Способ защиты грунтовых вод от загрязнения фтором Российский патент 2025 года по МПК E02D31/00 B09C1/00 

Изобретение относится к области экологии и предназначено для снижения степени загрязнения грунтовых вод при инфильтрации атмосферных осадков через почвенную толщу, загрязнённую фтором.

Известен способ создания вертикального и горизонтального геохимического барьера высокой проницаемости и высокой сорбционной способности в отношении тяжёлых металлов и радионуклидов (варианты) [RU 2784367, G21F 9/20], заключающийся в формировании на поверхности песчаных частиц наноразмерных искусственных аутигенных алюмосиликатных плёнок.

Недостатками данного аналога являются высокая стоимость и трудозатраты при создании геохимического барьера и невозможность использования этого сорбента в качестве поглотителя фтора.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ защиты почв и грунтовых вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами [RU 2361041, E02D 31/00], содержащий способ создания противофильтрационного барьера, предотвращающего нисходящую миграцию нефти и нефтепродуктов в почвах и грунтах, включающий формирование жидкого капиллярного экрана. В верхний слой почвы вносятся природные минеральные и/или органические сорбенты, обладающие высокими водоудерживающими свойствами, с последующим увлажнением почвенной грунтовой среды до состояния полевой влагоемкости.

Недостатком данного способа является то, что предлагаемые сорбенты слабо удерживают фтор.

Задача изобретения - снижение загрязнения грунтовых вод в зоне техногенного загрязнения из орошаемых почв, подверженных аэральному загрязнению фтором.

Поставленная задача решается за счет того, что создается противофильтрационный барьер путём снятия пахотного слоя, размещения под его поверхностью на глубине 25 см сплошного слоя сорбента в виде фосфогипса мощностью 10-25 см, позволяющего связывать водорастворимые соединения фтора из фильтрующейся влаги в составе труднорастворимого соединения CaF₂ - флюорита, и возвращения снятого пахотного слоя почвы на место.

Новые существенные признаки:

1. Создается противофильтрационный барьер путём снятия пахотного слоя, размещения под его поверхностью на глубине 25 см сплошного слоя сорбента в виде фосфогипса мощностью 10-25 см и возвращения снятой ранее почвы на место. Предлагаемый сорбент позволяет связывать водорастворимые соединения фтора из фильтрующейся влаги в составе труднорастворимого соединения CaF₂ (флюорит), препятствуя загрязнению грунтовых вод.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется объём правовой охраны.

Технический результат

Изобретение позволяет удерживать водорастворимые соединения фтора - элемента 1-го класса опасности, в слое фосфогипса мощностью 10-25 см, помещённого на глубину 25 см. Фосфогипс - CaSO₄ ⋅ nH₂O, представляет собой побочный продукт производства минеральных удобрений, который обладает высокой фторудерживающей способностью. Химизм процесса заключается в связывании водорастворимых соединений фтора кальцием с образованием труднорастворимого соединения CaF₂ - флюорит, при прохождении инфильтрационных вод через слой фосфогипса.

Способ защиты грунтовых вод от загрязнения фтором заключается в создании противофильтрационного барьера путём снятия пахотного слоя, размещения под его поверхностью на глубине 25 см сплошного слоя сорбента в виде фосфогипса мощностью 10-25 см и возвращения снятого ранее пахотного слоя почвы на место. Регулирование мощности слоя фосфогипса позволяет влиять на полноту связывания водорастоворимого фтора в составе трудорастворимого соединения CaF₂.

Исследования показали, что при просачивании вод через лугово-сероземную почву, загрязнённую водорастворимым фтором в количестве 1500 мг/кг массы почвы, количество фтора в дренируемой влаге составило 415 мг. При создании подпочвенного барьера из фосфогипса при соотношении почва:фосфогипс - 20:1 миграционная подвижность фтора снизилась в 25 раз, количество вымытого фтора составило 16,6 мг.

Преимущества выбранного сорбента перед аналогом и прототипом заключаются в возможности предотвращения загрязнения грунтовых вод фтором - элементом 1-го класса опасности.

Изобретение относится к области экологии и предназначено для снижения степени загрязнения грунтовых вод при инфильтрации атмосферных осадков через почвенную толщу, загрязнённую фтором. Способ защиты грунтовых вод от загрязнения фтором позволяет удерживать водорастворимые соединения фтора - элемента 1-го класса опасности, в слое фосфогипса мощностью 10-25 см, помещённого на глубину 25 см. Фосфогипс - CaSO₄ ⋅ nH₂O, представляет собой побочный продукт производства минеральных удобрений, который обладает высокой фторудерживающей способностью. Способ заключается в создании в почве противофильтрационного барьера путём снятия пахотного слоя и размещения под его поверхностью на глубине 25 см сплошного слоя сорбента в виде фосфогипса мощностью 10-25 см, после чего снятый пахотный слой почвы возвращают на место. Химизм процесса заключается в связывании водорастворимых соединений фтора кальцием с образованием труднорастворимого соединения CaF₂ - флюорит, при прохождении инфильтрационных вод через слой фосфогипса. Изобретение обеспечивает возможность предотвращения загрязнения грунтовых вод фтором.

Способ защиты грунтовых вод от загрязнения фтором, включающий противофильтрационный барьер, отличающийся тем, что создаётся противофильтрационный барьер путём снятия пахотного слоя, размещения под его поверхностью на глубине 25 см сплошного слоя сорбента в виде фосфогипса мощностью 10-25 см, позволяющего связывать водорастворимые соединения фтора из фильтрующейся влаги в составе труднорастворимого соединения CaF₂ - флюорита, и возвращения снятого пахотного слоя почвы на место.