CC BY
24
УДК 631.434
ИЗМЕНЕНИЕ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ
А.С. Манучаров, З.Н. Тюгай, В.Г. Витязев, Т.Н. Початкова, Г.В. Харитонова
Показано, что влияние растворимых солей на гидрофизические свойства глинистых минералов зависит от природы, свойств используемой соли и ее состояния (в растворе или сорбированное), а также области основной гидрофизической характеристики (ОГХ). Обработка глинистых минералов растворами №С1, М^С12, Са(СН3СОО)2 и /пС12 приводит к увеличению их водоудерживающей способности согласно следующей серии: №С1 > М^С12 > Са(СН3СОО)2 ~ /пС12. РЬ(СН3СОО)2 уменьшает водоудерживающую способность глинистых минералов во всем диапазоне ОГХ. Отличительная особенность действия М^С12, Са(СН3СОО)2 и /пС12 на смектит — снижение удержания капиллярной влаги.
Ключевые слова: глинистые минералы, растворимые соли, гидрофизические свойства.
Введение
Известно, что неблагоприятные водно-физические свойства засоленных почв связаны с высоким содержанием растворимых солей. В зависимости от химизма засоления и генезиса почв суммарная концентрация последних составляет от 0,5 до 2—3% и более [3, 4]. Неблагоприятные водно-физические свойства засоленных почв связаны не только с высокими концентрациями растворимых солей, но и с большим количеством в поглощенном состоянии обменного натрия, а также обменного магния (малонатриевые солонцы) [1, 3, 6, 7].
В растворах солей катионы металлов вступают в быстрые реакции обмена с глинистыми минералами, что приводит к изменению поверхностных свойств последних, и как следствие к изменению их способности сорбировать воду [11]. Интересные данные были получены в экспериментах по изучению влияния MgSO4 на набухание почв разного минералогического состава [6]. В случае преобладания каолинита обработка раствором соли приводит к значительному увеличению объема почвенных образцов — до 60—100 отн.%, преобладание смектита ведет к уменьшению их объема до 20 отн.%.
При моделировании поведения системы почва-растворимая соль большую сложность представляет разделение влияния на гидрофизические свойства почв самой соли и изменения состава поглощенных обменных катионов. Кроме того, при высоких концентрациях солей возможна «необменная фиксация» отдельных катионов [8]. В этом отношении представляется актуальным оценить изменения, происходящие с глинистыми минералами при обработке их солями, катионы которых резко отличаются радиусами, гидро-тационным поведением и силой связи с ионообменными центрами поверхности.
Мы попытались оценить по изотермам сорбции паров воды и ОГХ влияние растворимых солей натрия, магния, кальция, цинка и свинца на гидрофизические свойства глинистых минералов (смектит и каолинит) близкой механической дисперсности (<0,074 мм).
Объекты и методы исследования
Влияние растворимых солей на гидрофизические свойства глинистых минералов (ГМ) определяли путем сравнения характеристик двух серий образцов: I — образцы ГМ, обработанные раствором соответствующей соли, II — образцы ГМ, диализованные после обработки солью и высушиенные при комнатной температуре. Обработку ГМ проводили 1 н. растворами КаС1, MgC12 и /пС12. Поскольку хлорид РЬ(11) — соединение малорастворимое, в эксперименте использовали растворимую соль свинца (II) — РЬ(СН3СОО)2. Для получения сравнимых данных брали соль кальция с тем же анионом — Са(СН3СОО)2. Образцы серии I получали обработкой 10 г минерала 200 мл 1 н. раствора соответствующей соли. Выбор концентрации соли в случае №С1 обусловлен содержанием солей (г/л) в высокоминерализованных грунтовых водах [5], остальные растворы брали в той же концентрации (1 г-экв/л). Суспензию взбалтывали на ротаторе в течение 6 ч, фильтровали и осадок высушивали.
Влияние растворимых солей на гидрофизические свойства ГМ оценивали по изменению изотерм сорбции и основной гидрофизической характеристики. ОГХ получены методом сорбционного равновесия и тензиометрического метода с аппроксимацией «средней» части ОГХ [9, 12].
Результаты и их обсуждение
Анализ изотерм сорбции паров воды показал, что влияние растворимых солей на гидросорбционные свойства ГМ зависит от природы минерала, свойств используемой соли и области сорбции (рис. 1). Для оценки влияния солей были использованы интегральные характеристики изотерм адсорбции Ема.
макс
Еь и Ек. Они характеризуют энергию адсорбционного взаимодействия минерала в разных интервалах сорбции: Емакс — 0 < р/р0 < 0,98, Е1 — в лэнгмюровской области (0 < р/р0 < 0,55), Ек — в области капиллярной конденсации (0,55 < р/р0 < 0,98), их изменение — влия-
ние растворимых солей (серия I) и обменных катионов (серия II) [13]. Для свертки информации, упорядочения и ранжирования полученного массива данных (табл. 1) был проведен групповой анализ величин Е Е1 и Ек минералов.
Таблица 1
Величины интегральной энергии адсорбционного взаимодействия глинистых минералов, кал/г
Образец Е макс Е1 Ек
1 2 1 2 1 2
Смектит
Исходный 0 37,7 31,2 14,6 10,6 23,1 20,6
0В 38,1 37,7 15,1 14,8 23,1 23,0
№С1 £ 55,5 54,2 20,0 17,7 35,6 36,5
£В 31,1 27,8 10,2 8,8 20,9 19,0
MgC12 £ 67,5 63,7 26,3 23,7 41,2 39,9
£В 40,4 37,6 17,0 15,6 23,4 22,0
Са(СН3СОО)2 £ 43,3 39,9 18,4 17,0 24,9 22,9
£В 40,6 38,4 17,2 16,4 23,3 22,0
2иС12 £ 44,1 35,3 15,8 14,6 28,3 20,6
£В 48,5 45,9 16,4 15,5 32,1 30,4
РЬ(СН3СОО)2 £ 19,5 19,2 7,8 7,6 11,7 11,6
£В 29,4 28,2 11,9 11,8 17,4 16,4
Каолинит
Исходный 0 7,3 6,2 2,5 1,9 4,8 4,2
0В 6,8 6,8 2,4 2,2 4,4 4,6
№С1 £ 27,0 28,8 2,1 1,9 24,8 26,8
£В 3,6 3,3 1,0 0,9 2,6 2,4
MgC12 £ 43,4 39,7 15,0 12,5 28,4 27,2
£В 3,8 3,5 1,3 1,1 2,6 2,4
Са(СН3СОО)2 £ 12,1 6,5 3,1 1,5 9,0 5,0
£В — — — — — —
2иС12 £ 19,5 17,8 5,2 4,6 14,3 13,3
£В 7,5 7,3 2,6 2,6 4,9 4,7
РЬ(СН3СОО)2 £ 5,1 4,7 1,8 1,6 3,4 3,1
£В 7,1 6,7 2,5 2,3 4,6 4,4
Рис. 1. Изотермы адсорбции паров воды смектита (I) и каолинита (II) после обработки растворами солей
Примечание. 0 — минерал без обработки, £ — обработка соответствующей солью, В — диализ, 1 — воздушно-сухие образцы, 2 — образцы, предварительно высушенные при 105°.
Для смектита было выделено шесть групп сорбции: -2, -1, 0, +1, +2, +3 (табл. 2). Знак у номера группы указывает на меньшие (-) или большие (+) значения соответствующих величин по сравнению с исходным смектитом, группу которого определили как нулевую. Наибольшее влияние (номер группы +3) на гидросорбционные свойства смектита оказывает М^С12. По сравнению с исходным смектитом величины
Таблица 2 Групповой анализ величин интегральной энергии E адсорбционного взаимодействия глинистых минералов
Обработка Е Образцы глинистых минералов, обработанные солями соответствующих катионов
исходный Mg2+ Са2+ гп2+ РЬ2+
Смектит
З Емакс 0 2 3 0 1 -2
Е1 0 1 3 1 0 -2
Ек 0 2 3 0 2 -2
ЗБ Емакс 0 -1 0 0 0 -1
Е1 0 -2 0 0 0 -1
Ек 0 -1 0 0 0 -1
ЗТ Емакс -1 2 3 0 1 -2
Е1 -2 1 3 1 0 -2
Ек -1 2 3 0 1 -2
ЗБТ Е макс 0 -1 0 0 -1 -1
Е1 0 -2 0 0 -1 -1
Ек 0 -1 0 0 -1 -2
[мин—макс]Емакс 19,2—67,5
Каолинит
З Емакс 00 3 4 1 2 0-1
Е1 00 00 4 1 2 0-1
Ек 00 4 4 1 2 0-1
ЗБ Емакс 00 0-2 0-2 0-2 00 00
Е1 00 0-2 0-2 0-1 00 00
Ек 00 0-2 0-2 0-2 00 00
ЗТ Е макс 00 3 4 00 2 0-1
Е1 0-1 0-1 4 0-1 2 0-1
Ек 00 4 4 00 1 0-1
ЗБТ Е макс 00 0-2 0-2 — 00 00
Е1 00 0-2 0-2 — 00 00
Ек 00 0-2 0-2 — 00 00
[мин—макс] 3,3—43,4
[мин—макс] 0 3,3—7,5
Примечание. 8 — образцы обработаны соответствующей солью; ЗБ — диализованы после обработки; ЗТ — высушены при 105° после обработки солью; ЗБТ — образцы ЗБ высушены при 105°; [мин—макс] — максимальные и минимальные значения £„кс
л макс
(кал/г), [мин—макс]0 — максимальные и минимальные значения Емакс в нулевой группе сорбции каолинита (кал/г).
Емакс и Е1 образца MgCl2-смектит возрастали почти в два раза. Такое сильное влияние MgCl2 на смектит отвечает ее крайне высокой гигроскопичности. Химически чистая соль №С1 практически не гигроскопична, однако ее влияние на смектит лишь несколько ниже — группа сорбции +2.
Влияние Са(СН3СОО)2 и /пС12 на смектит существенно меньше, чем MgC12 и №С1, и зависит от области сорбции. Так, в лэнгмюровской области сорбции поглощение паров воды выше у Са(СН3СОО)2-смек-тита, в области капиллярной конденсации — у /пС12-смектита. Известно, что смектит образует с Са2+ и 7п2+ устойчивую в лэнгмюровской области двухслойную молекулярную структуру включения с влажностью
-14% [11]. Ее образование начинается для Са2+ раньше. В области капиллярной конденсации более высокая способность /пС12-смектита сорбировать пары воды соответствует большей гигроскопичности /иС12. Обработка смектита РЬ(СН3СОО)2 приводит к резкому падению его сорбционных характеристик. Значения величин Емакс и Еъ РЬ(СН3СОО)2-смектита уменьшаются почти в два раза. Влияние РЬ(СН3СОО)2 на смектит по степени сопоставимо с влиянием №С1, но контрарно по направлению — группа сорбции -2.
Рассмотрим влияние диализа на сорбционные характеристики смектита. Исходный минерал практически не меняет своих характеристик. Диализ MgC12-, Са(СН3СОО)2- и /пС12-смектита возвращает смектит к исходным сорбционным характеристикам (группа сорбции 0). В отличие от них способность МаС1-смектита после диализа сорбировать пары воды резко падает. Максимальные изменения происходят в лэнгмюровской области сорбции — группа сорбции -2. Это может быть связано с дегидратированным состоянием смежных слоев (одного из двух) №-смектита и свидетельствует о невозможности образования диа-лизованным МаС1-смектитом в данной области двухслойной молекулярной структуры включения [15]. Изотермы характеризуют плато с влажностью -9% в области 0,32 < р/р0 < 0,55. Межслоевые катионы натрия смектита становятся доступными для молекул воды только в области капиллярной конденсации. По Ю.И. Тарасевичу [10], при обезвоживании №С1-смек-тита происходит фиксация катионов натрия в дитриго-нальных лунках кислородной сетки 8Ю2-слоя структуры минерала (гэ. дитригональной лунки -0,13 нм, Гэф Ка+ -0,098 нм).Устойчивость фиксированного состояния катионов натрия при низких значениях р/р0 определяется их низкой энергией гидратации (101 ккал/г-ион). Согласно величинам эффективных радиусов, негидратированные катионы магния и кальция (гэф -0,078 и 0,106 нм соответственно) тоже могут быть зафиксированы в дитригональных лунках. Однако энергия гидратации Mg2+ и Са2+ (467 и 386 ккал/г-ион соответственно) слишком высока для того, чтобы они при 20°, подобно катионам натрия перешли в негидра-тированное состояние [8, 16].
Частичную дегидратацию молекулярной структуры включения №-смектита могут подтверждать и результаты опыта «фигуры высушивания» (рис. 2). Образцы минералов высушивали на воздухе после капиллярного насыщения водой в тензиостатах [9]. Смектит образует слитые таблетки. Площадь таблеток смектита, обработанного солями, по сравнению с исходным смектитом увеличивается на 10—20%. Только для №С1-смектита отмечается сжатие ~10%. После диализа оно возрастает до ~ 20%.
Рис. 2. Фигуры высушивания образцов глинистых минералов: а — смектит исходный, б — каолинит исходный, в — №С1-смектит; г — №С1-каолинит, д — М^С12-смектит, е — М^С12-каолинит
В отличие от остальных вариантов сорбционная способность РЪ(СИ3СОО)2-смектита после диализа возрастает: группа сорбции, как и диализованного №С1-смектита, -1. Однако их сорбционное поведение различно. После диализа у №С1-смектита резко уменьшается способность сорбировать пары воды в лэнгмюровской области, в области 0,86 < р/р0 < 0,98 №С1-смектит по сорбционным свойствам приближается к исходному смектиту. Изотермы диализованных образцов РЪ(СИ3СОО)2-смектита и исходного смектита симбатны.
Для каолинита выделено пять групп сорбции — 0, +1, +2, +3, +4; нулевая группа — исходный каолинит. Этим разбиением величин Емакс, Е1 и Ек на группы удается проранжировать все образцы каолинита, за исключением РЪ(СИ3СОО)2-каолинита: каолинит < Са(СИ3СОО)2-каолинит < 2иС12-каолинит < №С1-
каолинит < М^С12-каолинит (группы сорбции 0, 1, 2, 3 и 4 соответственно). Выделить для РЪ(СИ3СОО)2-каолинита отдельную группу сорбции простым увеличением числа групп не удается: при увеличении числа групп получаем пустые множества. Поэтому нулевая группа была разбита на подгруппы 00, 0-1 и 0-2.
Для каолинита влияние солей не зависит от области сорбции. Как и для смектита, наибольшее влияние на минерал оказывает М^С12 (рис. 1), но влияние на каолинит более выражено. Величины Е1 и Емакс образца М^С12-каолинита возрастают в шесть раз. Это может быть связано не только с различной природой минералов (дискретная и сопряженная системы разнокачественных адсорбционных центров соответственно), но и с изменением структурной организации частиц каолинита. Наименьшее влияние на каолинит оказывает РЪ(СИ3СОО)2 — группа сорбции 0-1. Из общего ряда выпадает №С1. Ее влияние в лэнгмюровской области сорбции нулевое — изотермы №С1-каолинита и исходного каолинита практически совпадают. В области капиллярной конденсации влияние №С1 резко возрастает и становится сопоставимым с влиянием М^С12 — группа сорбции +4. Одна из возможных причин такого поведения №С1-каоли-нита — изменение структурной организации частиц каолинита под влиянием №С1. Эксперимент «фигуры высушивания» показывает, что образец №С1-каоли-нита при высушивании сильно сжимается и растрескивается (глубокие единичные трещины), образец же М^С12-каолинита остается связным и сохраняет «мокрый» вид (рис. 2).
Процедура диализа не влияет на исходный каолинит — группа сорбции 00. После диализа образцы 2иС12- и РЪ(СИ3СОО)2-каолинита возвращаются к характеристикам исходного каолинита — группа сорбции 00. В этой экспериментальной серии несколько выделяются образцы №С1-, MgC12- и Са(СИ3СОО)2-каолинита. По всем трем величинам Емакс, Е1 и Ек они попадают в подгруппу сорбции 0-2. Их поглощение и удержание адсорбированной воды несколько ниже исходного каолинита.
Влияние предварительного высушивания минералов при температуре 105° перед адсорбционными измерениями сказывается главным образом в лэнг-мюровской области сорбции и проявляется в некотором понижении способности минерала сорбировать пары воды. Так, исходный смектит после высушивания из нулевой группы переходит в группу сорбции -2 (лэнгмюровская область сорбции). Изменения при высушивании образцов каолинита не выходят за пределы группы, за исключением Са(СИ3СОО)2-каолинита.
Анализ зависимости между влажностью ГМ и капиллярно-сорбционным потенциалом влаги во всем интервале ОГХ показал, что влияние соли на водо-удерживающую способность минералов также зависит от природы минерала, свойств используемой соли и области ОГХ (рис. 3). Водоудерживающая способность исходного смектита (и соответственно его гидрологические константы) много выше, чем каоли-
нита при всех значениях капиллярно-сорбционного потенциала влаги (табл. 3), что обусловлено его большей природной дисперсностью, высокой удельной поверхностью и суммарным поверхностным зарядом. Наибольшие различия водоудерживающей способности минералы проявляют в сорбционной области ОГХ. Гидрологические константы смектита в данной области более чем в три раза выше, чем у каолинита, что связано с влиянием преимущественно величины емкости обмена минералов [2, 12].
Таблица 3 Гидрологические константы глинистых минералов, вес.% содержания влаги
Образец ГВ МАВ МГВ ММВ МКСВ КВ
Смектит
Исходный 0 9,7 14,7 36,1 49,7 80,0 126,9
0Б 8,9 16,3 30,4 49,6 79,6 125,7
№С1 З 10,4 20,4 69,2 82,5 117,0 183,4
ЗБ 11,6 14,4 31,2 45,6 62,3 81,7
MgC12 З 11,1 22,0 76,8 81,0 95,8 110,4
ЗБ 13,9 16,5 30,2 43,0 57,2 72,6
Са(СН3СОО)2 З 12,3 17,3 50,0 63,6 87,8 112,7
ЗБ 13,3 16,8 29,7 42,0 54,8 66,7
2пС12 З 12,1 19,9 58,3 67,5 94,3 110,4
ЗБ 14,4 15,4 29,0 42,0 56,0 69,3
РЬ(СН3СОО)2 З 7,1 10,2 15,9 37,1 59,4 86,9
ЗБ 6,7 13,6 20,3 34,7 46,2 56,3
Каолинит
Исходный 0 1,6 4,2 15,2 35,1 45,6 59,7
0Б 1,2 3,4 9,1 29,4 42,6 58,3
№С1 З 1,2 13,2 71,0 72,3 86,5 99,1
ЗБ 0,7 2,3 6,9 26,7 38,8 48,3
MgC12 З 9,6 14,6 62,7 71,7 70,8 83,1
ЗБ 0,9 2,3 6,4 25,8 38,0 47,6
Са(СН3СОО)2 З 2,7 8,4 36,9 47,2 57,2 64,2
ЗБ 0,8 2,4 5,4 23,8 35,2 45,6
2пС12 З 3,5 9,3 31,9 44,7 55,3 64,2
ЗБ 1,4 3,7 9,6 28,1 39,9 47,7
РЬ(СН3СОО)2 З 1,7 3,0 7,4 25,8 42,8 50,0
ЗБ 1,2 3,6 8,8 26,6 36,6 44,7
Примечание. 0 — минерал без обработки, З — обработка соответствующей солью, Б — диализ, ЗБ — образец высушен при 105°, ГВ — гигроскопическая влажность, МАВ — максимальная адсорбционная влагоемкость, МГВ — максимальная гигроскопическая влажность, ММВ — максимальная молекулярная влагоемкость, МКСВ — максимальная капиллярно-сорбционная влагоемкость, КВ — капиллярная влагоемкость.
Рис. 3. ОГХ глинистых минералов: I — смектит, II — каолинит; утолщенная линия — исходный минерал, тонкие и пунктирные линии — минерал, обработанный растворами солей №С1 (7), MgC12 (2), Са(СН3СОО)2 (3), 2пС12 (4), РЬ(СН3СОО)2 (5); два нижних графика — глинистые минералы после диализа. Прямые линии — анализ ОГХ по А.Д. Воронину [2]
Обработка минералов растворами солей приводит к существенному изменению их водоудерживающей способности. Наибольшее влияние оказывает №С1 — водоудерживающая способность ГМ значительно увеличивается на всем интервале изменения капиллярно-сорбционного потенциала. Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) смектита возрастает с 15 до 22%, каолинита — с 4 до 14, капиллярная влагоемкость (КВ) — со 130 до 180 и с 60 до 100% соответственно. Близкое влияние на ОГХ минералов оказывает MgC12 — в капиллярно-сорбционной области ОГХ при смене механизма удерживания влаги с капиллярного на капиллярно-сорбционный.
Са(СИ3СОО)2 и /иС12 увеличивают водоудерживаю-щую способность минералов в меньшей степени, чем ШС1 и MgC12. Влияние РЪ(СИ3СОО)2 имеет обратный характер: ОГХ обоих минералов сдвигается влево, их водоудерживающая способность уменьшается, процесс в большей степени характерен для смектита.
Следует отметить, что для смектита, обработанного солями двухвалентных металлов, в капиллярной области отмечается сдвиг ОГХ влево: капиллярная влагоемкость образцов ниже, чем исходного минерала (110 и -130% соответственно). Последнее может быть связано как с процессами агрегации кристаллитов минерала, так и со сжатием двойного электрического слоя на поверхности глинистых частиц. При обработке смектита №С1 этого не происходит: все гидрологические параметры №С1-смектита выше, чем исходного минерала. Увеличение капиллярной влагоемкости №С1-смектита может быть связано с диспергацией кристаллитов минерала. Для каолинита подобной закономерности не отмечается, в капиллярной области ОГХ происходит лишь некоторое по сравнению с №С1-формой минерала уменьшение во-доудерживающей способности каолинита, обработанного растворами солей двухвалентных металлов.
Анализ формы ОГХ показал, что обработка ГМ растворами солей привела к возрастанию их водо-удерживающей способности преимущественно за счет прочно- и рыхлосвязанной воды (в случае MgC12 особенно). Исключение составили №С1 и РЪ(СИ3СОО)2. Обработка минералов первой солью увеличила содержание всех категорий влаги (прочно-, рыхло-, слабо- и несвязанной), обработка второй уменьшила водоудер-живающую способность минералов во всем интервале ОГХ.
Диализ практически не повлиял на водоудержи-вающую способность исходных ГМ. Диализ минералов, обработанных солями, привел к ее снижению главным образом в капиллярной области ОГХ. Одной из возможных причин этого явления может быть восстановление при диализе Fe3+ ^ Fe2+ в кристаллической решетке ГМ. Известно, что восстановление железа приводит к частичной дегидроксилизации структуры ГМ, степень проявления процесса зависит от состава обменных катионов [14]. Для РЪ(СИ3СОО)2-форм минералов наблюдали некоторое увеличение водоудер-живающей способности в сорбционной области ОГХ.
Выводы
Влияние соли на гидрофизические свойства глинистых минералов зависит от природы минерала, свойств используемой соли и ее состояния (в растворе или сорбированное), а также области ОГХ. Обработка глинистых минералов растворами №С1, MgC12, Са(СИ3СОО)2 и /иС12 приводит к увеличению их во-доудерживающей способности: №С1 > MgC12 > Са(СИ3СОО)2 = /иС12. Наибольшее влияние на ОГХ глинистых минералов оказывает соль №С1, обработка которой приводит к аномально высокому удержанию ими капиллярной влаги. Влияние MgC12 близкое, но область действия соли — удержание преимущественно адсорбированной (прочносвязанной) и пленочной (рыхлосвязанной) влаги. Отличительная особенность действия MgC12, Са(СИ3СОО)2 и /иС12 на смектит — снижение удержания капиллярной влаги. РЪ(СИ3СОО)2 уменьшает водоудерживающую способность глинистых минералов во всем диапазоне ОГХ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Антипов-Каратаев И.Н. Физико-химические исследования в связи с мелиорацией солонцов // Докл. советск. почвовед. к VII Междунар. конгр. почвовед. в США. М.; Л., 1960.
2. Воронин А.Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв. М., 1984.
3. Ковда В.А. Солонцы и солончаки. М.; Л., 1937.
4. Молодцов В.А. Изменение глубины залегания и минерализации грунтовых вод при орошении целинных почв Голодной степи // Почвоведение. 1967. № 5.
5. Молодцов В.А. Содержание солей в почвах и изменение уровня грунтовых вод при орошении новых земель Голодной степи // Почвоведение. 1964. № 1.
6. Палавеев Т.Д., Пенков М.Д. Свойства глинистых поверхностно-переувлажненных почв, содержащих обменный Mg // Почвоведение. 1989. № 7.
7. Панов Н.П., Гончарова Н.А. Особенности генезиса малонатриевых солонцов Волгоградской области // Изв. ТСХА. 1989. № 7.
8. Пинский Д.Л. Ионообменные процессы в почвах. Пущино, 1997.
9. Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв: методическое руководство / Под ред. Е.В. Шеина. М., 2001.
10. Тарасевич Ю.И. Строение и химия поверхности слоистых силикатов. Киев, 1988.
11. Тарасевич Ю.И, Овчаренко Ф.Д. Адсорбция на глинистых минералах. Киев, 1975.
12. Теории и методы физики почв / Под ред. Е.В. Шеина, Л.О. Карпачевского. М., 2007.
13. Харитонова Г.В., Манучаров А.С., Смагин А.В. и др. Адсорбция паров воды почвами и почвенными агрегатами. Тула, 2009.
14. Drits V.A., Manceau A. A model for the mechanism of Fe3+ to Fe2+ reduction in dioctahedral smectites // Clay and Clay Minerals. 2000. Vol. 48, N 2.
15. Moore D.M., Hower J. Ordered interstratification of dehydrated and hydrated Na-smectite // Ibid. 1986. Vol. 34, N 4.
16. Soil mineralogy with environmental applications // Soil Sci. Soc. of Amer. SSSA Book Ser., N 7. USA, 2002.
Поступила в редакцию 10.01.2011
THE CHANGE OF HYDRO-PHYSICAL PROPERTIES OF CLAYED MINERALS BY
INFLUENCE OF SOLUBLE SALTS
A.S. Manucharov, Z.N. Tyugay, V.G. Vityazev, T.N. Pochatkova, G.V. Haritonova
It was revealed, that the influence of soluble salts on hydro-physical properties of clayed minerals was depended on nature of minerals, properties and state of salt (in solution or sorbing), and also region of fundamental hydrophysical characteristic (FHCH). The treatment of clayed minerals by solutions NaCl, MgCl2, Ca(CH3COO)2 and ZnCl2 was increased their water-holding in range NaCl > MgCl2 > Ca (CH3COO)2 ~ ZnCl2. Pb (CH3COO)2 was decreased water-holding ability of clayed minerals in all range FHCH. Differential characteristic of action MgCl2, Ca(CH3COO)2 and ZnCl2 on smectite are decrease of capillary water deduction.
Key words: clayed minerals, soluble salts, hydrophysical properties.
Сведения об авторах.
Манучаров Александр Сергеевич, канд. биол. наук, ст. науч. сотр. каф. физики и мелиорации почв ф-та почвоведении МГУ; тел. 8 (495) 939-36-03; e-mail: [email protected].
Початкова Татьяна Николаевна, канд. биол. наук, ст. науч. сотр. каф. физики и мелиорации почв ф-та почвоведения МГУ.
Тюгай Земфира Николаевна, канд. биол. наук, ст. науч. сотр. каф. физики и мелиорации почв ф-та почвоведения МГУ.
Витязев Виктор Генрихович, канд. биол. наук, доцент каф. земледелия ф-та почвоведения МГУ.
Харитонова Галина Владимировна, докт. биол. наук, ст. науч. сотр. Института водных и экологических проблем (ИВЭП) ДВО РАН.
