Перспективные направления использования природных глин для очистки урбанизированных территорий
Розглянуто проблему зниження токсичностi промислових вiдходiв та захвату важких металiв iз забруднених грунтiв за допомогою природних сорбентiв. Дослiджується поглинальна здатнiсть каолiнiт-гiдрослюдистої та бентонiтової глин вiдносно важких металiв. Встановлено можливiсть використання глин для зниж...
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2011
|
| Назва видання: | Доповіді НАН України |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/37241 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Перспективные направления использования природных глин для очистки урбанизированных территорий / Л.А. Аблаева, Е.А. Борисовская // Доп. НАН України. — 2011. — № 3. — С. 187-190. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-37241 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-372412012-10-01T12:08:09Z Перспективные направления использования природных глин для очистки урбанизированных территорий Аблаева, Л.А. Борисовская, Е.А. Екологія Розглянуто проблему зниження токсичностi промислових вiдходiв та захвату важких металiв iз забруднених грунтiв за допомогою природних сорбентiв. Дослiджується поглинальна здатнiсть каолiнiт-гiдрослюдистої та бентонiтової глин вiдносно важких металiв. Встановлено можливiсть використання глин для зниження токсичностi вiдходiв та адсорбцiї важких металiв з грунтiв. The problem of industrial waste toxicity reducing and capture of heavy metals from polluted soils by natural sorbents is studied. The absorbing ability of kaolin-hydromica and bent ionite clays is probed in relation to heavy metals. The possibility to use clays for the industrial waste toxicity reducing and the adsorption of heavy metals in soils is established. 2011 Article Перспективные направления использования природных глин для очистки урбанизированных территорий / Л.А. Аблаева, Е.А. Борисовская // Доп. НАН України. — 2011. — № 3. — С. 187-190. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/37241 504.064.47:544.723.2 ru Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Екологія Екологія |
| spellingShingle |
Екологія Екологія Аблаева, Л.А. Борисовская, Е.А. Перспективные направления использования природных глин для очистки урбанизированных территорий Доповіді НАН України |
| description |
Розглянуто проблему зниження токсичностi промислових вiдходiв та захвату важких металiв iз забруднених грунтiв за допомогою природних сорбентiв. Дослiджується поглинальна здатнiсть каолiнiт-гiдрослюдистої та бентонiтової глин вiдносно важких металiв. Встановлено можливiсть використання глин для зниження токсичностi вiдходiв та адсорбцiї важких металiв з грунтiв. |
| format |
Article |
| author |
Аблаева, Л.А. Борисовская, Е.А. |
| author_facet |
Аблаева, Л.А. Борисовская, Е.А. |
| author_sort |
Аблаева, Л.А. |
| title |
Перспективные направления использования природных глин для очистки урбанизированных территорий |
| title_short |
Перспективные направления использования природных глин для очистки урбанизированных территорий |
| title_full |
Перспективные направления использования природных глин для очистки урбанизированных территорий |
| title_fullStr |
Перспективные направления использования природных глин для очистки урбанизированных территорий |
| title_full_unstemmed |
Перспективные направления использования природных глин для очистки урбанизированных территорий |
| title_sort |
перспективные направления использования природных глин для очистки урбанизированных территорий |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Екологія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/37241 |
| citation_txt |
Перспективные направления использования природных глин для очистки урбанизированных территорий / Л.А. Аблаева, Е.А. Борисовская // Доп. НАН України. — 2011. — № 3. — С. 187-190. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT ablaevala perspektivnyenapravleniâispolʹzovaniâprirodnyhglindlâočistkiurbanizirovannyhterritorij AT borisovskaâea perspektivnyenapravleniâispolʹzovaniâprirodnyhglindlâočistkiurbanizirovannyhterritorij |
| first_indexed |
2025-07-03T18:59:32Z |
| last_indexed |
2025-07-03T18:59:32Z |
| _version_ |
1836653397483192320 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
3 • 2011
ЕКОЛОГIЯ
УДК 504.064.47:544.723.2
© 2011
Л.А. Аблаева, Е.А. Борисовская
Перспективные направления использования природных
глин для очистки урбанизированных территорий
(Представлено академиком НАН Украины Е.А. Кулишом )
Розглянуто проблему зниження токсичностi промислових вiдходiв та захвату важ-
ких металiв iз забруднених грунтiв за допомогою природних сорбентiв. Дослiджується
поглинальна здатнiсть каолiнiт-гiдрослюдистої та бентонiтової глин вiдносно важких
металiв. Встановлено можливiсть використання глин для зниження токсичностi вiд-
ходiв та адсорбцiї важких металiв з грунтiв.
Экологическое состояние окружающей природной среды в Украине в последние десяти-
летия заметно ухудшается. Развитие добывающей и обрабатывающей промышленности —
химического и горного производств, транспорта и т. д. вызвало деградацию почв, оказы-
вает влияние на качество подземных и поверхностных вод, воздуха. В результате техно-
генеза в биосфере появилось множество токсичных химических элементов, среди которых
отмечают такие тяжелые металлы, как ртуть, мышьяк, свинец, никель, кадмий и др.
Из научных разработок по проблеме защиты окружающей среды от загрязнений наибо-
лее значимы: поиск и создание материалов, способных надежно закреплять тяжелые метал-
лы и другие загрязняющие вещества в объектах природной среды [1]. При решении данных
задач в природоохранной практике наибольший интерес представляет использование глин
для защиты и улучшения качества окружающей природной среды: для очистки сточных
и питьевой вод; для почв, загрязненных тяжелыми металлами; для создания буферных зон
вокруг хранилищ токсичных отходов; для улучшения качества почв и т. д. [2].
Авторами настоящего сообщения показана возможность применения глин на приме-
ре Кудринского и Никопольского месторождений Украины для адсорбции тяжелых ме-
таллов в почвах и снижения токсичности промышленных отходов. В качестве объектов
исследования использовали бентонитовую глину Кудринского месторождения и каолинит-
гидрослюдистую глину Никопольского месторождения.
Минеральный состав бентонита: основной глинистый минерал диоктаэдрический монт-
мориллонит (90–95%) с незначительной примесью гидрослюды (до 5%). Из неглинистых
минералов в качестве примесей присутствуют кальцит, кварц, мусковит, полевой шпат.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №3 187
Минеральный состав каолинит-гидрослюдистой глины: монтмориллонит (70–75%), жел-
тый каолинит (5–10%), из минералов-примесей присутствуют кварц, гидроокислы железа.
Сумма обменных катионов бентонитовой глины составляет 100,0–136,0 мг-экв/100 г гли-
ны, каолинит-гидрослюдистой глины 20,0–40,0 мг-экв/100 г глины. По генетическому ти-
пу бентонитовая глина характеризуется туфогенно-осадочным происхождением, каолинит-
гидрослюдистая глина — осадочным.
Опыт № 1. Для исследования сорбционных способностей глин были проведены эк-
спериментальные исследования по применению бентонитовой суспензии для санирования
территории, загрязненной тяжелыми металлами. Исследования проводились на террито-
рии Севастопольского цеха ЗАО “Крымвтормет”, расположенной в промзоне г. Севасто-
поля, в его восточной части в 9 км от центра города и 1,5 км от границы жилых ра-
йонов — в месте впадения р. Черной в Севастопольскую бухту. Производственное объе-
динение имеет три цеха: склиз, где производится крупная резка судов; цех резки цветных
металлов и промышленный цех резки гидравлическими ножницами. На данной территории
специализированными эколого-геохимическими исследованиями, выполненными сотрудни-
ками УкрГИМР Ю.А. Новиковым и Л.Н. Новиковой, установлено интенсивное техногенное
загрязнение тяжелыми металлами (свинец, медь, ртуть, цинк, сурьма и кадмий), содержа-
ния которых превышают ПДК в 2–83 раза [3].
Для опытных исследований брали образцы глин в карьере Кудринского месторождения
из пласта бентонита, близко находящегося от земной поверхности. На основе этих образцов
готовились суспензии различной концентрации 30, 20 и 10%. Натриевая глина считает-
ся наиболее активной, поэтому наряду с обычными готовились суспензии с добавлением
щелочи NaHCO3 (3–5%). Такие суспензии бентонитовой глины однородны, обладают ти-
ксотропностью, что позволило наносить суспензию на загрязненный участок без стекания,
и следовательно, без переноса частиц, загрязненных тяжелыми металлами. Приготовленная
бентонитовая суспензия равномерно распределялась на участки площадью 0,25 м2 разной
степени загрязнения. Расход раствора составил 2,0 м3 на 1 м2. В опыте 1 каждый из этапов
состоял из нанесения суспензий на определенный участок, выдерживания их до высыхания
и самоотслаивания (1–2 сут) и сбора высохшей пленки. Результаты исследований приве-
дены в табл. 1.
Сравнение результатов показывает общую закономерность: больше всего загрязненных
частиц захватывается 10%-й суспензией бентонита. Опытными исследованиями установле-
но, что бентонитовая глина обеспечивает сорбцию металлов: цинка до 80%, меди — 78%,
кадмия — 80%, свинца — 50%.
Опыт № 2. Вторым объектом исследования является каолинит-гидрослюдистая гли-
на, являющаяся попутным продуктом добычи марганцевой руды Никопольского месторож-
дения. Образцы глины были отобраны в Чкаловском карьере Орджоникидзевского ГОКа.
Объектом обезвреживания служили отходы Днепропетровского завода термической пере-
работки твердых бытовых отходов (ТБО) — шлак и зола-унос. В отходах мусоросжига-
тельного завода содержатся тяжелые металлы, полиароматические углеводороды, диокси-
ны и фураны [4–7]. Для оценки результативности поглощения глиной тяжелых металлов,
содержащихся в исследуемых отходах, шлак и зола-унос в лабораторных условиях были
обработаны 10, 20, 30 и 40%-й суспензией зеленой глины. Отходы смачивались приготов-
ленной суспензией глины в количестве 35 мл в случае со шлаком и 50 мл — с золой-уноса, так
как данные отходы имеют различную смачиваемость. В табл. 2 приведены результаты опре-
деления содержания тяжелых металлов в глине после взаимодействия с отходами, превыша-
188 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №3
ющего исходные величины в глине в десятки раз. Сравнение коэффициентов концентрации
вредных веществ в активированной и неактивированной щелочью глине свидетельствуют
о том, что добавление NaHCO3 в суспензию глины не дает ощутимого результата.
Наилучший эффект был достигнут при обработке шлака и золы-уноса суспензией
с 20%-й концентрацией зеленой глины (см. табл. 2).
Опытными исследованиями установлено, что каолинит-гидрослюдистая глина обеспе-
чивает сорбцию металлов: цинка до 67%, кадмия 50%, меди 70 %, свинца 75%, хрома 75%.
Результаты экспериментов позволяют рекомендовать обрабатывать размещенные на поли-
гоне отходы 20%-й глинистой суспензией, обеспечить обезвреживание продуктов сжигания
ТБО, снизить уровень миграции тяжелых металлов из отходов в окружающую среду и га-
рантировать экологическую безопасность территорий складирования отходов.
Таким образом, согласно данным проведенных исследований, необходимо отметить сле-
дующее.
Для урбанизированных территорий целесообразно использовать бентонитовые глины
Кудринского месторождения. Для очистки территорий от тяжелых металлов рекомендуется
автоматизировано распылять бентонитовую суспензию на асфальтированную поверхность,
стены и пол помещений цехов предприятий. Использованный бентонит можно применять
Таблица 1. Содержание тяжелых металлов в бентонитовой глине до и после санирования территории ЗАО
“Крымвтормет”, мг/кг
Проба Zn Cd Pb Cu Ni Co Cr
Почва 1500 15 2500 320 — — —
Участок 1
10% глины 1200 12 320 250 150 10 100
20% глины 1000 12 200 220 80 8 80
30% глины 900 8 140 150 40 8 40
Участок 2
10% глины 630 10 1000 200 63 12 150
20% глины 600 8 800 80 40 10 120
30% глины 500 8 630 120 32 6 100
Участок 3
10% глины 1000 10 1500 250 120 20 120
20% глины 800 6,3 1000 180 80 15 100
30% глины 450 5 700 50 60 8 100
Пр и м е ч а н и е . Участок : 1 — территория склиза; 2 — площадка резки цветных металлов; 3 — цех резки
с установкой гидравлических ножниц.
Таблица 2. Содержание тяжелых металлов в каолинит-гидрослюдистой глине до и после обработки про-
дуктов сжигания ТБО, мг/кг
Проба Zn Cd Pb Cu Ni Co Cr Mn
Шлак 1500 10 400 700 85 15 400 750
10% глины 500 1 300 150 10 7 200 500
20% глины 300 2 300 150 15 7 200 500
30% глины 1000 5 300 500 30 10 300 600
40% глины 300 2 200 100 15 10 200 300
Зола-унос 4000 60 550 300 30 13,5 400 700
10% глины 3000 50 200 250 20 10 350 500
20% глины 1500 7 450 200 25 10 350 600
30% глины 700 5 400 100 20 7 200 500
40% глины 700 5 350 100 25 7 300 500
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №3 189
в качестве уплотняющей добавки к тяжелым бетонам [8], для дорожного полотна. Добавка
в виде водной суспензии или порошка вводится в бетонную смесь из расчета 10% добав-
ки от массы цемента. Введение бентонитовой глины в состав тяжелого бетона повышает
морозостойкость и водонепроницаемость изделий, удобоукладываемость бетонных смесей.
Зеленая глина Никопольского месторождения марганцевых руд, извлекаемая на Орджо-
никидзевском ГОКе в качестве отходов добычи минерального сырья (вскрышная порода),
обладает значительной поглотительной способностью по отношению к тяжелым металлам
(эффективно сорбирует токсичные элементы I класса опасности). Поэтому ее можно реко-
мендовать для обезвреживания продуктов сжигания ТБО концентрацией ±20%, что обеспе-
чит уменьшение содержания тяжелых металлов в шлаке в среднем на 50%, в золе-уноса —
на 35%. Это позволит снизить уровень миграции тяжелых металлов из отходов в окружаю-
щую среду и снизит риск загрязнения территорий.
Проведенные исследования определяют направления эффективного использования глин
украинских месторождений и являются перспективным для дальнейших исследований.
1. Movchan N., Fedorenko Y., Zlobenko B., Spigoun A. Natural sorbents for decontamination of objects of
urban territories // The radiological consequences of the Chernobyl accident. – Minsk, 1996. – No 1. –
P. 515–518.
2. Тарасенко В.С., Буглак Н.П., Кириченко Л.П., Каладзе Н.Н. Природные глинистые сорбенты Крыма
и перспективы их использования в народном хозяйстве и здравоохранении // Вестн. физиотерапии
и курортологии. – 1996. – № 3. – С. 36–38.
3. Новикова Л.Н., Новиков Ю.А. Оценка экологического состояния природной среды районов химичес-
ких предприятий и курортных зон по геохимическим данным // IV Объедин. симп. по пробл. прикл.
геохимии, посвященный памяти ак. И.В. Таусона. – Иркутск, 1994. – С. 76–77.
4. Gesmebasi Erol. Metal emissions from municipal solid waste (MSW) incinerators // Particul. Sci. and
Technol. – 1988. – 6, No 4. – С. 365–380.
5. Горовая А.И., Лапицкий В.Н., Борисовская Е.А., Павличенко А. В. Биоиндикация токсичности и
мутагенности шлака Днепропетровского мусоросжигательного завода // Наук. вiсн. Нац. гiрн. ун-ту. –
2004. – № 6. – С. 79–81.
6. Крайнюк Е. В., Ольгинский А.Г. Экологические аспекты использования шлака мусоросжигательного
завода при производстве строительных материалов // Вiсн. Сум. ун-ту. – 2002. – № 9(42). – С. 149–152.
7. Жудина В.И., Майстренко О.Ф. Оценка влияния отвалов продуктов сжигания твердых бытовых
отходов на окружающую среду // Утилизация отходов, организация и контроль полигонов. – Одесса:
Одес. центр науч.-техн. информации, 1999. – С. 117–119.
8. Шмигальский В.Н. Научные основы повышения эффективности применения добавок в бетонах //
Стр-во и техн. безопасность. – 1999. – Вып. 2. – С. 103–104.
Поступило в редакцию 13.10.2010Институт геохимии окружающей среды
НАН Украины и МЧС Украины, Киев
Национальный горный университет, Днепропетровск
L.A. Ablayeva, E.A. Borisovskaya
Perspective usage directions of clays for environmental protection
The problem of industrial waste toxicity reducing and capture of heavy metals from polluted soils
by natural sorbents is studied. The absorbing ability of kaolin-hydromica and bent ionite clays is
probed in relation to heavy metals. The possibility to use clays for the industrial waste toxicity
reducing and the adsorption of heavy metals in soils is established.
190 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №3
|