RU2601568C2

RU2601568C2 - Method of decontaminating soil from heptyl

Info

Publication number: RU2601568C2
Application number: RU2013156696/13A
Authority: RU
Inventors: Вадим Владимирович Ермаков; Сергей Алексеевич Колосков; Александр Вячеславович Егоркин; Алексей Владимирович Часовских
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2016-11-10
Also published as: RU2013156696A

Abstract

FIELD: ecology.

SUBSTANCE: invention relates to methods of mineralising toxic organic compounds directly at contamination site. Method of decontaminating soil from heptyl includes simultaneous exposure of soil to an electron beam with dose 20 kGy and mechanical acoustic oscillations of 10 W.

EFFECT: proposed invention provides high rate of decontaminating soil.

1 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к способам минерализации токсичных органических соединений непосредственно на месте загрязнения.The invention relates to methods for the mineralization of toxic organic compounds directly at the site of contamination.

Загрязнение окружающей среды жидкими токсичными веществами, в частности компонентами жидких ракетных топлив, представляет собой большую проблему вследствие чрезвычайной токсичности и высокой химической стабильности таких соединений. Ликвидация последствий загрязнений, возникающих вследствие неполного сгорания ракетного топлива или в случае его ненадлежащего хранения и транспортировки, требует больших финансовых затрат. Особую сложность при решении этой задачи вызывает низкая концентрация удаляемого токсичного вещества в сочетании с большой площадью загрязнения.Environmental pollution with liquid toxic substances, in particular components of liquid rocket fuels, is a big problem due to the extreme toxicity and high chemical stability of such compounds. The elimination of the consequences of pollution resulting from incomplete combustion of rocket fuel or in the case of improper storage and transportation, requires large financial costs. Of particular difficulty in solving this problem is the low concentration of the removed toxic substance in combination with a large area of contamination.

Учитывая сложность проблемы, достаточно перспективным выглядит способ детоксикации загрязненных грунтов с применением электронных пучков. Так, в обзоре [Петрухин Н.В., Путилов А.В. Радиационно-химическое обезвреживание растворенных примесей и охрана окружающей среды. М.: Энергоатомиздат, 72 С. 1986] приводятся обнадеживающие результаты по испытанию способа детоксификации с применением электронных пучков, представляющего собой безреагентный метод детоксикации. В то же время, имея в виду создание в перспективе мобильных средств для осуществления электронно-лучевой технологии детоксикации загрязненных грунтов, следует отметить необходимость максимально возможного снижения уровня энергозатрат на проведение целевого процесса и, как следствие, уменьшения мощности электронного ускорителя, его габаритов и массы биологической защиты от ионизирующего излучения.Given the complexity of the problem, a method for detoxifying contaminated soils using electron beams looks quite promising. So, in the review [Petrukhin N.V., Putilov A.V. Radiation-chemical neutralization of dissolved impurities and environmental protection. M .: Energoatomizdat, 72 S. 1986] there are encouraging results on testing the method of detoxification using electron beams, which is a reagentless method of detoxification. At the same time, bearing in mind the creation in the future of mobile means for implementing electron beam technology for the detoxification of contaminated soils, it should be noted that it is necessary to reduce the level of energy consumption as much as possible to carry out the target process and, as a result, reduce the power of the electron accelerator, its dimensions and biological mass protection against ionizing radiation.

Сущность изобретения: для интенсификации процесса детоксикации и обезвреживания грунта от токсичных органических веществ предлагается использовать комбинированное воздействие электронного пучка и механических акустических колебаний.The essence of the invention: to intensify the process of detoxification and neutralization of the soil from toxic organic substances, it is proposed to use the combined effect of an electron beam and mechanical acoustic vibrations.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Способ обеззараживания воды путем обработки ее ускоренными электронами и воздействием акустических колебаний» (⁽¹⁹⁾RU⁽¹¹⁾ 2290370⁽¹³⁾ c1).The closest in technical essence and the achieved result is “A method of disinfecting water by treating it with accelerated electrons and the influence of acoustic vibrations” ( ⁽¹⁹⁾ RU ⁽¹¹⁾ 2290370 ⁽¹³⁾ c1).

Задачей настоящего изобретения является разработка способа обеззараживания грунта, загрязненного гептилом - высокотоксичным веществом, одним из компонентов ракетного топлива, совместным, комбинированным воздействием на грунт пучка ускоренных электронов и механических колебаний, направленных навстречу друг другу.The objective of the present invention is to develop a method for disinfecting soil contaminated with heptyl, a highly toxic substance, one of the components of rocket fuel, combined, combined exposure of the soil to a beam of accelerated electrons and mechanical vibrations directed towards each other.

Это позволит снизить необходимую поглощенную дозу облучения для достижения желаемого эффекта - обезвреживания грунта, и, следовательно, затраты энергии на проведение процесса, тем самым снизив техногенное воздействие на окружающую среду, а следовательно, и на человека.This will reduce the required absorbed dose of radiation to achieve the desired effect - neutralization of the soil, and, consequently, energy costs for the process, thereby reducing the human impact on the environment, and therefore on the person.

Поставленная задача решается путем размещения загрязненного и разбавленного до определенной концентрации водой грунта в металлическую емкость - реакционную камеру, которая устанавливается на стол генератора механических колебаний - вибратора, под разверткой ускорителя электронов. Задается частота колебаний вибратора и время проведения процесса - работы вибратора и ускорителя электронов. Включается ускоритель электронов и вибратор. По истечении заданного времени их работа прекращается и обеззараженный грунт извлекается из реакционной камеры.The problem is solved by placing contaminated and diluted to a certain concentration of water in a metal container - a reaction chamber, which is installed on the table of a mechanical vibration generator - a vibrator, under the sweep of an electron accelerator. The vibrator oscillation frequency and the process time — the operation of the vibrator and electron accelerator — are set. The electron accelerator and vibrator are turned on. After a predetermined time, their work stops and the disinfected soil is removed from the reaction chamber.

Объектом изобретения также является способ обезвреживания грунта от проливов токсичных органических веществ, включающий обработку грунта упомянутым составом.The invention also relates to a method for neutralizing soil from spills of toxic organic substances, including treating the soil with said composition.

Технический результат: увеличение скорости обезвреживания грунта за счет комбинированного воздействия электронного пучка и механических акустических колебаний.Effect: increase the rate of neutralization of the soil due to the combined effects of the electron beam and mechanical acoustic vibrations.

Предлагаемое изобретение решает задачу интенсификации процесса электронно-лучевой детоксикации загрязненных гептилом грунтов. Решение задачи достигается при использовании для интенсификации электронно-лучевого процесса обезвреживания зараженных участков почвы дополнительного воздействия на нее механическими (акустическими) колебаниями. Такое действие механических акустических колебаний способствует интенсификации массообменных процессов в пористой структуре почв, тем самым способствуя доставке к ее поверхности молекулярного кислорода. В результате комбинированного воздействия на почву электронным пучком и механическими колебаниями удается с максимальной эффективностью использовать генерируемые радиацией высокоактивные промежуточные частицы, реакции которых с гептилом и молекулярным кислородом приводят к минерализации загрязнения и подавлению побочных каналов трансформации гептила.The present invention solves the problem of intensifying the process of electron beam detoxification of heptyl contaminated soils. The solution to the problem is achieved by using the additional impact on it of mechanical (acoustic) vibrations to intensify the electron-beam process of neutralizing the infected areas of the soil. This action of mechanical acoustic vibrations contributes to the intensification of mass transfer processes in the porous structure of soils, thereby facilitating the delivery of molecular oxygen to its surface. As a result of the combined exposure of the soil to an electron beam and mechanical vibrations, it is possible to use the radiation-generated highly active intermediate particles with maximum efficiency, the reactions of which with heptyl and molecular oxygen lead to the mineralization of pollution and the suppression of side channels of heptyl transformation.

Предложены режимы комбинированного воздействия электронными пучками и механическими колебаниями на загрязненные гептилом грунты для их детоксикации от проливов.Modes of combined exposure by electron beams and mechanical vibrations to heptyl contaminated soils for their detoxification from straits are proposed.

Пример 1. СравнительныйExample 1. Comparative

В специальный реактор, изготовленный из нержавеющей стали, загружают песок. Готовят водный раствор гептила, обеспечивающий уровень загрязнения песка 1 г на 1 кг песка. Скорость окисления гептила атмосферным воздухом определяют с применением метода хроматомасс-спектрометрии, отбирая пробу песка.Sand is loaded into a special reactor made of stainless steel. An aqueous solution of heptyl is prepared, providing a level of sand pollution of 1 g per 1 kg of sand. The rate of heptyl oxidation by atmospheric air is determined using the chromatography-mass spectrometry method, taking a sand sample.

Через 2 ч после внесения раствора гептила в песок концентрация гептила уменьшается на 2%.2 hours after the heptyl solution was introduced into the sand, the heptyl concentration decreased by 2%.

Пример 2Example 2

Аналогично примеру 1, однако после внесения в песок водного раствора гептила проводят облучение электронным пучком дозой 20 кГр.Analogously to example 1, however, after introducing an aqueous solution of heptyl into the sand, an electron beam is irradiated with a dose of 20 kGy.

Через 2 ч после внесения раствора гептила в песок и обработки его электронным пучком концентрация гептила уменьшается на 50%.2 hours after the heptyl solution was introduced into the sand and treated with an electron beam, the heptyl concentration decreased by 50%.

Пример 3Example 3

Аналогично примеру 2, однако параллельно с воздействием электронного пучка содержащий гептил песок подвергают воздействию механических колебаний (10 Вт).Analogously to example 2, however, in parallel with the action of an electron beam, heptyl-containing sand is subjected to mechanical vibrations (10 W).

Через 2 ч после внесения раствора гептила в песок и комбинированной обработки его электронным пучком и механическими колебаниями концентрация гептила уменьшается на 80%.2 hours after the heptyl solution was introduced into the sand and its combined treatment with an electron beam and mechanical vibrations, the heptyl concentration decreased by 80%.

Claims

A method of neutralizing soil from heptyl, characterized in that they simultaneously affect the soil with an electron beam with a dose of 20 kGy and mechanical acoustic vibrations of 10 watts.