Геодинаміка урановорудних полів західної частини Інгульського мегаблоку Українського щита / В. Г. Верховцев, М. П. Семенюк [и др.]

Інгульський мегаблок Українського щита вміщує низку ендогенних родовищ натрій-уранової формації, які розробляються вже понад 55 - 60 років. За виключенням Кіровоградського урановорудного району, родовища якого контролюються розривними порушеннями однойменної зони розломів, Ватутінське і Новокостянтинівське рудні поля займають позиції у межах Новоукраїнського граніто-гнейсового купола і у безпосередній близькості до більш пізнього геоструктурного утворення - Корсунь-Новомиргородського плутона. Наголошуючи на високому ступені насиченості інгульського мегаблока ендогенними родовищами урану, підкреслюється, що в них зустрічається також підвищений вміст торієвих мінералів, і у сукупності з урановими вони продукують висхідні газові потоки радону. Тому дослідження динаміки верхніх горизонтів літосфери і тісно пов'язаною з нею динаміки гідросфери (підземної і поверхневої), а також газової сфери, особливо актуалізуються як в районах урановорудних полів, так і на ділянках, прилеглих до гірничовидобувних підприємств. За межами безпосереднього впливу на радіоекологічну ситуацію урановидобувних підприємств особливої уваги заслуговують дослідження динаміки літосферної поверхні, включно з розломно-блоковими структурами та кінематикою розривних порушень, які впливають на поширення підземних та врешті поверхневих вод, забруднених ураном, у навколишнє середовище. На площах урановорудних полів кінематичні характеристики диз'юнктивів сприяють більш коректному прогнозу накопичення радону в природних слабоізольованих підземних розущільнених структурах і акумуляції більш довгоживучих продуктів його розпаду Po, Bi, та Pb з тривалими періодами виведення із організмів біологічних об'єктів. Підкреслюється, що в гірничих виробках видобувних підприємств технологічний процес супроводжується нітратним забрудненням підземних вод, зумовленим використанням вибухівки на селітровій основі. Таким чином, для прогнозної оцінки радіаційного та нітратного забруднення навколишнього середовища промислових ділянок гірничовидобувних підприємств та суміжних територій, технологічний процес яких впливає також на динаміку літо-гідро- та газової сфери, досліджено структурно-геологічні, палеогеоморфологічні, літологічні, гідрогеологічні, гідрографічні й топографічні особливості Ватутінського і Новокостянтинівського урановорудних полів. Встановлено напрями просування фронтів підземних вод від безпосередньо уранових шахт до найближчих дрен. Визначено рівні забруднення ураном поверхневих і підземних (колодязних) вод у межах Новокостянтинівського урановорудного поля як найбільш перспективного для нарощення видобутку урану у найближчі десятиліття. Запропоновано площі і терміни комплексного радіоекологічного моніторингу Новокостянтинівського урановорудного поля з метою прийняття превентивних заходів для унеможливлення виведення існуючих місцевих рекреаційних територій та акваторій у категорію екологічно небезпечних. На прикладі Новокостянтинівського родовища урану, як одного з найбагатших ендогенних родовищ України, через експлуатаційні стовбури якого планується підняття на поверхню уранової руди з однотипних родовищ однойменного урановорудного поля.

Перспективи уранового зруденіння південно-західного схилу Українського щита / М. О. Ярощук, О. В. Вайло, А. Є. Ганевич

Розглянуто геологічне положення, склад і генезис уранового зруденіння рудопроявів південно-західного схилу Українського щита. У докембрійському фундаменті розвинуті метаморфічні породи дністровсько-бузької і бузької серій та ультраметаморфічні породи голованівського, побузького, бердичівського комплексів. Осадовий чохол представлений породами декількох світ і горизонтів могилівської серії венду. Геологічну будову ускладнено вузлами перетину північно-західної "зони неузгодження" з субмеридіональними зонами розломів. На південно-західному схилі Українського щита відкрито, вивчено і опошуковано чотири прояви урану та чотири радіоактивні аномалії. Уранопрояви локалізовані уздовж регіональної поверхні неузгодження докембрійського фундаменту і платформного чохла; нерідко приурочені до вузлів перетину розломів. В породах осадового чохла вони переривчасті, лінзовидні, субузгодні з нашаруванням порід. Уранове зруденіння встановлено одночасно як в породах фундаменту, так і в породах платформного чохла. Рудні поклади утворюють штокверкові та жильні відокремлення серед тектонізованих порід докембрію. Уранове зруденіння прожилково-вкраплене, представлене уранінітом, настураном, кофінітом, урановими чернями, казолітом та ін. Уранове зруденіння обумовлено як ендогенними, так і екзогенними процесами; встановлено кілька стадій концентрації урану. Головним джерелом урану і супутніх елементів слугували низькотемпературні гідротермальні флюїди ослаблених зон, які приурочені до поверхні між фундаментом і чохлом. Наведено зіставлення і встановлено схожість уранового зруденіння цих проявів з багатими урановими рудами "зон неузгодження" Канадського і Північно-Австралійського щитів, що визначає значні перспективи уранового зруденіння південно-західного схилу Українського щита для розвитку уранової сировинної бази України.

Кількісний динамізм показників хімічного складу як маркер якісної диференціації підземних вод (на прикладі Синичанського водозабору) / І. В. Удалов, Д. Р. П'яташ

Надано фізико-географічну характеристику Синичанської водозабірної ділянки ізюмського водозабору, яка розташована у 8 км на південний схід від м. Ізюму, Харківської області. Розглянуто гідрогеологічні особливості водоносних горизонтів, що експлуатуються чотирма свердловинами. Проаналізовано геоморфологічні особливості території, що досліджується. Також відображено аспекти геологічної будови ділянки. Представлено аналіз показників хімічного складу підземних вод Синичанської водозабірної ділянки з 2003 року. Серед найбільш відповідних завданню роботи хімічних сполук було відібрано значення вмісту нітратів, хлоридів та сульфатів, а також дані загальної жорсткості та мінералізації. Підвищення показників спостерігається у всіх свердловинах. Інтенсивність підвищення є різною для кожної експлуатаційної свердловини та відповідної хімічної сполуки. Це свідчить щонайменше про неоднорідність факторів впливу та процесів, що відбуваються у водоносних горизонтах даної водозабірної ділянки. Серед таких факторів і процесів, з огляду на незначні глибини свердловин, можна відзначити і техногенез. Оскільки Синичанський водозабір експлуатується для водозабезпечення значної кількості житлових масивів м. Ізюму, доцільним є детальний аналіз динаміки представлених даних. Дослідження динаміки розподілу хімічних показників складу підземних вод у різні періоди за допомогою математичних та графічних методів дозволить не лише індуктивно дослідити динаміку минулих років, а й кількісно спрогнозувати майбутні тенденції складу вод міжпластових водоносних горизонтів зазначеного регіону. З огляду на зростаючий та все більш помітний дефіцит якісних водних ресурсів на території України, аналіз даних з водозабірних ділянок міста Ізюму може дати репрезентативну картину реальної локальної ситуації у сфері водного господарства, гідрогеології та гідрогеохімії вод Ізюмського району загалом та міста Ізюму зокрема.

Щодо застосування бентонітових глин Черкаського родовища для убезпечення захоронення РАВ у поверхневих/приповерхневих сховищах низькоактивних відходів: дослідження сорбційних властивостей бентонітів / Б. Г. Шабалін, К. К. Ярошенко [и др.]

Вивчення бар'єрних властивостей бентонітових глин Черкаського родовища (Україна) як найбільш перспективного матеріалу для ізолюючих бар'єрів поверхневих та приповерхневих сховищ низькоактивних радіоактивних відходів. Наведено опис Черкаського родовища бентонітів, зокрема найбільш перспективного II шару Дашуківської ділянки та склад і властивості природного та модифікованого содою (ПБА-20) бентоніту, які можуть бути використані для забезпечення безпеки довгострокового зберігання та захоронення РАВ. Наведено зображення скануючого електронного мікроскопа (СЕМ) зразків, визначено їх хімічний та мінеральний склад. Встановлено, що досліджуваний бентоніт за класифікацією є Al-Fe-монтморилонітом, а основними породоутворюючими мінералами є монтморилоніт (75 +- 3 мас. %) та кварц (20 - 25 мас. %). Інфрачервоні спектри бентонітів у діапазоні 4000 - 400 см<^>-1 є типовими для діоктаедричних Al-смектитів та практично однакові у природного та модифікованого зразків. Дериватографічний аналіз (ДТА) зразків бентонітів дає можливість дійти висновку, що модифікований бентоніт ПБА-20 має більшу термічну стійкість порівняно з природним, а загальна втрата маси зразків складає близько 10,31 % та 17,8 % відповідно. У процесі експериментального дослідження сорбції <^>137Cs з модельного розчину вод Чорнобильської зони відчуження (ЧЗВ) (мінералізація - 0,2 г/дм<^>3) встановлено, що рівновага у системі сорбент - розчин встановлюється протягом 12 - 14 год, а ступінь сорбції модифікованим бентонітом ПБА-20 складає до 93 %, природним бентонітом - на 7 - 10 % менше. Аналіз коефіцієнтів розподілу (Kd) також свідчить про вищу ефективність Na-модифікованого бентоніту в порівнянні з природним та про те, що іонний обмін є основним механізмом сорбції цезію. Збільшення рН вихідного розчину призводить до незначного збільшення ступеня сорбції. Ступінь сорбції <^>137Cs Na-модифікованим бентонітом практично не залежить від початкової концентрації Ca<^>2+ (від 16 до 160 мг/дм<^>3) та Na<^>+ у розчині (від 6 до 60 мг/дм<^>3), тоді як для природного бентоніту спостерігається зменшення ступеню сорбції <^>137Cs при збільшенні концентрації Na<^>+. Таким чином, бентонітові глини Черкаського родовища (Дашуківська ділянка, II шар) завдяки своїм бар'єрним властивостям можуть бути рекомендовані для влаштування протиміграційних інженерних бар'єрів сховищ РАВ, зокрема поверхневих / приповерхневих сховищ I та II черг комплексу виробництв "Вектор".

Study of tritium migration and retention mechanisms in the geological environment (by the example of the Kyiv radioactive waste storage facility) = Визначення механізмів міграції та депонування тритію в геологічному середовищі (на прикладі київського пункту збереження радіоактивних відходів) / O. Pushkarov, I. Sevruk

Пункти збереження радіоактивних відходів (ПЗРВ) є потужним потенційним джерелом тритію у біосфері. Інженерні споруди з використанням бетонних конструкцій не є достатньо надійними, оскільки на подібних об'єктах виявлено протікання зі сховищ в геологічне середовище забрудненої тритієм води. Бар'єрні властивості природного середовища в місцях розміщення сховищ визначаються здатністю поглинати та утримувати значний час цей важкий ізотоп водню і таким чином виключати його з кругообігу у біосфері. У поглинанні тритію приймають участь різні ланки природної екосистеми - геологічне середовище, грунтова органіка, однорічна та багаторічна рослинність, мікро- та макробіота. Певна частина тритію у вигляді газу та аерозолей надходить у повітряний басейн. Найбільші концентрації тритію фіксуються в зоні, наближеній до бетонних сховищ рідіоактивних відходів (РАВ), де шлейф паро-газових еманацій найменш диспергований. З віддаленням від сховищ концентрації тритію в гумусованому шарі грунту суттєво зменшуються внаслідок просторової дисперсії концентрації тритію в атмосферному шлейфі. Тритій, що вилучається з повітря потрапляє на поверхню грунту з атмосферними опадами і частково затримується у гумусованому шарі грунтового перетину. Більша частина тритію з атмосферних опадів переноситься з вертикальним інфільтраційним потоком крізь товщу осадових відкладів, представлених лесовидними супісками та суглинками, де остаточно депонується. У наближеній до сховищ РАВ зоні - більш високий вміст важкого ізотопу водню у вільній - поровій, інтерстиційній та плівковій воді (1 фракція) - до 87 % від його загального вмісту в елементарному блоці. У більш міцно зв'язаних формах (2 і 3 фракції) закріплюються відповідно 9 % і 4 %. З віддаленням від сховищ РАВ в переважному напрямку дії атмоміграційного потоку концентрація тритію у вільній воді зменшується до 75 %. З віддаленням від сховищ РАВ спостерігається більш інтенсивний перерозподіл тритію між структурними позиціями. У більш віддалених точках спостережень (свердловинах) від 25 % до 37 % загального запасу тритію в грунтах перетинів затримується у більш міцно зв'язаних формах в структурі породотвірних, головним чином глинистих мінералів.

Закономірності міграції 137Cs на геохімічних бар'єрах крайової зони мезотрофного болота в Українському Поліссі / О. О. Орлов

Продемонстровано, що у вузькій (завширшки 6 - 8 м) крайовій зоні мезотрофного болота, типового для північної частини Українського Полісся, між трансакумулятивним ландшафтом та супераквальним ландшафтом формується транссупераквальний ландшафт. У транссупераквальному ландшафті сформувався комплексний біогеохімічний бар'єр, де на невеликій відстані просторово поєднані бар'єри різних типів - фізико-хімічні (сорбційний, глейовий та ін.) та фітоценотичні (усі яруси рослинності), латеральні та радіальні. Виявлено, що внаслідок латерального перерозподілу <^>137Cs між геохімічно спряженими ландшафтами катени на дослідженому комплексному біогеохімічному бар'єрі відбулося концентрування радіонукліду. У грунті виявлено три біогеохімічні бар'єри - шари очосу (H0dt), торфу (Т1-Т5) та ілювіального гумусово-залізистого оглеєного горизонту (Ihgl), які уповільнюють міграцію <^>137Cs як у латеральному, так і радіальному напрямках. Узагальнення даних радіального розподілу <^>137Cs у грунті геохімічного бар'єру демонструє, що аналоги лісової підстилки (H0 нерозкладена та очіс) у сумі містили 8,16 % сумарної активності <^>137Cs від грунту в цілому; торф (0 - 25 см) - 17,14 %; а мінеральні горизонти (Ihgl та Pigl) - у сумі 74,7 %. Наведений розподіл свідчить про високу швидкість радіальної міграції <^>137Cs у дослідженому грунті, адже головна частка сумарної активності <^>137Cs вже мігрувала за межі торфового шару у мінеральні горизонти. Розрахунки показали, що головну частку валового запасу <^>137Cs у біогеоценозі на біогеохімічному бар'єрі у транссупераквальному ландшафті утримував грунт - 86,59 %, відповідно, фітоценоз містив 13,41 % запасу радіонукліду. Значення коефіцієнту геохімічного переходу (КГП) дорівнювало 0,16, що є близьким до відповідних показників супераквальних ландшафтів. Виявлено, що у всіх ярусах рослинності спостерігалися значні міжвидові відмінності акумуляції <^>137Cs з грунту. Підкреслено, що міграційна здатність <^>137Cs у ланках "грунт - рослина" та "грунт - гриби" у транссупераквальному ландшафті, оцінена за середніми значеннями коефіцієнта переходу (КП) <^>137Cs, у 2 - 20 разів перевищувала аналогічні показники елювіальних та транселювіальних ландшафтів. Це зумовлює значні перевищення граничних допустимих рівнів питомої активності <^>137Cs у лікарській сировині, ягодах та їстівних грибах при щільності забруднення грунту, яка офіційно не розглядається як радіаційно значима (приблизно вдвічі менша за 37 кБк x м<^>-2).

Знезараження питної води за допомогою плазми електричного розряду / Д. В. Чарний, Д. А. Ярощук [и др.]

На сьогоднішній день через низьку ефективність використовуваних технологій знезараження сполуками, які містять хлор, враховуючи зростаючу кількість хлоррезистивних мікроорганізмів, актуальним є питання впровадження альтернативних методів знезараження у сфері водопостачання та водовідведення. Одним із таких альтернативних методів є обробка рідин плазмою розряду електричного струму. Описано наші досліди з обробки різних типів води з поверхневих джерел у м. Києві та води, навмисно зараженої кишковою паличкою (Escherichia coli (E. coli)). Досліди проводилися на лабораторній установці з циркуляційним насосом та реактором ежекторного типу з інтегрованими електродами, в якому відбувається формування водоповітряної суміші, якою проходить електричний розряд. Реактором знезараження і одночасно пристроєм утворення гетерогенного водоповітряного середовища слугує ежектор із введеними у нього електродами, на які надходять імпульси електричного струму. Розряди ініціюють цілий спектр різних фізико-хімічних явищ, таких як сильне електричне поле, інтенсивне ультрафіолетове випромінювання, ударні хвилі надлишкового тиску і, особливо, утворення різних високоактивних хімічних речовин, таких як радикали (OH, H, O) і молекули (H2O2, H2, O2, O3). Усі ці фізико-хімічні процеси, які відбуваються протягом самого розряду, наприклад, утворення і дія короткоживучих радикалів, та дія порівняно довгоживучих окислювачів. Вивчення впливу концентрації мікроорганізмів на швидкість і повноту знезараження води проводили на технічній (водопровідній) воді з внесенням до реакційної ємності змиву з двох пробірок тест-культури. Це забезпечило початкову концентрацію E. coli 3,4 x 10<^>6 КУО/см<^>3. Обробка води протягом 30 секунд знизила концентрацію мікроорганізмів на два порядки (до 5,4 x 10<^>4). Через 1 хвилину обробки цей показник знизився до 1,7 x 10<^>2, а після закінчення 3 хвилин у пробах реєстрували 5,2 КУО/см<^>3, тобто оброблена вода в ідповідала показникам практично чистої води. Досліди довели ефективність знезараження плазмовим методом навіть для рідин із концентрацією мікроорганізмів, яка значно перевищує гранично допустимі. Вміст мікроорганізмів до та після обробки встановлювали методом граничного розведення зразків із подальшим висіванням на поживному середовищі в чашках Петрі.

Global nuclear threats caused by russia's invasion of Ukraine (at the place of foreword) = Глобальні ядерні загрози внаслідок російського вторгнення в Україну (замість передмови) / V. Dolin, O. Kopylenko, Yu. Zabulonov

Чотиримісячний досвід російського вторгнення в Україну показав недосконалість системи світової безпеки, насамперед, ядерної безпеки. І хоча це предмет майбутніх досліджень на десятиліття, попередні висновки та нагальні завдання можна визначити вже сьогодні. Україна є ядерною державою, яка має більшість складових ядерного паливного циклу. Майже половина виробленої в Україні електроенергії, припадає на АЕС. Протягом війни російські війська постійно бомбардували, обстрілювали та окупували ядерні об'єкти України. Найбільша в Європі Запорізька АЕС і найнебезпечніша у світі радіоактивно забруднена Чорнобильська зона відчуження були окуповані на самому початку російського вторгнення. Ядерний тероризм Росії призвів до радіоактивного забруднення атмосфери, пожеж на проммайданчиках ядерних об'єктів та на радіоактивно забруднених територіях. З усіх джерел техногенної радіоактивності основна кількість штучних радіоізотопів (понад 90 %) зосереджена у відпрацьованому ядерному паливі (ВЯП). Сховища ВЯП "мокрого" і "сухого" типу, побудовані з бетону, значно вразливіші, ніж ядерні реактори, розраховані на вплив високого тиску, падіння літаків і балістичних ракет. Обсяг радіоактивності ВЯП у Чорнобилі та Енергодарі відповідає приблизно 1 000 000 ядерних бомб, скинутих на Хіросіму. Російським терористам і мародерам не потрібно стріляти ядерними ракетами. Радіоактивна хмара, яка може утворитися внаслідок тисяч "чорнобилів", зосереджених у ВЯП, що зберігаються на окупованих ядерних об'єктах, може знищити біосферу Землі. Міжнародні організації, покликані забезпечити безпеку ядерних об'єктів у воєнний час, виявилися неспроможними виконувати статутні функції. Сучасна структура світової системи воєнної оборони не в змозі забезпечити глобальну безпеку та захист. Для запобігання глобальній ядерній катастрофі система ядерної безпеки потребує кардинальної перебудови шляхом невідкладного вирішення низки інженерно-технічних, екологічних та соціально-політичних проблем.

Possibilities of regional monitoring using the basin approach = Можливості регіонального моніторингу при використанні басейнового підходу / O. Shevchenko, V. Perekheida

Сучасний характер змін, особливо зміни клімату, вимагає переходу до регіональних і глобальних досліджень і прогнозування. Проте локальна та відомча диференціація мережі моніторингу не дає змоги робити оцінки регіонального рівня, а висновки та прогнози - глобального. Вода є складовою довкілля, що пов'язує всі сфери Землі, є універсальним розчинником, переносником і накопичувачем речовини та енергії. Для того, щоб забезпечити регіональний та глобальний рівні оцінок спостереження слід проводити за басейновим принципом, а предметом досліджень повинні бути шляхи, процеси та чинники міграції речовин, в основі яких лежать особливості формування балансу вологи. Такі принципи цілком виправдовують себе під час виконання різноманітних завдань: визначення бар'єрних функцій середовища по відношенню до різних полютантів; визначення реакції гідросистеми басейну на господарську діяльність; оцінка стійкості грунтово-рослинних комплексів до накопичення токсичних речовин; оцінка стійкості басейнів до гідрологічної та гідрогеологічної посухи в залежності від ландшафтних умов тощо. Розглянуто загальну методологію та окремі результати, отримані завдяки застосуванню ландшафтно-басейнового підходу до визначення бар'єрної стійкості басейнів до радіостронцію у Чорнобильській зоні відчуження. Для цього було проаналізовано дані моніторингових спостережень за 20 років. Виділено природні та техногенні чинники, що впливають на бар'єрну стійкість басейнів по відношенню до стронцію. Потенціал водного винесення радіонуклідів з водозбору та рівень бар'єрної стійкості визначено шляхом оцифрування типових для водозборів ландшафтних ознак та кореляційного аналізу. Показник бар'єрної стійкості виражає здатність водозбірного басейну протистояти водному винесенню радіонуклідів завдяки переважанню ландшафтно-геохімічних ознак (елементів) з утримуючими здатностями. У 2002 - 2010 рр. позитивно на концентрацію 90Sr у воді річок впливали швидкість потоку і рН води, а зростання окиснюваності співпадало із збільшенням концентрації 90Sr. У цей час частка притоку грунтових вод перейшла до чинників, що мали позитивну кореляцію із винесенням 90Sr, як і щільність гідромережі, западин та загальна дренованість площі.

Some features of iron distribution in the suspended matter of the Dnieper river within Zaporizhzhia city = Деякі особливості розподілу заліза у завислій речовині р. Дніпро в межах міста Запоріжжя / Ye. Nasedkin, O. Olshtynska, G. Ivanova, O. Mytrofanova

Мета дослідження - визначення особливостей розподілу заліза в завислій речовині річок у промислово навантажених регіонах України, зокрема місті Запоріжжі. Тривалі спостереження та безперервний відбір проб натурної речовини дозволили визначити особливості розподілу твердого компоненту річкової зависі, що містить оксид заліза, дослідити морфологічні характеристики зазначених частинок та попередньо з'ясувати їх генетичну належність до різних технологічних процесів металургійного виробництва. Генетично частинки можна розділити на дві основні категорії, пов'язані з технологічними процесами подрібнення залізних руд та їх високотемпературної переробки. Перша категорія - сферули Fe2O3 - включає сферичні мінеральні агрегати, предствалені оксидом заліза, різного ступеня кородованості, іноді з мікродомішками оксидів цинку, титану, марганцю, міді. Другою складовою техногенного характеру у річковій зависі є уламкові фрагменти Fe2O3, іноді з мікродомішками MnО, представлені значним діапазоном розмірності - від 5 до 70 і більше мікрон у вигляді гострокутних, іноді незначно обкатаних зерен. При цьому, на відміну від залізовміщуючих конденсаційних утворень, диспергаційні за розмірністю присутні не тільки в пелітовій та алевритовій, але й навіть дрібнопсамітовій складовій. Морфологічні ознаки частинок техногенної складової у водній зависі свідчать, що конденсовану та дисперговану компоненти за генетичною належністю можна віднести до різних технологічних процесів підготовки та переробки залізної руди на підприємствах металургійного комплексу міста. Останнє засвідчили лабораторні досліджень речовини атмосферних викидів низки ланок виробництва на відповідних металургійних підприємствах Запоріжжя. В екологічній сфері ці дослідження важливі тим, що такі частинки, як правило, є носіями важких металів, нерідко включаючи суттєві концентрації останніх.

Вступ до інфогеології / Д. П. Хрущов, В. В. Долін

У 2011 р. В. Є. Гончаровим було запропоноване поняття "Інфогеологія": "...наука, що формується для вивчення різномасштабних геологічних об'єктів і явищ Землі, визначення цілей і рішення задач геологорозвідки за допомогою вирішення проблем збору, накопичення та подання інформації та знань в області спеціальної науки за допомогою сучасних інформаційних технологій і технічних засобів" [1]. Пізніше було надано уточнене формулювання: інфогеологія - геологічна дисципліна, спрямована на вивчення геосфер Землі, їх структури, речовинного складу і умов утворення і (або) інформаційного забезпечення досліджень і робіт щодо поводження з геологічним середовищем на основі сучасних інформаційних технологій [2]. У сучасному авторському формулюванні інфогеологічне моделювання як методичний комплекс охоплює два блоки: прогнозно-палеореконструктивне ретроспективно-статичне моделювання і комплексне еколого-геологічне моделювання. У цілому ці два блоки забезпечують усі етапи робіт із прогнозування, освоєння і постмайнінгу у сфері надрокористування і охорони надр. Додамо, що результати інфогеологічного і цифрового структурно-геологічного моделювання апробовано на головних напрямках поводження з геологічним середовищем та підтверджено низкою впроваджень.

Методологічні засади імітаційного моделювання геологічного середовища територій військової діяльності (на прикладі військового полігону "Дівички") / Д. П. Хрущов, С. М. Чумаченко, А. О. Сплодитель

Методологічна база теорії інформаційного забезпечення досліджень та робіт щодо поводження з геологічною складовою територій військової діяльності полягає в розробці типізації порушень геологічного середовища з виділенням типів військової діяльності і форм їх впливу, встановленням механізму та прогнозом розвитку геосистем. Методичну основу складає розробка принципів інформаційних моделей порушень геологічного середовища, які слугують базою для визначення методів і технологій ліквідації наслідків порушення геологічного середовища, тобто його відновлення. Метою впровадження цього методичного апарату є оптимізація структуризації геологічного середовища об'єкта, що забезпечить підвищення роздільної здатності і загальної адекватності інфогеологічної моделі. Методи, розроблені на принципах цієї парадигми, спрямовані на ліквідацію наслідків військової діяльності та відновлення територій збройних конфліктів. Наземні дослідження розроблено з використанням концептуальних моделей і, зокрема, перевіркою основних компонентів цих моделей, що націлені на визначені ними невизначеності. У пакеті PDE Toolbox системи комп'ютерної математики MatLab 7.1.4 було проведено імітаційне моделювання розповсюдження забруднень у ландшафтних профілях котла артилерії військового полігону. Наведено картину зміни концентрації розчину забруднюючих речовин на профілі ландшафту до першого горизонту грунтових вод на момент часу t = 90 днів від моменту інтенсивного сніготанення. Для оцінки динаміки розповсюдження забруднень за даними математичного моделювання було отримано залежності зміни концентрацій розчину забруднюючих речовин при розповсюдженні його ландшафтними профілями котла артилерії військового полігону. Отримані дані свідчать, що в межах території впливу військової діяльності в залежності від стану щільності та проникності порід зони ненасиченої фільтрації зростає уразливість підземних вод до геохімічних чинників техногенного забруднення.

Геохімічна трансформація об'єктів довкілля в межах полігонів захоронення твердих побутових відходів (на прикладі міста Києва) / І. В. Кураєва, Т. О. Кошлякова [и др.]

Представлене дослідження присвячено вивченню геохімічної трансформації ключових об'єктів навколишнього природного середовища (грунти, поверхневі та підземні води) в межах полігонів захоронення твердих побутових відходів. Об'єктом дослідження обрано Київський полігон № 5, що розташований неподалік столиці. Основний фактичний матеріал, покладений в основу статті, було отримано авторами протягом 2018 - 2020 років під час проведення комплексних польових еколого-геохімічних досліджень. Мета роботи - визначення геохімічних, зокрема фізико-хімічних, особливостей грунтових відкладів у межах полігону, що надало змогу оцінити захисні властивості грунтів по відношенню до впливу техногенних металів. Також було вивчено стан поверхневих (ставок на території полігону) та грунтових (свердловини на присадибних ділянках с. Підгірці) вод, виконано порівняння основних показників хімічного складу з гранично допустимими концентраціями, визначеними нормативними документами. З'ясовано, що у досліджуваних грунтах відмічається висока концентрація важких металів, пов'язаних із фракцією легкообмінних іонів, а також підвищений вміст водорозчинних форм. Встановлено основні міграційні форми макро- та мікроелементів у грунтових розчинах. Виявлено, що для важких металів характерними є вільні гідратовані катіони та метал-органічні комплекси. Для грунтових вод, що використовуються для питного водоспоживання населення с. Підгірці, було зафіксовано перевищення гранично допустимих концентрацій за окремими показниками, зокрема за нітратами, а також відхилення від встановлених норма за Ba, SO4, Fe, Mn, Co, Ni, Mo, Pb. Для вод ставка, що розташований безпосередньо на території полігону, характерні значні відхилення від норми за вмістом Fe, Mn, Ni, Ti, V, Cu та Zn. У результаті проведеного дослідження було виявлено, що в межах території полігону склалися сприятливі умови для утворення мобільних форм токсичних елементів та їх міграції до поверхневих та грунтових вод.

Визначення необхідних умов для ефективного очищення питної води з підвищеним вмістом хлороформу за допомогою обробки плазмою в аерозолі / Ю. Л. Забулонов, Д. В. Чарний [и др.]

Сталий розвиток будь-якої країни можливий лише за умови стабільного забезпечення її населення питною водою у відповідній до його потреб кількості та нормативній якості. Це питання є важливим для України як маловодної держави, особливо при негативному впливі кліматичних і антропогенних чинників на якість води. Насамперед це стосується поверхневих джерел водопостачання загалом і передусім Дніпровського каскаду водосховищ. Зарегулювання р. Дніпро, глобальне потепління і збільшення антропогенного навантаження у вигляді значного (у рази) підвищення поліфосфатів і азотних сполук у стоках, що потрапляють у р. Дніпро, провокує катастрофічне розмноження ціанобактерій протягом чотирьох-п'яти місяців на рік. Застарілі технології водопідготовки не здатні боротися з цим фактором і застосовують єдиний можливий технологічний прийом, придатний для боротьби з підвищеним вмістом органічної речовини будь-якого генезу - збільшення дози хлору і коагулянтів. Це зазвичай не покращує якість очищення води, а призводить до сталого формування хлорорганічних сполук у процесі очищення і транспортування води. Сталим маркером тригалагенметанів є хлороформ, і його концентрація традиційно визначається лабораторіями водоканалів. Відповідно дослідено можливості окиснення хлороформу за допомогою комплексних оксидантів, утворених при плазмовому розряді у водоповітряному середовищі в змішувальній камері ежектора. Вивчався вплив рН середовища на процес деструкції хлороформу. Експериментально встановлено, що навіть слабо кисле середовище не дозволяє ефективно окиснювати хлороформ і призводить до його рекомбінації і навіть збільшує його концентрацію. У той же час у лужному середовищі процес окиснення відбувається інтенсивно і з меншими енерговитратами.

Вплив хемолітотрофної мікробіоти на ефективність антикорозійної обробки сталевих трубопроводів ортополіфосфатними реагентами на прикладі застосування "Sea Quest Liquid" / Є. М. Мацелюк, Д. В. Чарний [и др.]

Зазначено, що переважна більшість водопроводів діючих в Україні систем водопостачання виконані зі сталі або чавуну, які схильні до корозії. Встановлено, що одним із напрямків зниження корозійної агресивності питної води є застосування ортополіфосфатного препарату "Sea Quest Liquid" (ТУ У 20.5-У 0502222-001:2017). Наведено результати досліджень впливу препарату "Sea Quest Liquid" на органолептичні та фізико-хімічні показники питної води. Визначено, що обробка водопровідної питної води препаратом "Sea Quest Liquid" не впливає на органолептичні показники, середні рівні яких упродовж 5-ти місяців спостережень практично не зазнавали суттєвих змін та знаходились у межах гігієнічних нормативів. У зразках води рівні речовин, що входять до складу препарату "Sea Quest Liquid" (поліфосфати, ортофосфати), знаходились у межах нормативних значень. Якість води, обробленої ортополіфосфатним препаратом "SeaQuest Liquid", за основними санітарно-хімічними показниками, окрім заліза, відповідає вимогам гігієнічних нормативів ДСанПІН 2.2.4.171-10. В окремих пробах води вміст у воді заліза перевищував гігієнічний норматив (0,2 мг/дм<^>3) та виходив за максимально допустимий рівень (1,0 мг/дм<^>3). Під дією препарату "SeaQuest Liquid" у воді, яка оброблена гіпохлоритом натрію, спостерігалось зменшення індексу Ланжельє: з -2,23 до -2,08 і з -1,79 до -1,70, що свідчить про зниження її корозійної активності. У воді, необробленій гіпохлоритом натрію, під впливом препарату "Sea Quest Liquid" спостерігалось деяке зростання індексу Ланжельє: з -1,80 до -1,95 та з -1,85 до - 2,78; з -2,01 до -2,13, що свідчить про зростання її корозійної агресивності. В умовах наявності у воді сульфатредукуючих тіобактерій препарат "Sea Quest Liquid" збільшує швидкість корозії сталі у 2,9 - 7,2 раза; за умови додаткового знезараження води гіпохлоритом натрію він знижує цей показник у 1,4 - 2,7 раза.

Вилучення іонів цезію з високосольових розчинів природним клиноптилолітом і композитним сорбентом на його основі / Ю. В. Бондар, С. В. Кузенко

Розробка ефективних сорбентів для селективного вилучення радіонуклідів із забруднених вод є актуальною проблемою, вирішення якої необхідне для зменшення кількості небезпечних рідких радіоактивних відходів та зниження потенційних екологічних ризиків при поводженні з ними. Природні цеоліти довгий час використовуються для дезактивації забруднених вод, але їх застосування для селективного вилучення радіонуклідів лімітується низкою недоліків, пов'язаних із зниженням селективності при збільшенні мінералізації розчину, а також з оборотним характером сорбції радіонуклідів. Синтез композитних сорбентів на основі природних цеолітів з інкорпорованою сорбційно-активною неорганічною фазою розглядають як перспективний метод отримання недорогих сорбентів із високою селективністю по відношенню до певних радіонуклідів при їх адсорбції з високосольових розчинів. Представлено результати синтезу композитного сорбенту для селективного видалення іонів цезію на основі клиноптилолітового туфу Сокирницького родовища (Україна) з інкорпорованою фазою фероціаніду калію-міді. Зразки природного і композитного клиноптилоліту були апробовані в якості сорбентів для селективного вилучення іонів цезію з модельних одно- і мультикомпонентних розчинів, які містили високі концентрації конкуруючих іонів натрію і калію. Показано, що мінералізація розчину істотно впливає на адсорбційні параметри природного клиноптилоліту, тоді як зразки композитного сорбенту демонструють високі адсорбційні параметри при сорбції іонів цезію з модельних мультикомпонентних розчинів з високим солевмістом. Доведено, що присутність фероціанідної фази призводить до збільшення селективності композитного сорбенту порівняно з природним клиноптилолітом, а також до посилення фіксації адсорбованих іонів цезію.

Рухливість урану та елементів-супутників у корі вивітрювання урановорудних альбітитів / Ю. О. Фомін, Ю. М. Деміхов, В. Г. Верховцев, Н. М. Борисова

У розробці розглянуто ряди рухливості, особливості гідрогенної мобілізації урану та елементів-супутників речовинних комплексів мінералоутворюючих систем у корі вивітрювання урановорудних альбітитів Українського щита. Хімічні елементи, що являються супутниками урану, можуть входити як до мінералів-концентраторів, так і до звичайних породоутворюючих мінералів, що вміщують ці елементи. До перших належать самородні метали - золото, вісмут, свинець; сульфіди: Сu, Zn, Pb, Nі, Со; монацит (Th), циркон (Zr, Th). Прикладами другої групи мінералів є польові шпати з рубідієм, стронцієм, свинцем; егірин, рибекіт, сфен з ванадієм. Вибірки порід для розрахунку середнього вмісту хімічних елементів та їх рухливості формувалися з урахуванням складу порід та ступеня їх вивітрювання. У ролі умовно стабільного елемента, щодо якого, власне, проводилися всі розрахунки, використовувався титан, елемент найменш рухливий. Апробація методу на всіх рівнях, включаючи корінну основу, зону дезінтеграції, гідрослюдисто-каолінову і каолінову кори вивітрювання, грунтовий шар (В- и А-горизонти) і потоки розсіювання, продемонструвала цілком задовільні результати. Відходи промислової розробки уранових родовищ альбітитової формації, що були (і будуть) складовані і, по суті, являють собою подрібнений мінеральний концентрат, збагачений ураном та важкими металами, в умовах гіпергенних процесів, сприятливих для окислювання і розкладання, без сумніву, несуть потенційну загрозу забруднення навколишнього середовища. Значна частина урану та супутніх елементів в усіх блоках порід, які підлягають експлуатаційній виїмці, може бути віднесена до "рухомих", тобто має досить високу міграційну здатність. Ця форма може бути джерелом забруднення підземних і поверхневих вод та грунтів. Розрахунки показують, що уран в усіх зонах кори вивітрювання поводить себе як елемент рухливий, схильний до розсіювання. Частка винесеного із різних зон урану складає 25 - 42 % (0,11 - 0,19 г/т), яка у абсолютному вираженні є максимальною у каоліновій зоні. Головну роль у міграції радіонуклідів відіграє водна ерозія під впливом опадів. Тому для зменшення гідрогенного забруднення необхідно передбачити підстилання відвалів глинистими та карбонатними породами. Для обмеження впливу вітрової ерозії необхідна засипка відвалів шаром інертного грунту.

Вплив рецептури на межу міцності геополімерних компаундів при цементуванні рідких радіоактивних відходів / Ю. Г. Федоренко, А. М. Розко, Ю. О. Ольховик

Вивчено вплив складу геополімерних зв'язуючих (доменного шлаку, золи виносу, рідкого скла та КОН) на властивості, а саме: межу міцності на стиск компаундів, утворених при цементуванні рідких радіоактивних відходів (РРВ). Для виконання роботи виготовлялися компаунди, у яких маси компонентів варіювалися згідно плану факторного експерименту 2<^>3 - трьох факторів на двох рівнях. У якості факторів обирались рідке скло, суміш шлаку з золою у співвідношенні 1:1 та гідроксид калію. Маса імітату РРВ у всіх дослідах не змінювалася. Досліди не дублювалися, а випадкова похибка оцінювалася аналітично. При розрахунках було отримано рівняння, яке пов'язує межу міцності на стиск компаундів з масою рідкого скла, шлаку та золи і гідроксидом калію. При побудові рівняння було встановлено, що дисперсія партії вимірювань за критерієм Кохрена однорідна, коефіцієнти рівняння за критерієм Стьюдента статистично значимі, а модель (рівняння) за критерієм Фішера адекватна. Аналіз рівняння показав, що на межу міцності впливають шлак та зола, але найбільший вплив виявляє парна взаємодія рідкого скла з золою та шлаком. Наслідком взаємодії є формування геополімерної сітки, яка зміцнює компаунди. Додавання гідроксиду калію зменшує міцність зразків внаслідок зайвих катіонів калію та натрію, для яких функціонального місця (поєднання з атомами Аl для зміни електронної конфігурації на тетраедричну) не знаходиться. Для цього випадку отримано рівняння з коефіцієнтом кореляції R = 0,86. Застосування методу крутого сходження показало можливість збільшення межі міцності у 1,5 і більше разів. У подальшому передбачається зменшити кількість золи у зв'язуючому або замінити її на активований температурою каолін. Механічна активація порошку шлаку позитивно позначилась на підвищенні межі міцності на стиск.

Мохоподібні (Bryobionta) як тест-об'єкти бріогеохімічної індикації атмосферних випадань важких металів та радіонуклідів у навколишньому середовищі Європи. Аналітичний огляд / О. О. Орлов

В огляді представлено аналіз публікацій, присвячених проблемам використання мохоподібних для бріогеохімічної індикації атмосферних випадань важких металів та радіонуклідів. Коротко розглянуто таксономічну структуру Мохоподібних (Bryobionta), наведено три відділи - Anthocerotophyta, Marchantiophyta та Bryophyta. Зроблено висновок, що найбільш придатними видами мохів для біомоніторингу важких металів є представники відділу мохів (Bryophyta), такі, як Hylocomium splendens, Pleurozium schreberi, Hypnum cupressiforme, Scleropodium purum. Наголошено на 25-річному успішному застосуванню мохів у бріогеохімічній індикації атмосферних випадань важких металів у навколишньому середовищі у Європі, показано існування спеціальної системи моніторингу на їх основі у 28 країнах континенту. Для найважливіших видів мохів, які використовуються як тест-об'єкти біомоніторингу, показано значну широту їх географічного поширення, розподіл за субстратами зростання (епігейні, епіфітні та епілітні). Проаналізовано головні біологічні особливості мохів, які дозволяють їх використовувати для цілей біомоніторингу важких металів та радіонуклідів, зокрема, відсутність у мохів коріння, саме тому основну частину поживних речовин (та полютантів) вони отримують напряму з аеральних випадань сухих (пил) та мокрих (дощ, сніг); висока катіоннообмінна здатність їх клітинних оболонок. Коротко наведено найбільш важливі анатомічні та морфологічні характеристики трьох груп мохів (ендогідритні, ектогідритні, міксогідритні), зроблено висновок про кращу придатність ектогідритних видів для бріогеохімічної індикації полютантів. Продемонстровано результати численних біомоніторингових досліджень, проведених із використанням широко поширених у Європі видів мохів у природних та антропогенних біогеоценозах. Коротко наведено критерії до мохів як тест-об'єктів бріогеохімічної індикації. Узагальнено фізіологічні пристосування мохів до стресу, зумовленого надходженням до їхньої фітомаси значних концентрацій важких металів. Наведено вимоги до відбору зразків мохового покриву для цілей бріогеохімічної індикації полютантів. Запропоновано перспективні види мохів у якості тест-об'єктів забруднення навколишнього середовища важкими металами та радіонуклідами для різних природних зон України: зони Полісся - Hylocomium splendens та Pleurozium schreberi, зони Лісостепу - Hypnum cupressiforme, зони Степу - Tortula muralis Hedw. та Bryum argenteum.

Відновлення водойм, забруднених нафтопродуктами, за допомогою сорбенту розширеного графіту / Ю. Л. Забулонов, О. В. Пугач [и др.]

Розлив нафти є подією значного екологічного і соціального ризиків і відповідно вимагає оперативних дій в рамках надзвичайної ситуації. Вибір заходів по знешкодженню розливу відбувається в стресових умовах надзвичайного стану, в той же часнеобхідно гарантувати ефективність розроблених заходів, так як стало існує ризик, що невідповідність заходів може лише погіршити ситуацію. Зазвичай у подібних умовах спираються на попередній досвід, якій як зараз відомо довів ефективність використання сорбційних технологій, які використовують як нафтосорбенти-супергідрофобні та суперолеофільні матеріали. Одними з найкращих кандидатів на цю роль вважаються абсорбенти на основі вуглецю у вигляді розширеного/спученого/ексфольованого графіту. Таке рішення пояснюється його значною, порівняно з іншими абсорбентами ємністю відносно нафти, та нафтопродуктів і порівняно невеликої вартості, що робить можливим його використання на площах розливу в десятки і сотні квадратних кілометрів. Відповідно розробка доступної мобільної системи з промислового виробництва даного абсорбенту, здатної синтезувати його безпосередньо на місці аварії, є актуальним завданням. Нами створена компактна система, яка здатна стабільно синтезувати шляхом термічного удару ексфольований графіт. Дана система разом з генератором живлення розміщується безпосередньо в мікроавтобусі і виробництво ексфольованого графіту може бути дуже швидко розгорнуте безпосередньо на місці аварійного розливу нафти, чи нафтопродуктів. Необхідність мобільності системи обумовлена широким географічним охватом місць, де можливі розливи нафти: це і бурові платформи, і аварії нафтоналивних танкерів та терміналів, а також нафтосховищ. Тобто це практично всі регіони України і світу, що ще раз підтверджує необхідність мобільної генерації даного абсорбенту зі значною селективністю особливо відносно важких марок нафти і нафтопродуктів.