Исследование свойств песков Прибайкалья

Целью представленной работы стало детальное определение тепловых свойств песков Байкальского региона (Россия) и установление их зависимости от геолого-минералогических характеристик для оценки возможности использования этого сырья в пищевой отрасли. Объектами исследования служили пробы песков, отобранные на юго-западном побережье озера Байкал, предметом исследования являлся минералогический состав песка, его гранулометрический состав и теплоемкость. Минеральный состав проб песков и их кристаллическая структура исследовались при помощи метода рентгенографического фазового анализа. Для гранулометрической оценки песков использовался стандартный метод ситового анализа. Средняя теплоемкость проб песков определялась методом смешивания. На основании анализа полученных рентгенограмм был определен минералогический состав изучаемых проб. Установлено, что в их составе преобладает минерал кварц – он содержится в пробах в количестве 40–60 %. В разных пробах доля таких минералов, как альбит и анортоклаз, составляла 15–30 %. Менее 5 % в каждой пробе приходилось на долю диккита и индиалита. Антофиллит присутствовал только в одной пробе в количестве около 9 %. Результаты определения гранулометрического состава показали, что в большинстве проб можно выделить фракцию, на долю которой приходится 70–90 %. Только в пробе из города Слюдянки примерно в равных количествах присутствовали фракции разной крупности. Для этой пробы была установлена зависимость теплоемкости от гранулометрического состава. Для прочих проб различие определенных значений теплоемкости хорошо коррелировало с их минералогическим составом. Результаты проведенных исследований и их анализ позволяют сделать вывод, что с точки зрения высокой теплоемкости наиболее привлекательны пески из Слюдянки и Байкальска. Для использования в качестве термоаккумулирующего вещества наиболее подходящим является песок с размером зерен от 0,125 до 0,25 мм. Даная фракция является преобладающей в песке города Байкальска.

1. Chen Y. Construction: limit China's sand mining // Nature. 2017. Vol. 550. P. 457. https://doi.org/10.1038/550457c.

2. Al-Harthy A.S., Abdel Halim M., Taha R., Al-Jabri K.S. The properties of concrete made with fine dune sand // Construction and Building Materials. 2007. Vol. 21. Iss. 8. P. 1803–1808. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.05.053.

3. Gelabert P.A. Environmental effects of sand extraction practices in Puerto Rico // Managing Beach Resources in the Smaller Caribbean Islands: workshop papers (Mayagiiez, 21–25 October 1996). Mayagiiez: UPR Sea Grant Printers, 1997. P. 63–68.

4. Bayram A., Önsoy H. Sand and gravel mining impact on the surface water quality: a case study from the city of Tirebolu (Giresun Province, NE Turkey) // Environmental Earth Science. 2015. Vol. 73. P. 1997–2011. https://doi.org/10.1007/s12665-014-3549-2.

5. Brunier G., Anthony E.J., Goichot M., Provansal M., Dussouillez P. Recent morphological changes in the Mekong and Bassac river channels, Mekong delta: the marked impact of river-bed mining and implications for delta destabilization // Geomorphology. 2014. Vol. 224. P. 177–191. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2014.07.009.

6. Khan S., Sugie A. Sand mining and its social impacts on local society in rural Bangladesh: a case study of a village in Tangail district // Journal of Urban and Regional Studies on Contemporary India. 2015. Vol. 2. Iss. 1. P. 1–11.

7. Зинкевич-Евстигнеева Т.Д., Грабенко Т.М. Практикум по песочной терапии. СПб.: Речь, 2002. 217 с.

8. Сакович Н.А. Технология игры в песок. Игры на мосту. СПб.: Речь, 2006. 172 с.

9. Борисов Б.А., Егорова Е.Ю., Зайнуллин Р.А. Водоподготовка в производстве пищевых продуктов и напитков. СПб.: Профессия, 2015. 398 с.

10. Сомин В.А., Куртукова Л.В., Комарова Л.Ф. Умягчение подземных вод с использованием нового сорбента на основе бентонитовых глин // Экология и промышленность России. 2015. Т. 19. № 1. С. 30–33. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2015-1-30-33.

11. Рябчиков Б.Е. Современная водоподготовка. М.: ДеЛи плюс, 2013. 679 с.

12. Буравлев В.О., Кондратюк Е.В., Кондратюк А.В., Комарова Л.Ф. Применение новых сорбционных материалов и оборудования для водоподготовки в пищевой промышленности // Ползуновский вестник. 2011. № 3/2. С. 188–191.

13. Almojjly A., Johnson D., Oatley-Radcliffe D.L., Hilal N. Removal of oil from oil-water emulsion by hybrid coagulation/sand filter as pre-treatment // Journal of Water Process Engineering. 2018. Vol. 26. P. 17–27. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2018.09.004.

14. Almojjly A., Johnson D.J., Mandale S., Hilal N. Optimisation of the removal of oil in water emulsion by using ceramic microfiltration membrane and hybrid coagulation/sand filter-MF // Journal of Water Process Engineering. 2019. Vol. 27. P. 15–23. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2018.11.007.

15. Cooper C., Burch R. An investigation of catalytic ozonation for the oxidation of halocarbons in drinking water preparation // Water research. 1999. Vol. 33.Iss. 18. P. 3695–3700. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(99)00091-3.

16. Krasnova T.A., Timoshchuk I.V., Dugarjav J., Gorelkina A.K. The choice of sorbent for adsorption extraction of chloroform from drinking water // Foods and Raw Materials. 2017. Vol. 5. Iss. 2. P. 189–196. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2017-2-189-196.

17. Bayram H.N., Uslu A.N., Bakkalbasi A.E., Kiran Yildirim D., Doner Z., Unluer A.T. Geochemical and mineralogical characteristics of beach sand sediments in Southwestern Black Sea: an approach to heavy mineral placers // EGU General Assembly 2020. 2020. P. 9452. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu2020-9452.

18. Ревенко А.Г. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ природных материалов. Новосибирск: Наука, 1994. 262 с.

19. Гусева Е.А., Шнырова А.А. Определение физических свойств песков озера Байкал // Молодежный вестник ИрГТУ. 2019. Т. 9. № 3. С. 11–13 [Электронный ресурс]. URL: http://xn--b1agjigi1ai.xn--p1ai/journals/2019/03/articles/02 (15.12.2022).

20. Гусева Е.А., Константинова М.В. Гранулометрический состав песка проб с юго-западного побережья Байкала // Молодежный Вестник ИрГТУ. 2019. Т. 9. № 2. С. 7–10 [Электронный ресурс]. URL: http://xn--b1agjigi1ai.xn--p1ai/journals/2019/02/articles/01 (15.12.2022).

21. Кононов Е.Е. О происхождении песчаных толщ северного Прибайкалья // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2009. № 4. С. 23–27.

22. Тайсаев Т.Т. Эоловые процессы в Приольхонье и на о. Ольхон (Западное Забайкалье) // Доклады Академии наук СССР. 1982. Т. 265. № 4. С. 948–951.

23. Яковлева А.А., Гусева Е.А., До В.Т. Поглотительные свойства песков рекреационных зон юго-западного побережья Байкала по отношению к некоторым агентам // Биотехнология в интересах экологии и экономики Сибири и Дальнего Востока: материалы V Всерос. науч.-практ. конф. (г. Улан-Удэ, 25–27 июня 2018 г.). Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2018. С. 94–100.

24. Смирнов В.Г., Дырдин В.В., Манаков А.Ю., Федорова Н.И., Шикина Р.В., Исмагилов З.Р. Физико-химические и сорбционные свойства образцов природного угля различной степени метоморфизма // Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. № 10. С. 1320–1332. https://doi.org/10.1134/S0044461819100116.

25. Рощина Т.М., Шония Н.К., Тегина О.Я., Ткаченко О.П., Кустов Л.М. Химические свойства поверхности разновидностей кремнезема // Журнал физической химии. 2017. Т. 91. № 2. С. 217–226. https://doi.org/10.7868/S004445371702025X.

26. Атякшева Л.Ф., Добрякова И.В., Пилипенко О.С. Адсорбция β-галактозидазы на кремнеземных и алюмосиликатных адсорбентах // Журнал физической химии. 2015. Т. 89. № 3. С. 497–501. https://doi.org/10.7868/S0044453715030036