CC BY
53
16. Леоненко Н. А. Лазерная обработка золотосодержащего техногенного сырья // Международная конференция «Ресурсосбережение и охрана окружающей среды при обогащении и переработке минерального сырья» (Плаксинские чтения — 2016) / под ред. В. А. Чантурия. СПб., 2006. С. 459-463.
17. Леоненко Н. А. Взаимодействие лазерного излучения с дисперсными рудными минералами // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. № 11. S 24 — Геомеханические и геотехнологические проблемы освоения недр Севера. С. 101-108.
18. Пат. 2541248 Рос. Федерация, МПК С 22 В 11/02, С 22 В 9/22. Способ выделения ультрадисперсных и коллоидно-ионных благородных включений из минерального сырья и техногенных продуктов и установка для его осуществления / Кузьменко А. П. и др.; заявитель и патентообладатель ФГБОУВПО «Юго-Западный государственный университет (ЮЗГУ). № 2012130446/02, заявл. 17.07.2012; опубл. 10.02.2015, Бюл. № 4.
Сведения об авторе
Леоненко Нина Александровна
кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, ФГБУН Институт горного дела ДВО РАН, г. Хабаровск, Россия
Leonenko Nina Alexsandrovna
PhD (Engineering), Leading Researcher, Mining Institute of the Far-Eastern Branch of the RAS, Khabarovsk, Russia
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.867-873 УДК 556
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД АПАТИТСКО-КИРОВСКОГО РАЙОНА
С. И. Мазухина1, В. А. Маслобоев1, В. И. Пожиленко2 С. С. Сандимиров3, Т. Т. Горбачева1, С. В. Дрогобужская4, С. В. Иванов5
1 ФИЦ «Кольский научный центр Российской академии наук, г. Апатиты, Россия
2 Геологический институт ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия
3 Научно-исследовательский центр медико-биологических проблем адаптации человека в Арктике — филиал ФГБУН ФИЦ "Кольский научный центр Российской академии наук", г. Апатиты, Россия
4 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия
5 Альпийский ботанический сад, г. Апатиты, Россия
Аннотация
Представлены результаты исследований химического состава подземных вод, пользующиеся популярностью у жителей Апатитско-Кировского района. Данное исследование связано с высоким уровнем заболеваемости взрослого и детского населения в Апатитско-Кировского районе. Идея исследований — обратить внимание на значимость не только каждого отдельного элемента, входящего в состав питьевых вод, но и на формы миграции этого элемента и сочетание его с другими элементами. Работа имеет фундаментальное и практическое значение. Ключевые слова:
подземные воды, физико-химическая модель, Хибинский массив, водозабор, гидроксилапатит.
THE CHEMICAL COMPOSITION OF GROUNDWATER OF APATITY-KIROVSK REGION
S. I. Mazuchina1, V. A. Masloboev1, V. I. Pozhilenko2, S. S. Sandimirov3, T. T. Gorbaveva1, S. V. Drogobuzhskay4, S. V. Ivanov5
1 Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia
2 Geological Institute of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia
3 Research Centre for Human Adaptation in the Arctic — Branch of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Science", Apatity, Russia
41. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia 5 Polar-Alpine Botanical Garden-Institute Apatity, Russia
Abstract
The paper presents results of the researches of chemical composition of ground waters, which are popular among Apatity- Kirovsk region population. This study is associated with a high morbidity of children and adults in the Apatity-Kirovsk area. The idea of the research is to draw attention not only to the significance of each element included in the drinking water, but also to the forms of the element migration and combination of the elements. The study has has fundamental practical implications. Keywords:
groundwater, physico-chemical model, Khibiny mountains, water intake, hydroxylapatite. Введение
Работа является продолжением фундаментальных исследований формирования химического состава вод в результате природного и/или антропогенного воздействия. Хибинский щелочной массив является местом конденсации влаги как источника формирования поверхностных и подземных вод. Кроме того, загрязнение этих вод началось с освоения Хибин, т. е. с 1920-х гг. Геологическими исследованиями были обнаружены региональные особенности вод, формирующихся в пределах Хибинского массива — их некондиционность по величине рН и содержанию алюминия. Анализ современной ситуации указывает на необходимость детального исследования процессов формирования и взаимодействия поверхностных и подземных вод с применением современных методов исследования и прогноза химических составов используемых или вновь разрабатываемых месторождений подземных вод. Изучения взаимодействия «вода — порода» с помощью физико-химического моделирования ПК «Селектор» с целью прогноза химического состава природных вод позволяют учитывать намного больше компонентов, а также их формы миграции (для сравнения: обычный мониторинг исследует 1520 компонентов). Кроме того, данное исследование связано с крайне неблагоприятной экологической обстановкой, сложившейся в Мурманской области (МО). По сумме всех заболеваний (с впервые установленным диагнозом) в разрезе территорий МО на первом месте по заболеваемости взрослого населения находится г. Апатиты, на втором — г. Кировск, на третьем — Терский район, далее — г. Мурманск. Наибольшее превышение среднероссийского уровня по заболеваемости взрослого населения отмечается в городах Апатиты и Кировск [1]. Показатели заболеваемости детского населения по сумме заболеваний выше среднероссийского уровня в среднем на 30-40 % на протяжении многих лет.
Петербургским геохимиком В. И. Лебедевым сформулирован принцип: человек по отношению к внешней среде есть открытая система, к которой применимы физико-химические законы [2]. В работе Л. И. Эльпинера и И. С. Зекцера [3] подчеркнуто, что исследователи России и зарубежных стран, занимающиеся медико-экологическим загрязнением питьевой воды, прослеживают связь здоровья населения с химическим составом подземных вод и антропогенных включений. С. М. Кравченко [2] считает, что объяснение и лечение костей и зубов недостаточно ограничивать изучением человеческого организма и избытком или недостатком Sr, Se, U, Th и других микроэлементов во внешней среде, большинство из которых могут изоморфно замещать кальций в структуре апатита (в костях человека и животных присутствует около 70 % гидроксилапатита). Также упомянуто, что в щелочных массивах Кольского полуострова обнаружен апатит с содержанием SrO до 39,31 %. Все это указывает на то, что в исследовании вод и оценке их для питьевых целей необходимы объединения усилий различных специалистов и новый комплексный подход.
В настоящее время единственным источником воды для хозяйственного и питьевого водоснабжения г. Апатиты является оз. Имандра, несмотря на т, что в озеро поступают сточные воды городов и предприятий, расположенных на его берегах. Следует также отметить, что в оз. Имандра впадают реки Белая и Жемчужная, в которые также осуществляется сброс хозяйственно-бытовых и сточных вод. Для исправления сложившейся ситуации со снабжением питьевой водой населения было принято решение по оценке возможности использования подземных источников, расположенных в окрестностях города. В результате разведочных работ в долине р. Малая Белая был выявлен напорный водоносный горизонт, характеризующийся высокими фильтрационными свойствами. Месторождение расположено на юго-западном склоне Хибинских гор, в 16 км северо-западнее г. Апатиты [4].
Цель данной работы — изучить ионный состав родников (подземных вод), пользующихся популярностью у жителей городов Апатиты и Кировск, а также состав воды проектируемого месторождения в долине р. Малая Белая с помощью физико-химического моделирования [5] (ПК «Селектор»).
Материалы и методы
Основным методом исследования является метод физико-химического (термодинамического) моделирования, реализованный в программном комплексе (ПК) «Селектор» (разработан под руководством профессора И. К. Карпова, Институт геохимии им. Виноградова СО РАН, г. Иркутск). ПК «Селектор» снабжён системой встроенных баз термодинамических данных, модулем формирования моделей различной сложности. Используемый алгоритм [5] позволяет производить расчёты сложных химических равновесий в изобарно-изотермических, изохимических и адиабатических условиях в мультисистемах, где одновременно могут присутствовать водный раствор электролита, газовая смесь, жидкие и твёрдые углеводороды, минералы в виде твёрдых растворов и однокомпонентных фаз, расплавы и плазма. С помощью ПК можно исследовать как
многокомпонентные гетерогенные системы, так и метасистемы, состоящие из взаимодействующих систем (резервуаров), связанных между собой и с окружающей средой потоками вещества и энергии.
Химический состав вод изучаемых объектов проводили с помощью методов потенциометрии, гравиметрии и титриметрии (определение анионов) и метода масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой для определения остальных элементов на приборе "ELAN 9000 БКС-е"(«Перкин Элмер», США).
Географическое и геологическое положение
На территории Кольского региона северо-восточной части Балтийского щита (административно — Мурманская область) рыхлые образования ныне представлены редкими находками (реликтами) маломощных площадных и линейных неогеновых кор выветривания и в основном четвертичными (антропогеновыми) образованиями разного генезиса — ледниковыми, водно-ледниковыми, озёрными, речными, болотными и др. [6]. Эти рыхлые образования, как и зоны трещиноватости в кристаллических породах, являются накопителями подземных вод, которые в виде родников (ключей) широко проявляются на территории Кольского полуострова [7]. Всё вышесказанное относится и к Хибинскому массиву и его окрестностям с тем лишь отличием, что на большей части высокогорной площади развиты маломощные элювиальные образования, зато широкий спектр четвертичных образований и морфологических структур развит в эрозионных долинах расчленённого рельефа и в окрестностях массива. Наличие структурных особенностей Хибинского массива, зон трещиноватости, расчленённого рельефа и значительных перепадов высот в областях водосбора обусловили появление большого количества родников. Они расположены как на склонах долин, так и в долинах и даже в прилегающих, присклоновых («прихибинских») рыхлых образованиях, в разной степени удалённых от Хибинского массива, мощность которых в Прихибинье колеблется от первых сантиметров до 80 и более метров, наиболее максимальная — в скрытых эрозионных долинах.
В качестве объектов исследования выбраны родники и действующие скважины в окрестностях г. Апатиты и долины р. Малая Белая (рис.). Проба с порядковым № 1 отобрана из фонтанирующей скважины в районе 10-го км автодороги Апатиты — новый аэропорт г. Кировска, а проба № 2 в районе 7-го км. Проба № 3 отобрана из родника на северо-западной окраине г. Апатиты. Пробы № 4 и 5 отобраны из родников у «дороги жизни» к юго-востоку от г. Апатиты (рис.). Пробы № 6, 7 и 8 отобраны в районе р. Малая Белая: 6-я — из фонтанирующей скважины, 7-я — из родника, 8-я — из колодца на станции Хибины (рис.). Пробы № 9-13 отобраны из скважин водозабора «Предгорный» (рис.). Пробы № 14-17, 19 отобраны из скважин водозабора «Центральный», а проба № 18 — из родника рядом со скважинами водозабора (рис.).
Расположение на топографической карте точек (красные кружки) и участков (красные овалы) отбора проб воды из родников и скважин с номерами, соответствующими порядковым номерам,
представленным выше
Результаты и обсуждение
На основании разработанных раньше методик формирования химического состава природных вод было проведено физико-химическое моделирование (ФХМ). В ФХМ включено 37 независимых компонента (Al-B-Br-Ar-He-Ne-C-Ca-Cl-F-Fe-K-Mg-Mn-N-Na-P-S-Si-Sr-Cu-Zn-Ni-Pb-V-Ва-U-Ag-Mo-Со-Сr-Hg-As-Cd-H-O-e), 996 зависимых компонентов, в том числе в водном растворе — 369, в газовой фазе — 76, жидких углеводородов — 111, твердых фаз, органических и минеральных веществ — 440. Набор твердых фаз мультисистемы сформирован с учетом минерального состава Хибинского массива [8-11]. Изучены ионные составы природных вод в системе «вода — атмосфера — органическое вещество», в открытых, частично открытых и закрытых условиях к атмосфере (1000 кг воды, T =276,15, P = 1 бар). Полный гидрохимический анализ показал присутствие в водах таких элементов, как уран, молибден, серебро, барий.
Результаты моделирования взаимодействия «вода — атмосфера — органическое вещество» представлены в табл. 1. Анализ результатов моделирования и аналитических данных указывает, что самые низкие концентрации по кальцию, магнию, стронцию, железу, серебру и барию содержатся в скважине долины р. Малая Белая, при высоких показателях рН (больше 9) и концентрации фтора (4,5 мг/л). Самые высокие концентрации кальция, натрия, нитрата, гидрокарбоната — в водах родника 3, расположенного практически в самом г. Апатиты, за железной дорогой. Это указывает на антропогенное загрязнение этих вод: воды насыщены углеводородами, содержат сероводород, метан. В бальнеологических железистых водах железо находится в основном в двухвалентной форме [8]. В исследуемых источниках, содержащих кислород, железо находится в трехвалентной форме. Формы миграции и других поливалентных элементов (уран, марганец и др.) зависят от окислительно-восстановительных условий, что, видимо, будет оказывать влияние на здоровье населения. К категории «относительно нормальная экологическая ситуация» относится ситуация, когда соотношение Ca / Sr > 100 [2]. Соотношения Са / Sr в указанных источниках составляют 182, 275, 376, 37 соответственно, т. е. в трех источниках соотношение превышает 100 и только в долине р. Малой Белой он ниже 100.
В работе [3] особое внимание уделено сведениям о связи наиболее распространенных и опасных онкологических заболеваний с составом используемых подземных вод, загрязненных химическими веществами. Риск повышения уровня этих заболеваний во многих исследованиях связывают с обнаружением в подземных водоисточниках канцерогенных органических соединений антропогенного происхождения. Согласно проведенным исследованиям, родник № 3 необходимо взять под особый контроль. В структуре общей заболеваемости взрослого населения Мурманской области наибольшая доля приходится на болезни системы кровообращения (17,9 %; г. Апатиты), на втором месте — болезни костно-мышечной системы (13,2 %; города Апатиты, Кировск). Кроме того, наблюдается значительное превышение среднероссийских показателей заболеваемости по новообразованиям и анемии [12].
Таблица 1
Аналитические данные (А. Д.) и результаты моделирования (Р. М.) вод родников и подземных вод
в районе р. Малая Белая (скв. 1 М. Б.), мг/л
Параметр Родник 1 Родник 3 Родник 5 Скв. 1 М. Б.
А. Д. Р. М. А. Д. Р. М. А. Д. Р. М. А. Д. Р. М.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
рН 8,22 8,50 7,03 7,13 8,03 8,28 9,21 9,23
Eh, B 0,748 -0,205 0,765 0,716
Ca 34,3 3,24E + 01 46,8 4,48E + 01 22,3 2,16E + 01 0,95 9,21E - 01
Na 6,01 6,00 24,9 2,49E + 01 5,15 5,13 14,1 1,41E + 01
K 4,19 4,19 3,14 3,14 0,79 7,87E - 01 1,17 1,17
Mg 4,98 4,76 6,50 6,24 1,32 1,28 0,031 2,99E - 02
Sr2+ 0,188 1,83E - 01 0,17 1,64E - 01 0,059 5,83E - 02 0,0250 2,48E - 02
Fe 0,076 7,64E - 02 0,15 1,46E - 01 0,67 6,65E - 01 9,26E - 03 9,26E - 03
Fe2+ - 9,05E - 14 - 1,46E - 01 - 1,79E - 12 2,41E - 16
Fe(OH)3 - 1,00E - 02 - 4,32E - 12 - 8,68E - 02 1,00E - 03
Fe(OH)4- - 6,36E - 03 - 1,19E - 13 - 3,28E - 02 3,43E - 03
FeSO4 - 1,76E - 13 - 4,68E - 04 - 3,06E - 14
FeO2- - 2,26E - 03 - 4,24E - 14 - 1,17E - 02 1,22E - 03
HFeO2 - 1,01E - 01 - 4,37E - 11 - 8,79E - 01 1,01E - 02
FeO+ - 4,03E - 03 - 4,14E - 11 - 5,82E - 02 7,60E - 05
FeOH+ - 3,58E - 15 - 2,28E - 04 - 4,13E - 14
Mn 0,0023 2,29E - 03 0,032 3,23E - 02 0,144 1,44E - 01 0,00003 3,43E - 05
Mn2+ 2,28E - 03 3,23E - 02 1,44E - 01 3,39E - 05
MnSO4 2,56E - 05 7,12E - 05 1,69E - 03 2,66E - 07
Окончание таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
МпОН+ 3,11Б - 06 1,85Б - 06 1,22Б - 04 2,47Б - 07
МпБ+ 3,71Б - 08 - 2,38Б - 06 7,23Б - 08
МпС1+ 2,29Б - 08 - 2,81Б - 07 7,58Б - 11
Р 5,50Б - 03 0,015 1,53Б - 02 0,0094 9,40Б - 03 0,014 1,44Б - 02
Шз- 0,67 6,69Б - 01 6,20 0,62 3,98Б - 01 0,42 4,19Б - 01
НСОз- 104,4 ± 11,5 1,34Б + 02 155 ± 17,1 2,28Б + 02 64,6 ± 7,1 7,70Б + 01 24,5 ± 6,1 1,92Б + 01
О2 3,23 - 7,93 1,26Б + 01
СО2 1,03 4,03Б + 01 9,93Б - 01 2,72Б - 02
Н28 5,61
СН4 7,81Б - 04
Н8- 3,35
АЕ 0,0016 1,64Б - 03 0,0034 3,44Б - 03 0,0034 3,36Б - 03 0,00092 9,22Б - 04
АЕ+ 3,97Б - 11 1,92Б - 14 1,23Б - 10 3,84Б - 11
АяШз 2,45Б - 03 1,06Б - 05 4,57Б - 03 1,45Б - 03
АЕ(Ш)2- 5,53Б- 03
и 0,0015 1,51Б - 03 0,00049 4,93Б - 04 0,00011 1,16Б - 04 0,00031 3,14Б - 04
НиО4- 3,14Б - 04 3,62Б - 15 1,53Б - 05 2,05Б - 04
ИОз 1,52Б - 03 4,03Б - 13 1,25Б - 04 1,83Б - 04
ИО2ОН+ 7,84Б - 07 4,95Б - 15 1,07Б - 07 1,79Б - 08
ИО2 5,59Б - 04
Ва2+ 0,0181 1,80Б - 02 0,0196 1,96Б - 02 0,0048 4,75Б - 03 0,00010 9,61Б - 05
ВаСОз 1,26Б - 04 9,17Б - 06 1,16Б - 05 4,88Б - 07
С, моль 5,10
Примечание. Т = 3 оС, Р = 1 бар.
По результатам выполненных в предыдущие годы исследований эксперты геологической службы Финляндии и Горного института ФИЦ КНЦ РАН пришли к общему однозначному заключению: для г. Апатиты лучшим решением обеспечения его чистой питьевой водой является переход на использование подземных источников в районе р. Малая Белая [4]. Результаты наших исследования приводят к выводу о необходимости проведения дополнительных исследований указанного района.
В таблице 2 представлены концентрации некоторых компонентов в подземных водах водозабора «Центральный» (скважины 10, 9, 7, 3, 5) и водозабора «Болотный» (Б).
Таблица 2
Результаты анализа состава подземных вод водозабора «Центральный»
Параметр Концентрации некоторых компонентов, мг/л
скв. 10 скв. 9 скв. 7 скв. 3 скв. 5 Б
В 0,0163 0,0169 0,015 0,015 0,015 0,013
№ 29,2 21,8 11,5 13,1 17,5 5,74
МЕ 0,042 0,025 0,002 < 0,0001 0,0083 0,081
А1 0,35 0,84 0,97 1,07 0,89 0,085
81 1,90 1,65 1,91 1,76 1,76 2,86
Р 0,023 0,029 0,019 0,032 0,015 0,014
К 4,15 2,40 1,19 1,17 1,70 1,66
Са 0,075 0,24 0,027 0,0079 0,113 0,89
НСО3- 46,2 40,7 26,3 30,9 37,7 17,6
рН 8,97 9,39 9,63 9,57 9,46 7,72
Eh, мВ -108 -130,4 -145,9 -141,8 -134,6 -36,8
Результаты показывают, что в 4 скважинах наблюдаются высокие значения рН, концентрации алюминия, натрия, гидрокарбоната и отрицательные значения БИ. Это подтверждает выполненное ранее исследование системы «вода — порода»: изменение окислительно-восстановительных условий будут способствовать увеличению значений рН, концентрации НСО3-, фтора и алюминия [9]. Кондиционность этих вод достигается только разбавлением их водами водозабора «Болотный» (Б).
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Министерства образования и науки Мурманской области в рамках научного проекта 17-45-510640 «Геохимическая оценка подземных вод Хибинского массива (возраст и идентификация происхождения подземных вод, химический состав, формы миграции элементов)».
Литература
1. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Мурманской области в 2014 году. Мурманск, 2015. 78 с.
2. Кравченко С. М. Кальций-фосфорные отношения в геохимических ландшафтах и его влияние на здоровье человека // Геоэкология. 1998. № 1. С. 30-36.
3. Эльпинер Л. И., Зекцер И. С. Междисциплинарный подход к оценке использования подземных вод для питьевых целей // Водные ресурсы. 1999. Т. 26, № 4. С. 389.
4. Исследование подземных источников для водоснабжения городов Заполярья экологически чистой водой на примере города Апатиты / В. П. Конухин и др. // Арктика: экология и экономика 2012. № 2 (6). С. 58-65.
5. Чудненко К. В. Термодинамическое моделирование в геохимии: теория, алгоритмы, программное обеспечение приложения. Новосибирск: Гео, 2010. 287 с.
6. Геология рудных районов Мурманской области / В. И. Пожиленко и др.; под редакцией Ф. П. Митрофанова, Н. И. Бичука .Апатиты: КНЦ РАН, 2002. 359 с.
7. Ананьев В. Н. Родники земли Кольской. Мурманск: Кн. изд-во, 2009. 144 с.
8. Мазухина С. И. Формирование поверхностных и подземных вод Хибинского горного массива. Апатиты: КНЦ РАН, 2012. 173 с.
9. Физико-химические факторы некондиционности химического состава природных вод Хибинского массива /
B. Т. Калинников и др. // ДАН. 2014. Т. 458, № 5. С. 551-554.
10. Мазухина С. И. Применение термодинамического моделирования в решении гидрологических проблем Кольского Севера // Ученые записки РГГМУ. 2016. № 42. С. 33-54.
11. Формирование химического состава поверхностных вод в Арктике на примере озера Инари и реки Паз /
C. И. Мазухина и др. // Вестник МГТУ. 2017. Т. 20, № 1/1. С. 252-260.
12. Электронный ресурс. URL: http://mpr.gov-murman.ru (дата обращения: 20.12.2017).
Сведения об авторах Мазухина Светлана Ивановна
кандидат химических наук, старший научный сотрудник, ФИЦ «Кольский научный центр Российской академии наук, г. Апатиты, Россия [email protected]. ru Маслобоев Владимир Алексеевич
доктор технических наук, ФИЦ «Кольский научный центр Российской академии наук, г. Апатиты, Россия
masloboev@ksc. ru
Сандимиров Сергей Степанович
кандидат географических наук, старший научный сотрудник, Научно-исследовательский центр медико-биологических проблем адаптации человека в Арктике — филиал ФГБУН ФИЦ "Кольский научный центр Российской академии наук", г. Апатиты, Россия [email protected] Горбачева Тамара Тимофеевна
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФИЦ «Кольский научный центр Российской академии наук, г. Апатиты, Россия [email protected] Пожиленко Владимир Иванович
кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, Геологический институт ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия [email protected] Дрогобужская Светлана Витальевна
кандидат химических наук, старший научный сотрудник, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия [email protected]. net. ru Иванов Станислав Викторович
инженер, Альпийский ботанический сад, г. Апатиты, Россия [email protected]
Mazukhina Svetlana Ivanovna
PhD (Chemistry), Senior Researcher, Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia
[email protected] Masloboev Vladimir Alekseevich
Dr. Sc. (Engineering), Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia [email protected]
Sandimirov Sergey Stepanovich
PhD (Geography), Senior Researcher, Research Centre for Human Adaptation in the Arctic — Branch of the Federal Research Centre
"Kola Science Centre of the Russian Academy of Science", Apatity, Russia
Gorbacheva Tamara Timofeevna
PhD (Biology), Senior Researcher, Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences",
Apatity, Russia
Pozhilenko Vladimir Ivanovich
PhD (Geology & Mineralogy), Senior Researcher, Geological Institute of the Federal Research Centre "Kola Science Centre
of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia
Drogobuzhskaya Svetlana Vitaljevna
PhD (Chemistry), Senior Researcher, I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia [email protected]
Ivanov Stanislav Viktorovich
Engineer, Polar-Alpine Botanical Garden-Institute Apatity, Russia [email protected]
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.873-877 УДК 666.189.3
ВСПЕНЕННЫЕ СТЕКЛОВИДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ ГОРНЫХ ПОРОД И ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ Р. Г. Мелконян1, Н. К. Манакова2, О. В. Суворова2, Д. В. Макаров3
1 Национальный исследовательский технологический университет «<МИСиС» (Горный институт), г. Москва, Россия
2 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия
3 Институт проблем промышленной экологии Севера — обособленное подразделение ФГБУН ФИЦ «(Кольский научный центр РАН», г. Апатиты
Аннотация
Рассмотрены проблемы и перспективы развития технологий производства и применение вспененных стекломатериалов. Исследованы аморфные горные породы и стекольное сырье каназит для получения высококачественных строительных материалов. Показано успешное применение кремнеземсодержащих техногенных отходов Кольского полуострова для получения блочных и гранулированных пеностекольных материалов. Ключевые слова:
техногенное сырье, горные аморфные породы, каназит, пеностекло, пеносиликаты. SPANISHED GLASS MATERIALS FROM MINERAL ROCKS AND TECHNOGENIC RAW MATERIALS R. G. Melkonyan1, N. K. Manakova2, O. V. Suvorova2, D. V. Makarov3
1 National Research Technological University "Moscow Institute of Steel and Alloys" (Mining Institute), Moscow, Russia
21. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia 3 Institute of North Industrial Ecology Problems — Subdivision of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the RAS", Apatity, Russia
Abstract
Problems and perspectives of development of technology of production and application of foamed glass materials were discussed. Amorphous rocks and glass raw Kanazit for high-quality building materials were investigated. Block and granulated foamеd glass materials are successfully prepared using silica-containing industrial wastes of the Kola Peninsula. Keywords:
industrial materials, amorphous rocks, canazit, foamed glass, foamed glass silicates.
В настоящее время в современной технике, особенно в строительстве, резко возросла потребность в экологически чистых, высокоэффективных негорючих теплоизоляционных материалах. Этим требованиям отвечают неорганические композиционные материалы с развитой макроструктурой на основе стекол различных химических составов, микрогетерогенных силикатов и оксидов металлов — пеносиликаты, пеностекло и др. Применение вспененных стекловидных материалов в строительстве позволяет уменьшить толщину
