Трепел смектитный что это
Смектитный трепел
Минерал представляет собой осадочную породу, в состав которой входит аморфный кремнезем (45–65%) и глинистая часть, представленная монтмориллонитом (35—55%). Частицы кремнезема — округлой формы, без острых граней.
Монтмориллонит — широко распространенный глинистый минерал (наноглина) из группы смектитов подкласса слоистых силикатов (диоктаэдрический смектит). Этот материал составляет основу фармацевтического препарата Смекта и его аналогов, которые назначают при диарее, дисбактериозе и в качестве сорбента при интоксикации. В составе трепела монтмориллонит как бы склеивает микронные частицы кремнезема, находящегося в нативном (природном, немодифицированном, сохранившем структуру, присущую ему в живой клетке) состоянии. В водной среде вещество мелко диспергируется, и величину его частиц измеряют уже в нанометрах.
В состав трепела входит комплекс макро- и микроэлементов (кальций, фосфор, натрий, калий, железо, марганец, селен и др.)
Основные направления использования:
Наполнители для туалетов домашних животных.
Минеральные кормовые добавки для С/Х животных и птицы.
Производство строительных материалов.
Области применения природного трепела охватывают практически все виды деятельности человека и, прежде всего, в сельском хозяйстве, растениеводстве, экологии в следующих качествах:
1. Мелиорант, модификатор структуры, природного удобрения, поглотитель радионуклидов из почв.
2. Раскислитель почв с одновременным обеззараживанием их катионов тяжелых металлов и обогащением почвы микроэлементами.
3. Стабилизатор минеральных удобрений.
4. Минеральная составляющая пеностекла и бетона.
5. Активная добавка в тампонажные растворы для цементирования скважин.
6. Абразив при производстве чистящих средств.
7. Ионообменник и сорбента для очистки воды и ее умягчения
ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
Смектитный трепел сохраняет влагу в почве, удерживая её длительное время и снабжая ею растения медленно и постоянно.
В результате применения природного трепела прекращается вымывание удобрений из почвы, восстанавливается и увеличивается способность земли к обмену питательных веществ для растений.
Природный трепел предотвращает заболевания корней растений, является источником микроэлементов и терморегулятором почв.
ПРИМЕНЕНИЕ СМЕКТИТНОГО ТРЕПЕЛА НА ПЕСЧАНЫХ И СУПЕСЧАНЫХ ПОЧВАХ
Окультуривание песчаных и супесчаных почв затрудняется во многом из-за слабой поглотительной способности почвенного комплекса. Применение природных сорбентов-трепелов может стать одним из приемов повышения их плодородия. Кристаллическая структура трепелов обуславливает некоторые особенности их поведения в почве. Каркас трепелов пронизан системой каналов и сообщающихся полостей. Диаметр пор позволяет минералу сорбировать наряду со многими соединениями такие важные в земледелии вещества, как NH3, N2, СО2, H2O и др. Смешанные с почвой трепелы становятся эффективными регуляторами содержания некоторых элементов в почве. В составе предлагаемого нами природного трепела содержится необходимое количество Ca, Mg, K и других оснований, которые в виде ионов располагаются в кристаллической решетке минерала.При благоприятных условиях ионообменные взаимодействия в системе почва-трепел могут происходить сразу после его внесения, в результате чего снижается кислотность почвы, повышается ее биологическая активность.Вместе с тем, положительное влияние на водоудерживающую способность почвы оказывает клиноптилолит, содержащийся в минерале, что применительно к песчаным и супесчаным почвам представляется очень важным, так как в связи с этим повышается плодородие почвы. В предлагаемом нами природном трепеле туфогенно-осадочного происхождения для окультуривания песчаных и супесчаных почв содержание клиноптилолита составляет 70-90%.
С трепелом в почву попадает значительное количество обменных оснований: Ca, Mg, Na, K, а также различные микроэлементы, количество которых явно превышает содержание их в почве. Благодаря высокоактивному сорбенту, а также появлению обменных оснований в почвенном растворе и твердой фазе повышаются поглотительные функции почвенного комплекса песчаных и супесчаных почв.
В серии практического применения с внесением в почву клиноптилолита, зафиксировано значительное накопление в ней подвижного и поглощенного кальция. Это свидетельствует о том, что в почве сразу же происходит взаимодействие между природным минералом и почвой. Природный трепел действует по типу ионообменника, происходит постепенное замещение катионов из каркаса клиноптилолита на водородные ионы почвенного раствора и твердой фазы почвы. Тем самым, в результате применения клиноптилолита содержание обменных оснований: кальция, калия, магния в почвенном поглощающем комплексе значительно повышается по сравнению с исходным.
Таким образом, увеличение в почвенном комплексе содержания кальция при внесении трепела свидетельствует об активном его взаимодействии не только с почвой, но и с минеральными удобрениями. Имеется в виду обменное поглощение важных для питания растений катионов, которые вносят в почву с удобрениями. Это свойство природных трепелов используется для предотвращения потерь питательных веществ при их накоплении в почве.
Генетические ресурсы минеральных и органических веществ, являющиеся, как известно основными носителями поглотительной способности почвы, в песчаных и супесчаных почвах крайне ограничены, следовательно, ограничена и способность почвы к поглощению и удержанию питательных веществ. При внесении в почву природного трепела относительное содержание в ней активной минеральной фракции с хорошими ионообменными свойствами возрастает, вследствие чего увеличивается емкость поглощения плодородного слоя. В серии практического применения, наибольшего увеличения емкости катионов можно достичь при внесении трепела из расчета 15 т/га. Такой прием довольно эффективен и его действие сохраняется продолжительное время от 5 до 7 лет.
Емкость катионного обмена обогащенной трепелом почвы возрастает, и прежде всего за счет естественных запасов в природном трепеле катионов щелочноземельных элементов, а также вследствие его селективно-обменной способности к поглощению и удержанию ряда питательных веществ из вносимых удобрений. С увеличением емкости поглощения почвы важнейшие ее свойства улучшаются, что, естественно, отражается на росте и здоровье растений.
ПРИМЕНЕНИЕ СМЕКТИТНОГО ТРЕПЕЛА В ЗЕМЛЕПОДГОТОВКЕ
1. УЛУЧШИТЕЛЬ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЕ.
Смектитный трепел прекрасно выполняет роль улучшителя почвы, как удобрение земли перед посадкой различных саженцев и растений, в том числе декоративных, хвойных деревьев, плодовых деревьев и кустов, цветов, горшковых цветов, лекарственных трав и др. растений, газонов, в подготовке субстратов и смесей земли для открытого грунта.
Преимущества :
— хорошие физические свойства
— неслеживаемость, сыпучесть, гигроскопичность, большая адсорбционная способность из-за развитой системы каналов и пор, большая ионообменная способность (до 160 mg-ekv / на 100 г);
— хорошо впитывает ионы аммония и питательных веществ;
— экологически чистый материал; удобен для складирования, транспортировки, внесения в почву. Его можно вносить вместе с минеральными или органическими удобрениями. Хорошие результаты достигаются при смешивании с торфом;
2. УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР.
Использование природного трепела может дать положительные результаты почти во всех видах почв и на 10-30% может увеличить урожайность многих сельскохозяйственных культур. После внесения природного трепела, увеличенные урожаи могут наблюдаться 3-4 года и более. Даже по прошествию 7 лет после внесения трепела в почву, его адсорбционные и катионно-обменные функции не меняются.
В растениеводстве природный трепел чрезвычайно полезен. В легких почвах увеличится их водоемкость. При внесении вместе с удобрениями, он поглотит часть удобрений в свои поры и каналы и удержит от вымывания в грунтовые воды, испарения в атмосферу, а потом постепенно, по мере необходимости отдаст их растениям. Таким образом, уменьшит нормы расхода удобрений, уменьшит нормы расхода воды при поливах, уменьшит количество нитратов в овощах и фруктах, загрязнение грунтовых вод. Применение природного трепела позволит увеличить количество витамина C, улучшить аминокислотный состав фруктов и овощей. В биохимическом составе фруктов увеличится уровень общего сахара, сухих веществ, уменьшиться кислотность и количество нитратного азота.
Опыт выращивания рассады показал, что улучшается всхожесть семян гиацинтов, гвоздики, тюльпанов и других цветов, ускоряется рост всех систем растения.
Использование природного трепела уменьшает потребность частых поливов и экономит расходы на воду.
3. ПОДГОТОВКА СУБСТРАТОВ ПОЧВЫ.
4. ХИМИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ.
5. ПОДГОТОВКА И УХОД ЗА ГАЗОНАМИ ПОЛЕЙ для ГОЛЬФА.
6. ПОДГОТОВКА И УХОД ЗА СПОРТИВНЫМИ ГАЗОНАМИ И ПЛОЩАДКАМИ.
7. КОМНАТНЫЕ РАСТЕНИЯ, ПОСАДКА ДЕРЕВЬЕВ, ПОСАДКА ГАЗОНА, САДЫ.
— комнатные растения. Поместите часть природного трепела в ваши цветочные горшки. Смешайте чернозем приблизительно с 25 % природного трепела, и Вы будете поражены вашими растениями. Природный трепел поглощает воду, действует как аэратор и естественное удобрение, экономит воду, количество поливок и удобрений.
— посадка деревьев. Не забудьте применить природный трепел в почву при посадке дерева. Когда Вы сажаете новое дерево, всегда используйте природный трепел. Новое дерево, посаженное в почву с приблизительно с 25% природного трепела, будет расти почти вдвое быстрее. Если дерево высаживается в специальной таре, поместите 2,5 см природного трепела на дно и вокруг дерева в ямы перед посадкой, и обильно полейте водой. Природный трепел поглощает воду, действует как аэратор почвы и естественное удобрение
— сады.Не забудьте использовать природный трепел в вашем саду. Природный трепел превосходно подходит для этого. Способность водопоглащения у трепела потрясающая. Он поглощает воды до 70 % своего веса, удерживает влажность в почве, которая не становится грязной, вязкой и влажной. Используйте до 25 % природного трепела в вашей почве. На существующих клумбах поверхность клумбы посыпьте слоем природного трепела толщиной в 1 см и смешайте граблями.
Областью применения природного трепела могут быть все станции водоочистки, имеющие в своем составе фильтровальные сооружения. Природный трепел может использоваться вместо кварцевого песка и других фильтрующих материалов, как при проектировании новых очистных сооружений, так и при реконструкции существующих станций водоподготовки. Конструктивное решение фильтров принимается с учетом производительности сооружений, местных условий, качества воды источника и т.д. Использование фильтровальных сооружений с загрузкой природного трепела в технологических процессах кондиционирования природных вод (взамен традиционных применяемых для этих целей фильтрующих материалов) позволяет:
— интенсифицировать работу сооружений за счет увеличения скорости фильтрования и продолжительности фильтроцикла на 20-50%;
— сократить расход воды на промывку фильтров на 10-13% за счет увеличения грязеемкости фильтрующего слоя и увеличения цикла фильтрования;
— улучшить качество очищенной воды по основным органолептическим, физико-химическим и биологическим показателям;
— значительно интенсифицировать процессы коагуляционной обработки воды контактным методом в толще фильтрующей загрузки и улучшить качество воды по соединениям алюминия после коагулирования ее в отстойниках;
— обеспечить фильтровальным сооружениям барьерную роль при локальном загрязнении водоисточника некоторыми специфическими ингредиентами: ионами, катионами тяжелых металлов, радионуклидами и др.;
— создать эффективные технологии очистки подземных вод от соединений железа с учетом его исходных концентраций (от 0.5 до 20 мг/л) и форм нахождения в водоисточнике;
— вводить в технологии очистки воды от трудноудаляемых компонентов (например, марганца, фтора и т.п.) процессы модификации фильтрующего слоя, получая при этом высокоэффективные композиты направленного действия.
Кроме того, в ряде случаев применение природного трепела позволяет сократить количество реагентов на предварительную обработку воды, снижая тем самым ее себестоимость. Применение природного трепела в традиционных технологических схемах очистки воды не требует специальной регенерации фильтрующего слоя. Фильтровальные сооружения подлежат обычной водной или водо-воздушной промывке.
Регенерация фильтрующего слоя необходима в том случае, если для очистки воды используется специальная технология, включающая как сорбционные или ионообменные, так и соответствующие регенерационные процессы.
Преимущества трепела при загрузке фильтров по сравнению с песком следующие:
— природный трепел относится к классу катионообменников и обладает хорошими сорбционными, молекулярно-ситовыми и каталитическими свойствами, а кварцевый песок относится к инертным материалам;
— начальный гидравлический уклон для загрузки природного трепела в 2 раза меньший чем для песчаной;
— межзерновая пористость природного трепела составляет 51 62%, что на 13 16% выше, чем у кварцевого песка;
Трепел обладает высокой активностью к сорбции ионов алюминия, что особенно важно при использовании коагуляционых процессов водоочистки.
2. МЕЛИОРАЦИЯ ГРУНТОВ
Внесение 15 тн/га природного трепела на супесчаной почве увеличивает емкость катионного обмена на 0,9-2,1 мг-экв/100 г почвы, что составляет 12,9-30,0 % от исходного значения и устойчиво сохраняется в почве в течении 5 лет. Природный трепел обладает способностью частично нейтрализовать кислотность почвы, и может применяться как самостоятельное известковое удобрение. Природный трепел, внесенный в почву, уменьшает потери азотных удобрений, повышая эффективность их использования на 20-25%. Обладая способностью адсорбировать воду, Природный трепел резко изменяет водный режим почв: повышается их полевая влажность, непродуктивные потери влаги из слоя 0-100 см снижаются на 28-58%.
1. Используется как материал для туалетов домашних животных.
2. Поглотитель неприятных запахов в холодильниках, обуви и т.д.
3. Очистка воды в бытовых фильтрах.
4. Очистка воды в бассейнах от взвешенных веществ и от ионов аммония.
Трепел смектитный что это
модификатор структуры почвы, природное удобрение.
Трепел – экологически чистая, тонкопористая порода светло-серого или желтоватого цвета. Состоит из аморфного кремнезема (50–70%) в виде мелких сферических глобул, с примесью глинистого минерала монтмориллонита (20—40%), глауконита, кварца, полевых шпатов и комплекса макро- и микроэлементов.
Трепел является древнейшим природным минералом осадочного происхождения, пронизанного тончайшими полостями и каналами, придающими ему свойства молекулярного сита. Эти пустоты заполнены катионами щелочных и щелочноземельных металлов и молекулами воды, имеющими значительную свободу движения. Это наделяет трепел высокой ионообменной способностью, свойствами адсорбента и донора, возможностью впитывать и отдавать влагу, продлевать действие полезных веществ, с которыми он смешан, отдавать почве и живым организмам необходимые им элементы. К достоинствам природных трепелов следует отнести их способность к регенерации, и как следствие, возможность применения в много-цикловом режиме.
Трепел сохраняет влагу в почве до 70% от своего веса, удерживая её длительное время и снабжая ею растения медленно и постоянно. Уменьшает вымывание удобрений из верхних слоев почвы, восстанавливает и улучшает способность почвы к снабжению растений питательными веществами Предотвращает заболевания корней растений, является источником микроэлементов и терморегулятором почв.
Применяется также как наполнитель для кошачьих туалетов, поглотитель радионуклидов и катионов тяжелых металлов из почвы.
Трепел прекрасно выполняет роль мелиоранта почвы и как удобрение земли перед посадкой различных растений, в том числе декоративных, хвойных деревьев, плодовых деревьев и кустов, цветов, горшковых цветов, лекарственных трав, газонов, в подготовке субстратов и смесей земли для открытого грунта. Положительное действие трепел оказывает снижение кислотности почвы. Внесение 150кг на 100m2 изменяет кислотность грунтового раствора с рН 4,2 до рН 6,5.
Прекрасно аэрирует почву, способствует развитию корневой системы, росту всего растения, работает как резервуар хранения для удобрений – азотных, фосфатных, калийных и других питательных веществ, важных компонентов для здоровья растения и его роста. Азот, задержанный природным трепелом, не вымывается в глубокие слои почвы. После внесения трепела на 10-30% увеличивает урожайность многих сельскохозяйственных культур (увеличенные урожаи могут наблюдаться 3-4 года и более).
Применение трепела позволяет увеличить количество витамина C в продукте, улучшить аминокислотный состав фруктов и овощей. В биохимическом составе фруктов увеличится уровень общего сахара, сухих веществ, уменьшиться кислотность и количество нитратного азота. Можно вносить вместе с минеральными или органическими удобрениями. Хорошие результаты достигаются при смешивании с торфом.
Советы по применению:
ПОДГОТОВКА И УХОД ЗА ГАЗОНАМИ>
КОМНАТНЫЕ РАСТЕНИЯ, ПОСАДКА ДЕРЕВЬЕВ>
Смешайте чернозем приблизительно с 25 % природного трепела (4 кг на 25 л субстрата). Природный трепел удерживает воду, действует как аэратор и естественное удобрение, сокращает количество поливов и удобрений. Если растение высаживается в специальной таре, поместите 2,5 см природного трепела на дно и вокруг дерева в ямы перед посадкой, и обильно полейте водой.
Используйте до 25 % (25 кг на 4 м2) природного трепела в почве. Посыпьте поверхность грядки слоем природного трепела в 1 см и смешайте граблями. Природный трепел даст прекрасные положительные результаты – будет аэрировать почву, способствовать развитию корневой системы и росту растений. Удержит в зоне корней достаточное количество воды, будет действовать как резервуар хранения удобрений и наиболее важных компонентов для здоровья растения и повышения урожайности.
Трепел как компонент удобрений
Известно, что удобрения – это продукты, предназначенные
для улучшения питания растений и повышения плодоро-
дия почв с целью увеличения урожая сельскохозяйствен-
ных культур и улучшения качества получаемой продукции.
В основном используются минеральные удобрения, кото-
рые представляют собой промышленные или ископаемые
продукты, содержащие питательные элементы в виде солей,
чаще минеральных, но иногда и органических (карбамид).
Различают однокомпонентные, двухкомпонентные, трех и
многокомпонентные составы минеральных удобрений, ос-
новными элементами которых являются азот, калий и фос-
фор. Имеются вспомогательные элементы (кальций, сера,
магний, бор и др.), которые также необходимы растениям
для роста. Основное достоинство минеральных смесей:
дешевле обходятся; легче получить; используются неболь-
шие дозы; можно подобрать для конкретных растений и
типов почв. Выбор удобрения зависит от состояния почвы.
В последние два десятилетия в мировой практике защиты рас-
тений большое внимание уделяется замене пестицидов орга-
нического синтеза, представляющих опасность для окружаю-
щей среды, веществами природного происхождения. Среди
этих веществ внимание многих исследователей привлекают
донные отложения – минералы, образованные мелкими мор-
скими организмами, и в частности цеолитсодержащий трепел.
Трепел (нем. Tripel, от названия г. Триполи, Tripoli, в Север-
ной Африке) – порода осадочного происхождения; поли-
минерал, имеющий уникальные природные возможности,
сформировавшиеся более 40 млн лет назад. Его пласты на-
ходятся в геологических слоях, возраст которых составляет
приблизительно 40 млн лет. Залегает на глубине от трёх
до 5 м. Образуется за счёт донных наслоений из морских
водорослей, содержащих кремний [1, 2]. Состав содержит
некрупные опаловые глобулы, а также примесь глины, по-
левого шпата и кварца. От диатомита отличается сравни-
тельно небольшим количеством органических примесей [1].
В мире известны крупные залежи трепела в Южной Аф-
рике, США, России, Беларуси и др.
Различают цеолит-, кремнезем- и смектитсодержащие тре-
пелы. Трепелы России в основном представлены в виде це-
олитсодержащих. Так, трепел Хотынецкого месторождения
(Орловская область, Россия) является цеолитсодержащим
[3]. Добываемые в Беларуси и Брянский (Россия) трепелы
являются смектитными [4].
Цеолитсодержащие трепелы – это мягкие природные мине-
ралы осадочного происхождения, основу которых состав-
ляют кремнийсодержащие остатки диатомовых водорос-
лей, простейших морских губок, морских игл и радиолярий,
сложенных преимущественно из необходимых и доступ-
ных для растений соединений кремния, кальция, магния,
калия, фосфора, меди, марганца, кобальта, цинка, бора и
других элементов.
Цеолитсодержащие отложения широко развиты на терри-
тории России (Воронежская, Волгоградская, Белгородская,
Курская, Ульяновская, Пензенская и другие области). В ряде
областей этих месторождений много. Так, в Ростовской об-
ласти имеются месторождения Успенское, Власовское, Тара-
совское и Провальское. Суммарное содержание в некоторых
их разностях активных компонентов (опал-кристобалита,
монтмориллонита и гейландит-клиноптилолита) достигает
70–70%, по адсорбционно-структурным свойствам их можно
отнести к сырью, альтернативному высокосортным цеолитам,
опокам и трепелам [4]. В Волгоградской области выявлено
24 месторождения с содержанием цеолитов 10–30% [5].
Трепел имеет пористую структуру и высокие показатели
дисперсности. Установлено, что в трепеле активная пло-
щадь равна 42,1 м2/г, объем пор – 0,1 см3/г, средняя ши-
рина пор – 9,8 нм. В то время, как эффективный размер пор
опок 3–5 нм и менее, диатомитов – 100 нм. Активность по-
глощения СаО у данных пород 140–450мг/г (у спонголитов
Рава-Русского месторождения – 150–398 мг/г, трепелов
Фокинского месторождения – 387–440 мг/г, опок Алексе-
евского месторождения –149–392 мг/г). Плотность трепела
изменяется от 1,2 до 2,5 кг/м3. Объёмная масса в моно-
лите колеблется от 700 до 1250 г/м3, пористость – 50–70%,
прочность – 30–35 кг/см2 [1–9].
37
СЗР, удобрения
Сосковское месторождение (Россия) комплексное, так как
представлено цеолитсодержащими породами (15 млн т),
мелом (1,5 млн т), глауконитом – фосфатным сырьем
(1,5 млн т.) [5]. Трепел Сосковского месторождения имеет
плотность породы, равную 2,5 кг/м3, общую пористость –
7–75%, объемную массу 0,7–1,0 г/см3 и катионообменную
способность – 40–42 мг•экв/г [6].
По данным геологической службы Хотынецкое месторожде-
ние цеолитсодержащих трепелов Орловской области яв-
ляется перспективным в Центральной зоне России. Запас
туфов составляет около 20,0-22,9 млн т [15]. Удельный вес
цеолитового трепела Хотынецкого месторождения равен
2,49 г/см3, объёмный вес – 0,199 г/см3, пористость – 61,1% [6].
В Ульяновской области расположено несколько месторожде-
ний: Катыжевское, Кандаратское, Белый Ключ, Русско-Ша-
трашанское; в Липецкой области освоено производство це-
олитов Тербунского месторождения. В Самарской области
находятся месторождения Новодевиченское и Алатырское
(Республика Чувашия). На территории Пензенской области
обнаружено 8 месторождений. Содержание цеолитов в по-
родах этих месторождений колеблется в пределах 7–41%.
В Республике Мордовия находятся такие цеолитсодержа-
щие месторождения, как Симское и Черная Проноза. В Ре-
спублике Татарстан выявлены следующие месторождения
цеолитсодержащих пород: Татарско-Шатрашанское, Ста-
ро-Чекурское, Безднинское, Городищенское. Запасы цео-
литов составляют 35 340 тыс. т [1, 2, 5].
В Украине (Киевские отложения) максимальные количества
цеолитов (в среднем до 40% отмечаются в тонко-мелко-
зернистых глауконит-кварцевых глинистых песках. пласта
изменяется от 0,5 до 3 м, иногда достигает 7 м. Цеолиты
содержат высокое содержание глауконита, нередко с боль-
шей глинистостью и повышенными количествами монтмо-
риллонита. Валовые содержания клиноптилолита в Киев-
ских песках достигают 8–10% [6].
Природный трепел обнаружен и на территории Беларуси
(месторождение «Стальное», Хотимский район Могилев-
ской области. Площадь месторождения – 500 га. Трепел
является полиминералом, сформировавшийся более 40
млн. лет назад. Глубина залегания трепела – 3–5 м. Объем
залежей карбонатного трепела – более 30 млн т. [7]. Он от-
носится к известковому типу и характеризуется достаточно
равномерным распределением кремниевой, глинистой и
карбонатной составляющих, а также широким (до 25 %)
распространением цеолитов. В природном состоянии он
представляет собой пластичную глинистую породу с угло-
ватыми включениями (размером 2–7 см) опок. Его пори-
стость изменяется в пределах 40–60%, влажность коле-
блется от 20,7 до 68,4%. Белорусский трепел отличается по
своим свойствам от всех известных аналогов значительным
содержания кальцита, вследствие чего его часто называют
карбонатным [7, 10–12]. Активность минерала повышается
за счет наличия связанной и гидратной воды. Консистен-
ция изменяется от полутвердой до текучепластичной, что
облегчает его добычу и переработку [7].
Химические свойства трепела предопределяются содер-
жанием в нем макро- и микроэлементов. Так, основными
компонентами цеолитсодержащего трепела Первомайского
(Чувашская Республика) являются кремнезем (60,3–72,5%)
и соединения кальция (2,6–12,3%), содержатся оксиды же-
леза, титана, алюминия, магния, калия, натрия, серы и дру-
гие природные примеси.
Трепел является сложной смесью минералов: в нем содер-
жится (в %): глинистый минерал, представленный монтморил-
лонитом 18,0; кварц 10,0; опал-кристобалитовая фаза 33,0;
клиноптилолит (цеолит) 24; кальцит 15,0. Среднее значение
активности радионуклидов не превышает ПДК. Мышьяк, кад-
мий, ртуть, свинец, цинк, кобальт содержатся также в количе-
ствах, не превышающих ПДК в почве. Трепел содержит 108,4
г/кг кальция, 3900 мг/кг фосфора, 300 меди, 25 молибдена,
90 фтора, 510 марганца и 75 мг/кг бора [7, 19, 10, 11, 13].
Брянский трепел представляет собой осадочную породу, в
состав которой входит аморфный кремнезем (45–65%) и
глинистая часть, представленная монтмориллонитом (35–
55%). В состав Брянского трепела входит комплекс макро-
и микроэлементов (кальций, фосфор, натрий, калий, железо,
марганец, селен и др.).
В цеолитсодержащих породах Лягушовского месторожде-
ния (Пензенская область, Россия) установлены повышенные
количества калия и фосфора. Минералогический состав це-
олитсодержащей этой породы следующий (%): клинопти-
лолит – 30, глинистые минералы – 19, кальцит – 34, кварц
–15, полевые шпаты – 2. Следует отметить, что породы дан-
ного состава в европейской части России довольно редки.
Мосин О.В. [9] утверждая, что при разной микроструктуре
химический состав трепелов и диатомитов неодинаков,
объясняет это различием в геологическом возрасте отложе-
ний. Так, диатомиты относятся к более поздним, а трепелы
– к более ранним отложениям. Химический состав трепела
Зикеевского месторождения следующий: SiO2 – 42–67%,
А12О3 – 5–8, Fe2O3 – 2–3, СаО – 11–24, MgO – 0,6–1,2,
прочие компоненты – 11–21 %. Автор считал, что химиче-
ский состав этого минерала, его строение и адсорбционные
свойства позволяют использовать его в качестве сорбента
для очистки сточных вод от нефти, нефтепродуктов, масел,
взвешенных частиц и др. [9].
По данным авторов [19] трепел Зикеевского месторожде-
ния содержит до 80% активного кремнезема SiO2 и мало
органических остатков.
Авторы [13], исследуя трепел месторождения «Цеолитовое»
(Россия), выявили, что он содержит до 6,5% азота, 9,5 фос-
фора, 10,5 калия, 15 кальция, 1,5% магния; меди – до 50
мг/кг, марганца – до 55,0, цинка – до 20, бора, молибдена
и кобальта – до 3–5 мг/кг. Трепел содержит также цеолиты
до 14%, поэтому он способен поглощать тяжелые металлы
из почвенного раствора и связывать их в своей кристал-
лической решетки.
Трепел месторождения «Стальное» представлен в основ-
ном SiO2, CaO и CO2. Фазовый состав представляет собой
тонкодисперсную полиминеральную систему, состоящую из
глины (монтмориллонит – 10%), карбоната кальция (каль-
цит – 35%), кремнозема (опал-кристобалит – 30%) и цео-
лита (клиноптилолит – 15%). Кроме того, в породе встреча-
ются глауконит, обломки кварца, гидрослюда, полевой шпат
и другие примеси. Основная отличительная особенность
данного трепела – высокое содержание в нем кальцита
(CaCO3), который равномерно распределен в основной
массе и представлен обломками (мельчайшими кристалли-
ками неправильной формы) и остатками скелетов извест-
кового наннопланктона. Кальцит в породе присутствует
постоянно, а его содержание изменяется от 15 до 34%. Он
также содержит марганец, железо и другие микроэлементы
в усвояемой форме и обладает способностью. стимулиро-
вать биохимические процессы в живом организме.
лементы, на основе цеолитсодержащего трепела Хотынец-
кого месторождения, который может служить в качестве
удобрения. Кремний, содержащийся в трепеле в доступной
для растений форме, способствует укреплению клеточных
стенок растительных тканей, что формирует индуцирован-
ный иммунитет растений [18].
Авторами [19] установлено, что влияние трепела на ве-
личину урожайности изучаемых культур существует как в
чистом виде, так и при совместном внесении с минераль-
ными удобрениями. Изменение урожайности под действием
внесения трепела в обоих случаях характеризовалось по-
ложительно – отмечались прибавки урожайности. Макси-
мальная прибавка независимо от типа почвы и культуры
была достигнута при совместном применении трепела и
минеральных удобрений.
Высокую урожайность картофеля можно получить, исполь-
зуя цеолитсодержащий трепел и его смесей с минераль-
ными удобрениями. Внесение цеолитсодержащего трепела
в смеси с минеральными удобрениями обеспечивает по-
вышения урожайности на 6, 6 т/га, но по сравнению с ми-
неральным питанием NPK100 [20]. В Беларуси для этих
целей использовали смесь, которая на 77% состоящая из
аммонийной селитры и на 23% – из трепела [21].
Использование цеолитсодержащего трепела в смеси с мине-
ральными удобрениями с соответствующим уходом создает
оптимальное сложение пахотного слоя почвы (1,10–1,23 г/
см3) в течение вегетации. Содержание тяжелых металлов
в почве, при использовании цеолитсодержащего трепела
в смеси с минеральными удобрениями в основной и по-
бочной продукции уменьшается на 35%. Нитратов при ис-
пользовании цеолитсодержащего трепела в смеси с мине-
ральными удобрениями снижается с 82 до 57 мг/кг. Трепел
обладает защитными свойствами: поражение грибными
заболеваниями томатов снижается на 80%, повышается
устойчивость стеблей зерновых культур к полеганию; со-
кращаются сроки начала плодоношения культур (картофеля,
огурцов, томатов) на 10–14 дней и т.д. [17].
В комплексе защитных мер в растениеводстве на террито-
рии радиоактивного загрязнения важная роль отводится
устранению избыточной кислотности почв [19].
Авторы [13, 19, 22] также выявили положительное дей-
ствие трепела на снижение кислотности почвы: внесение
1,5 кг/м2 изменяет кислотность грунтового раствора с рН
4,2 до рН 6,5.
Авторами [19] отмечено влияние трепела на поглощение
растениями 137Cs, что подтверждает наличие у трепела
белорусского происхождения сорбционных свойств. Было
установлено достоверное влияние трепела на снижение
величины перехода 137Cs в зеленую массу, что указывает
на возможность регулирования качества продукции при
применении трепела в качестве почвенного мелиоранта
в условиях радиоактивного загрязнения.
Авторы [7–9] приводят сведения о том, что по физическим
свойствам трепел характеризуется высокой емкостью об-
менных оснований с резко выраженными сорбционными
свойствами.
Авторы [10] считают, что Хотимский трепел, в который вхо-
дят смектиты (монтмориллонит, бейделлит, хлорит), цеолиты
(клиноптилолит, гейландит), аморфный кремнезем (опало-
вый водный кремнезем, кремнегель), обладает энтеросор-
бционными свойствами.
При изучении сорбционной способности трепела по отно-
шению к микотоксинам (in vitro) установлено, что в среде
с кислой реакцией он обладает выраженной (87–100 %)
адсорбцией в отношении афлатоксина, Т-2 токсина и охра-
токсина. В отношении зеараленона, дезоксиниваленола и
фумонизина сорбционная способность находится на уровне
61–70 %. При смене рН среды с кислой на нейтральную
десорбции микотоксинов не происходит [23].
Итак, залежи природного трепела, как в Европе и странах
СНГ, так и в Беларуси, значительны. Однако к настоящему
времени выполнены лишь единичные научно-исследова-
тельские работы, направленные на изучение полезных
свойств трепелов. По нашему мнению, перспективы ис-
пользования трепела в сельскохозяйственном производ-
стве хотя и не вызывают сомнения, но требуют конкрети-
зации условий, режимов и форм внесения его в разные по
составу почвы и под различные культуры. Способности тре-
пела разной крупности оптимизировать агрохимические,
агрофизические свойства почв, остаются недостаточно вы-
ясненными и требуют дальнейшего изучения [22, 24]. Поэ-
тому изучение связи крупности трепела с его свойствами
до сих пор является актуальным. Для этого отобраны об-
разцы трепела Хотимского месторождения и определены
показатели их органолептических, физических, физико-хи-
мических и химических свойств. При этом использовались
стандартные методы и методики.
На первом этапе исследований были определены органо-
лептические свойства нативного трепела. Для сравнения
взяты образцы трепела, полученные на Брянском, Шумском,
Курском и Киевском месторождениях. В качестве примера
на рисунках 2 и 3 представлен внешний вид ряда образ-
цов трепела различных месторождений и структуры [1–7].
Выявлено, то цвет трепела зависят от месторождения и среза
при его добыче. Структура и текстура трепела (однородная,
слоистая, тонкопористая) также зависят от месторождения
и среза при его добыче.
Замечено, что трепел на ощупь мягкий, очень лёгкий, тонко-
пористый (впитывает воду и кислоту); на вид – землистые
агрегаты, прилипает к языку, сильно пачкает руки, стекло
не царапает, на стекле остается порошок светлой окраски
и редкие царапины – отличие от опок, аргиллитов, алев-
ролитов; впитывает соляную кислоту без реакции – отли-
чие от мела, известняков, мергелей. Он похож на диатомит,
однако отличить от которого трепел невооруженным гла-
зом невозможно.
В сухом состоянии белорусский трепел – это очень легкий
порошок, хороший природный сорбент. По физическим
свойствам характеризуется высокой емкостью обменных
оснований с резко выраженными сорбционными свойствами
[1–8]. Частицы кремнезема Брянского трепела округлой
формы, без острых граней и содержат монтмориллонит из
группы смектитов подкласса слоистых силикатов (диоктаэ-
дрический смектит). В составе трепела монтмориллонит
как бы склеивает микронные частицы кремнезема, нахо-
дящегося в нативном (природном, сохранившем структуру,
присущую ему в живой клетке) состоянии. В водной среде
вещество мелко диспергируется, и величину его частиц из-
меряют уже в нанометрах [4].
Нативный высушенный трепел является крупнокусковым
продуктом, неоднородным по крупности. Поэтому нами
проведено его измельчение на лабораторной молотковой
дробилке марки Ш12-ДСК.ПС с последующим фракциони-
рованием путем просеивания на лабораторном просеива-
теле марки AS 200 Digit, где установлены сита с отверсти-
ями диаметром (Ø) от 4,0 мм до 1,0 мм с шагом 0,5 мм. В
результате получено несколько фракций, каждая из кото-
рых была выравнена по крупности. Полученные фракции
сгруппировали по размеру частиц и выделили следующие
3 фракции: крупная (1,2–3 мм), средняя (0,5–1,2 мм) и мел-
кая (менее 0,5 мм).
В качестве примера различий по крупности на рисунке 3 пред-
ставлен внешний вид разных по крупности фракций трепела.
Видно, что в пределах каждой фракции частицы трепела
выравнены по размеру.
Крупность определяли параллельно с выравненностью
путем просеивания навески трепела и определения его
остатков на ситах диаметром 4 мм; 3,5; 3; 2,5; 2; 1 мм и
проходу через сито диаметром 1 мм (фракционный состав).
Выравненность трепела определяли по сумме наибольших
остатков на двух смежных ситах.
Размер частиц трепела определяли, как средневзвешен-
ную величину. Отмечено, что предел вариации крупности
частиц разного вида значительный и равен 1,82±0,96 мм.
Данные определения фракционного состава, выравнен-
ности и размера частиц трепела приведены в таблице 2.
Анализ полученных данных показал следующее: количе-
ство остатков частиц на ситах и выравненность частиц тре-
пела зависит от его вида; наибольшую выравненность ча-
стиц имеют средний и мелкий трепел; частицы крупного и
среднего трепела близки по размерам (шаг варьирования
равен ±0,26 мм), что свидетельствует о том, что они будут
лучше смешиваться между собой и другими частицами до-
бавок, вносимых в удобрение.
Результаты определения показателей физических и фи-
зико-химических свойств разных фракций трепела пред-
ставлены в таблице 3.
Видно, что чем мельче частицы трепела, тем больше значе-
ния объемной массы и угла естественного откоса, меньше
плотность.
В основе положительного действия трепела на почву и жи-
вые организмы лежат следующие свойства: адсорбцион-
ные; ионообменные и другие действия.
Прочность трепела определяется влажностью. При воз-
действии на трепел воды прочностные характеристики
его снижаются. Изменения происходят нередко уже при
2% влажности. При влажности 35% прочность на сжатие
возрастает примерно в 2–3 раза, трепел становится пла-
стичным. Это физическое свойство затрудняет переработку
вещества. Трепел начинает активно налипать на рабочие
части машин (при очистке и сортировке замазывает от-
верстия сит). Вязкость и пластичность трепела нередко не
позволяют добывать его с нижних горизонтов.
Установлено, что влажность нативного трепела разных ме-
сторождений значительно различается и зависит от вре-
мени его добычи и глубины среза. Так, например, влажность
трепела месторождения «Стальное» колеблется от 20,7 до
68,4% [8, 10, 25].
Адсорбционную способность трепела определяли по ГОСТ
СССР 4453 на калориметре и при помощи градуировочного
графика, построенного по метиловому оранжевому. За эта-
лон по адсорбционной способности принята адсорбцион-
ная способность активированного угля, которая находится в
пределах 205–209 ед. Адсорбционная способность натив-
ного, крупного, среднего и мелкого трепела равна 168%, 187,
202 и 206% соответственно, предел вариации – 184±18,0%.
Отмечено, что значения адсорбционной способность угля
активированного, трепела среднего и мелкого практически
одинаковы, у крупного трепела меньше на 12%.
Водопоглощение и растворимость также являются важными
показателями качества трепела, как компонента удобрений.
Аналогичная тенденция выявлена и по изменению значе-
ний растворимости и водопоглощения различных фрак-
ций трепела. Для наглядности на рисунке 4 представлено
изменение показателей, характеризующие растворимость
и водопоглощение трепела.
Установлено, что мелкий трепел лучше и быстрее раство-
ряется. Видно, что мелкий трепел характеризуется неболь-
шими значениями индекса растворимости (1,18%) и ко-
эффициентов водопоглощения (57,4%). Данные значения
можно объяснить однородностью по крупности частиц и
их пористостью.
Итак, анализ результатов свидетельствует о том, что тре-
пел является адсорбентом и отлично растворяется в воде.
Однако нельзя игнорировать тот факт, что эти показатели
зависят о крупности и выравненности трепела. Учитывая
это, в дальнейшем при производстве удобрений добавле-
ние трепела позволит применять сырье (мелкодисперс-
ное), которое раньше не использовалось из-за отклоне-
ний по крупности.
Химические свойства трепела оценены содержанием общей
золы и золы нерастворимой в соляной кислоте, макро- и
микроэлементов (таблица 4). Видно, что трепел в независи-
мости от его крупности содержит практически одинаковое
содержание минеральных веществ, которое стремится к
90%. Лучшим компонентом по содержанию минеральных
веществ является трепел крупный.
Видно, что крупность трепела по элементному составу не
отличается. Общее количество макро- и микроэлементов
во всех исследуемых фракциях трепела практически оди-
наковое, и шаг их варьирования равен 0,97 г/кг.
Установлено также, что независимо от крупности в трепеле
в большом количестве содержится кальция, а в меньшем –
марганец, цинк и медь. Это позволит эффективно исполь-
зовать трепел на кислых почвах.
Таким образом, крупность трепела оказывает влияние на
адсорбционные свойства, растворимость и водопоглоще-
ние. Это следует учитывать при выборе вида удобрения.
Благодаря составу микро- и макроэлементов введение тре-
пела в минеральные удобрения обеспечит уменьшение под-
кисляющего воздействия нитрата аммония, пролонгирует
действие активного компонента удобрения за счет адсо-
рбционного связывания аммонийного азота и удержания
его в течение длительного времени и в связи с этим может
повыситься эффективность воздействия нитрата аммония
и снизится степень его вымывания почвенными водами.
Применение трепела в качестве добавки к удобрениям
обогатит почву различными элементами.