Дослідження забруднення нафтопродуктами зони аерації за допомогою математичного моделювання
Анотація
У статті наведено результати дослідження забруднення зони аерації за рахунок витоку нафтопродуктів (НП) під час руйнування нафтобази «Амік Україна» у м. Бородянка за допомогою математичного моделювання. Витік світлих нафтопродуктів (СНП) створив техногенну екологічну ситуацію, яка вимагала визначення: механізмів аварійного проникнення НП у ґрунт та підземні води, площі забруднення та науково-обґрунтованих способів очищення ґрунту від НП. Для оцінки площі забруднення та механізму аварійного проникнення СНП у ґрунт і підземні води проаналізовані існуючі моделі проникнення полютантів при аварійному розливу НП, створено математичні просторові моделі геоморфологічних, гідрогеологічних та дослідно-фільтраційних даних за рахунок використання прийомів математичної інтерполяції та градієнтного аналізу. Останні дозволили виявити напрями руху поверхневого та підземного стоку на локальній площі нафтобази. У роботі розраховано гідравлічні ухили, коефіцієнт фільтрації ґрунтів, створено просторову математичну модель локального підземного градієнту потоку підземних вод з координатною прив’язкою до космознімку завдяки ГІС-проектуванню. Досліджено, що напрямок підземного потоку (рідини з полютантом) контролюється зоною локальної депресії, яка виражена пониженням абсолютних відміток природної літологічної товщі з перепадом висот близько 0,4 м або максимальними значеннями височини лінзи забруднення. Напрямок простягання цієї зони з півночі на південь. Проведено розрахунок потужності лінзи забруднення, яка в середньому склала 0,3 м. При цьому показнику площа забруднення налічує 4169 м2, об’єм забруднення – 1250,7 м3 який відповідає заявленому витоку. Але, враховуючи анізотропію фільтраційних властивостей літологічних різновидів у різних напрямках усередині зони аерації, присутність розчиненої води за рахунок дисперсії, наявність локальних акумуляційних депресій літологічної товщі варіанти з іншими показниками потужності (0,5 м та 0,1 м) також прийнятні. Апроксимовані сумарні площі розповсюдження НП адаптовані до супутникового знімку сервісу Google Earth. Дослідження мають практичні рекомендації щодо очищення території від СНП, запобігання розповсюдженню полютанту за рахунок відкачування нафтопродуктів зі змодельованої та фактично підтвердженої лінзи забруднення. Згідно з рекомендаціями здійснене буріння 140 свердловин глибиною до 5.2 м, діаметром 0,11‑0,168 м, загальним метражем 710 м, які дали можливість запобігти розповсюдженню СНП та повторно їх використати після очищення.
Завантаження
Посилання
Kabyl, A., Yang, M., Shah, D., Ahmad, A. (2022). Bibliometric Analysis of Accidental Oil Spills in Ice-Infested Waters. Int. J. Environ. Res. Public Health, 19 (22), 15190; DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph192215190
Bai, X., Song, K., Liu, J., Khalifa, A., Mou, C. (2019). Health Risk Assessment of Groundwater Contaminated by Oil Pollutants Based on Numerical Modeling. Int. J. Environ. Res. Public Health, 16, 3245; DOI: https://doi:10.3390/ijerph16183245
Raja, S., Abbasi, T., Tausef, S., Abbasi, S. (2019). Equilibrium models for predicting areas covered by accidentally spilled liquid fuels and an assessment of their efficacy. Process Safety and Environmental Protection, Vol. 130, P. 153–162. DOI: https://doi.org/10.1016/j.psep.2019.08.009
Gavrilyuk R.B., Zagorodniy Y.V., Plyusnina О.І. (2009). Conditions typification of petroleum contamination spreading at military airfields in Ukrainian. Journal of scientific papers of the Institute of Geological Sciences of the National Academy of Sciences of Ukrainian. 2, 245-251 [in Ukrainian].
Ognianik, N.S., Bricks, A.L., Havryliuk, R.B. (2017) Development of the monitoring recherché of groundwater contaminated by petroleum products. Geological Journal, 1 (358), 37-46. DOI: https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2017.1.99650 [in Ukrainian]
Bricks, A.L., Negoda, Yu.A. (2008). Oil contamination zone forming near the territory of dendrological park «Aleksandria». Geological Journal, 4 (325), 106-112 [in Ukrainian].
Velin, А. S. (2017). Peculiarities of migration of hydrocarbons in the soils of the aeration area in the locations of large oil reservoirs. Proceedings of VSU. Series: Geology, 1, 142-147 DOI: https://doi.org/10.17308/geology.2018.1/1464
Bodachivska L.Y. (2008). Prevention of the spread and elimination of hydrocarbon pollution. Environmental ecology and life safety, 5, 55-58 [in Ukrainian].
Bricks, A. L., Gavryliuk, R. B., Negoda, Yu. O. Hazard of petrochemical pollution of ponds of the «Olexandria» arboretum (Bila Tserkva). (2020). Journ. Geol. Geograph. Geoecology, 29 (2), 243–251. DOI: https://doi.org/10.15421/112022
Abramov Y. O., Basmanov O. E., Oliynyk V. V. (2021). Modeling of the spreading of combustible liquid as a result of an accident on railway transport. Problems of emergency situations, 1(33), 30-41 [in Ukrainian].
Diachenko, N.О., Savluchynskyi, О.М., Ulytsky, О.А. (2022). Evaluation of an emergency spill of light petroleum products. Sustainable development: environmental protection. Energy saving. Balanced nature management. Collection of materials of the VII International Congress (12-14 october 2022). Kyiv: E. Y. V. Yarochenko, Сollection of abstracts. P. 82. DOI: https://doi.org/10.51500/7826-07-0 [in Ukrainian].
Ulytsky, О., Yermakov, V., Lunova, О., Buglak, O. (2019). Technique for orthotransformed satellite imagery application in environmental assessment. Space Science and Technology, 25 (4). 48-56. DOI: https://doi.org/10.15407/knit2019.04.048 [in Ukrainian].
Krcho, J. (1990). Morphometric analysis and digital elevation models. Bratislava: VEDA [in Slovak], 427.
Diachenko, N.A., Panova, E.A., Privalov, V.A. (2006). Features of detection of zones of deformation anomalies of the earth's surface and decoding of their geological nature in the conditions of rock masses mining. Collection of scientific works of Donetsk National Technical University: Mining and Geological Series, 111, 119-128.
Charles J. Newell, Steven D. Acree, Randall R. Ross, and Scott G. Huling. (2015). Light Nonaqueous Phase Liquids. Environmental Research Laboratory Ada, Oklahoma, 28. URL: https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-06/documents/lnapl.pdf
Ognyanik N.S., Paramonova N.K., Brix A.L. et al. (2006). Fundamentals of the study of pollution of the geologic environment by light oil products. Kiev: [A.P.N.], 278 [in Ukrainian].
Gavryliuk, R.B. Zagorodnyi, Yu.V., Plyusnina, O.I. (2009). Typification of conditions for the formation of petrochemical pollution centers at military airfields of Ukrainian Collection of scientific works of the Institute of Geological Sciences of the National Academy of Sciences of Ukrainian, 2, 245-251 [in Ukrainian].
Schwille, F. (1975). Groundwater pollution by mineral oil products. Roceedings of the moscow Symposium, 103, 226–240.
Mercer, J, Cohen, R. (1990). A Review of immiscible fluids in the subsurface: Properties, models, characterization and remediation. Journal of Contaminant Hydrology, 6, 2, 107–163.
Nazarenko, S.K., Arkhipova, L.M. (2016). Modern methods of liquidation of emergency oil spills on water bodies of land. Scientific Bulletin of Ivano-Frankivsk National Technical University of OG, 2016, 1(40), 72-79 [in Ukrainian].
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
