СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГРУНТОВЫХ ВОД
METHOD OF PREVENTION OF GROUNDWATER CONTAMINATION

Изобретение относится к области охраны природной среды и может быть использовано для очистки поверхностных вод, используемых для подпитки водозаборов.
Известен способ, при котором используют гидрозавесу с инфильтрацией водозабора, расположенного ниже по потоку грунтовых вод относительно источника загрязнения (патент №2052575 от 20.01.1996, МПК E02B 3/16).
Недостатком способа является его сложность при формировании гидрозавесы.
Известен также способ, где устраивают фильтрующие перехваты грунтового водного потока с дренажной системой (патент №2392375 от 20.06.2012, МПК E02B 3/04, E02B 11/00).
В известном техническом решении дренажная система сложная, имеющая уклон в сторону водоема, переходящая в сборную емкость, снабженную крышками, с помощью которых производится откачка загрязненной воды.
Наиболее близким техническим решением является способ, где в качестве фильтрующего вещества используют цеолит зернистой структуры (патент №2377194 от 27.12.2009, МПК C02F 9/00, B01D 24/00).
Недостатком способа-прототипа является то, что при подаче воды в бак-аэратор вводят химические вещества - фильтраторы, способствующие удалению из воды солей бария. При этом осуществляют фильтрацию дважды (в баке-аэраторе и напорном осветительном фильтре, заполненном инертным материалом),что усложняет способ.
Технический результат - упрощение способа.
Техническое решение достигается тем, что, в отличие от способа прототипа в водном канале, служащем подпиткой грунтовых вод для водозабора, на дне располагают фильтрующий материал слоем 1-1,5 м, состоящий из смеси цеолитсодержащих глин Ирлита 1, Ирлита 7, Аланита местного происхождения и Барита, взятого в количестве 5-7% от общего объема глин.
Ирлит 1 местного происхождения республики Северная Осетия-Алания, обладает комплексом макро- и микроэлементов, pH - 3,0.
Ирлит 7 - в отличие от Ирлита 1 - имеет более высокое содержание кремния и алюминия, реакция среды pH - 6,9.
Аланит содержит высокое количество кальция, способный снижать кислотность раствора, одновременно сорбируя молекулы бария.
Основной сорбирующий элемент у 3-х видов цеолитсодержащих глин местного происхождения - кремний (табл.1).
Таблица 1
Содержание химических веществ в цеолитсодержащих глинах (происхождение Республика Северная Осетия-Алания (%))
№
Элементы
Ирлит 1
Ирлит 7
Аланит
1
Кремний
40,2
52,6
51,06
2
Алюминий
16,2
28,1
11,05
3
Железо (2-х валентное)
1,06
4,27
2,1
4
Железо (3-х валентное)
3,23
2,18
1,18
5
Кальций
15,3
3,05
30,7
6
Магний
1,82
1,71
1,1
7
Калий
1,89
2,09
0,8
8
Натрий
0,78
1,1
0,62
9
Фосфор
0,4
0,5
0,38
10
Бор, селен, сера, ванадий, молибден и др. микроэлементы
19,2
4,4
1,1
11
Реакция среды pH
6,9
3,0
8,04
4
Добавляемый в смесь барит (также местного происхождения) обычно используется в чистом виде как утяжелитель глинистых растворов. Соли бария употребляются для борьбы с вредителями, а также в радиационной защите. Барит гигроскопичен и с водой образует молекулы гидроксида бария, используемые для очистки масел, животных жиров, нефтепродуктов, удаления SO.
Обоснование выбранных параметров (5-7%) объясняется особенностью гидроксида бария (образованного в водном растворе) создавать токсичность (ПДК - 0,5 мг/м). Смешанные ирлиты и аланит, обладающие сорбционной способностью, снижают токсичность воды, создавая условия очистки водного канала - источника подпитки грунтовых вод.
Ирлит 1 и Ирлит 7 обладают различным химическим составом и пролонгирующими свойствами, как и все цеолиты.
Используя природные цеолитсодержащие глины в смеси с баритом, можно очистить водный канал и тем самым предотвратить загрязнение грунтовых вод, а также обогатить их необходимыми макро- и микроэлементами, регулировать кислотно-щелочной баланс.
Результаты анализа качества первоначальной исходной и предлагаемой очищенной воды приводятся в таблице 2, из которой следует  преимущество предлагаемого способа.
Таблица 2
Качество очищенной воды
№
Показатель (в сухом веществе)
Исходная вода
Очищенная вода
Допустимая концентрация
1
pH
5,8
7,2
6-9
2
Кадмий
0,05
0,01
Менее 0,03
3
Марганец
6,8
2,8
7,2
4
Барий м/л
1,1
0,04
0,1
5
Никель мг/кг
0,96
0,3
4,16
6
Медь мг/кг
1,1
0,5
0,09
7
Цинк мг/кг
0,12
0,02
0,03
8
Свинец мг/кг
3,6
1,6
до 5
Способ позволяет очистить водный канал, упростить техническое решение за счет использования местного природного сырья.