Yandex.Metrika

    Информация о статье

    
    • Информация о статье
    • Об авторах
    • Список литературы

    Структурирование высокодисперсных минеральных частиц для предотвращения ветровй и водной эрозий

    Авторы

    Дабижа Ольга Николаевна1, Бесполитов Дмитрий Викторович2, Коновалова Наталия Анатольевна3, Панков Павел Павлович4
    1 «ЗабИЖТ-Инжиниринг», , Забайкальский ин- ститут железнодорожного транспорта – филиал ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет путей сообщения», г. Чита
    2 Научно-исследовательское проектно-технологическое бюро «ЗабИЖТ-Инжиниринг», Чита, Россия
    3 Научно-исследовательское проектно-технологическое бюро «ЗабИЖТ-Инжиниринг», Чита, Россия
    4 Научно-исследовательское проектно-технологическое бюро «ЗабИЖТ-Инжиниринг», Чита, Россия

    Выпуск

    2021, 3

    Ключевые слова

    ветровая и водная эрозии, высокодис- персные частицы, инфракрасная спектроскопия, органомине- ральный комплекс, пылеподавление, стабилизирующая добавка, структурирование

    Аннотация

    Приведены результаты исследования меха - низма структурирования высокодисперсных минеральных час- тиц пылеподавляющим полимерным раствором StabOL на при- мере вскрышных пород Тасеевского , Балейского и Каменского карьеров (Забайкальский край ). Минеральные и полимер - минеральные образцы исследованы методами дифференциаль - ной сканирующей калориметрии , термогравиметрии и инфра - красной спектроскопии . Образование межмолекулярных водо - родных связей подтверждается смещением полос поглощения валентных колебаний гидроксильных групп в инфракрасных спектрах полимер -минеральных образцов в сторону меньших частот и значительным увеличением интенсивностей этих полос поглощения . Установлено , что структурирование минеральных частиц при их обработке полимерным раствором происходит путем формирования органоминеральных комплексов в резуль - тате процессов интеркаляции , эксфолиации (расслоения ) и ад- сорбции полимеров . Выявлена важная роль гидратных прослоек и глинистых минералов в данном процессе . Дабижа Ольга Николаевна – кандидат химических наук , доцент , старший научный сотрудник НИ ПТБ «ЗабИЖТ -Инжиниринг », е-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript., Забайкальский ин- ститут железнодорожного транспорта – филиал ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет путей сообщения », г. Чита ; Бесполитов Дмитрий Викторович – аспирант кафедры «Техносферная безопасность », ФГБОУ ВО «Иркутский государственный универ - ситет путей сообщения », г. Иркутск ; Коновалова Наталия Анатольевна – кандидат химиче - ских наук , доцент , начальник НИ ПТБ «ЗабИЖТ -Инжиниринг »; Панков Павел Павлович – младший научный сотрудник НИ ПТБ «ЗабИЖТ -Инжиниринг », Забайкальский институт железнодорожного транспорта – филиал ФГБОУ ВО «Иркутский государственный универ - ситет путей сообщения », г. Чита , Россия . ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ И ПРАКТИКИ . 24Введение В настоящее время масштабной экологической угрозой является деградация почв и земель , возникающая в результате проявления эрозион - ных процессов [1, 2]. Ускоренная эрозия почв оказывает воздействие на климат , тектоническую активность , круговорот веществ [3], а также способствует нарушению цикла углерода [4 – 6]. Площадь земель , подверженных водной и ветровой эрозиям , в мире составляет свыше 1 600 млн га [7, 8], на территории России (на уровне потери плодородия ) – около 2/3 пашни , а площадь оврагов – более 1,5 млн га [11]. За последние 50 лет более трети пахотных земель потеряны в результате эрозионных процессов , и ежегодно деградации подвергаются более 10 млн га [9, 10]. Интенсивная разработка месторождений полезных ископаемых способст - вует деградации почв , нарушению структуры биоценозов , трансформации окружающей среды , загрязнению и истощению экосистем [12]. Эрозия представляет собой разрушение поверхностного слоя твердого тела вследствие механического взаимодействия с потоками воды , воздуха , аэровзвесей , суспензий , а также кавитации и электрических явлений [13]. Эрозия техногенных насыпных массивов протекает в виде физического и химического разрушения отложений с выносом в окружающую среду механических взвесей дисперсных минеральных частиц . На интенсивность эрозии влияют воздушные и водные потоки , температурные изменения , миграция поровых растворов , воздействие горнотранспортного оборудо - вания и механизмов , а также состав , химические и физические свойства , структура минерального сырья , формирующие прочность пород [14]. Известно , что полимеры и интерполимерные комплексы , взаимодей - ствуя с дисперсными частицами , скрепляют поверхностный слой и вслед - ствие этого предотвращают пыление , ветровую и водную эрозии поч- вы [15]. Пылеватые частицы являются полидисперсными и различаются по химическому и фазовому составам , плотности и форме . Стабилизи - рующая добавка StabOL содержит в своем составе полимеры и может применяться как пылеподавляющий реагент , способствуя формированию крупных , более 1 мм, органоминеральных агрегатов [16]. Высокодисперсные минеральные частицы , обработанные полимер - ным раствором , представляют собой гетерогенную организованную мно- гокомпонентную систему . Для интерпретации поверхностных явлений используется теория двойного электрического слоя [17]. Учитывая осо- бенность адсорбции полимеров на твердых поверхностях , заключающую - ся в том, что они взаимодействуют с минеральными частицами только отдельными участками цепи , можно ожидать дополнительное связывание пылеватых частиц посредством не только водных прослоек , но и адсорби - рованных участков цепи полимеров . Ранее изучена эффективность применения стабилизирующей добавки StabOL для закрепления поверхности отвалов вскрышных пород [16] на примере высокодисперсных фракций отходов золотодобычи Тасеевско - го, Балейского и Каменского карьеров (Забайкальский край )

    Как цитировать статью

    Дабижа О. Н., Бесполитов Д. В., Коновалова Н. А., Панков П. П. Структурирование высокодисперсных минеральных частиц для предотвращения ветровй и водной эрозий // Вопросы современной науки и практики. — 2021. — № 3(81). — С. 023-036.

    Скачать PDF

    (Количество скачиваний:46)

    Скачать XML

    DOI:

    10.17277/voprosy.2021.03.pp.023-036

    Страницы:

    023-036

    Просмотров:

    49

    Дабижа Ольга Николаевна
    «ЗабИЖТ-Инжиниринг», , Забайкальский ин- ститут железнодорожного транспорта – филиал ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет путей сообщения», г. Чита
    кандидат химических наук, доцент, старший научный сотрудник НИ ПТБ
    Бесполитов Дмитрий Викторович
    Научно-исследовательское проектно-технологическое бюро «ЗабИЖТ-Инжиниринг»
    Чита, Россия
    кандидат технических наук, младший научный сотрудник
    Коновалова Наталия Анатольевна
    Научно-исследовательское проектно-технологическое бюро «ЗабИЖТ-Инжиниринг», Чита, Россия
    доктор технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник
    Панков Павел Павлович
    Научно-исследовательское проектно-технологическое бюро «ЗабИЖТ-Инжиниринг»
    Чита, Россия
    кандидат технических наук, старший научный сотрудник
    1. An Assessment of the Global Impact of 21st Century Land Use Change on Soil Erosion / P. Borrelli, D. A. Robinson, L. R. Fleischer [et al.] // Nature Communications. –
    2. – Vol. 8, Issue 1. – P. 2013. doi: 10.1038/s41467-017-02142-7.
    3. Brown, L. R. Eroding the Base of Civilization / L. R. Brown // Journal of Soil and Water Conservation. – 1981. – Vol. 36, Issue 5. – P. 255 – 260.
    4. Montgomery, D. R. Topographic Controls on Erosion Rates in Tectonically Active Mountain Ranges / D. R. Montgomery, M. T. Brandon // Earth and Planetary Science Letters. – 2002. – Vol. 201, Issue 3-4. – P. 481 – 489.
    5. De Jong, E. The Importance of Erosion in the Carbon Balance of Prairie Soils / E. De Jong, R. G. Kachanoski // Canadian Journal of Soil Science. – 1988. – Vol. 68, Issue 1. – P. 111 – 119.
    6. Ito, A. Simulated Impacts of Climate and Land-Cover Change on Soil Erosion and Implication for the Carbon Cycle, 1901 to 2100 / A. Ito // Geophysical Research Letters. – 2007. – Vol. 34, Issue 9. – L09403. – 5 p. doi: 10.1029/2007GL029342.
    7. The Impact of Agricultural Soil Erosion on the Global Carbon Cycle / K. Van Oost, T. A. Quine, G. Govers [et al.] // Science. – 2007. – Vol. 318, Issue 5850. – P. 626 – 629. doi: 10.1126/science.1145724.
    8. Lal, R. Soil Erosion and the Global Carbon Budget / R. Lal // Environment International. – 2003. – Vol. 29, Issue 4. – P. 437 – 450. doi:10.1016/S0160- 4120(02)00192-7
    9. Uri, N. D. Agriculture and the Dynamics of Soil Erosion in the United States / N. D. Uri, J. A. Lewis // Journal of Sustainable Agriculture. – Vol. 14, Issue 2-3. – P. 63 – 82. doi: 10.1300/J064v14n02_07.
    10. Montgomery, D. R. Soil Erosion and Agricultural Sustainability / D. R. Montgomery // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2007. – Vol. 104, Issue 33. – P. 13268 – 13272. doi: 10.1073/pnas.
    12. Environmental and Economic Costs of Soil Erosion and Conservation Benefits / D. C. Pimentel, C. A. Harvey, I. A. P. Resosudarmo [et al.] // Science. – 1995. – Vol. 267, Issue 5201. – P. 1117 – 1123. doi: 10.1126/science.267.5201.1117.
    13. Лотош, В. Е. Антропогенные факторы деградации почв и рекультивация нарушенных земель / В. Е. Лотош // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов: обзорная информация. – 2004. – № 2. – С. 2 – 16.
    14. Комплексное устойчивое управление отходами. Горнодобывающая про- мышленность / Е. Гидаракос, А. Н. Ерехинский. А. В. Зиньков [и др.]. – М. : Изд. дом Академии Естествознания, 2016. – 638 с.
    15. Применение теории тепло-массообмена для описания водной и ветровой эрозии почвы / В. М. Гендугов, Г. П. Глазунов, Г. А. Ларионов, Н. Ф. Назаров // Почвоведение. – 2012. – № 2. – С. 211 – 217.
    16. Гальперин, А. М. Техногенные массивы и охрана природных ресурсов. Том. 1. Насыпные и намывные массивы / А. М. Гальперин, В. Ферстер, Х.-Ю. Шеф. – М. : Изд-во Моск. гос. горного ун-та. – 2006. – 391 с.
    17. Интерполиэлектролитные комплексы для закрепления поверхности для предотвращения пылепереноса ветровой и водной эрозии хвостохранилищ золоотвалов и других дисперсных систем / С. В. Михейкин, А. Ю. Смирнов, А. Н. Алексеев [и др.] // Горный информационно-аналитический бюллетень. –
    18. – № 3. – С. 278 – 282.
    19. Применение стабилизирующей полимерной добавки для защиты отваль- ных массивов вскрышных пород от ветровой эрозии / О. Н. Дабижа, Д. В. Беспо- литов, Н. А. Коновалова [и др.] // Вопр. соврем. науки и практики. Университет им. В. И. Вернадского. – 2021. – № 1 (79). – С. 26 – 39. doi: 10.17277/voprosy.
      2021.01.pp.026-039.
    20. Липатов, Ю. С. Коллоидная химия полимеров / Ю. С. Липатов. – Киев : Наукова думка, 1984. – 344 c.
    21. Горбунов, Н. И. Рентгенограммы, термограммы и кривые обезвоживания минералов, встречающихся в почвах и глинах / Н. И. Горбунов, И. Г. Цюрупа, Е. А. Шурыгина. – М. : Изд-во Академии наук СССР, 1952. – 188 с.
    22. Помогайло, А. Д. Синтез и интеркаляционная химия гибридных органо- неорганических нанокомпозитов / А. Д. Помогайло // Высокомолекулярные со- единения. Серия С. – 2006. – Т. 48, № 7. – С. 1317 – 1351.
    23. Грунтоведение / В. Т. Трофимов, В. А. Королев, Е. А. Вознесенский [и др.] ; под ред. В. Т. Трофимова. – 6-е изд., перераб. и доп. – М. : Изд-во МГУ,
    24. – 1024 с.
    25. Норов, А. Д. Особенности структурообразования в глинистых растворах / А. Д. Норов, М. М-Р. Гайдаров // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2012. – № 12. – С. 35 – 40.
    26. Казицына, Л. Α. Применение УФ-, ИК-, ЯМР- и масс-спектроскопии в ор- ганической химии / Л. А. Казицына, Н. Б. Куплетская. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1979. – 240 с.
    1

    Контакты

    Адрес: 392000, Тамбовская область, г.о. город Тамбов, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106/5, помещ. 2

    Телефон: +7(4752) 63 81 08

    E-mail: zhurnal_vsnip@mail.ru

    Сайт: ФГБОУ ВО «ТГТУ» Тамбовский государственный технический университет (tstu.ru)

    © 2026 Журнал «Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского». Издатель: ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет» (ТГТУ). Все права защищены.

    Please publish modules in offcanvas position.