Перейти к содержимому

Исследование влияния температуры и влажности на электрофизические свойства нефтезагрязненных грунтов

УДК: 504.064:622.02
DOI: 10.24412/2519-2418-2025-846-295-308
EDN: YPDSLM
Получено: 08.12.2025
Опубликовано: 25.12.2025

Оригинальный язык: Русский

Полный текст статьи | JATS XML

Бушуев Александр Александрович, Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева, аспирант кафедры строительного производства и экспертизы недвижимости, email: lilbawwik@gmail.com
Шабанов Евгений Анатольевич, кандидат технических наук, доцент, Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева, заведующий кафедрой строительного производства и экспертизы недвижимости, email: shabanovea@kuzstu.ru
Простов Сергей Михайлович, доктор технических наук, профессор, Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева, профессор кафедры строительного производства и экспертизы недвижимости, email: psm.tigm@kuzstu.ru

Аннотация
Целью работы является оценка влияния процессов замораживания и влагонасыщения нефтезагрязненных песчано-глинистых и гравелистых грунтов на их электрофизические свойства, составление на этой основе градуировочных зависимостей для расчета степени загрязнения и оценки погрешности этого прогноза. Установлено, что замораживание поровой влаги при отрицательных температурах приводит к росту УЭС грунта до значений, характерных для зон, загрязненных нефтепродуктами (ρ > 800 Ом∙м). В данных условиях информативность диагностирования нефтезагрязненных зон электрофизическим методом существенно снижается. Вместе с тем, следует учитывать, что замороженный грунт (зона промерзания или вечная мерзлота) становится практически непроницаемым для жидких нефтепродуктов, поэтому заметное загрязнение грунтов в данных условиях физически невозможно. При искусственном загрязнении глинистых грунтов происходит монотонное увеличение УЭС, составляющего при концентрации загрязнителя Kз = 10 % ρ = 1000-2000 Ом∙м, а для песчанистых, гравелистых и техногенных грунтов ρ = 400-500 Ом∙м. При влагонасыщении грунтов их УЭС монотонно снижается: для первой группы грунтов в 1,5-2 раза, для второй группы – в 3-5 раз. Разработана цифровая база данных влагонасыщенных нефтезагрязненных песчано-глинистых грунтов (глина, суглинок, супесь, песок, песчано-гравийная смесь, техногенный грунт), обеспечивающая количественный прогноз степени загрязнения Kз грунтов нефтепродуктами, при этом погрешность прогноза в диапазонеKз = 0,5-20 г/кг не превышает 20 %.

Ключевые слова: электросопротивление, загрязнение, нефтепродукты, замораживание, влагонасыщение, прогноз

ЛИТЕРАТУРА
  1. Васильченко, А. В. Проблема экологической оценки загрязнения почв нефтепродуктами / А. В. Васильченко, Т. С. Воеводина // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2015. – № 10. – С. 147-151.
  2. Калайгорода, В. В. Локация очага эндогенного пожара в борту угольного разреза методом электроразведки / В. В. Калайгорода, С. М. Простов, Н. А. Смирнов // Известия вузов. Горный журнал. – 2024. – № 4. – С. 124-135.
  3. Oolman T., Godard S. T., Pope G. A., Jin M., Kirchner K. DNAPL flow behavior in a contaminated aquifer. Evaluation of field data: Ground Water Monitoring & Remediation. 1995, vol. 15, no. 4, pp. 125-137.
  4. Bigliardi A. P., Fernandes C. L. F., Pinto E. A. Blood markers among residents from a coal mining area. Environmental Science Pollution Research. 2021, vol. 28 (2), pp. 1409-1416.
  5. Королев, В. А. Очистка и восстановление геологической среды: учебное пособие / В. А. Королев – Москва: ООО Сампринт, – 2019. – 430 с.
  6. Committee on source removal of contaminants in the subsurface, 2005, Contaminants in the Subsurface: Source Zone Assessment and Remediation: The National Academies Press, Washington, DC, 358 p. ISBN 978-0-309-09447-4.
  7. Васильев, А. В. Экологический мониторинг загрязнения почвы нефтесодержащими отходами / А. В. Васильев, Д. Е. Быков, А. А. Пименов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук – 2015. – Т.17. – № 4. –С. 269-272.
  8. Ищенко, Е. П. Биоиндикация нефтяного загрязнения на примере черноземных почв / Е. П. Ищенко, Е. А. Кох, А. А. Логинов, А. С. Губа, Г. Г. Гилаев // Экспозиция Нефть Газ. – 2024. – № 5. – С. 102-106.
  9. Pankratova, K. G., Shchelokov, V. I., Stupakova, G. A., Sychev, V.G. Study of the Suitability of NIR Spectroscopy for Monitoring the Contamination of Soils with Oil Products In: Mueller L., Sheudshen A. K., Eulenstein F. (eds) Novel Methods for Monitoring and Managing Land and Water Resources in Siberia. Springer Water. 2016, pp. 327-343.
  10. Панкратова, К. Г. Определение содержания нефтепродуктов в почве методом БИК-спектроскопии: 7. Возможность определения индивидуальных нефтепродуктов при их совместном присутствии в почве / К. Г. Панкратова, В. И. Щелоков, Г. А. Ступакова, Е. Э. Игнатьева, А. В. Стрепетова // Плодородие. – 2013. – № 2. – С. 47-49.
  11. Кочетова, Ж. Ю. Пьезосорбционный экспресс-анализ загрязнения почв бензином / Ж. Ю. Кочетова, С. В. Внукова, А. В. Дубачева, Т. А. Кучменко // Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. Биология. Химия. – 2020. – № 6-3. – С. 292-302.
  12. Кочетова, Ж. Ю. Экспресс-оценка загрязнения грунтов керосином по сигналам пьезосенсора на основе многослойных углеродных нанотрубок / Ж. Ю. Кочетова, Т. А. Кучменко, О. В. Базарский // Вестник московского университета. Серия 2. Химия. – 2017. – Т. 58 (1). – С. 28-34.
  13. Мухин, В. В. Определение содержания нефтепродуктов в почвах методами ИК-спектроскопии и флуориметрии / В. В. Мухин // Молодая нефть: сборник статей Всероссийской молодежной научно-технической конференции нефтегазовой отрасли / отв. за выпуск О. П. Калякина. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2015. – 351 с.
  14. Околелова, А. А. Оценка содержания нефтепродуктов в почвах. Волгоградский государственный технический университет / А. А. Околелова, В. Н. Капля, А. Г. Лапченков // Научные ведомости БелГУ. Сер. Естественные науки. – 2019. – № 1. Т. 43 – С. 76-86.
  15. Prostov S., Shabanov E. Substantiation of the Method of Operational Monitoring of Soil Contamination and Oil Decontamination Processes. E3S Web of Conferences. 4th International Innovative Mining Symposium. 2019, pp. 02013.
  16. Шабанов, Е. А. Исследование электропроводности пористых влагонасыщенных грунтов, загрязненных неорганическими экотоксикантами / Е. А. Шабанов, С. М. Простов, Е. М. Вахьянов // Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. – 2021. – № 4. – C. 87-98.
  17. Шабанов, Е. А. Метод диагностирования содержания электрически контрастных загрязнителей в пробе грунта / Е. А. Шабанов, С. М. Простов, Е. М. Вахьянов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2022. – № 4 (152). – С. 4-12.
Рецензия (Рогова Тамара Борисовна, доктор технических наук, Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева, профессор кафедры маркшейдерского дела и геологии, email: rogtb@mail.ru)

Статья посвящена решению задачи диагностики загрязнений грунтов нефтепродуктами в рамках экологического мониторинга, осуществляемого в различных природно-климатических условиях, актуальность которой, учитывая возрастающую техногенную нагрузку на окружающую среду и необходимость разработки эффективных методов оперативного контроля ее состояния, сомнений не вызывает.
Авторы исследуют влияние температурных факторов и влажности на удельное электрическое сопротивление (УЭС) различных типов грунтов, что имеет важное практическое значение для регионов с сезонным промерзанием или вечной мерзлотой.
Методологическая база исследования включает комплекс лабораторных и натурных экспериментов, обеспечивающих достоверность полученных результатов. Методология исследования соответствует современным научным стандартам, а полученные результаты имеют прикладное значение.
Название статьи соответствует ее содержанию.
Статья обладает научной новизной, состоящей, прежде всего, в исследовании влияния фазовых переходов поровой влаги на электрофизические свойства загрязненных грунтов. Работа представляет собой законченное научное исследование со значимым практическим результатом.
Статья хорошо структурирована, а приведенные в ней иллюстрации необходимы для понимания материала. Библиографический список является неформальным и представлен работами, имеющими прямое отношение к рассматриваемой проблеме.
Статья рекомендуется к публикации в журнале «Труды РАНИМИ» в авторской редакции по направлению специальности 2.8.3 «Горнопромышленная и нефтегазовая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр», т. к. представляет интерес для специалистов в области геоэкологии, геофизики и экологического мониторинга.
Рецензент подтверждает отсутствие у него конфликта интересов в отношении авторов рецензируемой статьи и приведенных в ней результатов исследования.

Мы используем файлы cookie и рекомендательные технологии. Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с Политикой обработки персональных данных.
Принять
Политика конфиденциальности