Физико-химические методы очистки

ОЧИСТКА ГРУНТОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Геологический факультет МГУ, кафедра инженерной и экологической геологии, тел. 939-35-87.

Автор - проф. Королев Владимир Александрович.

Курс читается в 8 семестре для студентов специализация экологическая геология

Объем курса - 36 часов лекций.

Форма контроля. Подготовка реферата по одному из методов очистки грунтов или по одному из токсикантов, курс завершается зачетом.

Аннотация. Цель курса – ознакомить студентов с современным состоянием проблемы загрязнения грунтов и их массивов экотоксикантами и дать основы методов и методики очистки грунтов от загрязнений. Курс базируется на последних мировых достижениях в области теории и практики очистки грунтов от загрязнений. В курсе рассматриваются особенности различных загрязнителей геологической среды (неорганические, органические, биологические, радиоактивные, комплексные), специфические особенности нахождения загрязнителей в грунтах разных типов, анализируется строение и свойства загрязненных грунтов. Приводятся теоретические основы очистки геологической среды от токсичных загрязнителей, рассматривается классификация методов очистки грунтов. Основная часть курса посвящена рассмотрению трех главнейших типов очистки загрязненных грунтов: 1) методов локализации загрязнений; 2) методов их детоксикации и деструкции в массивах, а также 3) методов собственно удаления загрязнителей из грунтов. Все три типа очистки базируются на физических, физико-химических, химических и биологических способах. Наиболее широко рассматриваются существующие электрохимические способы очистки грунтов от экотоксикантов.

Содержание курса

Введение

Проблема загрязнения окружающей среды и актуальные вопросы загрязнения геологической среды. Эколого-геологический аспект загрязнения геологической среды. Основные цели и задачи курса.

Загрязнители грунтов

Классы опасности химических веществ в грунтах. Систематизация загрязнителей и их типы: неорганические (тяжелые металлы, цианиды, минеральные соли и удобрения и др.), органические (пестициды, ПАУ, кетоны, спирты, фенолы, нефть и нефтепродукты, хлорорганика, детергенты и др.), радиоактивные, биоорганические, комплексные. Их особенности влияния на биоту, источники поступления в грунты.

Особенности загрязненных грунтов

Компонентный состав загрязненных грунтов. Графические способы его анализа с помощью треугольных диаграмм. Показатели загрязненности грунтов (абсолютные и относительные).

Твердые, жидкие, газообразные и биотические загрязнители в грунтах. Пути загрязнения, особенности их нахождения в грунте. Особенности структуры загрязненных грунтов. Особенности свойств загрязненных грунтов (физических, физико-химических, физико-механических).

Массивы загрязненных грунтов

Особенности нахождения загрязнителей в массивах. Подвижность загрязнителей в массивах грунтов, особенности их миграции. Типизация загрязненных массивов грунтов. Признаки типизации и классифицировния загрязненных массивов.

Методы очистки грунтов от загрязнений.

Процессы самоочищения в окружающей среде и их механизмы. Основы методики работ по выявлению загрязненных массивов. Принципы классифицирования методов очистки грунтов от загрязнений. Способы локализации, деструкции и удаления загрязнителей. Физические методы очистки (механические, гидродинамические, аэродинамические, термические и др.). Физико-химические методы очистки.  Химические методы очистки. Биологические методы очистки. Общая классификация методов.

Электрохимические и электрокинетические методов очистки

Механизм электрохимической и электрокинетической очистки. Электроосмос, его параметры и особенности применения. Удаление тяжелых металлов, нитратов, органики, радионуклидов; факторы, влияющие на электрохимическое удаление. Математическое моделирование электрохимического удаления.

Производство работ по электрохимической очистке грунтов

Схемы электрохимической очистки в массивах (многорядная, сеточная, круговая и др.). Источники питания. Расчет электрических систем. Электрофоретическое удаление загрязнений. Электродиализ. Электродеструкция загрязнений в массивах. Электрохимическая локализация загрязнений.

Химические методы очистки грунтов

Химические методы удаления загрязнений, математическая модель. Химическая деструкция загрязнителей: гидролиз, химическое осаждение и окисление загрязнений. Химическая локализация загрязнений, создание экранов химическими инъекционными способами: битумизацией, силикатизацией, смолизацией и т.п. Технологии создания химических инъекционных экранов.

Физико-химические методы очистки

Способы физико-химического удаления загрязнений: выщелачивание, жидкостная экстракция, удаление диффузиофорезом и др. Физико-химическая деструкция загрязнений. Способы физико-химической локализации загрязнений, создание сорбционных барьеров (коагуляционные методы, ионообменные, сорбционные). Хранилища для отходов и их конструктивные особенности.