Посадка деревьев для ускорения очистки от толуола и высокоточный мониторинг результатов проекта

Более 40 лет назад бывшая промышленная площадка в городе Гельф, Онтарио, была загрязнена толуолом. С тех пор химический шлейф просочился в подстилающий водоносный слой трещиноватой породы. Сегодня на этом участке проводится уникальный исследовательский проект, возглавляемый Институтом исследования подземных вод Университета Гуэлфа Morwick G360.

Испытание фитоэкстракции.

В ходе исследования оценивается использование деревьев в качестве действенного инструмента для очистки загрязнения. Проект начался в 2008 году с посадки 51 гибридного тополя. На тополях проверялся процесс фитоэкстракции – это когда деревья поглощают загрязнение, втягивая его с водой через свои корни и выбрасывая в атмосферу.

Концентрация толуола была измерена в образцах сока, взятых с деревьев. Это послужило доказательством того, что тополя активно извлекали толуол из неглубокой трещиноватой системы горных пород. Кроме того, образцы керна из стволов деревьев показали, что микроорганизмы в самих деревьях обладают способностью разлагать толуол.  

Мониторинг высокого разрешения.

Для мониторинга подземных вод в ходе исследования на участке площадью 220 квадратных метров были установлены многоуровневые скважины для мониторинга подземных вод.

Несколько многоуровневых мониторинговых скважин, установленных для мониторинга недр с высоким разрешением

Многоуровневая система - это прибор, позволяющий проводить мониторинг нескольких дискретных зон подземных вод в пределах одной скважины. Система из набора изолированных зон фильтрации, которые размещаются на разной глубине, эффективно изолируя и обеспечивая доступ к каждому интервалу мониторинга.

Многоуровневые скважины используются для измерения уровня грунтовых вод и отбора проб с нескольких глубин для отслеживания концентрации загрязняющих веществ в грунтовых водах. Отбор проб паров также осуществляется с помощью мониторинговых портов в вадозной зоне.

Результаты подповерхностных измерений показывают, что в грунтовых водах и в вадозной зоне происходит биоремедиация, которая усиливается благодаря деревьям.

Продолжение исследования фиторемедиации.

После удаления тополей в 2020 году на участке было высажено 120 ив, чтобы начать следующий этап исследования. На ивах также будет проверена эффективность процесса биоремедиации, называемого фиторемедиацией.

Фиторемедиация происходит тогда, когда деревья взаимодействуя с почвой, производят микроорганизмы, способствующие биоремедиации. Эти микроорганизмы естественным образом расщепляют химические вещества до невредных соединений.

Другим недавним дополнением на участке исследования стали два точечных пьезометра Solinst 615ML. Пьезометры будут использоваться для многоуровневого отбора проб паров из почвы. 

Точечный пьезометр 615ML имеет контрольные порты из нержавеющей стали, соединенные с помощью стальной приводной трубы и муфт 3/4" NPT. Двойные штоки позволяют соединительной трубке создавать до 3 или 6 зон мониторинга, в зависимости от размера трубки.

Стивен Чепмен, старший инженер-исследователь/гидрогеолог из группы G360, контролировал установку многоуровневых пьезометров. Он отметил, что "установка прошла гладко". Пьезометры состоят из 3 портов для отбора проб каждый и устанавливаются они на глубине ~2,2-2,5 метра.

Оборудование, используемое для установки многоуровневых приводных пьезометров.

Пьезометры были установлены во вскрышных породах с помощью ручного скользящего молотка. Участок был ранее выкопан и засыпан чистым песком, поэтому условия были подходящими для установки неглубоких пьезометров. Точечные пьезометры еще не использовались для отбора проб, но Стивен говорит: "Я уверен, что мы получим хорошие данные".

Завершенная установка точечного пьезометра.

Тем временем команда G360 (включая сына Стивена, младшего полевого техника/инженера Брэдли Чепмена) проводит измерения уровня воды и берет пробы, а также пробы паров почвы из самых верхних отверстий некоторых многоуровневых систем CMT, которые находятся выше уровня грунтовых вод.

В течение следующих нескольких лет исследовательская группа продолжит использовать многоуровневые скважины и точки выхода для мониторинга процесса ослабления толуола с помощью растений.

Учитывая тысячи загрязненных участков по всей Канаде, исследователи надеются, что знания, полученные в ходе этого исследования, можно будет применить к другим участкам и вернуть их в безопасное, пригодное для использования состояние.

Фиторемедиация - это медленный, но естественный подход, который может быть идеальным в некоторых условиях. Но, возможно, в сочетании с другими, более агрессивными методами восстановления, фиторемедиация может стать очень жизнеспособным вариантом для участков, загрязненных толуолом.

Подробнее о проекте читайте в статье Ариэля Дойчманна из газеты Guelph Today: Проект U of G показывает, как деревья могут очистить загрязненные участки.

Также больше о проекте можно узнать на сайте Morwick G360: Оценка системы фиторемедиации в Онтарио (NSERC Alice CRD)

Для получения дополнительной информации о приборах Solinst свяжитесь с нами и мы поможем решить ваши задачи по подбору оборудования.