Изучение кинетических, структурно-пористых характеристик подвижных почвогрунтов и песков Сурхандарьи для подбора закрепителей

Введение

Защита подвижных песков от ветровой эрозии с использованием водорастворимых полимеров, а также их смеси с промышленными нетоксичными отходами является решением важной экологической проблемы.

Из химической мелиорации подвижных песков наиболее перспективным считается из закрепления в сочетании с фитомелиорацией, что обеспечивает ускорение почвообразовательных процессов, а, следовательно, и освоение пустынь для сельскохозяйственных нужд.

В указе Президента Республики Узбекистан от 21 апреля 2017 года №УП-5024 «О совершенствовании системы государственного управления в сфере экологии и охраны окружающей среды» отмечается важность решения экологических проблем, согласно стратегии действий на пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан в 2017-2021 годах [1].

Химическая стабилизация песка имеет потенциал для борьбы с опустыниванием, и этот метод характеризуется своей скоростью и удобством в эксплуатации по сравнению с другими технологиями стабилизации. Материалы, используемые в химической стабилизации песка, являются ключевым моментом этой технологии, и были разработаны и исследованы различные материалы [2-4].

Объекты и методы. Для подбора закрепителя-реагента и фитомелиоративного использования почвогрунтов и песков Сурхандарьи необходимо изучить их структурно-пористые и адсорбционные характеристики, которые обуславливают нормальный рост растений и их полив. Для этого рассчитают значения удельного веса почвогрунта (или песка) по воздуху (V), по воде (γ), по бензолу (d) и по ртути (δ), порозности , пористость  и суммарный объем пор .

Экспериментальный часть.

Из рис. 1 видно, что кривые, описывающие кинетику поглощения воды почвогрунтами и песками Сурхандарьи, полученные с использованием торсионных весов, имеет общий вид: в начале процесса поглощение воды идет очень быстро и круто поднимаются вверх, затем поглощение замедляется и по мере насыщения образцов водой кривые стабилизируются.

Рисунок 1. Кинетические характеристики поглощения воды почвогрунтами и песками Сурхандарьи (1,2)

В первый момент контакта водой происходит смачивание и капиллярное насыщение образцов, что соответствует начальным участкам кривых в координатах «Н-τ» с n₁, затем начинается процесс набухания т.е. увеличение объема образцов в водонасыщенном состоянии за счет проникновения воды в межплоскостное пространство кристаллической решетки минералов. Этот процесс протекает медленно и ему соответствует конечной участок кривых.

Быстрый тежи насыщения, как и следовало ожидать, имеет место при изучении кинетических характеристик песков Сурхандарьи. Так например, для песков Сурхандарьи n₁=9,2.

Нами изучены структурно-пористые характе­ристики почвогрунтов и песков Сурхандарьи, результаты которых представлены в табл.1. Как видно из табл. 1 прозрачность песков Сурхандарьи как правило меньше, чем их почвогрунтов. При этом пористость почвогрунтов выше, чем их прозрачность. Установлено, что прозрачность, пористость и суммарный объем пор в почвогрунте Сурхандарьи больше, это говорит о том, что почвогрунт Сурхандарьи больше сорбирует воды.

Структурно-пористые характеристики почвогрунтов и песков Сурхандарьи

Сопоставление этих величин с данными в табл.1 для П, Р и V_∑ показало, что с пористостью глин и песков они имеют прямую, а n₁-обратную зависимость: то образцы, для которых характерна меньшая пористость, быстро капиллярно насыщаются - n₁ высокое, с ростом пористости замедляется не только капиллярное насыщение, но и полное насыщение – n₂, уменьшается. Следовательно, n₂ связано с пористостью образцов, а связано с величиной их набухания. По видимому, в наше случае это высказывание имеет место для почвогрунтов, у которых содержание монтмориллонитовых минералов небольшое.

Выявленные различия в величинах теплот смачивания почвогрунтов и песков обусловлены главном образом природой поверхности частиц дисперсной фазы. Интенсивное молекул воды определяется прежде всего величиной свободной энергии связи дисперсной фазы с водой, энергетической неоднородностью поверхность частиц почвогрунтов и песков. Наибольшие значения этих величин характерны для тех почвогрунтов, в которых содержится монтмориллонит. Искомая величина коррелируется с данными, полученными методом набухания, позволяющем оценить способность поверхности дисперсной фазы связывать воду.

Выводы. Таким образом резюмируя можем сделать вывод, что почвогрунты и пески Сурхандарьи являются полиминеральными и солесодержащими, которых в зависимости от климатических условий и других имеют различные адсорбционные показатели. Учет этих особенностей при их закреплении необходим т.к. они обусловливают длительность образующих корок.

Установлено, что содержание водорастворимых солей больше в почвогрунтах, чем в песках Сурхандарьи. Выявлены кинетические, структурно-пористые и адсорбционные показатели почвогрунтов и песков Сурхандарьи, которые необходимы при подборе композиций для их химического закрепления.