Изучение влияния факторов, определяющих результаты геофизических исследований на территориях, загрязнённых лёгкими нефтепродуктами
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Для решения экологических задач по поиску углеводородных загрязнений довольно часто используются методы малоглубинной геофизики. На загрязнённых участках знания о геологическом строении и гидрогеологических условиях, а также качественных и количественных характеристиках загрязнения необходимы для оценки рисков и планирования реабилитации территории. В статье рассматривается влияние различных факторов на формирование аномалий, выявляемых методами малоглубинной геофизики в процессе изучения загрязнения геологической среды нефтепродуктами. Основной целью подобных работ является обнаружение, оконтуривание и определение путей миграции лёгких нефтепродуктов. В работе описывается несколько обобщённых моделей распространения углеводородного загрязнения, каждая из которых может использоваться для решения поставленных задач, а также быть полезным инструментом для прогнозирования распространения нефтепродуктов и моделирования геофизических откликов от многофакторной среды.

Ключевые слова:
лёгкие нефтепродукты, малоглубинная геофизика, микроорганизмы, гедрогеология, подземное пространство, мониторинг.
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать
Список литературы

1. Алексеев И. В., Дашко Р. Э. К вопросу о роли биокоррозионных процессов в подземной среде мегаполисов // Инженерная геология. - 2016. - № 1. - С. 22-29.

2. Глазунов В. В., Агеев А. С., Горелик Г. Д. и др. Результаты комплексных геофизических исследований по поиску склепов на территории загородного некрополя Херсонеса Таврического в Карантинной балке // Записки Горного института. - 2021. - Т. 247. - С. 1-9. - DOI:https://doi.org/10.31897/PMI.2021.1.2.

3. Григорьев Г. С., Салищев М. В., Сенчина Н. П. О применимости способа электромагнитного мониторинга гидроразрыва пласта // Записки Горного института. - 2021. - Т. 250. - С. 492-500. - DOI:https://doi.org/10.31897/PMI.2021.4.2.

4. Гупало В. С. Приоритетные параметры физических процессов в массиве пород при определении безопасности захоронения радиоактивных отходов // Записки Горного института. - 2020. - Т. 241. - С. 118. - DOI:https://doi.org/10.31897/pmi.2020.1.118.

5. Максимович Н. Г., Хайрулина Е. А. Геохимические барьеры и охрана окружающей среды: учебное пособие. - Пермь : Перм. гос. у-т., 2011. - С. 248.

6. Мовчан И. Б., Шайгаллямова З. И., Яковлева А. А. Выявление факторов структурного контроля коренных золоторудных проявлений методом беспилотной аэромагниторазведки на примере Нерюнгринского района Якутии // Записки Горного института. - 2022. - Т. 254. - 217-233. - DOI:https://doi.org/10.31897/pmi.2022.23.

7. Пашкевич М. А., Бек Д., Матвеева В. А. и др. Биогеохимическая оценка состояния почвенно-растительного покрова в промышленных, селитебных и рекреационных зонах СанктПетербурга // Записки Горного института. - 2020. - Т. 241. - С. 125. - DOI:https://doi.org/10.31897/pmi.2020.1.125.

8. Путилина В. С., Галицкая И. В., Юганова Т. И. Трансформация нефти и нефтепродуктов в почвах, горных породах, подземных водах. Загрязнение, инфильтрация, миграция, деградация. Метаболиты // Экология. Серия аналитических обзоров мировой литературы. - 2019. - Т. 108. - С. 111.

9. Рязанцев П. А., Нилова М. В., Белохвостик Д. М. Мониторинг миграции нефтепродукта в лабораторных условиях с использованием методики электротомографии // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. - 2017. - № 6. - С. 83-94.

10. Сарапулова Г. И. Геохимический подход в оценке воздействия техногенных объектов на почвы // Записки Горного института. - 2020. - Т. 243. - С. 388. - DOI:https://doi.org/10.31897/pmi.2020.3.388.

11. Титов К. В., Ильин Ю. Т., Коносавский П. К. и др. Изменение геофизических свойств загрязненного нефтепродуктами песка при бактериальном воздействии // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. - 2012. - №5. - С. 455-469.

12. Шулаев Н. С., Пряничникова В. В., Кадыров Р. Р. Закономерности электрохимической очистки нефтезагрязненных грунтов // Записки Горного института. - 2021. - Т. 252. - С. 937- 946. - DOI:https://doi.org/10.31897/PMI.2021.6.15.

13. Abdel Aal G. Z., Atekwana E. A., Slater L. D., et al. Effects of microbial processes on electrolytic and interfacial electrical properties of unconsolidated sediments // Geophysical Research Letters. - 2004. - Vol. 31, no. 12. - P. L12505. - DOIhttps://doi.org/10.1029/2004gl020030.

14. Amos R. T., Mayer K. U., Bekins B. A., et al. Use of dissolved and vapor-phase gases to investigate methanogenic degradation of petroleum hydrocarbon contamination in the subsurface // Water Resources Research. - 2005. - Vol. 41, no. 2. - W02001. - DOI:https://doi.org/10.1029/2004WR003433.

15. Atekwana E. A., Atekwana E., Legall F. D., et al. Biodegradation and mineral weathering controls on bulk electrical conductivity in a shallow hydrocarbon contaminated aquifer // Journal of Contaminant Hydrology. - 2005. - Nov. - Vol. 80, no. 3/4. - P. 149-167. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2005.06.009.

16. Atekwana E. A., Atekwana E. A., Rowe R. S., et al. The relationship of total dissolved solids measurements to bulk electrical conductivity in an aquifer contaminated with hydrocarbon // Journal of Applied Geophysics. - 2004. - Vol. 56, no. 4. - P. 281-294. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2004.08.003.

17. Atekwana E. A., Atekwana E. A. Geophysical Signatures of Microbial Activity at Hydrocarbon Contaminated Sites: A Review // Surveys in Geophysics. - 2010. - Vol. 31, no. 2. - P. 247-283. - DOI:https://doi.org/10.1007/s10712-009-9089-8.

18. Che-Alota V., Atekwana E. A., Atekwana E. A., et al. Temporal geophysical signatures from contaminant-mass remediation // Geophysics. - 2009. - Vol. 74, no. 4. - B113-B123. - DOIhttps://doi.org/10.1190/1.3139769.

19. Deceuster J., Kaufmann O. Improving the delineation of hydrocarbon-impacted soils and water through induced polarization (IP) tomographies: A field study at an industrial waste land // Journal of Contaminant Hydrology. - 2012. - Vol. 136/137. - P. 25-42. - DOIhttps://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2012.05.003.

20. DeRyck S. M., Redman J. D., Annan A. P. Geophysical Monitoring Of A Controlled Kerosene Spill // 6th EEGS Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems. - European Association of Geoscientists & Engineers, 2020. - DOI: pdb.209.1993_003.

21. Essaid H. I., Bekins B. A., Herkelrath W. N., et al. Crude Oil at the Bemidji Site: 25 Years of Monitoring, Modeling, and Understanding // Ground Water. - 2011. - Vol. 49, no. 5. - P. 706- 726. - DOI:https://doi.org/10.1111/j.1745 6584.2009.00654.x.

22. Fiori A., Benedetto A., Romanelli M. Application of the effective medium approximation for determining water contents through GPR in coarse-grained soil materials // Geophysical Research Letters. - 2005. - Vol. 32, no. 9. - P. L09404. - DOI:https://doi.org/10.1029/2005GL022555.

23. Flores Orozco A., Micić V., Bücker M., et al. Complex-conductivity monitoring to delineate aquifer pore clogging during nanoparticles injection // Geophysical Journal International. - 2019. - June. - Vol. 218, no. 3. - P. 1838-1852. - DOI:https://doi.org/10.1093/gji/ggz255.

24. Flores Orozco A., Williams K. H., Long P. E., et al. Using complex resistivity imaging to infer biogeochemical processes associated with bioremediation of an uranium-contaminated aquifer // Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. - 2011. - Vol. 116. - G03001. - DOI:https://doi.org/10.1029/2010JG001591.

25. Garg S., Newell C. J., Kulkarni P. R., et al. Overview of Natural Source Zone Depletion: Processes, Controlling Factors, and Composition Change // Groundwater Monitoring & Remediation. - 2017. - Vol. 37, no. 3. - P. 62-81. - DOIhttps://doi.org/10.1111/gwmr.12219.

26. Giampaolo V., Rizzo E., Titov K., et al. Selfpotential monitoring of a crude oil-contaminated site (Trecate, Italy) // Environmental Science and Pollution Research. - 2014. - Vol. 21, no. 15. - P. 8932-8947. - DOI:https://doi.org/10.1007/s11356-013-2159-y.

27. Gieg L. M., Fowler S. J., Berdugo-Clavijo C. Syntrophic biodegradation of hydrocarbon contaminants // Current Opinion in Biotechnology. - 2014. - Vol. 27. - P. 21-29. - (Energy biotechnology, Environmental biotechnology). - DOI:https://doi.org/10.1016/j.copbio.2013.09.002.

28. Griebler C., Lueders T. Microbial biodiversity in groundwater ecosystems // Freshwater Biology. - 2009. - Vol. 54, no. 4. - P. 649-677. - DOIhttps://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2008.02013.x.

29. Irianni-Renno M., Akhbari D., Olson M. R., et al. Comparison of bacterial and archaeal communities in depth-resolved zones in an LNAPL body // Applied Microbiology and Biotechnology. - 2016. - Vol. 100, no. 7. - P. 3347-3360. - DOI:https://doi.org/10.1007/s00253-015-7106-z.

30. Johansson S., Fiandaca G., Dahlin T. Influence of non-aqueous phase liquid configuration on induced polarization parameters: Conceptual models applied to a time-domain field case study // Journal of Applied Geophysics. - 2015. - Vol. 123. - P. 295-309. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2015.08.010.

31. Khan F. I., Husain T., Hejazi R. An overview and analysis of site remediation technologies // Journal of Environmental Management. - 2004. - Vol. 71, no. 2. - P. 95-122. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2004.02.003

32. Kulkarni P. R., King D. C., McHugh T. E., et al. Impact of Temperature on Groundwater Source Attenuation Rates at Hydrocarbon Sites // Groundwater Monitoring & Remediation. - 2017. - Vol. 37, no. 3. - P. 82-93. - DOI:https://doi.org/10.1111/gwmr.12226

33. Martinho E., Almeida F., Senos Matias M. An experimental study of organic pollutant effects on time domain induced polarization measurements // Journal of Applied Geophysics. - 2006. - Vol. 60, no. 1. - P. 27-40. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2005.11.003.

34. Meckenstock R. U., Netzer F. von, Stumpp C., et al. Water droplets in oil are microhabitats for microbial life // Science. - 2014. - Vol. 345, no. 6197. - P. 673-676. - DOI:https://doi.org/10.1126/science.1252215.

35. Mellage A., Smeaton C. M., Furman A., et al. Linking Spectral Induced Polarization (SIP) and Subsurface Microbial Processes: Results from Sand Column Incubation Experiments // Environmental Science & Technology. - 2018. - Vol. 52, no. 4. - P. 2081-2090. - DOI:https://doi.org/10.1021/acs.est.7b04420.

36. Miller A. A., Gorelik G. D., Budanov L. M. Substantiation of the Optimal Gis Complex for the Allocation of Water-Containing Reservoirs on the Example of the Analysis of Well Logging Results in the Leningrad Region. - 2019. - DOIhttps://doi.org/10.3997/2214-4609.201901693.

37. Naudet V., Revil A., Bottero J.-Y., et al. Relationship between self-potential (SP) signals and redox conditions in contaminated groundwater // Geophysical Research Letters. - 2003. - Vol. 30, no.21. - P. 2091. - DOI:https://doi.org/10.1029/2003GL018096.

38. Ng G.-H. C., Bekins B. A., Cozzarelli I. M., et al. Reactive transport modeling of geochemical controls on secondary water quality impacts at a crude oil spill site near Bemidji, MN // Water Resources Research. - 2015. - Vol. 51, no. 6. - P. 4156- 4183. - DOI:https://doi.org/10.1002/2015WR016964.

39. Ntarlagiannis D., Yee N., Slater L. On the low-frequency electrical polarization of bacterial cells in sands // Geophysical Research Letters. - 2005. - Vol. 32, no. 24. - P. L24402. - DOI:https://doi.org/10.1029/2005GL024751.

40. Rosenberry D. O., Glaser P. H., Siegel D. I. The hydrology of northern peatlands as affected by biogenic gas: current developments and research needs // Hydrological Processes. - 2006. - Vol. 20, no. 17. - P. 3601-3610. - DOI:https://doi.org/10.1002/hyp.6377.

41. Sauck W. A. A model for the resistivity structure of LNAPL plumes and their environs in sandy sediments // Journal of Applied Geophysics. - 2000. - Vol. 44, no. 2. - P. 151-165. - DOI:https://doi.org/10.1016/S0926-9851(99)00021-X.

42. Schmutz M., Blondel A., Revil A. Saturation dependence of the quadrature conductivity of oilbearing sands // Geophysical Research Letters. -2012. - Vol. 39, no. 3. - P. L03402. - DOI:https://doi.org/10.1029/2011GL050474.

43. Shestakov A. K., Sadykov R. M., Petrov P. A. Multifunctional crust breaker for automatic alumina feeding system of aluminum reduction cell // E3S Web Conf. - 2021. - Vol. 266. - P. 09002. - DOI:https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126609002.

44. Smith K. A., Ball T., Conen F., et al. Exchange of greenhouse gases between soil and atmosphere: interactions of soil physical factors and biological processes // European Journal of Soil Science. - 2018. - Vol. 69, no. 1. - P. 10-20. - DOI:https://doi.org/10.1111/ejss.12539.

45. Spokas K. A., Bogner J. E. Limits and dynamics of methane oxidation in landfill cover soils // Waste Management. - 2011. - Vol. 31, no. 5. -P. 823-832. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.wasman.2009.12.018.

46. Suthersan S., Koons B., Schnobrich M. Contemporary Management of Sites with Petroleum LNAPL Presence // Groundwater Monitoring & Remediation. - 2015. - Vol. 35, no. 1. - P. 23-29. - DOI:https://doi.org/10.1111/gwmr.12099.

47. Titov K., Kemna A., Tarasov A., et al. Induced Polarization of Unsaturated Sands Determined through Time Domain Measurements // Vadose Zone Journal. - 2004. - Vol. 3, no. 4. - P. 1160-1168. - DOI:https://doi.org/10.2136/vzj2004.1160.

48. Wang Y.-y., Guo X.-j., Shao S., et al. Abnormal features analysis and status evaluation for oil contaminated site in capillary zone based on ground penetrating radar // Progress in Geophysics. - 2018. - Vol. 33, no. 5. - P. 2172-2180. - DOI:https://doi.org/10.6038/pg2018BB0365.

49. Yang M., Yang Y. S., Du X., et al. Fate and Transport of Petroleum Hydrocarbons in Vadose Zone: Compound-specific Natural Attenuation // Water, Air, & Soil Pollution. - 2013. - Vol. 224, no.3- P. 1439. - DOI:https://doi.org/10.1007/s11270013-1439-y.

50. Zeman N. R., Irianni Renno M., Olson M. R., et al. Temperature impacts on anaerobic biotransformation of LNAPL and concurrent shifts in microbial community structure // Biodegradation. - 2014. - Vol. 25, no. 4. - P. 569-585. - DOIhttps://doi.org/10.1007/s10532-014-9682-5.

Войти или Создать
* Забыли пароль?