Осадочную горную породу — цеолитсодержащий трепел — можно использовать в качестве геохимического барьера, позволяющего удалять техногенный никель и цинк из загрязненных почв и природных вод. К таким выводам пришли сотрудники лаборатории биогеохимии окружающей среды и лаборатории сорбционных методов Института геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН после изучения сорбционных свойств цеолитсодержащего трепела в одном из наиболее крупных в России месторождений этой породы — Хотынецком, расположенном в Орловской области.

Цеолиты — природные минералы, обладающие уникальными физическими и химическими свойствами, прежде всего, высокой сорбционной способностью в отношении металлов. Количество этого минерала в горной породе в значительной степени определяет ее сорбционные свойства. При этом наличие в составе породы других минералов-сорбентов (опала-кристобалита, смектита и др.) может усиливать избирательное поглощение ионов металлов-загрязнителей.

Ученые решили исследовать трепел Хотынецкого месторождения конкретного минералогического состава в связи с тем, что в России основные разрабатываемые месторождения цеолитсодержащих пород находятся за Уралом, и существует необходимость поиска возможных источников дешевого и простого в использовании сорбента, расположенных на Европейской территории России.

Согласно полученным в ходе исследования данным, процентное содержание цеолита (клиноптилолита) в образце осадочных горных пород Хотынецкого месторождения составило 30%, опал-кристобалита — 26%, смектита — 23%.

Наиболее распространенные металлы-загрязнители — никель и цинк — поступают в почвы и природные воды в составе фильтрационных вод с полигонов твердых коммунальных отходов или промышленных отходов, например, горнодобывающих предприятий, тепловых электростанций, металлургических комбинатов и др. Проведенные эксперименты с загрязненными водами позволили количественно определить фильтрационные и сорбционные свойства изучаемой породы в отношении никеля и цинка.

«Механизм действия любого геохимического барьера основан на перехвате миграционных потоков элементов путем их фиксации. Барьерный материал, сконструированный на основе природного цеолита, выполняет функцию своеобразного «фильтра», если его добавить в воды, нуждающиеся в очистке. Мы пришли к выводу, что использование природного цеолитсодержащего трепела изученного месторождения может быть достаточно эффективным и дешевым способом удаления никеля и цинка из загрязненных этими металлами вод. В перспективе увеличение адсорбционной эффективности цеолитов Орловской области может быть достигнуто путем их дополнительной модификации или применения цеолитов в сочетании с электромембранными технологиями», — сообщила научный сотрудник лаборатории биогеохимии окружающей среды ГЕОХИ РАН, кандидат геолого-минералогических наук Людмила Колмыкова.

Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России. Результаты опубликованы в одном из международных журналов.