СПОСОБ СОЗДАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО И ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ГЕОХИМИЧЕСКОГО БАРЬЕРА ВЫСОКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И ВЫСОКОЙ СОРБЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В ОТНОШЕНИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАДИОНУКЛИДОВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2022 года по МПК G21F9/20 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для защиты от загрязнения тяжелыми металлами и радионуклидами подземных питьевых вод, грунтов и почв в районах размещения антропогенных отходов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Необходимость использования геохимических барьеров, обладающих высокой сорбционной способностью и высокой проницаемостью, определяется многообразием инженерно-геологических и гидрогеологических условий в районах размещения антропогенных отходов при создании защитных экранов на пути фильтрации загрязненных потоков подземных и поверхностных вод.

[0003] Источником загрязнения подземных и поверхностных вод являются участки размещения промышленных и бытовых отходов, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды. Проводником распространения загрязненных вод являются не обладающие поглощающей способностью к названным загрязнителям песчаные разности в грунтовой толще, подстилающей участки размещения отходов или места их несанкционированного сброса.

[0004] Основное загрязняющее влияние промышленных и бытовых отходов оказывается на первый водоносный горизонт, воды которого являются источником питьевого и хозяйственного водоснабжения для значительной части населения страны, проживающей в сельской местности и временно проживающей в летний период за пределами городов.

[0005] К настоящему времени количество крупных мест размещения промышленных и бытовых отходов в России более тысячи. Значительная часть из них приурочена к районам расположения поверхностных водотоков, куда и дренируются воды 1-го водоносного горизонта.

[0006] Анализ состава загрязненных подземных вод, выполняемый различными организациями, показывает, что содержание тяжелых металлов в них превышает в сотни и более раз значения ПДК. Защита подземных вод от загрязнения, естественно, находится в поле пристального внимания и контроля организаций по охране окружающей среды. В настоящее время уже на ряде объектов страны для защиты водных ресурсов от загрязнения сооружаются противофильтрационные сорбирующие завесы на пути фильтрации воды, содержащей тяжелые металлы и радионуклиды.

[0007] Основным способом сооружения вертикальных завес является инъекционный способ, основанный на закачке в поровое пространство песчаных разностей тампонажного раствора, резко снижающего проницаемость этих разностей и формирующего сорбент в отношении тяжелых металлов и радионуклидов на пути их миграции.

[0008] Заполнение порового пространства осуществляется жидким раствором, состав которого через заданный период времени позволяет получить гель высокой сорбционной способности в отношении загрязнителей. Песчано-гелевый материал геохимических барьеров имеет коэффициент фильтрации менее 0,001 м/сут.

[0009] Создание горизонтальных защитных экранов в основании мест размещения отходов в районах развития песчаных отложений может также осуществляться путем пропитки их порового пространства гелеобразующим материалом высокой сорбционной способности в отношении тяжелых металлов и радионуклидов.

[0010] Реализация разработанных способов создания вертикальных и горизонтальных геохимических барьеров на пути распространения загрязненных вод позволяет предотвратить распространение тяжелых металлов и радионуклидов за пределы таких барьеров. Однако, для целого ряда районов страны их инженерно-геологические, гидрогеологические условия, низкая проницаемость барьеров могут привести к возникновению условий, осложняющих дальнейшее освоение территорий, а также условий, ставящих под вопрос целесообразность использования защитных экранов.

[0011] К таким осложняющим условиям при создании вертикальных геохимических барьеров следует, прежде всего, отнести малую вертикальную проницаемость грунтовой толщи, включающую песчаные прослои, заполненные водами, требующими очистки от химических загрязнителей.

[0012] В этом случае малая (низкая) проницаемость по вертикали (сверху вниз) грунтовой толщи, определяемая наличием в разрезе суглинистых разностей, и локализация участка загрязнения по его периметру геохимическим барьером с коэффициентом фильтрации менее 0,001 м/сут приведет к заболачиванию территории. Заболачивание территории будет определяться резким снижением объема инфильтрации атмосферных осадков.

[0013] Создание приповерхностной системы дренажа атмосферных осадков на застроенных больших территориях является сложным и дорогостоящим мероприятием.

[0014] Низкая проницаемость горизонтальных экранов на участках сброса (размещения) загрязненных жидких промышленных отходов может оказаться нецелесообразной, так как потребует отведения больших площадей для создания геохимических барьеров.

[0015] Известны способы защиты природных вод от радиоактивных и токсичных веществ в районах размещения антропогенных отходов, заключающиеся в создании на путях миграции противофильтрационного барьера путем нагнетания в скважины гелеобразующих растворов (см., патент РФ на изобретение №2316068, 27.01.2008).

[0016] Использование этих изобретений позволяет создать в водонасыщенном пористом горизонте противофильтрационный поглотительный барьер, ограничивающий или изменяющий направление загрязненными радиоактивными и токсичными веществами водного потока и предотвращающий дальнейшее загрязнение природных вод и пород.

[0017] Недостатком известных способов является нарушение геофильтрационного режима подземных вод и инфильтрации атмосферных осадков при сооружении такого защитного барьера, что может привести к заболачиванию территории.

[0018] Известны способы изготовления из природных материалов гранулированных сорбентов, предназначенных для использования в качестве фильтрующей и сорбционной засыпки, способной заменить активированный уголь, анионно-катионные смолы, обратноосмотические мембраны при очистке питьевой воды и промышленных стоков от техногенных загрязнителей (тяжелых металлов, нефтепродуктов, органики, пестицидов, радионуклидов и т.д.). Исходным компонентом, используемым в качестве природного связующего при получении гранулированного сорбента, по предлагаемым изобретениям является глауконит (см. патент РФ на изобретение №2348453, 10.03.2009 г., патент РФ на изобретение №2428249, 10.09.2011).

[0019] Широко известно, что глауконит является глинистым минералом переменного состава с высоким содержанием более двадцати микроэлементов, которые находятся в легко извлекаемой форме сменных катионов и легко замещаются находящимися в избытке в окружающей среде радиоактивными и другими токсичными элементами-загрязнителями. Этим свойством, а также наличием слоистой структуры объясняются высокие сорбционные свойства глауконита по отношению к нефтепродуктам, тяжелым металлам, радионуклидам.

[0020] Однако, при всех положительных качествах природного глауконита, недостатком известных способов является необходимость применения стороннего связующего. Это усложняет технологию получения глауконитовых гранул, увеличивает себестоимость конечного продукта из-за высокой цены стороннего связующего, что в конечном итоге сильно влияет на конкурентоспособность продукта и сужает область его применения.

[0021] Известен способ получения гранулированных алюмосиликатных сорбентов, включающий смешивание растворов жидкого стекла и алюмината натрия, кристаллизацию, отмывку полученного гидрогеля от избытка щелочи, грануляцию и обработку щелочным раствором, при этом гранулированный гидрогель дополнительно подвергают обработке 1-5% раствором сернокислого алюминия с последующей выдержкой в растворе аммиака и отмывкой дистиллированной водой (а.с. СССР №835956).

[0022] Известный способ технологически сложен в реализации, требуется наличие определенных химических реагентов, что в свою очередь также негативно сказывается на ценовых характеристиках конечного продукта.

[0023] Примером возведения защитных барьеров является также способ удержания тяжелых металлов, мигрирующих в техногенных потоках загрязнения (патент РФ №2050334, 20.12.1995), при осуществлении которого на путях миграции потока создают поглотительный барьер за пределами источника загрязнения. Барьер представляет собой цепь скважин на расстоянии 4 - 5 м, в которые нагнетают гелеобразующие растворы с временем гелеобразования 1-1,5 ч, формирующие гель, например щавелево-алюмосиликатный, поглощающий тяжелые металлы.

[0024] Недостатком известного решения является низкий коэффициент фильтрации барьера (0,003 м/сут), а также распределение сорбирующего геля в поровом пространстве тампонируемых песчаных разностей, а не на поверхности песчаных частиц.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0025] Предложенное техническое решение позволяет решить техническую проблему в части создания экономичного способа сооружения геохимического барьера из сорбента, характеризующегося высокими фильтрационными и сорбционными свойствами, на основе природного материала и химических гелеобразующих реагентов.

[0026] Предложенное техническое решение позволяет получить эффективный геохимический барьер, содержащий сорбент, получаемый путем перевода химических компонентов геля, заполняющего поровое пространство песчаных разностей, в состав искусственной аутигенной пленки на поверхности песчаных частиц.

[0027] На пути миграции загрязненного потока за пределами источника загрязнения сооружают вертикальный или горизонтальный защитный барьер из сорбента высокой сорбционной способности и высокой проницаемости, который создают путем формирования искусственной аутигенной пленки на поверхности песчаных частиц.

[0028] Техническим результатом является повышение коэффициента фильтрации геохимического барьера, а также получение эффективного сорбента путем перевода химических компонентов геля, заполняющего поровое пространство песчаных разностей, в состав искусственной аутигенной пленки на поверхности песчаных частиц.

[0029] В первом предпочтительном варианте осуществления заявленный технический результат достигается за счет способа создания вертикального защитного сорбирующего геохимического барьера по периметру участка размещения жидких отходов, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды, заключающийся в выполнении последовательных этапов, включающих в себя:

формирование на поверхности песчаных частиц наноразмерных искусственных аутигенных алюмосиликатных пленок путем заполнения порового пространства песка щавелево-алюмосиликатным раствором (ЩАС-раствор) на базе жидкого стекла со значением силикатного модуля от 2,8 до 3,1 и плотностью 1,19 г/см³; последующего механического разрушения и сушки полученной песчано-гелевой массы при температуре выше 0°С до достижения величины коэффициента фильтрации материала сорбента, по меньшей мере, 90% от коэффициента фильтрации используемого песка;

последующую засыпку песчано-гелевого материала в траншею.

[0030] Во втором предпочтительном варианте осуществления заявленный технический результат достигается за счет способа создания горизонтального защитного сорбирующего геохимического барьера в основании участка размещения жидких отходов, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды, заключающийся в выполнении последовательных этапов, включающих в себя:

формирование на поверхности песчаных частиц наноразмерных искусственных аутигенных алюмосиликатных пленок путем заполнения порового пространства песка щавелево-алюмосиликатным раствором (ЩАС-раствор) на базе жидкого стекла со значением силикатного модуля от 2,8 до 3,1 и плотностью 1,19 г/см³; последующего механического разрушения и сушки полученной песчано-гелевой массы при температуре выше 0°С до достижения величины коэффициента фильтрации материала сорбента, по меньшей мере, 90% от коэффициента фильтрации используемого песка;

укладку песчано-гелевого материала на сухой, хорошо уплотненный стабильный грунт.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0031] В первом предпочтительном варианте осуществления предлагается создание вертикального защитного сорбирующего геохимического барьера по периметру участка размещения жидких отходов, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды, при котором осуществляют формирование на поверхности песчаных частиц наноразмерных искусственных аутигенных алюмосиликатных пленок путем заполнения порового пространства песка щавелево-алюмосиликатным раствором (ЩАС-раствор) на базе жидкого стекла со значением силикатного модуля от 2,8 до 3,1 и плотностью 1,19 г/см³; последующего механического разрушения и сушки полученной песчано-гелевой массы при температуре выше 0°С до достижения величины коэффициента фильтрации материала сорбента, по меньшей мере, 90% от коэффициента фильтрации используемого песка, и последующую засыпку песчано-гелевого материала в траншею.

[0032] Во втором варианте предлагается способ создания горизонтального защитного сорбирующего геохимического барьера в основании участка размещения жидких отходов, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды, при выполнении которого формируют на поверхности песчаных частиц наноразмерных искусственных аутигенных алюмосиликатных пленок путем заполнения порового пространства песка щавелево-алюмосиликатным раствором (ЩАС-раствор) на базе жидкого стекла со значением силикатного модуля от 2,8 до 3,1 и плотностью 1,19 г/см³; последующего механического разрушения и сушки полученной песчано-гелевой массы при температуре выше 0°С до достижения величины коэффициента фильтрации материала сорбента, по меньшей мере, 90% от коэффициента фильтрации используемого песка, и укладку песчано-гелевого материала на сухой, хорошо уплотненный стабильный грунт.

[0033] При этом при подготовке основания дополнительно может обустраиваться дренажная система для отведения инфильтрата, прошедшего очистку через барьер.

[0034] Чтобы контролировать дозирование компонентов, необходимо заранее определить количество песка и принять это во внимание при расчете масс для правильной настройки смесительной установки.

[0035] Сорбент состоит из следующих компонентов:

- природный песок

- гель щавелево-алюмосиликатного (ЩАС) раствора: жидкое стекло, сернокислый алюминий, щавелевая кислота, вода.

[0036] Песчаные грунты составом от мелких до гравелистых (СНиП 2.02.01-83) имеют коэффициент фильтрации (Кф) от 5 до 100 и более м/сут. Значение Кф геохимического барьера, сооруженного из этих песчаных разностей, будет составлять, по меньшей мере, 90% от Кф используемого песка.

[0037] Пример 1: при использовании в качестве составляющего материала сорбента мелкозернистого песка с Кф=5,5 м/сут коэффициент фильтрации геохимического барьера составляет 5 м/сут.

[0038] Пример 2: при использовании в качестве составляющего материала сорбента крупнозернистого песка с Кф=110 м/сут коэффициент фильтрации геохимического барьера составляет 100 м/сут.

[0039] Величина сорбционной емкости, полученная в динамических условиях, материала геохимического барьера составляет 0,5-3,0 мг/см³.

[0040] Готовность сорбента определяется его сыпучестью. Готовая смесь рыхлая, имеет зернистый вид, является удобной в обращении. Сорбент, в зависимости от объема, обрабатывается и перемещается обычным оборудованием для земляных работ (деревянные лопаты или кувалды с резиновым наконечником, телескопические или длинноковшовые экскаваторы и легкие катки/уплотнители или иным способом).

[0041] Технология приготовления сорбента высокой проницаемости

[0042] Технология приготовления данного сорбента опирается на гель-золь процессы, используемые в производстве нано-структурных материалов: в том числе композитных материалов, оптических волокон, ксерогелевых нанопленок.

[0043] На стадии приготовления ЩАС раствора реакции гидролиза и поликонденсации кремниевой кислоты приводят к образованию коллоидного раствора (золя), - состоящего из частиц размером в несколько десятков нм. При взаимодействии силиката натрия со щавелевой кислотой происходит химическая реакция, приводящая к образованию оксалата натрия и выделению слабой кремниевой кислоты: Na₂SiO₃+Н₂С₂О₄+Н₂О=Na₂C₂O₄+Si(OH)₄

[0044] Молекулы малорастворимой кремниевой кислоты формируют агрегаты, протекают процессы конденсации, сопровождаемые выделением воды и формированием коллоидных частиц кремнезема:

Si(OH)₄→SiO₂↓+Н₂О

[0045] При отверждении раствора силиката натрия (жидкого стекла) солями кальция, магния, алюминия и др. образуются кальций-, магний- и алюмосиликатные гели, соответственно, в которых наряду с однородными силоксановыми связями формируются смешанные кальций-силоксановые, магний-силоксановые, алюмо-силоксановые связи. Состав и концентрация отвердителя влияют на структуру гелей. В предлагаемой технологии используется комплексный отвердитель, состоящий из сульфата алюминия и щавелевой кислоты. Формирование алюмосиликатных гелей из смеси силиката натрия с растворами солей алюминия происходит в широкой области соотношений состава смесей. Изменение рН за счет добавления щавелевой кислоты приводят к интенсивному образованию контактов между частицами и образованию монолитного геля, в котором молекулы воды заключены в гибкую, но достаточно устойчивую трехмерную сетку, образованную частицами алюмосиликата - гель.

[0046] Гелеобразование - это вид коагуляции, при котором не образуются дискретные частицы осадка, а вся масса коллоида, связывая растворитель, переходит в своеобразное полужидкое-полутвердое состояние. Происходит не только коагуляция, но и поликонденсация кремневой кислоты. При добавлении в раствор силиката натрия (жидкое стекло) отвердителей, которыми могут служить и кислоты, и соли поливалентных металлов, происходит укрупнение коллоидных частиц и конденсация ионных форм кремнекислоты в более сложные комплексы. С образованием крупных частиц раствор становится гетерогенным, происходит сцепление частиц в гроздья и цепи в местах их наименьшей гидрофильности. В силикатном золе по мере увеличения агрегации частиц появляется структурная сетка и происходит застудевание всей массы.

[0047] Сформировавшийся гель состоит из двух существенно обособленных элементов: скелета и интермицелярной жидкости. Ажурный скелет геля образуют структурные элементы угловатой формы с большим количеством контактов. В присутствии частиц песка гель полностью покрывает их поверхность благодаря близкой химической природе этих компонентов. В свежеприготовленном геле на каждую молекулу кремнезема приходится около 300 молекул воды, из которых меньшая часть связана с молекулами кремнезема, а большая заключена между структурными элементами. При уменьшении количества воды меняются механические свойства геля: при содержании 30-40 молекул воды на молекулу кремнекислоты гель легко режется ножом, при 20 он становится плотным и тугим, при 10 рассыпчатый. Для придания механической прочности и сыпучести песчано-гелевому материалу производится его сушка, в процессе которой удаляется жидкость, заполняющая пространство между частицами, составляющими сетку геля на поверхности частиц песка. На этой стадии исходно механически непрочная пленка сырого геля претерпевает огромную усадку и приобретает свойства твердого покрытия. В результате на поверхности частиц песка образуется пленка геля с сохранением наноразмеров структурных элементов и достаточно высокими значениями удельной поверхности, которые определяют хорошие сорбционные свойства материала.

[0048] Ключевыми моментами технологии являются:

1) эмпирический подбор оптимального соотношения жидкого стекла и комплексного отвердителя для задания необходимого времени гелеобразования с учетом объемов производимой партии сорбента;

2) определение оптимального времени сушки в зависимости от влажности и температуры окружающей среды, обеспечивающего получение сыпучего материала без растрескивания пленки ПГМ.

[0049] Для разработанного геохимического барьера должно использоваться жидкое стекло плотностью 1,19 г/см³. Рыночные образцы в основном представлены вариантами с плотностью от 1,44 до 1,50 г/см³. Получение стекла плотностью 1,19 г/см³ осуществляется путем разбавления поступившего жидкого стекла водой. Добавка воды выполняется в емкости, оборудованной быстроходной мешалкой, куда предварительно заливается жидкое стекло исходной(заводской) плотности.

[0050] Необходимое количество воды определяется по формуле:

Где γ₁ - исходная плотность жидкого стекла, γ₂ - востребованная плотность жидкого стекла (1,19 г/см³), γ₃ - плотность воды.

[0051] Например, при γ₁=1,46 г/см³, γ₂=1,19 г/см3, γ₃=1,00 г/см³ по формуле 1 получаем величину 1,42. Это означает, что для получения жидкого стекла плотностью 1,19 г/см³, необходимо на каждый 1 м³ исходного жидкого стекла (плотностью 1,46 г/см³) добавить (при включенной мешалке) 1,42 м³ воды.

[0052] Для приготовления отвердителя необходимо в емкость с водой, при работающей мешалке, добавить в произвольной последовательности щавелевую кислоту и сернокислый алюминий в пропорции: на 1 м³ воды 60 кг кислоты и 60 кг алюминия.

[0053] Перемешивание полученного раствора должно осуществляться не менее 20 минут (до полного растворения реагентов).

[0054] Приготовление ЩАС раствора осуществляется путем добавления при работающей мешалке к жидкому стеклу плотностью 1,19 г/см³ отвердителя. Объем добавляемого отвердителя определяется желаемым временем гелеобразования ЩАС раствора в 2 часа.

[0055] Приготовление песчано-гелевого материала осуществляется в любой емкости известного объема. В используемую емкость прежде всего заливается ЩАС раствор со временем гелеобразования 2 часа непосредственно после его приготовления. Объем ЩАС раствора должен составлять 45% от объема емкости. После заливки ЩАС раствора в емкость засыпается песок. При засыпке песка исключается наличие в нем комков любого размера. Объем введенного в емкость песка должен обеспечивать выравнивание уровней песка и поднявшегося уровня ЩАС раствора в емкости.

[0056] Перевод геля ЩАС раствора в состав аутигенной пленки на поверхности песчаных частиц осуществляется путем его высушивания. С этой целью масса песчано-гелевого материала с нарушенной структурой вводится в контакт с воздушной средой. Такой контакт возможно осуществлять путем выполнения следующих двух вариантов, определяемых востребованными объемами материала геохимического барьера.

[0057] Вариант №1 используется если востребованный объем материала не превышает 2-3м³. В этом случае высушивание песчано-гелевого материала можно осуществить на площадке площадью 50 м². Высушивание до сыпучего состояния материала геохимического барьера занимает 2-3 суток в летний период при условии защиты площадки от дождей. Процесс высушивания осуществляется при толщине слоя материала в 3-5 см, и должен сопровождаться перемешиванием с регулярностью 2-3 раза в сутки.

[0058] Вариант №2 применим при необходимых объемах материала геохимического барьера, исчисляющимися сотнями и тысячами кубических метров. В этом случае для высушивания используется постоянная подача нагретого до 50-60°С воздуха к месту размещения песчано-гелевого материала.

[0059] Полученный материал обладает хорошей поглощающей (сорбционной) способностью. Например, в отношении кадмия - 2,2 мг/см³. При ежесуточном поступлении жидких отходов в объеме 50 м³, загрязненных кадмием с концентрацией 0,1 мг/л, на барьер площадью 10 м² и мощностью 0,3 м очистка от кадмия до ПДК=0,001 мг/л сможет осуществляться в течение 3,6 лет. Для создания такого барьера потребуется 3 м³ песка, 0,35 м³ жидкого стекла плотностью 1,46 г/см³, 22,5 кг щавелевой кислоты и 22,5 кг сернокислого алюминия, 1,75 м³ воды.

[0060] Химизм процесса поглощения ионов-загрязнителей

[0061] Поверхность алюмосиликатного песчано-гелевого материала несет частичный отрицательный заряд, который определяет высокое сродство к ней загрязнителей катионного характера, таких как ионы тяжелых металлов и радионуклидов. При погружении сорбента в воду или обводненную среду пленка геля набухает, присоединяя молекулы воды, объемная структура геля и межмицеллярные полости восстанавливаются.

[0062] Наличие в геле жидкой фазы создает благоприятные условия для диффузии в пленку геля веществ из контактирующего раствора. Скорости диффузии ионов в гелях сопоставимы со скоростями их движения в сплошных водных растворах. При контакте пленки геля с раствором электролита, состав которого отличен от интермицеллярной жидкости, происходит встречная диффузия ионов из раствора в гель и наоборот. Благодаря этому процессу труднорастворимые соединения элементов загрязнителей могут образовываться не только на поверхности, но и в объеме геля. При взаимодействии геля с грунтовыми водами, содержащими загрязняющие тяжелые металлы и другие элементы, происходит хемосорбция катионов элементов и синтез на поверхности скелета геля аморфных труднорастворимых силикатов. Пленкой геля сорбируются все элементы, которые образуют с его каркасом труднорастворимые соли. Известно, что полимерные формы соединений образуют малорастворимые соединения с теми же элементами, что и мономерные формы, а большинство силикатов в воде нерастворимо. Растворимыми являются только соли щелочных металлов. Скорость хемосорбции особенно велика в начале работы сорбента.

[0063] В интермицеллярной жидкости пленки ЩАС геля содержатся сульфат и оксалат натрия, а также кремнекислота в форме силиката натрия. Алюминий в интермицеллярной жидкости отсутствует, так как при используемых соотношениях исходных компонентов он полностью входит в состав скелета геля. При обильном омывании песчано-гелевого материала водой указанные компоненты постепенно выносятся во внешний раствор, прочность гелевого покрытия при этом не изменяется, так как скелет геля практически нерастворим.

[0064] Таким образом, вышеописанная технология за счет формирования на поверхности песка наноразмерных искусственных аутигенных алюмосиликатных пленок позволяет получить эффективный сорбент для загрязнителей катионного характера.

[0065] В Таблице 1 приведены физико-механические и сорбционные показатели получаемого сорбирующего барьера.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для защиты от загрязнения тяжелыми металлами и радионуклидами подземных питьевых вод, грунтов и почв в районах размещения антропогенных отходов. Cпособ создания вертикального защитного сорбирующего геохимического барьера по периметру участка размещения жидких отходов, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды, заключается в формировании на поверхности песчаных частиц наноразмерных искусственных аутигенных алюмосиликатных пленок. Поровое пространство песка заполняют щавелево-алюмосиликатным раствором (ЩАС-раствор) на базе жидкого стекла со значением силикатного модуля от 2,8 до 3,1 и плотностью 1,19 г/см³. Полученную песчано-гелевую массу механически разрушают и сушат при температуре выше 0°С до достижения величины коэффициента фильтрации материала сорбента по меньшей мере 90% от коэффициента фильтрации используемого песка. Затем засыпают песчано-гелевый материал в траншею или осуществляют укладку песчано-гелевого материала на сухой уплотненный стабильный грунт. Изобретение позволяет повысить коэффициент фильтрации геохимического барьера. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ создания вертикального защитного сорбирующего геохимического барьера по периметру участка размещения жидких отходов, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды, при котором

осуществляют формирование на поверхности песчаных частиц наноразмерных искусственных аутигенных алюмосиликатных пленок путем заполнения порового пространства песка щавелево-алюмосиликатным раствором (ЩАС-раствор) на базе жидкого стекла со значением силикатного модуля от 2,8 до 3,1 и плотностью 1,19 г/см³;

выполняют механическое разрушение и сушку полученной песчано-гелевой массы при температуре выше 0°С до достижения величины коэффициента фильтрации материала сорбента по меньшей мере 90% от коэффициента фильтрации используемого песка и

выполняют засыпку песчано-гелевого материала в траншею.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коэффициент фильтрации геохимического барьера составляет от 5 до 100 м/сут.

3. Способ создания горизонтального защитного сорбирующего геохимического барьера в основании участка размещения жидких отходов, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды, при котором

осуществляют формирование на поверхности песчаных частиц наноразмерных искусственных аутигенных алюмосиликатных пленок путем заполнения порового пространства песка щавелево-алюмосиликатным раствором (ЩАС-раствор) на базе жидкого стекла со значением силикатного модуля от 2,8 до 3,1 и плотностью 1,19 г/см³;

выполняют механическое разрушение и сушку полученной песчано-гелевой массы при температуре выше 0°С до достижения величины коэффициента фильтрации материала сорбента по меньшей мере 90% от коэффициента фильтрации используемого песка и

осуществляют укладку песчано-гелевого материала на сухой уплотненный стабильный грунт.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что коэффициент фильтрации геохимического барьера составляет от 5 до 100 м/сут.