RU2361041C2 - Способ защиты почв и грунтовых вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами - Google Patents
Способ защиты почв и грунтовых вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2361041C2 RU2361041C2 RU2007132417/03A RU2007132417A RU2361041C2 RU 2361041 C2 RU2361041 C2 RU 2361041C2 RU 2007132417/03 A RU2007132417/03 A RU 2007132417/03A RU 2007132417 A RU2007132417 A RU 2007132417A RU 2361041 C2 RU2361041 C2 RU 2361041C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- sorbents
- layer
- soils
- mineral
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам защиты почв, грунтов и грунтовых вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами, в частности к способам создания противофильтрационных экранов при строительстве нефте- и продуктохранилищ, нефтепроводов, шламонакопителей и др. Способ создания противофильтрационного барьера, предотвращающего нисходящую миграцию гидрофобных загрязнителей в почвах и грунтах, включает формирование жидкого капиллярного экрана. В верхний слой почвы или грунта вносят природные минеральные и/или органические сорбенты, обладающие высокими водоудерживающими свойствами, с последующим увлажнением почвенной или грунтовой среды до состояния полевой влагоемкости. В качестве минеральных сорбентов используют цеолиты, глины или доломиты в количестве 1-33% от массы сухой почвы. В качестве органических сорбентов используют торф, целлюлозу, лигнин, древесные опилки, измельченную кору, солому, биомассу культурных и дикорастущих растений или резиновую крошку. Минеральные сорбенты вносят в виде смеси с почвой слоем 20-25 см. Органические сорбенты вносят отдельным слоем толщиной 5-20 см, находящимся под слоем почвы или смеси почвы с минеральным сорбентом толщиной 5-20 см. Изобретение позволяет создавать барьер, предотвращающий нисходящую миграцию гидрофобных загрязнителей в почвах и грунтах. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к способам защиты почв, грунтов и грунтовых вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами, в частности к способам создания противофильтрационных экранов при строительстве нефте- и продуктохранилищ, нефтепроводов, шламонакопителей и др.
Известны способы ограничения движения жидких загрязнителей в почвах и грунтах путем создания твердых или жидких противофильтрационных экранов, которые могут быть как совершенно непроницаемыми, так и полупроницаемыми.
Твердые противофильтрационные барьеры создаются либо на основе растворов (суспензий) химических реагентов, способных к отверждению, либо на основе суспензий, способных кольматировать поровое пространство почв и грунтов.
Известен способ создания противофильтрационного барьера с использованием водных композиций химических реагентов, способных образовывать гель, или водных суспензий портландцемента (патент США №5002431, опубл. 26.03.1991).
Известен способ обработки почвы, предусматривающий использование сшитого вспененного полимерного геля для блокирования потока мигрирующей жидкости (патент США №5462390, опубл. 31.10.1995). Образующийся защитный экран, как и в предыдущем способе, практически полностью прекращает миграцию как гидрофильных (водных), так и гидрофобных (углеводородных) жидкостей.
Известен способ создания противофильтрационного экрана путем кольматации порового пространства почв и/или грунтов смесью глинистого грунта, отходов горнодобывающей промышленности в воде (авт. св. СССР №1749349, опубл. 23.07.1992).
Все указанные способы приводят к образованию экранов, полностью или частично непроницаемых для жидких флюидов, в том числе для воды и водных растворов. Это вызывает изменение водно-физических свойств почв и грунтов и, как следствие, их водного режима. В результате, может происходить переувлажнение и заболачивание почв и почвогрунтов. Это приводит к потере почвенного плодородия вследствие угнетения аборигенной микрофлоры и фауны.
Известны способы предотвращения миграции жидких флюидов путем создания гидравлического барьера (патент Российской Федерации №2141441, опубл. 20.11.1999; патент США №6688812, опубл. 10.02.2004). Барьер образуется за счет нагнетания воды через систему труб или скважин в зону, охватывающую источник загрязнения. Недостатками этих способов являются необходимость инженерного оборудования участка, подлежащего обработке; постоянное поддержание необходимого давления в гидравлической завесе; резкое возрастание обводненности обрабатываемых почв и грунтов.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ, в котором гидрофобный жидкий экран, предназначенный для блокирования вертикальной миграции загрязнителей, осуществляется на основе действия капиллярных сил (патент США №5988950, опубл. 23.11.1999). В почве создается система, состоящая из самой почвы и гидрофобного вещества, которое поступает в капиллярные поры, таким образом формируя в них барьер, предотвращающий восходящую миграцию загрязнителей, переносимых водой, через почвенные капиллярные поры. К сожалению, этот барьер не блокирует гидрофобные загрязнители. Более того, он сам может вызывать вторичное загрязнение почв и грунтовых вод, так как для его создания в качестве барьера используются опасные для окружающей среды материалы (нефтяные и минеральные масла).
Целью изобретения является создание барьера, предотвращающего нисходящую миграцию гидрофобных загрязнителей в почвах и грунтах.
Результат достигается внесением в почву природных минеральных и органических сорбентов, обладающих высокими водоудерживающими свойствами за счет капиллярных и сорбционных сил, с последующим увлажнением почвенной (грунтовой) среды до состояния полевой влагоемкости. Дальнейшее поддержание состояния полевой влагоемкости среды должно осуществляться периодическим увлажнением поверхности почвы (грунта) с частотой, определяемой интенсивностью и количеством естественных осадков.
Создаваемый барьер блокирует нисходящую миграцию жидких и летучих гидрофобных флюидов в нижние слои почвы и грунтовые воды, но остается проницаемым для воды и водных растворов. В сравнении с аналогами, создаваемый по предлагаемому способу барьер обладает следующими преимуществами: высокой эффективностью удерживания гидрофобных загрязнителей, сохранением водно-физических свойств почвы (грунта), низкой стоимостью и экологической безопасностью, поскольку для его осуществления используются дешевые и экологически безопасные материалы, а затраты на реализацию метода невелики.
Эффективная иммобилизация гидрофобных загрязнителей сорбционно-капиллярным барьером достигается благодаря двум эффектам:
а) увеличению гидравлического сопротивления водонасыщенной почвенной среды по отношению к фильтрации гидрофобных жидкостей вследствие внесения сорбентов в почву и
б) высокой сорбционной емкости внесенных сорбентов по отношению к гидрофобным загрязнителям по сравнению с почвой (грунтом).
В предлагаемом способе используются такие минеральные сорбенты, как цеолиты, глины и диатомиты, и такие органические сорбенты, как торф, целлюлоза, лигнин, древесные опилки, измельченная кора, солома, биомасса культурных и дикорастущих растений, резиновая крошка.
Способ осуществляется следующим образом. В верхний (0-25 см) слой почвы (грунта) вносятся минеральные и/или органические сорбенты. Затем влажность среды доводится до состояния полевой влагоемкости путем поверхностного увлажнения.
В соответствии с предлагаемым изобретением сорбенты вносятся в почву по трем схемам.
По Схеме №1 (Фиг.1) предлагается использование только минеральных сорбентов, которые вносятся в верхний (0-25 см) почвенный слой (2) (h=25 см) почвы (1) в виде смеси с исходной почвой при соотношении сорбент/почва от 1:99 до 1:2. Внесение сорбентов производится одним из двух способов: запахиванием с последующим боронованием либо укладкой смеси предварительно снятой почвы (слой 0-25 см) с сорбентами.
В соответствии со Схемой №2 (Фиг.2) слой органического сорбента (4) (h=5-20 см) помещается под верхним слоем почвы (1). Для этого предварительно удаляется верхний слой почвы на глубину 5-20 см, затем укладывается слой органического сорбента, на который сверху укладывается ранее снятый слой почвы.
Применения схем №1 и №2 достаточно для полного удерживания гидрофобных загрязнителей в слое 0-25 см глинистой или суглинистой почвы.
Комбинированная Схема №3 (Фиг.3) включает создание верхнего слоя (2) из смеси минерального сорбента с почвой при соотношении сорбент/почва от 1:99 до 1:2, а также слоя органического сорбента (4). Здесь h=25 см - толщина общего слоя сорбентов двух различных типов. Сорбенты вносятся следующим образом: а) предварительно удаляется верхний слой почвы на глубину 5-20 см, который смешивается с минеральным сорбентом в выбранном соотношении, б) затем укладывается слой органического сорбента толщиной 5-20 см, в) на слой органического сорбента укладывается подготовленная смесь почвы с минеральным сорбентом. Схема №3 рекомендуется для легких (супесчаных) почв.
Увлажнение почвы водой (3) до достижения состояния полевой влагоемкости производится вне зависимости от использованной схемы. При таком способе образуется гидрофильный капиллярный барьер в поровом пространстве внесенных сорбентов, который препятствует нисходящей миграции гидрофобных загрязнителей в почвах (грунтах).
Пример 1 (соответствует Схеме №1).
В полевом стационарном лизиметре, заполненном выщелоченным черноземом, удаляли верхний слой почвы толщиной 25 см, который смешивали с цеолитсодержащей породой Татарско-Шатрашанского месторождения, республика Татарстан (содержание минералов: клиноптилолит - 12%, монтмориллонит - 20%, кварц - 18%, кальцит - 18%, опал/кристобалит - 26%), в соотношении 99:1. Смесь возвращали на место удаленной почвы и увлажняли до состояния полевой влагоемкости. Затем на поверхность увлажненной почвы наносили смесь жидких углеводородов (дизельное топливо) в количестве 15 л/м2. Через 6 месяцев из лизиметра отбирались образцы почвы на различных глубинах. Содержащиеся в почвенных образцах углеводороды экстрагировали четыреххлористым углеродом. Содержание углеводородов в экстракте анализировали методом газожидкостной хроматографии. Начиная с глубины 15 см присутствие углеводородного загрязнителя не обнаруживали.
Пример 2 (соответствует Схеме №2).
В полевом стационарном лизиметре, заполненном выщелоченным черноземом, удаляли верхний слой почвы толщиной 15 см. На образовавшуюся поверхность помещали слой резиновой крошки на основе каучука СКМС30-АРКМ15 (размер частиц менее 2,0 мм) слоем толщиной 10 см. На его поверхность укладывали ранее удаленный слой выщелоченного чернозема. Почву увлажняли до состояния полевой влагоемкости. Загрязнение поверхности и анализ углеводородов проводили аналогично Примеру 1. Начиная с глубины 25 см присутствие углеводородного загрязнителя не обнаруживали.
Пример 3 (соответствует Схеме №3).
В полевом стационарном лизиметре, заполненном дерново-подзолистой почвой, удаляли верхний слой почвы толщиной 15 см. На образовавшуюся поверхность помещали слой верхового торфа (размер частиц менее 5,0 мм) слоем толщиной 10 см. На его поверхность укладывали ранее удаленный слой дерново-подзолистой почвы, смешанной с глиной Бикляньского месторождения, республика Татарстан (содержание монтмориллонита - 90%), в соотношении 5:1. Почву увлажняли до состояния полевой влагоемкости. Загрязнение поверхности и анализ углеводородов проводили аналогично Примеру 1. Начиная с глубины 25 см присутствие углеводородного загрязнителя не обнаруживали.
Claims (5)
1. Способ создания противофильтрационного барьера, предотвращающего нисходящую миграцию гидрофобных загрязнителей в почвах и грунтах, включающий формирование жидкого капиллярного экрана, отличающийся тем, что в верхний слой почвы или грунта вносят природные минеральные и/или органические сорбенты, обладающие высокими водоудерживающими свойствами, с последующим увлажнением почвенной или грунтовой среды до состояния полевой влагоемкости.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве минеральных сорбентов используют цеолиты, глины или доломиты в количестве 1-33% от массы сухой почвы.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что сорбенты вносят в виде смеси с почвой слоем 20-25 см.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органических сорбентов используют торф, целлюлозу, лигнин, древесные опилки, измельченную кору, солому, биомассу культурных и дикорастущих растений или резиновую крошку.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что сорбенты вносят отдельным слоем толщиной 5-20 см, находящимся под слоем почвы, или смеси почвы с минеральным сорбентом по п.2 толщиной 5-20 см.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007132417/03A RU2361041C2 (ru) | 2007-08-17 | 2007-08-17 | Способ защиты почв и грунтовых вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007132417/03A RU2361041C2 (ru) | 2007-08-17 | 2007-08-17 | Способ защиты почв и грунтовых вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007132417A RU2007132417A (ru) | 2009-02-27 |
| RU2361041C2 true RU2361041C2 (ru) | 2009-07-10 |
Family
ID=40529486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007132417/03A RU2361041C2 (ru) | 2007-08-17 | 2007-08-17 | Способ защиты почв и грунтовых вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2361041C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445770C2 (ru) * | 2010-06-15 | 2012-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Алтын Нива" | Адсорбционная подстилка для птицы (варианты) |
| RU2692616C1 (ru) * | 2018-02-15 | 2019-06-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" | Способ предотвращения миграции нефти в подземные воды из загрязненных тундровых почв |
-
2007
- 2007-08-17 RU RU2007132417/03A patent/RU2361041C2/ru active IP Right Revival
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445770C2 (ru) * | 2010-06-15 | 2012-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Алтын Нива" | Адсорбционная подстилка для птицы (варианты) |
| RU2692616C1 (ru) * | 2018-02-15 | 2019-06-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" | Способ предотвращения миграции нефти в подземные воды из загрязненных тундровых почв |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007132417A (ru) | 2009-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wrenn et al. | Nutrient transport during bioremediation of contaminated beaches: Evaluation with lithium as a conservative tracer | |
| CA2800773C (en) | Remediation of slurry ponds | |
| Oluremi et al. | Oil contaminated soil as potential applicable material in civil engineering construction | |
| Gołub et al. | Use of porous materials to remove oil contaminants from water | |
| CA2800772C (en) | Floating wicks for slurry consolidation | |
| RU2361041C2 (ru) | Способ защиты почв и грунтовых вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами | |
| Maliva et al. | Vertical migration of municipal wastewater in deep injection well systems, South Florida, USA | |
| RU2558834C1 (ru) | Способ строительства шламонакопителя для размещения отходов бурения скважин нефтегазовых месторождений (варианты) | |
| RU2520145C1 (ru) | Грунт техногенный заторфованный для рекультивации нефтезагрязненных и нарушенных земель | |
| Patel | Study of Geotechnical properties of black cotton soil contaminated by castor oil and stabilization of contaminated soil by sawdust | |
| CN101422782A (zh) | 土壤中油类污染物的控制与清除技术 | |
| RU2390604C1 (ru) | Способ получения противофильтрационного экрана | |
| AU2015329711B2 (en) | Gas containment system | |
| RU2422591C2 (ru) | Способ усиления барьерных функций почвы против углеводородного загрязнения | |
| KR20020022820A (ko) | 생물학적 고형물 처리 방법 및 이에 의한 메탄 발생 방법 | |
| Gray | Geotechnical engineering of land disposal systems | |
| RU2692616C1 (ru) | Способ предотвращения миграции нефти в подземные воды из загрязненных тундровых почв | |
| Martin et al. | The influence of vadose zone conditions on groundwater pollution: Part I: Basic principles and static conditions | |
| RU2661831C1 (ru) | Способ утилизации бурового шлама с получением экологически чистого грунта | |
| Mykhailovska et al. | Drilling Waste Disposal Technology Using Soil Cement Screens | |
| RU2802741C1 (ru) | Способ переработки бурового шлама с получением грунта рекультивационного для технической и биологической рекультивации | |
| Boda | Evaluation of stability parameters for landfills | |
| Otunyo | Reduction of the shear strength of soils in the Niger delta area of Nigeria due to crude oil production | |
| Russell | Stabilizing Sand Roads with Wood Products and Byproducts | |
| Ganesan | Petroleum Fate and Transport Modelling and Its Implications for Landscape-Responsive Design |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20101110 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100818 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120310 |