СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИРОДНЫХ И СИНТЕЗИРОВАННЫХ КРЕМНЕЗЕМСОДЕРЖАЩИХ МИНЕРАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОЦЕССАХ ВОДОПОДГОТОВКИ

Приведена сравнительная характеристика физико-химических свойств природных и синтезированных кремнеземсодержащих минералов, используемых или потенциально пригодных для водоподготовки и водоочистки. Изучены сорбенты на основе опоки и диатомита, а также диоксиды кремния, полученные из нефелина Мурманской области. Определен химический состав синтезированных образцов. Проведен рентгенофазовый анализ и изучены поверхностно-структурные и кислотно-основные свойства поверхности образцов. Показано, что фильтрующие материалы на основе опоки, отработанные в процессе водоподготовки, сохраняют сорбционные свойства и могут быть использованы для очистки сточных вод и фиторемедиации нарушенных территорий в Арк­тической зоне России.

1. Moiseenko T. I., Dinu M. I. Biogeochemistry of natural organic compounds in terrestrial waters: distribution and variability during climate warming. Geochemistry International, 2023, vol. 61 (2), pp. 174—183. DOI: 10.1134/S0016702923020064.

2. Здорик Т. Б., Матиас В. В., Тимофеев И. Н., Фельдман Л. Г. Минералы и горные породы СССР: справочник-определитель географа и путешественника. — М.: Мысль, 1970. — 439 с.

3. Brogowski Z., Renman G. Characterization of opoka as a basis for its use in wastewater treatment. Pol. J. Environ. Stud., 2004, vol. 13, pp. 15—20.

4. Kacprzak M. J., Sobik-Szołtysek J. The opoka-rock in N and P of poultry manure management according to circular economy. J. Environ. Manage, 2022, vol. 316, p. 115262. DOI: 10.1016/j.jenvman.2022.115262.

5. Мякотина Е. И., Ольшанская Л. Н., Арефьева О. А. Доочистка сточных вод АО «Вольский механический завод» с использованием сорбентов // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. — 2018. — № 10 (130). — С. 42—47.

6. Падалкин Н. В., Евшин П. Н. Модифицированные сорбенты на основе опоки для очистки вод // Тр. Кольского науч. центра РАН. — 2019. — Т. 10, № 1—3. — С. 262—269. — DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.1.262-269.

7. Kavaliauskaite I., Denafas G., Uibu M., Kuusik R. Natural minerals opoka and glauconite as sorbents for acidic gases. Environ. Res. Eng. Manag., 2006, vol. 37, pp. 36—42.

8. Cucarella V., Zaleski T., Mazurek R. Phosphorus sorption capacity of different types of opoka. Annals of Warsaw University of Life Sciences — SGGW Land Reclamation, 2007, vol. 38, pp. 11—18.

9. Marzec M., Piénko A., Gizínska-Górna M. et al. The use of carbonate-silica rock (opoka) to remove iron, manganese and indicator bacteria from groundwater. J. Water Land Dev., 2017, vol. 34, pp. 197—204. DOI: 10.1515/jwld-2017-0054.

10. Косулина Т. П., Цокур О. С., Литвинова Т. А. Использование обезвреживающей композиции для утилизации нефтешламов и отработанного сорбента ОДМ-2Ф // Экол. вестн. науч. центров Черномор. экон. сотрудничества. — 2013. — Т. 10, № 3. — С. 77—84.

11. Калюкова Е. Н., Бузаева М. В., Кахановская Ю. С. и др. Сорбционные свойства природных сорбентов — опоки и магнезита по отношению к сульфат-ионам // Башкир. хим. журн., 2010, vol. 17, iss. 2, pp. 126—128.

12. Калюкова Е. Н., Иванская Н. Н. Адсорбционные свойства некоторых природных сорбентов по отношению к катионам хрома (III) // Сорбцион. и хроматограф. процессы. — 2011. — Т. 11, вып. 4. — С. 496—501.

13. Калюкова Е. Н., Письменко В. Т., Иванская Н. Н. Адсорбция катионов марганца и железа природными сорбентами // Сорбцион. и хроматограф. процессы. — 2010. — Т. 10, вып. 2. — С. 194—200.

14. Климов Е. С., Калюкова Е. Н., Бузаева М. В. Сорбционные свойства природного сорбента опоки по отношению к катионам никеля // Журн. прикладной химии. — 2010. — Т. 83. — С. 1026—1028. — DOI: 10.1134/S1070427210060303.

15. Бородкин С. А., Пахомова О. В., Ефимова С. А. Изучение возможности применения глинистой опоки в качестве сорбента ионов меди (II) // Вода: химия и экология. — 2016. — Т. 92. — С. 59—63. — URL: https://elibrary.ru/contents.asp?id=34238719&selid=26039361.

16. Алыков Н. М., Джигола Л. А. Возможность использования опок для адсорбции и удерживания цезия при высоких температурах // Эколог. системы и приборы. — 2005. — Т. 9. — С. 25—26.

17. Суянгулова Ю. А., Шайхиев И. Г. Исследование различной модификации минерального сорбента на основе диатомита для его применения в очистке маслосодержащих вод // Журн. экологии и пром. безопасности. — 2014. — № 1—2. — С. 93—95.

18. Бузаева М. В., Булыжев Е. М., Гусева И. Т., Климов Е. С. Очистка сточных вод от нефтепродуктов на модифицированном диатомите и регенерация сорбента // Изв. высших учеб. заведений. Сер. Северо-Кавказ. регион. Техн. науки. — 2011. — Т. 162. — С. 125—127.

19. Убаськина Ю. А., Фетюхина Е. Г., Коростелева Ю. А. Исследование адсорбционной способности диатомита // Вестн. Белгород. гос. технол. ун-та им. В. Г. Шухова. — 2016. — № 5. — С. 140—143.

20. Апакашев Р. А., Валиев Н. Г. О., Усманов А. И., Лебзин М. С. Эффективность природных сорбентов при адсорбции ионов тяжелых металлов // Изв. Тульского гос. ун-та. Сер. Науки о Земле. — 2021. — № 4. — С. 14—23.

21. Захаров В. И., Калинников В. Т., Матвеев В. А. Майоров Д. В. Химико-технологические основы и разработка новых направлений комплексной переработки и использования щелочных алюмосиликатов: Монография. — Ч. I. — Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1995. — 181 с.

22. Захаров Д. В., Захаров К. В., Матвеев В. А., Майоров Д. В. Способ переработки силикатного сырья. Патент РФ № 2179527. — Б. И. № 5. — 2002.

23. Liu Y., Li C., Peyravi A. et al. Mesoporous MCM-41 derived from natural Opoka and its application for organic vapors removal. J. Hazard. Mater., 2021, vol. 408, p. 124911. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.124911.

24. Diagboya P. N. E., Dikio E. D. Silica-based mesoporous materials; emerging designer adsorbents for aqueous pollutants removal and water treatment. Microporous Mesoporous Mater., 2018, vol. 266, pp. 252—267. DOI: 10.1016/j.micromeso.2018.03.008.

25. Fokina N. V., Mayorov D. V., Gorbacheva T. T. Amorphous silica obtained from nepheline raw materials in the dephosphorization of municipal wastewater. Water and Ecology: problems and solutions, 2021, vol. 86, pp. 22—29. DOI: 10.23968/2305-3488.2021.26.2.22-29.

26. Иконникова К. В., Иконникова Л. Ф., Минакова Т. С., Саркисов Ю. С. Теория и практика определения кислотно-основных свойств поверхности твердых тел методом pH-метрии: Учебное пособие. — Томск: Том. ПУ, 2014. — 99 с.

27. Лазарев Д. А., Каныгина О. Н. Об определении размеров областей когерентного рассеивания кристаллов кварца в глинистых системах // Вестн. ОГУ. — 2012. — № 4. — С. 221—225.

28. Krasavtseva E., Maksimova V., Makarov D. Influence of reagents on Qualitative indicators of artificial anti-deflationary phytocenosis on waste from a rare earth tailing facility. Toxics, 2023, vol. 11, p. 629. DOI: 10.3390/toxics11070629.

29. Кузнецов Т. Ф., Еременко С. И. Синтез мезопористого кремнезема аэрогельного типа // Коллоид, журн. — 2014. — Т. 76, № 3. — С. 356—362.

30. Taleb K., Markovski J., Veličković Z. et al. Arsenic removal by magnetite-loaded amino modified nano/microcellulose adsorbents: effect of functionalization and media size. Arab. J. Chem., 2016, vol. 12, pp. 4675—4693. DOI: 10.1016/j.arabjc.2016.08.006.