СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ В ГРУНТАХ Fe, Mn, B

ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ В ГРУНТАХ
Fe, Mn, B, Cl МЕТОДОМ НЕЙТРОННОГО КАРОТАЖА
А.Ю. Кетов, О.В. Иваненко
Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины, Киев
В условиях нарастающей техногенной
нагрузки на окружающую среду мониторинг
естественных и техногенных геологических
объектов является одним из наиболее важных мероприятий в концепции перехода Ук-
раины к устойчивому развитию. Увеличивающееся количество отвалов породы
ГОКов, хвосто- и шламохранилищ приводит
к загрязнению больших участков земли. В
тоже время в этих неблагоприятных техно-
206
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
генных объектах содержится большое количество ценных химических элементов, которые можно извлечь путем вторичной переработки. Определение содержания в отвалах
ценных химических элементов, является
важной практической задачей. Для ее решения может быть задействован радиоизотопный комплекс, который включает в себя
нейтронные и гамма методы каротажа.
Как известно, нейтрон-нейтронные методы применяются для определения влажности грунтов. К ним относится нейтроннейтронный метод по медленным (ННМ-М)
нейтронам.
На определение влагосодержания ННММ влияет присутствие в грунте аномальных
поглотителей нейтронов, к числу которых
относятся Cl, Mn, Fe, B, Cd, редкоземельные
элементы. Такое влияние приводит к неконтролируемой ошибке в определении влагосодержания. Для исключения этого негативного влияния нами разработан способ определения реальной влажности и количественного содержания в грунте аномального поглотителя нейтронов, в условиях in situ.
Сутью способа является измерение плотности потока нейтронов на двух расстояниях
от источника быстрых нейтронов. Расстояние от источника до детектора медленных
нейтронов выбрано равным 0-10 см (Zм) для
меньшего зонда и 20-25 см (Zб) для большего. Малый зонд работает в области прямой
зависимости измеренной скорости счета от
влагосодержания, а большой – в инверсионной области и практически не чувствителен
к влагосодержанию. Результаты измерений
скоростей счета на малом зонде (Iмм) и на
большом (Iмб) интерпретируют следующим
образом. Доказано, что отношение Iмм /Iмб =
Ам не зависит от присутствия в грунте аномальных поглотителей нейтронов, а зависит
только от объемного влагосодержания (WV),
– Ам = f(WV). Скорость счета, измеренная
малым зондом зависит и от WV и от содержания аномального поглотителя нейтронов в
грунте (М), – Iмм = f(WV, М). По предварительно построенным градуировочным зависимостям Ам = f(WV) и Iмм = f(WV, М), определяют объемную влажность грунта. Определенная влажность грунта по параметру Ам
является реальной влажностью (WVр), а по
Iмм – фиктивной (WVф). Разность (∆WV) между WVр и WVф зависит от М и от самой влажности грунта. Нами получена зависимость В
= f(М) (где В = ∆WV·WVр), используя которую, можно определять количественное содержание аномальных поглотителей нейтронов в исследуемой среде.
Применение разработанного нами способа расширяет возможности использования
ННМ-М. Его можно применять для мониторинга полива сельскохозяйственных угодий
южных областей Украины, с целью предотвращения вторичного засоления грунта.
207