Wpływ zanieczyszczenia olejem napędowym na zmianę uziarnienia, plastyczności i pęcznienia neogeńskich osadów zastoiskowych z rejonu Dobre

Izdebska-Mucha, Dorota; Gawriuczenkow, Ireneusz; Jarominiak, Konrad

doi:10.7306/2024.68

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Wpływ zanieczyszczenia olejem napędowym na zmianę uziarnienia, plastyczności i pęcznienia neogeńskich osadów zastoiskowych z rejonu Dobre

Autorzy

Izdebska-Mucha Dorota , Gawriuczenkow Ireneusz , Jarominiak Konrad

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Mucha_D_Wplyw_P. Geol._Vol. 72_nr 12-2_2024.pdf

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.7306/2024.68

Warianty tytułu

Effect of diesel fuel contamination on the particle size distribution, plasticity and swelling of Neogene limnic soils from the Dobre area

Języki publikacji

Abstrakty

Petroleum products are hazardous to the natural environment, as well as to the stability of underground infrastructure and foundations. Numerous studies have reported negative changes in the geological and engineering parameters of soil contaminated with hydrocarbons. In Poland, the impact of pollution with petroleum hydrocarbons on the physical and mechanical properties of soils is still poorly understood and requires studies considering soil lithology, duration of the pollution and the type of pollutant. The soil tested in this study was Neogene limnic soil, collected in the Dobre area, composed of 12.5% clay, 46.5% silt, 41% sand, and kaolinite as the dominant clay mineral. Soil samples containing 0%, 2%, and 6% of diesel fuel (ON) were prepared in laboratory to simulate long-term contamination. With the increase in ON content, the clay content decreased by approximately 4% points, resulting in a classification change from loam (G) to sandy silt (Rp) for the 6% ON sample. Greater differences in particle size distribution were observed using the hydrometer method compared to the micro aggregate method. Compared to the 0% ON sample, contaminated samples showed an increase in the values of Atterberg limits, plasticity index, consistency index and activity. This changes align with literature data for soils of kaolinitic and illitic composition. Consistent with its lithological composition, the tested soil showed low values of the sorption and swelling parameters, indicating low potential expansivity. Although there was a slight increase in the MBC sorption capacity, cation exchange capacity and specific surface area, the contaminated soil samples revealed lower values of free swelling and higher values of swelling pressures compared to the uncontaminated soil. However, the macroscopic observation of samples after the free swelling test and the reduction in the adsorbed water content after the swelling pressure test point to the conclusion that due to the presence of hydrocarbons in the soil structure, its potential for sorption capacity and volume changes was reduced. This research demonstrates that even a relatively low level of soil contamination with petroleum-derived compounds resulted in a change in its geological and engineering properties. Due to the limited data, the presented conclusions require further research applying higher degree of soil contamination. It was also shown that a careful and comprehensive analysis of test results is necessary for the proper interpretation/assessment of the results of standard tests but conducted for non-standard soil material, where the pore liquid consists of water and hydrocarbons.

Słowa kluczowe

neogeniczne gleby limniczne węglowodory dystrybucja wielkości cząstek plastyczność pęcznienie sorpcja zanieczyszczone gleby

Neogene limnic soil hydrocarbons particle size distribution plasticity swelling sorption contaminated soils

Wydawca

Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy

Czasopismo

Przegląd Geologiczny

Rocznik

2024

Tom

Vol. 72, nr 12-2

Strony

789--797

Opis fizyczny

Bibliogr. 44 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Izdebska-Mucha Dorota

dizdebsk@uw.edu.pl

Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski, Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa

https://orcid.org/0000-0002-3602-5352

autor

Gawriuczenkow Ireneusz

Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski, Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa

https://orcid.org/0000-0001-6986-2782

autor

Jarominiak Konrad

Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski, Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa

Bibliografia

1. ASTM D 4546-14 - Standard Test Methods for One-Dimensional Swell or Collapse of Soils.
2. DOBAK P., IZDEBSKA-MUCHA D., STAJSZCZAK P., WÓJCIK E., KIEŁBASIŃSKI K., GAWRIUCZENKOW I., SZCZEPAŃSKI T.,
3. ZAWRZYKRAJ P., BĄKOWSKA A. 2022 - Effects of hydrocarbon contamination on the engineering geological properties of Neogene clays and Pleistocene glacial tills from Central Poland. Act .Geol. Pol., 72 (4): 529-555.
4. GAWRIUCZENKOW I. 2011 - Ocena ekspansywności iłów plioceńskich z rejonu Dobrego. Biul. Państw. Inst. Geol., 446 (2): 273-276.
5. GAWRIUCZENKOW I., WÓJCIK E. 2013 - Porównanie właściwości ekspansywnych iłów neogeńskich z Mazowsza. Prz. Geol. 61 (4): 243-247.
6. GAWRIUCZENKOW I., WÓJCIK E. 2018 - Prediction of swell pressure in Neogene clays from Warsaw, based on the swell index. Geol., Geoph., Environ., 44 (2): 219-229.
7. GRABOWSKA-OLSZEWSKA B. (red.) 1998 - Geologia stosowana. Właściwości gruntów nienasyconych. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
8. GRADYS A. 1977 - Dokumentacja geologiczna w kategorii C2 złoża surowca ilastego do produkcji cienkościennych elementów ceramiki budowlanej w rejonie Tadeuszów-Rudzienko. Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., nr inw. 12 321, Warszawa.
9. HAGHSHENO H., ARABANI M. 2022 - Geotechnical properties of oil-polluted soil: a review. Environ. Sci. Pollut. Res. Int., 29 (22): 32670-32701; doi: 10.1007/s11356-022-19418-1
10. HARSH G., PATELA., HIMANSHU B., TIWARIP. 2016 - Effect of rate of crude oil contamination on index properties and engineering properties of clays and sands. Indian J. Sci. Technol., 9 (30): 1-4.
11. HEAD K.H. 1992 - Manual of soil laboratory testing. Vol. 1, Soil classification and compaction tests, London.
12. IZDEBSKA-MUCHA D., TRZCIŃSKI J. 2007 - Zmiany mikrostrukturalne gliny lodowcowej spowodowane zanieczyszczeniem olejem napędowym. Geologos, 11: 463-471.
13. IZDEBSKA-MUCHA D., TRZCIŃSKI J. 2011 - Właściwości geologiczno-inżynierskie i mikrostrukturalne glin lodowcowych zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi. Biul. Państw. Inst. Geol., 446: 469-476.
14. IZDEBSKA-MUCHA D., SZYSZKO C., TRZCIŃSKI J. 2011 - Właściwości geologiczno-inżynierskie i mikrostrukturalne glin lodowcowych zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi. Biul. Państw. Inst. Geol., 446: 459-468.
15. IZDEBSKA-MUCHA D., WÓJCIK E. 2011 - Analiza parametrów skurczalności gruntów spoistych według różnych norm. Biul. Państw. Inst. Geol., 446 (2): 321-327.
16. IZDEBSKA-MUCHAD., TRZCIŃSKI J. 2021 - Clay soil behaviour due to long-term contamination by liquid petroleum fuels: microstructure and geotechnical properties. Bull. Eng. Geol. Environ., 80: 3193-3206.
17. KARABASH Z., AL-OBAYDI M.A., AWAD M.A., AL-KHASHAB M.N. 2023 - Geotechnical properties of clay soil contaminated with different types of oil. Geotech. Geol. Eng. 41: 2677-2689; https://doi.org/10.1007/s10706-023-02420-w
18. KAYA A., FANG H.-Y. 2000 - The effects of organic fluids on physicochemical parameters of fine-grained soils. Can. Geotech. J., 37:943-950.
19. KHAMEHCHIYAN M., CHARKHABI A.H., TAJIK M. 2007 - Effects of crude oil contamination on geotechnical properties of clayey and sandy soils. Eng. Geol., 89: 220-229.
20. KHOSRAVI E., GHASEMZADEH H., SABOUR M.R., YAZDANI H. 2013 - Geotechnical properties of gas oil-contaminated kaolinite. Eng. Geol., 166: 11-16.
21. KUMOR M.K. 2016 - Iły ekspansywne podłoża budowlanego Bydgoszczy. Wybrane problemy geotechniczne. Wydaw. Uczel. UTP w Bydgoszczy, 235.
22. LEE J.F., CRUM J.R., BOYD S.A. 1989 - Enhanced retention of organic contaminants by soils exchanged with organic cations. Environ. Sci. Technol., 23 (11): 1365-1372.
23. LI R., ZHANG S., LI R., BAI W., WANG L. 2022 - Experimental study on mechanical behaviors of loess based on two different modes of oil contamination. Geofluids, article ID 6411520, 11 pages. https://doi.org/10.1155/2022/6411520
24. MEEGODA J.N., RATNAWEERA P. 1995 - Treatment of oil-contaminated soils for identification and classification. Geotech. Test. J., 18: 41-49.
25. MYSLIŃSKAE. 2016 - Laboratoryjne badania gruntów i gleb. Wydaw. UW.
26. NAZIR A.K. 2011 - Effect of motor oil contamination on geotechnical properties of over consolidated clay, Alex. Eng. J., 50 (4): 331-335.
27. OLUREMI J.R., OSUOLALE O.M. 2014 - Oil contaminated soil as potential applicable material in civil engineering construction. J. Environ. Earth. Sci., 4: 87-99.
28. PIASKOWSKI A. 1984 - Właściwości sorpcyjne i powierzchnia właściwa polskich gruntów. Badania nad sorpcją błękitu metylenowego. Arch. Hydrotech., 31 (3): 297-314
29. PN-B-02480:1986 - Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów.
30. PN-B-04481:1988 - Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.
31. PN-EN ISO 14668-1:2018-5 - Badania geotechniczne - Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów - Część 1: Oznaczanie i opis. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa
32. PKN-CEN ISO/TS 17892-4:2004 - Badania geotechniczne - Badania laboratoryjne gruntów część 4: Oznaczanie składu granulometrycznego.
33. RAJABI H., SHARIFIPOUR M. 2019 - Geotechnical properties of hydrocarbon-contaminated soils: a comprehensive review. Bull. Eng. Geol. Environ., 78: 3685-3717.
34. SAEED H., NALBANTOGLU Z., UYGAR E. 2024 - A comprehensive review of hydrocarbon contaminated soil behavior, geotechnical properties and potential remediation. Soil Sediment Contam.:AnInter. J., 1-45; https://doi.org/10.1080/15320383.2024.2395952
35. SALIMNEZHAD A., SOLTANI-JIGHEH H., SOORKI A.A. 2021 - Effects of oil contamination and bioremediation on geotechnical properties of highly plastic clayey soil. J. Rock Mech. Geotech. Eng., 13 (3): 653-670; https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2020.11.011
36. SCHULTZE E., MUHS H. 1967 - Bodenuntersuchungen fr Ingenieurbauten. Verlag. Berlin/Heidelberg/New York.
37. SINGH S.K., SRIVASTAVA R.K., JOHN S. 2009 - Studies on soilcontamination due to used motor oil and its remediation. Can. Geotech. J., 46 (9): 1077-1083.
38. SPAGNOLI G., FERNANDEZ-STEEGER T., FEINENDEGEN M., AZZAM R., STANJEK H. 2011 - Influence of the dielectric constant, electrolyte concentration and pH of the pore fluids on the shear strength of monomineralic clays. Riv. Ital. di Geotec., 58 (3): 11-24.
39. STAJSZCZAK P. 2021 - Zmiany właściwości filtracyjnych mieszanki gruntowej ił-piasek na skutek zanieczyszczenia produktami ropopochodnymi w aspekcie mineralnych barier izolacyjnych. Prz. Geol. 69 (1): 33-42.
40. STAJSZCZAK P. 2023 - Wpływ zanieczyszczenia produktami ropopochodnymi na zmiany ściśliwości iłów mioplioceńskich z rejonu Bud Mszczonowskich w warunkach ciągłego przyrostu obciążenia. Prz. Geol. 71 (9): 447-460.
41. SURYGAŁA J., ŚLIWKA E., 1999 - Wycieki ropy naftowej. Przem. Chem., 78: 323-325.
42. UKALSKA-JARUGA A., SMRECZAK B., KLIMKOWICZ-PAWLAS A., MALISZEWSKA-KORDYBACH B. 2015 - Rola materii organicznej w procesach akumulacji trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO) w glebach. Pol. J. Agron., 20: 15-23.
43. WICHROWSKI Z. 1981 - Studium mineralogiczne iłów serii poznańskiej. Arch. Mineral., 37 (2): 93-196. www.epc.shell.com (dostęp: 21.05.2024 r.).
44. WYRWICKI R. 1996 - Analiza derywatograficzna. [W:] Kościówko H., Wyrwicki R. (red.), Metodyka badań kopalin ilastych. Państw. Inst. Geol., Warszawa-Wrocław: 56-76.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-0432f1b6-20cf-49c0-958e-6709be3e7703