які нагнітають розчини, котрі формують силікатний гель, наприклад щавлево-алюмосилікатний, концентрацію і склад розчинів визначають часом гелеутворення і пористістю ґрунтів, згідно з корисною моделлю, додатково розробляється маршрутизація техногенного ґрунтового потоку від зони живлення до зони розвантаження та методологія створення на шляху потоків штучних геохімічних бар'єрів для блокування розповсюдження важких металів. Маршрутизація техногенного потоку здійснюють за допомогою кущового опробування із запуском і реєстрацією індикаторів у цьому потоці, при чому реєстрація індикаторів (визначення вмісту важких металів у пульпі потоку) здійснюють за допомогою рентгенофлуоресцентного аналізу на багатоканальному спектрометрі. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 представлено схему визначення первинного напряму техногенного ґрунтового потоку за геофільтраційною моделлю (1 розвідувальні та режимні свердловини для калібрування геофільтраційної моделі; 2 - область живлення ґрунтового потоку; 3 - напрям наявного природного потоку; 4 - первинний напрям техногенного ґрунтового потоку), на фіг. 2 - схема маршрутизації техногенного ґрунтового потоку від області живлення до області розвантаження. На основі результатів модельних досліджень та деяких додаткових розрахунків визначається первинний напрям техногенного потоку від області живлення (фіг. 1). Після встановлення первинного напряму потоку від області живлення здійснюють саме маршрутизацію техногенного потоку за способом кущового випробування із запусканням та реєстрацією індикаторів у цьому потоці. Як індикатори використовують важкі метали, які містяться в техногенних скидах із джерела забруднення до області живлення. Корисну модель виконують наступним чином. На відстані L0=150 м від свердловини So фронтально до первинного напряму техногенного потоку споруджується ланцюг свердловин на відстані 1=20 м одна від одної (фіг. 2). Проводиться реєстрація вмісту індикаторів у свердловинах. За результатами реєстрації індикаторів визначається свердловина S1 (максимальний вміст важких металів) та, відповідно, напрям потоку (S0S1). На наступному кроці фронтально новому напряму потоку на відстані 150 м (визначається ухилом та іншими ландшафтними умовами) споруджено ланцюг з п'яти свердловин з 1=20 м та провадиться відбір проб пульпи з цих свердловин (фіг. 2). За результатами виконання кількісного аналізу вмісту індикаторів у свердловинах ланцюга другого кроку визначається свердловина S2 та, відповідно, наступний напрям техногенного потоку (S1S2) (фіг. 2). 1 UA 108686 U 5 10 15 20 25 30 За цією послідовністю дій простежується маршрут ґрунтового техногенного потоку до області його розвантаження. Для відстеження маршруту потоку за розробленою маршрутизацією здійснюється потрібна кількість кроків. Результати останнього кроку маршрутизації наведено на фіг. 2. Напрям потоку (S28S29). У результаті виконання маршрутизації техногенного підземного потоку визначається найбільш вразлива ділянка маршруту (за різними показниками). На шляху мігруючого потоку споруджується ряд свердловин фронтально до напряму потоку з інтервалом 4-5 м (достатньо для утворення суцільного адсорбуючого гелевого бар'єру). У свердловини нагнітається суміш розчинів для утворення разом із техногенним потоком, який представляє собою розчин електроліту, силікатного гелю. У області ін'єкції (селевого бар'єру) відбувається ряд хімічних процесів, які призводять до зв'язування техногенних компонентів потоку (важких металів) на селевому бар'єрі та істотно знижують їх концентрації в потоці, що поліпшує екологічний стан нижче бар'єра на вразливій ділянці маршруту. Таким чином, корисна модель дозволяє знизити концентрацію важких металів у техногенному потоці забруднення, запобігти їх попаданню в підземні води і ґрунти, покращити екологічний стан в районах, які знаходяться біля джерел забруднення. Також, маршрутизація техногенних підземних потоків дозволяє вирішувати зворотну задачу виявлення джерел забруднення досліджуваних об'єктів, розташованих в області розвантаження потоків. Використання маршрутизації та спостереження динаміки підземних техногенних потоків дозволяє в екстрених ситуаціях здійснювати спорудження спеціальних редиментаційних бар'єрів для блокування розповсюдження важких металів, що дає можливість своєчасної корекції природоохоронних і водоохоронних заходів. Джерело інформації: 1. Перельман А.И. Биокосные системы земли. - М.: Наука, 1977. - 160 с. 2. Пат. 2050334 СІ Российская Федерация, МПК С02F 1/28 С02F 1/62. Способ удержания тяжелых металлов, мигрирующих в техногенных потоках загрязнения / Лапицкий С.А.; Сергеев В.И.; Шимко Т.Г.; заявитель и владелец патента МГУ им. М.В. Ломоносова. - № 5015704/26; заявл. 11.12.1991; опубл. 20.12.1995. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб локалізації важких металів, які мігрують у техногенних потоках забруднення, що полягає у тому, що на шляху мігруючого потоку за межами джерела забруднення створюють ряд свердловин на відстані 4-5 м, в які нагнітають розчини, котрі формують силікатний гель, наприклад щавлево-алюмосилікатний, концентрацію і склад розчинів визначають часом гелеутворення і пористістю ґрунтів, який відрізняється тим, що додатково визначають маршрутизацію техногенного потоку, яку здійснюють за допомогою кущового опробування із запуском і реєстрацією індикаторів у цьому потоці, при чому реєстрація індикаторів (визначення вмісту важких металів у пульпі потоку) здійснюють за допомогою рентгенофлуоресцентного аналізу на багатоканальному спектрометрі. 2 UA 108686 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3