Отчет ИВМ СО РАН за 2003 годРегиональные программы. Гранты Красноярского краевого фонда наукиКраевая программа в рамках ФЦП "Интеграция науки и высшего образования России на 2002–2006 гг."
Проект «Оценка состояния водных биологических ресурсов бассейна реки Енисей»
Организации-исполнители:
КНЦ СО РАН, КрасГУ, ИВМ СО РАН, ИХХТ СО РАН, КрасГАУ, НИИ ЭРВНБ
Руководитель:
д.ф.-м.н., профессор В. Н. Лопатин
Исполнители от ИВМ СО РАН:
д.ф.-м.н. А. Д. Апонасенко, к.б.н. Л. А. Щур, к.б.н. В. С. Филимонов, к.б.н. Г. В. Макарская, к.б.н. В. В. Заворуев, к.ф.-м.н. П. В. Пожиленкова
Исследовано формирование органо-минеральных комплексов (органо-минерального детрита), играющих существенную роль в биотическом круговороте водных экосистем. В модельных экспериментах и натурных измерениях (р. Енисей) на основе изучения изотерм адсорбции органического вещества (ОВ) из раствора на частицах взвеси количественно оценены запасы ОВ, аккумулированные минеральными частицами из растворенной фазы. В качестве модельной взвеси в пробах первых двух серий экспериментов использовалась суспензия каолинита Al2O3·2SiO2·2H2O — вещества, вносящего значительный вклад в состав терригенного взвешенного компонента природных водоемов. В качестве растворенного органического вещества использовался раствор гуминовых кислот (концентрации — от 5 до 20 мг/л), которые являются постоянным компонентом растворенного органического вещества водных экосистем. Первая серия экспериментов проведена с частицами глины с широким разбросом размеров частиц по размерам, вторая — с более узким распределением. Концентрация каолина варьировалась от 1 до 90 мг/л. Для изучения адсорбции на частицах глины с пористой структурой в 3 серии экспериментов использовался глинистый минерал — монтмориллонит (Mg, Ca)O·Al2O3 ·5SiO2·nH2O.
Полученные изотермы адсорбции отнесены к классу Ленгмюра. Степень покрытия поверхности частиц адсорбированным органическим веществом по этой модели аппроксимируется зависимостью ?=kCp/(1+kCp), а максимально возможная концентрация органического вещества в адсорбированном слое — Саmax=Ca/? (k — константа адсорбционного равновесия, Ca и Cp — концентрации адсорбированного и растворенного ОВ соответственно). Для учета различной степени дисперсности взвеси концентрация ОВ рассчитывалась не на единицу массы адсорбента, а на единицу его поверхности.
Характеристики изотерм для первой и второй серии экспериментов практически совпадают. Константа адсорбционного взаимодействия для монтмориллонита выше, чем у каолинита. Это свидетельствует о более сильном взаимодействии гуминовых кислот с монтмориллонитом, чем с каолинитом. С другой стороны, в первых двух экспериментах Саmax почти в пять раз выше, чем в последнем. Возможно, это связано с меньшим количеством адсорбционных центров у монтмориллонита, чем у каолинита. Для вод р. Енисея k сравнима с константой каолинита, в то же время максимально возможная концентрация ОВ в адсорбированном слое для вод реки в полтора раза выше, чем для каолинита.
Основные публикации:
- Пожиленкова П. В.
Исследование функциональной структуры водных экосистем, обусловленной внутренними активными границами дисперсий: Автореф. дис. : канд. физ.-мат. наук. — Красноярск: ИВМ СО РАН, 2003. — 24 с.
- Пожиленкова П. В., Апонасенко А. Д., Филимонов В. С.
Исследование формирования и структурных характеристик адсорбированного слоя органического вещества на частицах минеральной взвеси на примере процессов адсорбции гумата натрия на глинистых минералах // Тез. докл. X юбилейного междунар. симп. «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы». — Томск, 2003.
(Лаборатория биологической спектрофотометрии)
|