Skip to content

Research of the influence of temperature and humidity on the electrophysical properties of oil contaminated soils

UDC: 504.064:622.02
DOI: 10.24412/2519-2418-2025-846-295-308
EDN: YPDSLM
Received: 08.12.2025
Published: 25.12.2025

Original language: Русский

Full text of the article | JATS XML

Bushuev Alexander Alexandrovich, T. F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, Postgraduate Student of the Department of Construction Production and Real Estate Expertise, email: lilbawwik@gmail.com
Shabanov Evgeniy Anatolyevich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, T. F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, Head of the Department of Construction Production and Real Estate Expertise, email: shabanovea@kuzstu.ru
Prostov Sergey Mikhailovich, Doctor of Technical Sciences, Professor, T. F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, Professor of the Department of Construction Production and Real Estate Expertise, email: psm.tigm@kuzstu.ru

Abstract
The aim of this research is to assess the impact of freezing and moisture saturation of oil-contaminated sandy-clayey and gravelly soils on their electrophysical properties, to compile calibration curves for calculating the degree of contamination, and to estimate the uncertainty of this prediction. It was established that freezing of pore water at subzero temperatures leads to an increase in soil resis tivity to values characteristic of oil-contaminated zones (ρ > 800 Ohm∙m). Un der these conditions, the informative value of diagnosing oil-contaminated zones using the electrophysical method is significantly reduced. However, it should be taken into account that frozen soil (freezing zone or permafrost) becomes virtually impermeable to liquid oil products, making significant soil contamination physically impossible under these conditions. With artificial pollution of clay soils, there is a monotonic increase in the electrical resistivity, which at a pollutant concentration of Kз = 10 % is ρ = 1000-2000 Ohm∙m, and for sandy, grav elly and technogenic soils ρ = 400-500 Ohm∙m. With moisture saturation of soils, their electrical resistivity decreases monotonically: for the first group of soils by 1.5-2 times, for the second group - by 3-5 times. A digital database of moisture-saturated oil-contaminated sandy-clayey soils (clay, loam, sandy loam, sand, sand-gravel mixture, technogenic soil) has been developed, providing a quantitative forecast of the degree of pollution Kз of soils with oil products, while the forecast error in the range of Kз = 0,5-20 g/kg does not exceed 20 %.

Keywords: electrical resistance, pollution, petroleum products, freezing, moisture saturation, forecast

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