DOI 10.35776/VST.2021.11.04
УДК 628.472.37:550.461:550.424

Кузьмин Владимир Викторович, Болдырев К. А., Сафонов А. В.

Гидрогеохимическая оценка сорбционных свойств тяжелых металлов на участках воздействия полигонов ТКО на подземные воды

Аннотация

Изложены основы методики прогнозирования распространения тяжелых металлов на участках загрязнения подземных вод фильтратом полигонов твердых коммунальных отходов. Выполнен анализ качества фильтрата полигонов твердых коммунальных отходов и применимости статистических и эмпирических оценок коэффициента сорбции тяжелых металлов. Показана ограниченность применимости статистических оценок для анализа распространения высокоминерализованных вод фильтратов. На основе методологии геохимического моделирования разработана модель определения коэффициентов обмена между растворенной и твердой фазами – коэффициентов сорбции. Приведены результаты определения коэффициента сорбции для широкого круга катионов применительно к условиям вытеснения природных вод фильтратом полигонов твердых коммунальных отходов. Разработанная методика может быть использована для оценки влияния полигонов твердых коммунальных отходов на качество подземных вод, для прогнозирования распространения тяжелых металлов в области потенциального влияния отходов, для проведения работ в рамках ОВОС (Оценка воздействия на окружающую среду) и ПМООС (Перечень мероприятий по охране окружающей среды), для разработки систем инженерной защиты подземных вод от загрязнения. Предложенная модель может служить основой для ее дальнейшего развития с учетом процессов образования устойчивых органических комплексов металлов в водах фильтрата и комплексообразования на твердой фазе пород.

Ключевые слова

ионный обмен , тяжелые металлы , геохимическое моделирование , сорбция катионов , полигон твердых коммунальных отходов

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Fetter C. W. Contaminant hydrogeology. Second Edition. Prentice-Hall, New Jersey, 1999, 500 p.
2. Baes III C. P., Sharp R. D., Sjoreen A. L., Shor R. V. A review and analysis of parameters for assessing transport of environmentally released radionuclides through agriculture. Oak Ridge National Laboratory Report, ORNL-578, Oak Ridge, TN, USA, 1984.
3. Thibault D. H., Sheppard M. I., Smith P. A. A critical compilation and review of default soil solid/liquid partition coefficients, Kd, for in environmental assessment. Whiteshell Nuclear Research Esnablishment Pinawia, Manitoba, Canada ROE ILO, 1990.
4. Кузьмин В. В., Харитонова Н. В., Болдырев К. А. Оценка влияния полигонов ТБО на качество подземных вод / Сборник тезисов докладов к научно-практической конференции, посвященной 70-летию «ФГУП НИИ ВОДГЕО». – М., 2004.
   Kuz’min V. V., Kharitonova N. V., Boldyrev K. A. [Assessment of the impact of solid waste landfills on the quality of groundwater]. Collection of abstracts for the Scientific and Practical Conference dedicated to the 70th Anniversary of FSUE NII VODGEO. Moscow, 2004.
5. Ball J. W., Nordstrom D. K. User’s manual for WATEQ4F, with revised thermodynamic data base and test cases for calculating speciation of major, trace, and redox elements in natural waters: U.S. Geological Survey Open-File Report 91-183, 1991, 189 p. (Revised and reprinted August 1992).
6. Allison J. D., Brown D. S., Novo-Gradac K. J. MINTEQA2/PRODEFA2. A geochemical assessment model for environmental systems. Version 3.0 user’s manual: Environmental Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, Athens, Georgia, 1990, 106 p.
7. Appelo C. A. J., Postma D. Geochemistry, groundwater and pollution: Rotterdam, A. A. Balkema, 1993, 536 p.
8. Dzombak D. A., Morel F. M. M. Surface complexation modeling-Hydrous ferric oxide: New York, John Wiley, 1990, 393 p.
9. Parkhurst D. L., Thorstenson D. C., Plummer L. N. PHREEQE. A computer program for geochemical calculations: U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report 80–96, 1980, 195 p. (Revised and reprinted August, 1990).
10. Gaines G. L., Thomas H. C. Adsorption studies on clay minerals. II. A formulation of the thermodynamics of exchange adsorption. Journal of Chemical Physics, 1953, no. 21, pp. 714–718.
11. Bruggenwert M. G. M., Kamphorst A. Survey of experimental information on cation exchange in soil systems. In G. H. Bolt (ed.), Soil Chemistry, B. Physico-chemical models. Elsevier, Amsterdam, 1982, pp. 141–203.
12. Lewis G. N., Randall M. Thermodynamics: New York, McGraw-Hill, 1923, 653 p.
13. Drever J. I. The geochemistry of natural waters (3rd ed.): New York, Prentice-Hall, 1997, 436 p.
14. Scheffer F., Schachtschabel R. Lehrbuch der Bodenkunde. Enke, Stuttgart, 1970, 448 pp.
15. Глушанкова И. С. Очистка фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов на различных этапах жизненного цикла: Дисс. … доктора технических наук. – Пермь, ФГУП «НИИ ВОДГЕО», 2004. 331 с.
    Glushankova I. S. Ochistka fil’tratsionnykh vod poligonov zakhoroneniia tverdykh bytovykh otkhodov na razlichnykh etapakh zhiznennogo tsikla [Purification of the leachate from solid waste landfills at various stages of the life cycle. Doctoral thesis (Engineering), Perm, FSUE NII VODGEO, 2004, 331p.].
16. Plant J. A., Raiswell R. Principles of environmental geochemistry. Applied environmental geochemistry / Ed. I. Thornton. London: Academic Press, 1983, pp. 1–39.
17. Болдырев К. А., Кузьмин В. В., Куранов Н. П. Методика расчета выхода тяжелых металлов из слоя донных отложений водоемов // Водоснабжение и санитарная техника. 2016. № 6. С. 43–48.
    Boldyrev K. A., Kuz’min V. V., Kuranov N. P. [The method of calculating heavy metal release from the layer of water body bottom deposits]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2016, no. 6, pp. 43–48. (In Russian).
18. Болдырев К. А., Савельева Е. А., Капырин И. В., Расторгуев А. В. Расчет параметров сорбции металлов на примере стронция при высоких концентрациях нитрата натрия // Водоснабжение и санитарная техника. 2015. № 5. С. 8–13.
    Boldyrev K. A., Savel’eva E. A., Kapyrin I. V., Rastorguev A. V. [Calculation of the metal sorption parameters by the example of strontium at high sodium nitrate concentration]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2015, no. 5, pp. 8–13. (In Russian).