Учёные исследовали влияние торфяных болот на преобразование глинистых минералов

Новости проекта

Исследователи из Томского политехнического университета совместно с зарубежными партнёрами провели эксперимент на территории Васюганского болота, чтобы изучить, как природная среда влияет на трансформацию глинистых минералов. Результаты показали, что торфяные экосистемы способны значительно ускорять процессы диагенеза — естественные изменения структуры и состава минералов.

Благодаря этому всего за один год такие минералы, как глауконит и смектит, могут превращаться в эффективные природные сорбенты, способные поглощать углекислый газ и аммоний. Эти свойства делают их перспективными материалами для экологических технологий, в том числе для систем очистки воды.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 22-77-10002-П) и в рамках государственного задания «Наука» (FSWW-2023-0010). Результаты исследования опубликованы в международном журнале Applied Clay Science (Q1, IF 5.8).

В рамках эксперимента образцы глауконита и смектита были помещены в торф Васюганского болота на глубину 25, 50 и 70 сантиметров. Через 12 месяцев минералы извлекли и исследовали их физико-химические свойства с использованием комплекса методов: рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионным анализом, инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье, а также термического анализа с масс-спектрометрией.

Как отмечает соавтор исследования, доцент отделения геологии Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Максим Рудмин, торфяная среда действует как биогеохимический ускоритель. Высокая влажность, низкий уровень pH, присутствие органических кислот и восстановительные условия активизируют процессы ионного обмена, десорбции и перестройки структуры минералов. При этом степень изменений напрямую зависит от глубины залегания образцов: чем глубже они находились в торфе, тем более выраженными были трансформации.

Термический анализ подтвердил способность исследованных минералов сорбировать углекислый газ и ряд органических кислот. Глауконит при этом проявляет буферные свойства благодаря ионному обмену и частичной перестройке кристаллической структуры, тогда как смектит в основном использует межслоевые пространства для связывания веществ.