Вестник МГТУ, 2025, Т. 28, № 1.

Вестник МГТУ. 2025. Т. 28, № 1. С. 71-80. DOI: https://doi.org/10 .21443/1560-9278-2025-28-1-71-80 Степень удерживания бензиновых пленок фракциями разных размеров одного из образцов песка представлена на рис. 3. Подобных кривых удерживания эмульсий бензина и моторного масла получено большое количество, что позволило из значительного массива данных установить общие закономерности. 5? 80 ^ 70 60 50 40 30 20 10 0 Масса песка, г Рис. 3. Удерживание бензина образцами песка со средними размерами частиц: ▲ - 0,1825; • - 0,375; ■ - 0,75; ♦ - 1,5 мм Fig. 3. Retention o f gasoline by medium-sized sand samples: ▲ - 0.1825 mm; • - 0.375 mm; ■ - 0.75 mm; ♦ - 1.5 mm Для всех фракций песка эффективность удерживания бензина закономерно увеличивается с увеличением массы навесок (с высотой слоя) в фильтровальной колонке. На начальных участках некоторых изотерм степень удерживания имеет меньшие значения, но со временем все кривые выходят на некоторый завершающий участок, причем сходятся практически в одной точке. Вид изотерм показывает, что свойства поверхности минеральных частиц не располагают к росту толщины пленок на поверхности; такой вид характерен для мономолекулярного механизма заполнения твердой поверхности, когда важны энергетические свойства центров адсорбции. Присутствие следов углеводородов в фильтрате подтверждает ограниченность удерживания пленок и фрагментов на поверхности песчаных частиц. Предельные показатели по количеству бензина, удерживаемого слоем песка, и количество углеводородов в стоке свидетельствуют о неспособности песков полностью удерживать нефтепродукты. Анализируя механизм поверхностного процесса, можно предположить, что диполь-дипольное взаимодействие, как составляющая часть сил Ван-дер-Ваальса, практически отсутствует. Входящим в состав бензина низкомолекулярным углеводородам присуща низкая поляризуемость молекул. На поверхности зерен песка возникают неоднородные по полярности контакты, в которых доминируют диполи воды. Эмульсии моторного масла содержат более сложные по строению углеводороды; при этом значимость имеют специфические взаимодействия п-электронов ароматических колец с активными центрами поверхности песков. На наш взгляд, именно такие взаимодействия вносят весомый вклад в механизм процессов, происходящих на поверхности частиц песка в присутствии маслянистых нефтепродуктов. Это взаимодействие находит отражение в значениях эффективных констант Гамакера, имеющих для твердых фракций нефти в среде толуола и гексана на порядок меньшие значения по сравнению с константами Гамакера для кварца и корунда в среде воды, которые составляют 3,3 10-20 и (0,5 ^ 1,1)10-20 Дж соответственно (Ролдугин, 2011; Клындюк, 2011). При небольшом слое сорбента низкие значения степени удерживания у образца крупного песка, на наш взгляд, связаны с тем, что между частицами образуются каналы, по которым поток жидкости быстро перемещается вниз, лишь незначительно задерживаясь на поверхности. Со снижением размера зерен при формировании порового пространства упаковка частиц оказывается более плотной, присутствие каналов с вертикальной ориентацией исключено. Высокая однородность и равномерная зернистость песка изменяют режим прохождения жидкости, при котором длительность контакта обеспечивает углеводородным пленкам возможность прочнее закрепиться на мелких частицах. Увеличение высоты слоя фильтрующего материала приводит к частичной утрате доминирования геометрических параметров межзеренного пространства, расположение частиц даже более крупных размеров исключает полые каналы в упаковке. Выход на предельные значения эффективности (65-70 %), одинаковые для всех фракций песка, на наш взгляд, связан с кристаллохимическим составом песка. Долгосрочное тестирование песка через определенные промежутки времени позволит определить его способность удерживать маслянистые пленки и служить защитным барьером для нижних слоев. Натурные измерения показали, что толщина слоя песчаных отложений на многих участках Тажеранской степи составляет от 5 до 8 см. Нижележащие слои почвы со своими свойствами и функциями оказываются гарантировано защищенными от загрязнений, нефтяных пленок и розливов. 75