Ocena wpływu zanieczyszczeń ropopochodnych na uziarnienie i plastyczność gruntów spoistych

Przedstawiono wyniki wieloletnich badań wpływu zanieczyszczeń ropopochodnych na niektóre właściwości gruntów spoistych. Badania dotyczyły zmian składu granulometrycznego gruntów pylastych, stanowiących podłoże obiektów związanych z magazynowaniem paliw na terenie jednej z rafinerii Polski południowej, poddanych długotrwałym zanieczyszczeniom. Przedstawiono również wyniki badań modelowych zmian uziarnienia i granic konsystencji, przeprowadzonych na próbkach gruntów spoistych zanieczyszczanych benzyną i olejem napędowym w warunkach laboratoryjnych. Badaniami objęto grunty spoiste czwartorzędowe i trzeciorzędowe o znacznym rozprzestrzenieniu na terenie Polski oraz wzorcowe iły monomineralne: bentonit, ił illitowy i kaolinit. Przeprowadzone analizy składu granulometrycznego gruntów, pobranych z podłoża obiektów inżynierskich, jak i próbek zanieczyszczanych olejem napędowym w warunkach laboratoryjnych wykazały znaczne zmiany zawartości poszczególnych frakcji gruntu. Na skutek agresji fizykochemicznej nastąpiła znaczna redukcja zawartości frakcji piaskowej i iłowej, zwiększeniu uległa zawartość frakcji pyłowej. Uzyskane wyniki zmian granic konsystencji próbek gruntów zanieczyszczanych benzyną i olejem napędowym wskazują, że w układzie dwufazowym grunt-ciecz ropopochodna grunty spoiste mogą tracić spoistość, nabierając cech gruntów drobnoziarnistych sypkich, nie wykazują również zdolności do skurczu. Zaznacza się wyraźny spadek wartości granicy płynności, zmniejszeniu ulega wartość wskaźnika plastyczności. Zmiany uziarnienia i plastyczności badanych gruntów wpływają na zmiany wartości parametrów geotechnicznych, odpowiedzialnych za wytrzymałość i odkształcalność ośrodka gruntowego, zmieniając jego właściwości jako podłoża budowlanego. Ponadto, infiltracja zanieczyszczeń ropopochodnych przez warstwę gruntów spoistych może zmniejszyć lub wykluczyć przydatność tych gruntów jako nieprzepuszczalnej bariery ochronnej dla wielu zbiorników wód podziemnych.

---

This paper presents the results of many years' investigation of oil pollution influence on selected geological-engineering properties of clay soils. Experimental material included: (1) soils polluted with oil substances in situ, exposed to the pollutant for about 50 years and (2) soils polluted with petrol and diesel oil in laboratory. The first group comprised silty soils, which were the foundation of fuel depositories in the refinery area in South Poland. The second group comprised Quaternary glacial tills and Tertiary clays, which are widespread in Poland; and pure clay minerals: Na-montmorillonite from Wyoming (USA), illite from Bukowa Gora (Poland), kaolinite from Sedlec (Czech Republic). Analyses of particle size distribution, plasticity and shrinkage parameters were made. Results obtained proved that significant changes of considered parameters take place in the oil contaminated soil. Due to physical-chemical aggressiveness of oil substances, sand and clay fraction content decreased while silt fraction content increased. Examination of soils contaminated in laboratory revealed a reduction in liquid limit, plasticity index and linear shrinkage values. This tendency is associated with differences in physical-chemical characteristic of water and oil substances. In a diphase system of solids and petroleum liquid, clay soils lose their plasticity and behave like a noncohesive soil. Alterations of particle size distribution and plasticity of clay soils result in changes of several geological-engineering parameters related to strength and deformability of the soil ground. Contaminated area should be thus carefully examined when evaluated in the aspect of land development. Results presented above also raise a question of suitability of clay soils as barriers against petroleum contaminants.