close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4780

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4780
(13)
C1
(51)
(12)
7
G 21F 9/34
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ ПОЧВО-ГРУНТОВ
(21) Номер заявки: 960454
(22) 1996.09.04
(46) 2002.12.30
(71) Заявитель: Институт проблем использования
природных
ресурсов
и
экологии
Национальной академии наук Беларуси
(BY)
(72) Авторы: Лиштван И.И.; Бровка Г.П.; Дедюля
И.В.; Ровдан Е.Н. (BY)
(73) Патентообладатель:
Институт
проблем
использования
природных
ресурсов
и
экологии
Национальной
академии
наук
Беларуси (BY)
(57)
Способ дезактивации почво-грунтов путем выщелачивания радионуклидов растворами электролитов и
использования герметичного материала, отличающийся тем, что после внесения в слой почво-грунта электролитов поверхность почво-грунта покрывают влагоизолирующим материалом - полиэтиленовой пленкой,
и после перехода в поровый раствор не менее 50 % радионуклидов от количества, соответствующего сорбционному равновесию при наличии в слое почво-грунта выщелачивающего раствора, покрытие удаляют, а
поверхность почво-грунта покрывают пористым фильтрующим материалом и создают направленный поток
влаги путем ее испарения с поверхности фильтра и затем сконцентрированные на поверхности фильтра радионуклиды и внесенные электролиты удаляют.
BY 4780 C1
(56)
SU 1825199 A3, 1993.
BY 863 C1, 1995.
BY 864 C1, 1995.
BY 1080 C1, 1995.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды от загрязнения радиоактивными веществами и может быть использовано для удаления радионуклидов из почв, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на ЧАЭС.
Известны способы дезактивации почво-грунтов путем внесения электролитов в сочетании с посевом растений или с добавками микроорганизмов, способствующих выведению радионуклидов из почвы [1-3]. Недостатками известных способов является низкая эффективность извлечения радиоактивных элементов,
адсорбированных твердой фазой скелета почво-грунтов. Основная причина низкой эффективности дезактивации заключается в медленном процессе перехода радионуклидов из состояния, когда они связаны твердой
фазой, в водорастворимое состояние. Процесс этого перехода, как показали экспериментальные исследования, может быть растянут на месяцы и даже годы. В то же время дезактивирующие растворы электролитов
находятся в основном в водорастворимом состоянии и при наличии в слое почво-грунта потоков влаги эти
соединения могут быть быстро вынесены из слоя грунта, не оказав достаточного воздействия на процессы
выщелачивания радионуклидов. Вторым недостатком указанных способов является возможность попадания
радионуклидов и внесенных соединений в грунтовые воды и загрязнение питьевых источников воды и водоемов.
Ближайшим техническим решением к предлагаемому является способ дезактивации почв от радионуклидов, включающий операцию изоляции загрязненного слоя от нижележащей почвы герметичным материалом,
BY 4780 C1
гидравлически связанным с дренажом [4]. Способ позволяет уменьшить распространение радионуклидов и
выщелачивающих растворов в окружающей среде, однако этому способу, так же как и указанным ранее,
присуще неэффективное использование выщелачивающих растворов вследствие медленного перехода радионуклидов из сорбированного в водорастворимое состояние и наличия естественных потоков влаги в грунте. К
тому же способ достаточно трудоемок.
Задача изобретения - повышение эффективности выщелачивания радионуклидов растворами электролитов и уменьшение трудоемкости способа.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе дезактивации почво-грунтов путем
выщелачивания радионуклидов растворами электролитов и использования герметичного покрытия, после
внесения в слой почво-грунта электролитов поверхность почво-грунта покрывают влагоизолирующим материалом - полиэтиленовой пленкой, и после перехода в поровый раствор не менее 50 % радионуклидов от количества, соответствующего сорбционному равновесию при наличии в слое почво-грунта выщелачивающего
раствора, покрытие удаляют, а поверхность почво-грунта покрывают пористым фильтрующим материалом и
создают направленный поток влаги путем ее испарения с поверхности фильтра и затем сконцентрированные
на поверхности фильтра радионуклиды и внесенные электролиты удаляют.
Сравнительный анализ заявленного решения с известным показывает, что заявленный способ отличается
от известного тем, что после внесения в слой почво-грунта электролитов его поверхность влагоизолируется
от окружающей среды. Это позволяет устранить конвективные потоки влаги и тем самым предотвратить
преждевременное вымывание дезактивирующих электролитов из слоя почво-грунта. После перехода в раствор основной части радионуклидов в соответствии с новыми условиями фазового равновесия раствор твердая фаза, обусловленными наличием электролитов, они могут быть легко удалены из слоя направленным
потоком влаги. Отличием от известных способов является также создание в данном способе потока влаги
путем ее испарения с поверхности фильтра, изготовленного из капиллярно-пористого материала и уложенного на поверхность грунта. Это позволяет сконцентрировать перешедшие в раствор радионуклиды и внесенные электролиты на поверхности фильтра и тем самым предотвратить загрязнение нижних горизонтов
грунта радионуклидами и растворами электролитов.
Исследования, выполненные с образцами низинного торфа, загрязненного радионуклидами в результате
аварии на ЧАЭС, показали, что после внесения в торф растворов электролитов, например, хлоридов стабильных Cs и Sr из расчета 0,2 г-экв/л каждого элемента на влагу торфа при влагосодержании 2,5 кг/кг, по истечении 10 месяцев в водорастворимое состояние переходит до 70 % от общего количества радионуклидов. Это
количество радионуклидов может быть легко удалено из торфа путем промывания слоя торфа водой в количестве, равном 2-3 объемам от имеющейся в торфе влаги. Радионуклиды из торфа легко удаляются при испарении влаги с керамической пластинки, уложенной на слой торфа, при одновременном увлажнении этого
слоя снизу. При этом на поверхности керамической пластинки формируется рыхлый слой соли из внесенных
в торф электролитов и в этом слое находятся также радионуклиды, что позволяет собрать в концентрированном виде радионуклиды и внесенные электролиты для их последующей утилизации.
Следует отметить, что для каждого конкретного слоя почвы или грунта прежде, чем вносить электролиты
с целью дезактивации, необходимо предварительно в лабораторных условиях выявить наиболее оптимальные составы и концентрации этих электролитов, а также период времени, за который в поровый раствор перейдет необходимое количество радионуклидов. Для этого в образец дезактивируемого грунта вносят
выщелачивающие электролиты и, определяя периодически их концентрацию в поровом растворе, получают
кривую кинетики выщелачивания. Выделение порового раствора можно осуществить методом центрифугирования. На основании кривой кинетики выщелачивания определяют равновесное количество выщелоченных данным электролитом радионуклидов и оптимальное время, за которое в раствор перейдет необходимое
количество радионуклидов.
Реализация предложенного способа осуществляется в следующей последовательности. В слой почвогрунта, загрязненного радионуклидами, вносят электролиты, способствующие переходу в водорастворимое
состояние Cs-137 и Sr-90. Для этого можно использовать хлориды и нитраты Са, К, Na, Fe, NH4, а также стабильных Cs и Sr. Объемная концентрация в поровом растворе электролитов должна составлять 0,1-0,3 гэкв/л. После внесения электролитов поверхность почво-грунта влагоизолируют с помощью пленочного покрытия с таким расчетом, чтобы в слой не прошли осадки. Через определенные промежутки времени (1-2
месяца) производят отбор проб почво-грунта из загрязненного радионуклидами слоя и определяют концентрации радионуклидов, находящихся в поровом растворе и адсорбированных твердой фазой почво-грунта.
После увеличения концентрации радионуклидов в поровом растворе до величины, равной не менее 50 %
от равновесной концентрации при наличии в поровом растворе дезактивирующих соединений, защитную
2
BY 4780 C1
пленку удаляют, а поверхность почво-грунта покрывают капиллярно-пористым фильтрующим материалом.
Затем в слое грунта создают направленный поток влаги путем испарений влаги с поверхности фильтра. Для
этой цели в качестве фильтра можно использовать керамические покрытия, плотную бумагу, картон, ткани
из волокнистых материалов. Испарять влагу можно либо естественным путем при солнечной погоде в летнее
время, либо прогревая поверхность фильтра тепловым излучением от искусственных электроисточников тепла или вмонитрованных в фильтр электрических нагревателей. Слой грунта при этом должен быть достаточно увлажнен грунтовыми водами или водой, подаваемой в скважины ниже радиоактивного слоя.
Длительность процесса испарения влаги на фильтре определяется количеством испарившейся с фильтра
воды. Процесс прекращается, когда количество испарившейся влаги равняется 2-3 объемам влаги, имеющейся в дезактивируемом слое грунта. После окончания испарения влаги радионуклиды и электролиты,
сконцентрированные на поверхности фильтра, удаляются с этой поверхности механическим путем и захораниваются известными методами. При необходимости процесс дезактивации слоя почво-грунта, включающий
процедуры внесения выщелачивающего раствора и создания направленного потока влаги, можно повторить.
Таким образом, заявляемый способ позволяет исключить вынос внесенных электролитов и радионуклидов из загрязненных слоев почво-грунтов в грунтовые воды, эффективно использовать внесенные электролиты, а затем утилизировать извлеченные из почвы радионуклиды.
Источники информации:
1. BY 863 С1, 1995.
2. BY 864 С1, 1995.
3. BY 1080 C1, 1995.
4. SU 1825199 A3, 1993 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
119 Кб
Теги
by4780, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа