Захист підземних вод від забруднення сполуками урану за допомогою проникних реакційних бар’єрів
Охарактеризовано стан пiдземних вод в одному з найбiльш небезпечних з екологiчної
 точки зору мiсць у центрi уранової промисловостi України — м. Жовтi Води, бiля найбiльшого хвостосховища вiдходiв переробки уранових руд. Для вивчення особливостей
 очищення пiдземних вод вiд уранового...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2016
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99073 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Захист підземних вод від забруднення сполуками урану за допомогою проникних реакційних бар’єрів / Б.Ю. Корнілович, Ю.Й. Кошик, І.А. Ковальчук, О.О. Хлопась, О.Є. Бащак // Доповіді Національної академії наук України. — 2016. — № 3. — С. 113-120. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860087840059162624 |
|---|---|
| author | Корнілович, Б.Ю. Кошик, Ю.Й. Ковальчук, І.А. Хлопась, О.О. Бащак, О.Є. |
| author_facet | Корнілович, Б.Ю. Кошик, Ю.Й. Ковальчук, І.А. Хлопась, О.О. Бащак, О.Є. |
| citation_txt | Захист підземних вод від забруднення сполуками урану за допомогою проникних реакційних бар’єрів / Б.Ю. Корнілович, Ю.Й. Кошик, І.А. Ковальчук, О.О. Хлопась, О.Є. Бащак // Доповіді Національної академії наук України. — 2016. — № 3. — С. 113-120. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Охарактеризовано стан пiдземних вод в одному з найбiльш небезпечних з екологiчної
точки зору мiсць у центрi уранової промисловостi України — м. Жовтi Води, бiля найбiльшого хвостосховища вiдходiв переробки уранових руд. Для вивчення особливостей
очищення пiдземних вод вiд уранового забруднення запропоновано просту конструкцiю
експериментального проникного реакцiйного бар’єра (ПРБ), що включає ряд свердловин,
якi заповненi рiзним за природою реакцiйним матерiалом: неорганiчним (порошок нульвалентного залiза), органiчним (кiсткове борошно та сульфатредукувальнi бактерiї) та комбiнованим завантаженням. Роботи по встановленню експериментального ПРБ були проведенi восени 2011 р. Дворiчний монiторинг стану пiдземних вод у мiсцi встановлення дослiдного бар’єра з активним сорбцiйно-вiдновлювальним завантаженням неорганiчної та органiчної природи свiдчить про зменшення концентрацiї урану практично вдвiчi: з 0,38 до 0,15–0,07 мг/дм³.
Охарактеризовано состояние подземных вод в одном из наиболее опасных с экологической
точки зрения районе в центре урановой промышленности Украины — г. Желтые Воды,
рядом с самым большим хвостохранилищем отходов переработки урановых руд. Для изучения особенностей очистки подземных вод от уранового загрязнения предложена простая конструкция экспериментального проницаемого реакционного барьера (ПРБ), включающего ряд скважин, заполненных разным по происхождению реакционным материалом: неорганическим (порошок нульвалентного железа), органическим (костная мука и сульфатвосстанавливающие бактерии) и комбинированной загрузкой. Работы по установке экспериментального ПРБ были проведены осенью 2011 г. Двухлетний мониторинг состояния подземных вод в месте установки опытного барьера с активной сорбционно-восстанавливающей
загрузкой неорганического и органического происхождения свидетельствует о практически
двукратном уменьшении концентрации урана: с 0,38 до 0,15–0,07 мг/дм³.
Hydrogeologic and geochemical conditions in a vicinity of the large uranium mine tailings storage
facility (TSF) in the Zhovti Vody town are characterized to provide the data to locate, design,
and install a permeable reactive barrier to treat groundwater contaminated by leachate infiltrating
from the TSF. The effectiveness of three different permeable reactive materials are investigated:
zero-valent iron, phosphate material, and sulphate-reducing bacteria. In the pilot permeable reactive
barrier (PRB) installation, separate rows of cylinders were filled with each of the three permeable
reactive materials, and the sampling was conducted within and around the rows of reactive cylinders.
The PRB was installed in October–November 2011. Key sampling parameters included field
parameters, inorganic analytes, and contaminants of concern (radionuclides and heavy metals).
Groundwater levels were measured throughout the study. The results of studies demonstrate the
effectiveness of zero-valent iron for remediating uranium-contaminated groundwater, when utilized in a PRB.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:21:04Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
3 • 2016
ЕКОЛОГIЯ
УДК 628.31:546.791 http://dx.doi.org/dopovidi2016.03.113
Член-кореспондент НАН України Б.Ю. Корнiлович1, Ю.Й. Кошик2,
I. А. Ковальчук3, О. О. Хлопась3, О.Є. Бащак3
1НТУ України “Київський полiтехнiчний iнститут”
2УкрНДПРI промислової технологiї, Жовтi Води
3Iнститут сорбцiї та проблем ендоекологiї НАН України, Київ
E-mail: kov_irina73@mail.ru
Захист пiдземних вод вiд забруднення сполуками урану
за допомогою проникних реакцiйних бар’єрiв
Охарактеризовано стан пiдземних вод в одному з найбiльш небезпечних з екологiчної
точки зору мiсць у центрi уранової промисловостi України — м. Жовтi Води, бiля най-
бiльшого хвостосховища вiдходiв переробки уранових руд. Для вивчення особливостей
очищення пiдземних вод вiд уранового забруднення запропоновано просту конструкцiю
експериментального проникного реакцiйного бар’єра (ПРБ), що включає ряд свердловин,
якi заповненi рiзним за природою реакцiйним матерiалом: неорганiчним (порошок нуль-
валентного залiза), органiчним (кiсткове борошно та сульфатредукувальнi бактерiї) та
комбiнованим завантаженням. Роботи по встановленню експериментального ПРБ бу-
ли проведенi восени 2011 р. Дворiчний монiторинг стану пiдземних вод у мiсцi встанов-
лення дослiдного бар’єра з активним сорбцiйно-вiдновлювальним завантаженням неор-
ганiчної та органiчної природи свiдчить про зменшення концентрацiї урану практично
вдвiчi: з 0,38 до 0,15–0,07 мг/дм3.
Ключовi слова: пiдземнi води, уран, проникний реакцiйний бар’єр, нульвалентне залiзо,
мiкробiологiчне вiдновлення.
Однiєю з актуальних екологiчних проблем в Українi, що потребує свого вирiшення, є по-
гiршення стану навколишнього середовища в мiсцях видобутку i переробки уранових руд,
який зазнає iстотного негативного впливу внаслiдок забруднення водного басейну сполука-
ми урану [1–3]. Серед сучасних методiв захисту пiдземних вод вiд органiчних i неорганiчних
забруднювачiв широкого поширення в свiтовiй практицi, особливо в США, знайшли так зва-
нi проникнi реакцiйнi бар’єри (ПРБ) [4–6]. Останнi встановлюються в грунтi на шляху руху
забруднених вод i мiстять хiмiчно активнi речовини, якi сорбують неорганiчнi або розклада-
ють органiчнi токсиканти. Як активне завантаження були успiшно апробованi рiзноманiтнi
речовини: цеолiти, гiдроксiапатит, сполуки залiза та iн. [5].
© Б.Ю. Корнiлович, Ю. Й. Кошик, I. А. Ковальчук, О. О. Хлопась, О. Є. Бащак, 2016
ISSN 1025-6415 Доп. НАН України, 2016, №3 113
Найбiльш використовуваною речовиною для завантаження бар’єрiв є нульвалентне за-
лiзо, механiзм дiї якого може поєднувати як сорбцiю високодисперсними продуктами окис-
нення залiза катiонних чи анiонних форм забруднювачiв, так i їх вiдновлення за раху-
нок перебiгу вiдповiдних окисно-вiдновних реакцiй з осадженням нерозчинних продуктiв,
що утворюються [4–6]. Перспективним є i використання в бар’єрах бiологiчно iндукованих
вiдновних реакцiй за рахунок сульфатредукувальних бактерiй (СРБ) [7]. Водночас ефе-
ктивнiсть використання ПРБ, в тому числi для видалення сполук урану, обумовлена на-
самперед хiмiчною природою забруднювача та сольовим складом пiдземних вод i потребує
фiзико-хiмiчного обгрунтування застосування того чи iншого реагенту в складi активного
завантаження.
Ранiше нами в лабораторних умовах було вивчено процеси видалення з вод сполук урану
з використанням бiоредукторiв на основi мiсцевого бiоконсорцiуму з одного iз забруднених
ураном районiв України (м. Жовтi Води), а також нульвалентного залiза, що можуть бути
використанi як можливi активнi компоненти ПРБ [3, 8].
Метою даної роботи є вивчення особливостей використання технологiї ПРБ для захи-
сту навколишнього середовища вiд сполук урану на прикладi забруднених пiдземних вод
у центрi уранової промисловостi України — м. Жовтi Води (Днiпропетровська область).
Об’єктом дослiдження були пiдземнi води в районi розташування хвостосховища “Щ”
вiдходiв переробки уранових руд, де найбiльш можливе забруднення пiдземних вод сполу-
ками урану. Хвостосховище розташоване в 1,5 км на пiвдень вiд м. Жовтi Води у балцi
Щербакiвська i мiстить рiдкi та твердi технологiчнi вiдходи гiдрометалургiйного заводу
(пульпа вiд гiдрометалургiйної переробки уранової руди, вiдходи миття та дезактивацiї
обладнання тощо), а також шламовi стоки i промисловi стоки станцiї нейтралiзацiї сульфа-
тнокислотного цеху, що входить до складу заводу.
Загальна площа старої частини хвостосховища, що наразi використовується як резервне,
становить 98,4 га, a нової частини, яка знаходиться в експлуатацiї, — 151,8 га. Найближчими
до хвостосховища водотоками є рiки Жовта та Зелена.
Хiмiчний склад пiдземних вод визначається хiмiчним складом шламових вод чашi хво-
стосховища. Внаслiдок фiльтрацiї вод через дно хвостосховища навколо нього сформува-
лися ореоли забруднення нiтратами i сульфатами, якi практично збiгаються. Пiдземнi води
мiнералiзованi (сухий залишок 1,1–8,1 г/дм3). Води в основному сульфатнi, магнiєво-на-
трiєвi, лужнi (pH 6,8–8,0), дуже твердi (загальна твердiсть 12,04–36,97 мг-екв/дм3). Однак
найбiльш небезпечним є забруднення пiдземних вод сполуками урану, вмiст якого в пiдзем-
них водах може сягати 0,2–0,3 мг/дм3 [9, 10].
На пiдставi аналiзу геологiчної будови району розташування хвостосховища “Щ” та його
гiдрогеологiчних характеристик визначено, що найбiльш перспективною для дослiдження
особливостей застосування ПРБ є дiлянка в тальвегу балки Щербакiвська бiля р. Жовта
(рис. 1). Гiдрогеологiчний розрiз у цьому мiсцi складається тiльки з водоносного горизон-
ту кристалiчних порiд докембрiю i продуктiв їх вивiтрювання, а iншi водоноснi горизонти,
що поширенi в районi хвостосховища, виклинюються. Геологiчний розрiз представлений
сучасним грунтово-рослинним шаром потужнiстю 0,9 м; алювiальним суглинком чорного
кольору — 2,6 м та корою вивiтрювання кристалiчних порiд — жорствово-щебеневими утво-
реннями — 2,5 м. Кристалiчнi породи докембрiю залягають з глибини 6,0 м.
Для визначення особливостей застосування рiзних за природою активних матерiалiв
була запропонована проста конструкцiя експериментального ПРБ, що являла собою ряд
заповнених активним матерiалом свердловин. Така конструкцiя складалася з 21 техноло-
114 ISSN 1025-6415 Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., 2016, №3
Рис. 1. Гiдрогеологiчна карта хвостосховища
гiчної та 8 монiторингових свердловин. Беручи до уваги необхiднiсть визначення ефектив-
ностi рiзних за природою типiв матерiалiв, технологiчнi свердловини були об’єднанi в три
групи по 7 свердловин. Попереду та пiсля кожної групи свердловин, вiдповiдно руху пiдзем-
них вод, були пробуренi монiторинговi свердловини. Двi монiторинговi свердловини були
розташованi посерединi мiж двома групами технологiчних свердловин.
За результатами оцiнки кiлькiсних характеристик фiльтрацiйного потоку на основi ма-
тематичного моделювання (програмний комплекс VISUAL MODFLOW v. 2.8.2) визначено,
що основний потiк пiдземних вод проходить у корi вивiтрювання кристалiчних порiд i стано-
вить 93,8% загального потоку водоносного горизонту. Тому глибина свердловин з активним
матерiалом була встановлена до досягнення кристалiчних порiд.
Роботи по встановленню експериментального ПРБ були проведенi восени 2011 р. Техно-
логiчнi свердловини з дiаметром 350 мм були пробуренi на вiдстанi 350 мм одна вiд одної.
Дiаметр монiторингових свердловин становив 135 мм. Глибина свердловин дорiвнювала 6 м.
План розташування свердловин наведений на рис. 2.
Як активнi реагенти в дослiдному ПРБ було використано неорганiчне, органiчне та
комбiноване завантаження. Вiдповiдно до результатiв проведених нами попереднiх дослi-
джень [3, 8] свердловини першої групи були завантаженi сумiшшю порошку дисперсного
нульвалентного залiза (активна складова) та гравiю (iнертний носiй). Свердловини другої
групи мiстили комбiноване завантаження: як активну неорганiчну складову використову-
вали порошок дисперсного нульвалентного залiза та гравiй, а як органiчну — кiсткове боро-
шно, осад мiських станцiй аерацiї та тирсу. В свердловинах третьої групи було використано
тiльки органiчне завантаження — кiсткове борошно, осад мiських станцiй аерацiї та тирса
разом з гравiєм.
Дослiдження ефективностi ПРБ проводили протягом двох рокiв. Аналiз складу пiдзем-
них вод здiйснювали за стандартними методиками [11]. Концентрацiю урану в зразках води
ISSN 1025-6415 Доп. НАН України, 2016, №3 115
Рис. 2. Карта розмiщення дiлянок свердловин ПРБ (станом на 21.08.2012)
визначали спектрофотометричним методом з використанням Арсеназо III при λ = 665 нм.
Результати хiмiчного аналiзу зразкiв пiдземних вод з району хвостосховища перед вста-
новленням ПРБ наведено в табл. 1.
Монiторинг рiвня пiдземних вод в свердловинах (рис. 3) вказує на значний вплив ме-
теорологiчних факторiв на його положення: максимальнi значення спостерiгалися в перiод
весняного танення снiгу i паводка (лютий – травень 2012 р. та лютий – червень 2013 р.),
а мiнiмальнi — в посушливий лiтньо-осiннiй перiод (серпень – вересень 2012 р.). Рiзниця
в показниках рiвня за цi перiоди становила ∼1 м.
Загальний аналiз гiдродинамiчного режиму водоносного горизонту на дiлянцi ПРБ за
час спостережень показав наявнiсть змiн в напрямку руху пiдземних вод у рiзнi перiоди.
Так, за картами гiдроiзогiпс, бiльшу частину року рух пiдземних вод спрямований вздовж
тальвегу балки в бiк гирла р. Жовта. Навеснi, в зв’язку iз пiдняттям рiвня води в рiчцi,
рiзниця мiж показниками рiвня води в монiторингових свердловинах до i пiсля бар’єра стає
меншою, нiж в iншi перiоди, що обумовлює деяке вiдхилення напряму руху пiдземних вод
вiд напряму вздовж тальвегу балки.
Одержанi результати по змiнi загального вмiсту природних радiонуклiдiв (234U, 235U та
Таблиця 1. Хiмiчний склад пiдземної води, мг/дм3 (pH 7,2)
Складова Концентрацiя Складова Концентрацiя
Ca2+ 576 Uзаг 0,42
Mg2+ 209 Ni2+ < 0,05
Na+ + K+ 391 Cu2+ < 0,03
NH+
4 0,92 Coзаг < 0,06
HCO−
3 448 Mnзаг 0,10
Cl− 182 Zn2+ < 0,01
SO2−
4 2832 Pb2+ < 0,19
NO−
3 125 Cd2+ < 0,01
Feзаг 0,05 Мiнералiзацiя 4693
116 ISSN 1025-6415 Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., 2016, №3
Рис. 3. Графiк коливання рiвня пiдземних вод з часом в свердловинах С-3, С-4
Рис. 4. Розподiл урану в грунтових водах на територiї розмiщення ПРБ: — перед ПРБ (свердловини 1,
3, 5), — пiсля ПРБ (свердловини 2, 4, 6)
238U) у пiдземних водах у мiсцi розташування ПРБ вказують на значне зменшення радiо-
активного забруднення у водному потоцi пiсля бар’єра (рис. 4). Механiзм видалення урану
з води включає як сорбцiю iонiв уранiлу UO2+
2 та iнших розчинних форм шестивалентного
урану ((UO2)3(OH)+5 , UO2OH+, (UO2)2(OH)2+2 , UO2(OH)2, (UO2)2CO3(OH)−3 , UO2(CO3)
4−
3
та iн.) на поверхнi компонентiв ПРБ, так i його вiдновлення до чотиривалентного стану,
з утворенням нерозчинних сполук [3, 12, 13]. Найбiльший ефект спостерiгається бiля тих
частин бар’єра, що мiстять порошок Fe0 (монiторинговi свердловини 1 i 2 — порошок Fe0
i гравiй, монiторинговi свердловини 3 i 4 — порошок Fe0 разом з кiстковим борошном, оса-
ISSN 1025-6415 Доп. НАН України, 2016, №3 117
дом мiських станцiй аерацiї, тирсою та гравiєм).
Менший ефект спостерiгається пiсля виключно бiологiчного завантаження (монiторин-
говi свердловини 5 i 6) внаслiдок глинисто-пiщаного характеру грунтiв бiля хвостосховища
урановмiсних вiдходiв i пов’язаного з цим низьким вмiстом аборигенних сульфатредуку-
вальних бактерiй, саме якi разом з Fe(III)-вiдновлювальними бактерiями мають потужний
метаболiчний потенцiал до вiдновлення урану за ферментативним механiзмом або за реа-
кцiєю з Fe(II), що утворюється при бактерiальному вiдновленнi Fe(III) [14, 15].
Таким чином, проведенi дослiдження показали перспективнiсть застосування техноло-
гiї ПРБ для захисту навколишнього середовища в мiсцях зберiгання вiдходiв уранового
виробництва. Дворiчний монiторинг стану пiдземних вод у мiсцi встановлення дослiдно-
го бар’єра з активним сорбцiйно-вiдновлювальним завантаженням неорганiчної та орга-
нiчної природи свiдчить про зменшення концентрацiї урану практично вдвiчi: з 0,38 до
0,15–0,07 мг/дм3.
Робота виконана за фiнансової пiдтримки Агентства з охорони навколишнього середовища
США та Українського науково-технiчного центру в рамках проекту Р-454 “Розробка iнновацiйної
екологiчної технологiї вiдновлення забруднених вод в Українi”.
Цитована лiтература
1. Добыча и переработка урановых руд в Украине / Под ред. А. П. Чернова. – Киев: АДЕФ Украина,
2001. – 238 с.
2. Landa E.R. Uranium mill tailings: nuclear waste and natural laboratory for geochemical and radioecological
investigations // J. Environ. Radioact. – 2004. – 77. – P. 1–27.
3. Корнiлович Б.Ю., Сорокiн О. Г., Павленко В.М., Кошик Ю.Й. Природоохороннi технологiї в урано-
видобувнiй та переробнiй промисловостi. – Київ, 2011. – 156 с.
4. Blowes D.W., Ptacek C. J., Benner S.G. et al. Treatment of inorganic contaminants using permeable
reactive barriers // J. Contam. Hydrol. – 2000. – 45. – P. 123–137.
5. Interstate Technology & Regulatory Council. Permeable Reactive Barriers: Technology Update. PRB-5. –
Washington, D. C., 2011. – 179 p.
6. Weber A., Ruhl A. S., Amos R.T. Investigating dominant processes in ZVI permeable reactive barriers
using reactive transport modeling // J. Contam. Hydrol. – 2013. – 151. – P. 68–82.
7. Merroun M.L., Selenska-Pobell S. Bacterial interactions with uranium: An environmental perspective //
J. Contam. Hydrol. – 2008. – 102. – P. 285–295.
8. Ковальчук I. А., Хлопась О.О., Корнiлович Б.Ю., Гвоздяк П. I., Маковецький О.Л. Очищення ура-
новмiсних пiдземних вод мiкробiологiчним методом // Доп. НАН України. – 2011. – № 10. – С. 175–180.
9. Kornilovich B., Wireman M., Caruso B., Koshik Y., Pavlenko V., Tobilko V. The use of permeable reactive
barrier against contaminated groundwater in Ukraine // Centr. Europ. J. Occup. and Environ. Med. –
2009. – 15, No 1–2. – P. 73–85.
10. Wireman M., Kornilovich B. Installation of a permeable reactive barrier in uranium mining district – East
Central Ukraine // Newsletter: International Association of Hydrogeologists. U. S. National Chapter. –
2012. – 41, No 2. – P. 12–14.
11. Набиванець Б.И., Осадчий В. I., Осадча Н.М., Набиванець Ю.Б. Аналiтична хiмiя поверхневих вод. –
Київ: Наук. думка, 2007. – 456 с.
12. Cundy A.B., Hopkinson L., Whitby R. L.D. Use of iron-based technologies in contaminated land and
groundwater remediation: A review // Sci. Total Environ. – 2008. – 400. – P. 42–51.
13. Morrison S. J., Mushovic P. S., Niesen P. L. Early breakthrough of molybdenum and uranium in a perme-
able reactive barrier // Environ. Sci. Technol. – 2006. – 40. – P. 2018. – 2024.
14. Lloyd J.R., Lovley D.R. Microbial detoxication of metals and radionuclides // Curr. Opin. Biotechnol. –
2001. – 12. – P. 248–253.
15. Zhengji Y. Microbial removal of uranyl by sulfate reducing bacteria in the presence of Fe(III) (hydr)oxi-
des // J. Environ. Radioact. – 2010. – 101. – P. 700–705.
118 ISSN 1025-6415 Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., 2016, №3
References
1. Extraction and processing of uranium ores in Ukraine, Ed. by A. P. Chernov, Kiev: ADEF Ukraine, 2001
(in Russian).
2. Landa E.R. J. Environ. Radioact., 2004, No 77: 1–27.
3. Kornilovych B.Yu., Sorokin O.G., Pavlenko V.M., Koshyk Yu.Y. Environmental protection technology
in uranium mining and processing industry, Kiev, 2011 (in Ukrainian).
4. Blowes D.W., Ptacek C. J., Benner S.G. et al. J. Contam. Hydrol., 2000, 45: 123–137.
5. Interstate Technology & Regulatory Council. Permeable Reactive Barriers: Technology Update. PRB-5,
Washington, D. C., 2011.
6. Weber A., Ruhl A. S., Amos R.T. J. Contam. Hydrol., 2013, 151: 68–82.
7. Merroun M.L., Selenska-Pobell S. J. Contam. Hydrol., 2008, 102: 285–295.
8. Kovalchuk I. A., Khlopas O.O., Kornilovych B.Yu., Gvozdyak P. I., Makovets’kyi O. L. Dopov. NAN Ukrai-
ne, 2011, No 10: 175–180 (in Ukrainian).
9. Kornilovich B., Wireman M., Caruso B., Koshik Y., Pavlenko V., Tobilko V. Centr. Europ. J. Occup. and
Environ. Med., 2009, 15, No 1–2: 73–85.
10. Wireman M., Kornilovich B. Newsletter: International Association of Hydrogeologists. U. S. National Chap-
ter, 2012, 41, No 2: 12–14.
11. Nabyvanets B.Y., Osadchyi V. I., Osadcha N.M., Nabyvanets Yu.B. Analatical chemistry of surface waters,
Kiev: Nauk. Dumka, 2007 (in Ukrainian).
12. Cundy A.B., Hopkinson L., Whitby R. L.D. Sci. Total Environ., 2008, 400: 42–51.
13. Morrison S. J., Mushovic P. S., Niesen P. L. Environ. Sci. Technol., 2006, 40: 2018–2024.
14. Lloyd J.R., Lovley D.R. Curr. Opin. Biotechnol., 2001, 12: 248–253.
15. Zhengji Y. J. Environ. Radioact., 2010, 101: 700–705.
Надiйшло до редакцiї 27.07.2015
Член-корреспондент НАН Украины Б.Ю. Корнилович1, Ю.И. Кошик2,
И.А. Ковальчук3, О. А. Хлопась3, А. Е. Бащак3
1НТУ Украины “Киевский политехнический институт”
2УкрНИПИИ промышленной технологии, Желтые Воды
3Институт сорбции и проблем эндоэкологии НАН Украины, Киев
E-mail: kov_irina73@mail.ru
Защита подземных вод от загрязнения соединениями урана
с помощью проницаемых реакционных барьеров
Охарактеризовано состояние подземных вод в одном из наиболее опасных с экологической
точки зрения районе в центре урановой промышленности Украины — г. Желтые Воды,
рядом с самым большим хвостохранилищем отходов переработки урановых руд. Для изу-
чения особенностей очистки подземных вод от уранового загрязнения предложена простая
конструкция экспериментального проницаемого реакционного барьера (ПРБ), включающего
ряд скважин, заполненных разным по происхождению реакционным материалом: неоргани-
ческим (порошок нульвалентного железа), органическим (костная мука и сульфатвосста-
навливающие бактерии) и комбинированной загрузкой. Работы по установке эксперимен-
тального ПРБ были проведены осенью 2011 г. Двухлетний мониторинг состояния подзем-
ных вод в месте установки опытного барьера с активной сорбционно-восстанавливающей
загрузкой неорганического и органического происхождения свидетельствует о практически
двукратном уменьшении концентрации урана: с 0,38 до 0,15–0,07 мг/дм3.
Ключевые слова: подземные воды, уран, проницаемый реакционный барьер, нульвалентное
железо, микробиологическое восстановление.
ISSN 1025-6415 Доп. НАН України, 2016, №3 119
Corresponding Member of the NAS of Ukraine B.Y. Kornilovych1, Y. I. Koshyk2,
I. A. Kovalchuk3, O. O. Khlopas3, O. E. Bashchak3
1NTU of Ukraine “Kiev Polytechnic Institute”
2UkrR&D Institute for Industrial Technology, Zhovti Vody
3Institute for Sorption and Problems of Endoecology of the NAS of Ukraine, Kiev
E-mail: kov_irina73@mail.ru
Protection of groundwater against pollution by uranium compounds
using permeable reactive barriers
Hydrogeologic and geochemical conditions in a vicinity of the large uranium mine tailings storage
facility (TSF) in the Zhovti Vody town are characterized to provide the data to locate, design,
and install a permeable reactive barrier to treat groundwater contaminated by leachate infiltrati-
ng from the TSF. The effectiveness of three different permeable reactive materials are investigated:
zero-valent iron, phosphate material, and sulphate-reducing bacteria. In the pilot permeable reactive
barrier (PRB) installation, separate rows of cylinders were filled with each of the three permeable
reactive materials, and the sampling was conducted within and around the rows of reactive cyli-
nders. The PRB was installed in October–November 2011. Key sampling parameters included field
parameters, inorganic analytes, and contaminants of concern (radionuclides and heavy metals).
Groundwater levels were measured throughout the study. The results of studies demonstrate the
effectiveness of zero-valent iron for remediating uranium-contaminated groundwater, when utilized
in a PRB.
Keywords: groundwater, uranium, permeable reactive barrier, zero valent iron, microbiological
reduction.
120 ISSN 1025-6415 Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., 2016, №3
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99073 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:21:04Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Корнілович, Б.Ю. Кошик, Ю.Й. Ковальчук, І.А. Хлопась, О.О. Бащак, О.Є. 2016-04-22T18:37:48Z 2016-04-22T18:37:48Z 2016 Захист підземних вод від забруднення сполуками урану за допомогою проникних реакційних бар’єрів / Б.Ю. Корнілович, Ю.Й. Кошик, І.А. Ковальчук, О.О. Хлопась, О.Є. Бащак // Доповіді Національної академії наук України. — 2016. — № 3. — С. 113-120. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99073 628.31:546.791 Охарактеризовано стан пiдземних вод в одному з найбiльш небезпечних з екологiчної
 точки зору мiсць у центрi уранової промисловостi України — м. Жовтi Води, бiля найбiльшого хвостосховища вiдходiв переробки уранових руд. Для вивчення особливостей
 очищення пiдземних вод вiд уранового забруднення запропоновано просту конструкцiю
 експериментального проникного реакцiйного бар’єра (ПРБ), що включає ряд свердловин,
 якi заповненi рiзним за природою реакцiйним матерiалом: неорганiчним (порошок нульвалентного залiза), органiчним (кiсткове борошно та сульфатредукувальнi бактерiї) та комбiнованим завантаженням. Роботи по встановленню експериментального ПРБ були проведенi восени 2011 р. Дворiчний монiторинг стану пiдземних вод у мiсцi встановлення дослiдного бар’єра з активним сорбцiйно-вiдновлювальним завантаженням неорганiчної та органiчної природи свiдчить про зменшення концентрацiї урану практично вдвiчi: з 0,38 до 0,15–0,07 мг/дм³. Охарактеризовано состояние подземных вод в одном из наиболее опасных с экологической
 точки зрения районе в центре урановой промышленности Украины — г. Желтые Воды,
 рядом с самым большим хвостохранилищем отходов переработки урановых руд. Для изучения особенностей очистки подземных вод от уранового загрязнения предложена простая конструкция экспериментального проницаемого реакционного барьера (ПРБ), включающего ряд скважин, заполненных разным по происхождению реакционным материалом: неорганическим (порошок нульвалентного железа), органическим (костная мука и сульфатвосстанавливающие бактерии) и комбинированной загрузкой. Работы по установке экспериментального ПРБ были проведены осенью 2011 г. Двухлетний мониторинг состояния подземных вод в месте установки опытного барьера с активной сорбционно-восстанавливающей
 загрузкой неорганического и органического происхождения свидетельствует о практически
 двукратном уменьшении концентрации урана: с 0,38 до 0,15–0,07 мг/дм³. Hydrogeologic and geochemical conditions in a vicinity of the large uranium mine tailings storage
 facility (TSF) in the Zhovti Vody town are characterized to provide the data to locate, design,
 and install a permeable reactive barrier to treat groundwater contaminated by leachate infiltrating
 from the TSF. The effectiveness of three different permeable reactive materials are investigated:
 zero-valent iron, phosphate material, and sulphate-reducing bacteria. In the pilot permeable reactive
 barrier (PRB) installation, separate rows of cylinders were filled with each of the three permeable
 reactive materials, and the sampling was conducted within and around the rows of reactive cylinders.
 The PRB was installed in October–November 2011. Key sampling parameters included field
 parameters, inorganic analytes, and contaminants of concern (radionuclides and heavy metals).
 Groundwater levels were measured throughout the study. The results of studies demonstrate the
 effectiveness of zero-valent iron for remediating uranium-contaminated groundwater, when utilized in a PRB. Робота виконана за фiнансової пiдтримки Агентства з охорони навколишнього середовища США та Українського науково-технiчного центру в рамках проекту Р-454 “Розробка iнновацiйної екологiчної технологiї вiдновлення забруднених вод в Українi”. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Екологія Захист підземних вод від забруднення сполуками урану за допомогою проникних реакційних бар’єрів Защита подземных вод от загрязнения соединениями урана с помощью проницаемых реакционных барьеров Protection of groundwater against pollution by uranium compounds using permeable reactive barriers Article published earlier |
| spellingShingle | Захист підземних вод від забруднення сполуками урану за допомогою проникних реакційних бар’єрів Корнілович, Б.Ю. Кошик, Ю.Й. Ковальчук, І.А. Хлопась, О.О. Бащак, О.Є. Екологія |
| title | Захист підземних вод від забруднення сполуками урану за допомогою проникних реакційних бар’єрів |
| title_alt | Защита подземных вод от загрязнения соединениями урана с помощью проницаемых реакционных барьеров Protection of groundwater against pollution by uranium compounds using permeable reactive barriers |
| title_full | Захист підземних вод від забруднення сполуками урану за допомогою проникних реакційних бар’єрів |
| title_fullStr | Захист підземних вод від забруднення сполуками урану за допомогою проникних реакційних бар’єрів |
| title_full_unstemmed | Захист підземних вод від забруднення сполуками урану за допомогою проникних реакційних бар’єрів |
| title_short | Захист підземних вод від забруднення сполуками урану за допомогою проникних реакційних бар’єрів |
| title_sort | захист підземних вод від забруднення сполуками урану за допомогою проникних реакційних бар’єрів |
| topic | Екологія |
| topic_facet | Екологія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99073 |
| work_keys_str_mv | AT kornílovičbû zahistpídzemnihvodvídzabrudnennâspolukamiuranuzadopomogoûproniknihreakcíinihbarêrív AT košikûi zahistpídzemnihvodvídzabrudnennâspolukamiuranuzadopomogoûproniknihreakcíinihbarêrív AT kovalʹčukía zahistpídzemnihvodvídzabrudnennâspolukamiuranuzadopomogoûproniknihreakcíinihbarêrív AT hlopasʹoo zahistpídzemnihvodvídzabrudnennâspolukamiuranuzadopomogoûproniknihreakcíinihbarêrív AT baŝakoê zahistpídzemnihvodvídzabrudnennâspolukamiuranuzadopomogoûproniknihreakcíinihbarêrív AT kornílovičbû zaŝitapodzemnyhvodotzagrâzneniâsoedineniâmiuranaspomoŝʹûpronicaemyhreakcionnyhbarʹerov AT košikûi zaŝitapodzemnyhvodotzagrâzneniâsoedineniâmiuranaspomoŝʹûpronicaemyhreakcionnyhbarʹerov AT kovalʹčukía zaŝitapodzemnyhvodotzagrâzneniâsoedineniâmiuranaspomoŝʹûpronicaemyhreakcionnyhbarʹerov AT hlopasʹoo zaŝitapodzemnyhvodotzagrâzneniâsoedineniâmiuranaspomoŝʹûpronicaemyhreakcionnyhbarʹerov AT baŝakoê zaŝitapodzemnyhvodotzagrâzneniâsoedineniâmiuranaspomoŝʹûpronicaemyhreakcionnyhbarʹerov AT kornílovičbû protectionofgroundwateragainstpollutionbyuraniumcompoundsusingpermeablereactivebarriers AT košikûi protectionofgroundwateragainstpollutionbyuraniumcompoundsusingpermeablereactivebarriers AT kovalʹčukía protectionofgroundwateragainstpollutionbyuraniumcompoundsusingpermeablereactivebarriers AT hlopasʹoo protectionofgroundwateragainstpollutionbyuraniumcompoundsusingpermeablereactivebarriers AT baŝakoê protectionofgroundwateragainstpollutionbyuraniumcompoundsusingpermeablereactivebarriers |