Modeling of convective-diffusion substance transfer and proposals as for development of an automatic system for monitoring and prevention of pollution of groundwater

V. Ihnatkin; M. Horbiichuk; V. Dudnikov; O. Yushkevich

doi:10.34185/1562-9945-1-138-2022-05

Автор(и)

V. Ihnatkin
M. Horbiichuk
V. Dudnikov
O. Yushkevich

DOI:

https://doi.org/10.34185/1562-9945-1-138-2022-05

Ключові слова:

модель конвективно-дифузійного потоку; концентрація речовини; метод уникнення забруднюючої речовини; автоматизована система контролю та уникнення від речовини

Анотація

На досліджуваному підприємстві, внаслідок втрат, з’єднання хрому накопичувалися на земляній підлозі цеху і поступово мігрували в зоні аерації рівня грунтових вод (водоносного горизонту). Рівень грунтових вод на ділянці електричного цеху знаходиться на глибині близько 10 м (як випливає з гідрогеологічних досліджень Правобережної експедиції, тобто шлях міграції сполуки хрому в зоні аерації становив близько 10 м). Водоносний обрій знаходиться у флювіогляціальних відкладах, представлених різнозернистими пісками. Піски перекриті гляціальними супісками та суглинками з включенням гальки та гравію корінних кристалічних порід. Коефіцієнт фільтрації пісків варіюється від 1м до 5 м на добу, а суглинків від 0,1м до 1 м на добу. У зв’язку з цим суглинки дуже умовно можуть бути віднесені до слабопроникних порід, що перекривають водоносний горизонт. Тому більш обґрунто-вана розглянута схема двошарового водоносного горизонту, при якій вищерозташова-ний шар (суглинок) має потужність близько 1,5 м, а нижчележачий (пісок) – 5-15 м. За допомогою моделі конвективно-дифузійного потоку у водоносному гори-зонті визначеного місця досліджено забруднення шестивалентним хромом. Потік визначений як лінійний. Модель являє собою диференційне рівняння і вміщує такі змінні: (С) – концентрація з´єднань хрому; (t) – час спостереження; (Д) – коефіцієнт фільтраційної (конвективної) дифузії; (Vn) – дійсна швидкість фільтрації потоку; (V) – існуюча швидкість фільтрації потоку; (na ) – активна пористість порід водоносного горизонту; (К) – коефіцієнт фільтрації водоносного горизонту; (І) – гідравлічний нахил потоку у природних умовах. При цьому використані реальні вхідні дані і значення змінних. Розраховані та побудовані графіки функцій С (х, t), де згинальні визначають максимальне значення концентрації речовини. Надані пропозиції щодо методу уникнення від речовини та розробки автома-тизованої системи контролю та уникнення від забруднюючої речовини.

Посилання

Komarovsky F.Ya., Polishchuk A.R. Mercury and other heavy metals in the aquatic environment // Hydrobiological journal, 1981, No. 5, 16. – P.71-83.

Sidorenko G.I. Hygienic characteristics of pollution of seas and oceans // Hygiene and sanitation, 1978, №8. – S. 74-79.

Yreen Y.H. The study of metal organic complexes as pollutants in marine plant and animals // Proc. Roy. Ioc. Osecusl. - 1973-84, No. 9. – РР.99-104.

Nakhshina E.P. Trace elements in the reservoirs of the Dnieper. - Kiev: Naukova Dumka, 1983 . – P. 18.

Grushko A.G. Harmful inorganic compounds in industrial wastewater. - L .: Chemistry, 1979 . – S. 158.

Leshchinskaya A.A., Linnik P.Zh. On stability (VI) in surface land waters // Gidrobiol. magazine, 1990 - 26, No. 4. – S. 91-135.

Faylor Barrie F. Oremland Ronald I. Depletion of a denosine triphosphate in Des-uefobibrio by oxyanions of group IV elements // GussMicrobiol. - 1979-3, no. 2. – RR. 101-103.

Nikiforova E.P., Korsak M.N., Krylov V.D. The impact of chromium and zinc on bacterioplankton in long-term experiments // RJ "Biology", M .: No. 7. – S. 122.

Kvasnikov E.I., Klyushnikova T.M. Bacteria that reduce chromium in nature and wastewater from industrial enterprises // Microbiology, 1988, 57, No. 4. – P. 680-685.

Razumov A.S. Methods for microbiological studies of water. Publishing house VODGEO, 1947. – 60 p.

Locke S. Measurement of microbial cells when processing them for direct count-ing by ultrafiltration / Hydrobiology and fish industry of inland water bodies of the Baltic - Tallinn: Valgus, 1969. - PP. 130-138.

Homeland A.G. Methods of aquatic microbiology // Practical guidance. - M .: L .: Nauka, 1965 . – 363 p.

Ryabov F.P. Environment for quantitative accounting of aquatic saprophytic bacteria that form hydrogen sulfide // Materials for the scientific-final conference of Dnepropetrovsk University - Dnepropetrovsk, 1961. - P. 72.

Results of geoecological mapping in the western part of Belaya Tserkov, Kiev re-gion. Report of the Pravoberezhnaya GRE. PTO Sevukrgeologiya, 1991.

Goldberg VM, Gazda S. Hydrogeological foundations of groundwater protection from pollution. M.: Nedra, 1984 . – 262 p .

Kulsky L.A., Dal V.V. Pure water problems. Kiev, Naukova Dumka, 1974. –231 p.

Smirnov D.N., Dmitriev A.S. Automation of wastewater treatment processes in the chemical industry. L .: Chemistry, 1972. –168 p.

Proskuryakov V.A., Shmid L.I. Wastewater treatment in the chemical industry. L .: Chemistry, 1977 . – 463 p.

Markova A.I. Methods for the determination of heavy metals in polluted natural and diluted waste waters. M .: Kolos, 1968. – 68 p.

Kulsky L.A. Theoretical substantiation of technological water purification. Kiev, Naukova Dumka, 1968 . – 127 p.

Industrial waste water treatment. Ed. Yu.I. Tursky and I.V. Filippov. L .: Chemistry, 1967. – 332 p.

Cherkinskiy S.N. Sanitary conditions for the discharge of wastewater into water bodies. Ed. 4th, Moscow: Stroyizdat, 1971. – 208 p.

Weitser Yu.I., Mints D.M. High molecular weight flocculants in the process of water purification. M .: Stroyizdat, 1975 . – 191 p.

Kulsky L.A., Kachanovsky A.M., Goronovsky I.T. Physicochemical bases of water purification by coagulation. Kiev, Ed. An. Ukrainian SSR, 1950 . – 108 p.

Lurie P.Yu. Analytical Chemistry Handbook. Moscow: Chemistry, 1979. – 480 p.

Unified methods of water analysis. 2nd ed. (under the editorship of Yu.Yu. Lurie, Moscow: Chemistry, 1973 . – 375 p.

Novikov Yu.V., Lastochkina K.O., Boldina Z.N. Methods for the determination of harmful substances in the water of reservoirs (under the editorship of A.P. Shitskova, Moscow: Medicine, 1981 . – 376 p.

Certificate of quality for the technological scheme and laboratory installation for purification of water from the spring in the park "Alexandria" (Belaya Tserkov) and chromium effluent from hexavalent chromium. Belaya Tserkov, Belotserkovsky city executive committee, department of environmental protection, 1992.

Blagoveshchenskaya M.M., Zlobin L.A. Information technology of technological process control systems. M .: Higher school, 2005. - 768 p.

Ignatkin V.U. etc. Scientific and technical report "Development of technical specifications for the development, testing and implementation of methods and installations for removing chromium ions from the source of contaminated groundwater in the arboretum" Alexandria ". TsNTU "Informatics", Bila Tserkva City Executive Committee, Dnepropetrovsk, Belaya Tserkov: - 59 p.