Metody geoelektryczne w badaniach gruntów skażonych substancjami ropopochodnymi

Niniejsza praca prezentuje szeroką wiedzę z zakresu: właściwości chemicznych i fizycznych zanieczyszczeń węglowodorowych i ich migracji w ośrodku geologicznym, zmian właściwości fizycznych gruntu wskutek jego zanieczyszczenia produktami ropopochodnymi, jedno- i dwuwymiarowego rozpoznania skażeń oraz kontroli procesu bioremediacji drożdżami Yarrowia lipolytica z zastosowaniem metod konduktometrycznych i metody obrazowania oporności. Wielosezonowe badania prowadzono na terenach byłych wojskowych baz paliwowych jednostek Armii Radzieckiej. W badaniach uwzględniono czynniki wpływające na wyniki pomiarów, a zatem i charakter anomalii, jak: budowa geologiczna i warunki hydrogeologiczne, warunki atmosferyczne, szata roślinna, a także czas, jaki upłynął od momentu skażenia. Monografia może być przydatna specjalistom z zakresu ochrony środowiska naturalnego, a także pracownikom firm zajmujących się oceną skażeń po katastrofach ekologicznych, jak również późniejszą ich rekultywacją. Skierowana jest również do studentów geologii i geofizyki, z uwagi na szeroko przedstawione w niej podstawy nowoczesnych metod badawczych geoelektrycznych wraz z ich interpretacją.

Spis treści Wykaz ważniejszych oznaczeń / 7 Wstęp / 13 1. Cele i założenia badań / 17 2. Węglowodory w środowisku gruntowo-wodnym / 19 2.1. Charakterystyka węglowodorów / 19 2.2. Ropa naftowa / 20 2.2.1. Właściwości fizyczne ropy naftowej / 22 2.2.2. Biomarkery w ropie naftowej / 23 2.3. Produkty ropopochodne / 24 2.3.1. Fazy występowania produktów ropopochodnych / 25 2.3.2. Podział produktów ropopochodnych ze względu na gęstość / 26 2.4. Migracja węglowodorów w środowisku gruntowo-wodnym / 27 2.4.1. Migracja w strefie aeracji i wzniosu kapilarnego / 30 2.4.2. Migracja w strefie saturacji / 35 2.5. Bioremediacja produktów ropopochodnych / 37 2.5.1. Metody bioremediacji / 38 2.5.2. Czynniki stymulujące efektywność procesu bioremediacji / 40 2.5.3. Bioremediacja z udziałem drożdży Yarrowia lipolytica / 43 3. Podstawy fizyczne zastosowanych metod geoelektrycznych / 45 3.1. Metoda elektromagnetyczna w domenie częstotliwości / 45 3.1.1. Metoda konduktometryczna / 46 3.2. Metoda elektrooporowa / 47 3.2.1. Metoda obrazowania oporności / 49 4. Inwersyjna metoda interpretacji wyników pomiarów / 51 4.1. Rozwiązanie zadania prostego 1D / 52 4.2. Rozwiązanie zadania prostego 2D / 53 4.3. Rozwiązanie zadania odwrotnego 1D / 54 4.4. Rozwiązanie zadania odwrotnego 2D / 55 5. Niejednoznaczność rozwiązania w metodach geofizycznych / 57 6. Uzupełniające metody badań / 59 6.1. Metoda atmogeochemiczna / 59 6.2. Pomiary geodezyjne / 59 6.3. Badania laboratoryjne / 60 7. Modele geoelektryczne ośrodka gruntowo-wodnego zanieczyszczonego produktami ropopochodnymi / 61 7.1. Model wysokooporowy / 62 7.2. Model niskooporowy / 63 7.3. Koncepcyjny model geoelektryczny / 65 8. Charakterystyka obszarów badań / 67 8.1. Obszar poligonu wojskowego JAR w Bornem Sulinowie / 67 8.1.1. Zarys budowy geologicznej i warunków hydrogeologicznych / 69 8.1.2. Stan zanieczyszczenia środowiska / 71 8.2. Obszar poligonu wojskowego JAR w Szprotawie / 73 8.2.1. Zarys budowy geologicznej i warunków hydrogeologicznych / 74 8.2.2. Stan zanieczyszczenia środowiska / 75 9. Metodyka badań / 77 9.1. Badania konduktometryczne / 77 9.1.1. Metody interpretacji wyników badań / 81 9.2. Badania elektrooporowe / 82 9.2.1. Metoda interpretacji wyników badań / 84 9.3. Badania atmogeochemiczne / 85 9.4. Wyznaczenie oporności elektrycznej / 86 9.5. Wyznaczenie elektrycznej przewodności właściwej / 87 10. Zakres wykonanych prac terenowych i laboratoryjnych / 89 11. Omówienie i dyskusja wyników badań / 95 11.1. Identyfikacja skażeń archiwalnych w ośrodku wysokooporowym / 95 11.2. Identyfikacja skażenia świeżego w ośrodku wysokooporowym / 106 11.3. Kontrola procesu bioremediacji skażeń / 113 11.3.1. Skażenie archiwalne / 113 11.3.2. Skażenie świeże / 116 11.4. Identyfikacja skażeń archiwalnych w ośrodku niskooporowym / 122 12. Dyskusja modeli ewolucji skażeń w gruncie / 125 13. Wnioski / 129 Literatura / 131 Słownik ważniejszych pojęć / 145 Summary / 147 ______ / 149