Исследовано влияние различных условий механообработки на изменения в составе и антиоксидантную активность полисахаридных фракций мха Sphagnum fuscum и сфагнового верхового торфа. Показано, что проведение механохимической обработки изменяет состав полисахаридных фракций мха и торфа, а антиоксидантная активность полисахаридов определяется содержанием в них оксиареновых агликонов.

Исследовано влияние механохимического воздействия в планетарной мельнице в присутствии целлюлозолитического фермента и щелочи на состав водорастворимой полисахаридной фракции верхового сфагнового торфа. В результате механохимических превращений полисахаридов меняются их выдох, степень полидисперсности, молекулярная масса и оптическая плотность. Механохимическая обработка влияет на моносахаридный состав водорастворимых фракций торфа.

Исследована коагулирующая способность гуминовых кислот (ГК) верхового торфа после его механоактивации. Изучено влияние концентрации ГК и способа их выделения из торфа на обратимую агрегацию эритроцитов крови. Обнаружены зависимости прочности агрегатов эритроцитов и периода их агрегации от концентрации и состава ГК.

Исследован групповой состав и определены физико-химические характеристики верхового торфа, модифицированного методом механоактивации. Показано, что предварительная механоактивация торфа, в том числе в присутствии оксигидроксида железа, улучшает его характеристики как нефтяного сорбента и сорбента тяжелых металлов.

Показано влияние динамики роста гетеротрофов на состав и свойства липидов торфа. Результат микробиологических процессов - значительное изменение количества водорастворимых фракций полисахаридов и полифенолов. В различных условиях проведения модельного эксперимента содержание липидов практически не изменяется. При этом наблюдается увеличение концентрации алканов и антиоксидантной активности липидов. Накопление антиоксидантов и увеличение количества хризе-нов в липидах подтверждает роль микробиологического фактора в происхождении углеводородов.

Изучены влияние окислительно-восстановительных условий механоактивации торфа на структурные превращения гуминовых кислот и их адсорбционные свойства по отношению к ионам меди. Для оценки изменений в составе гуминовых кислот после механоактивации торфа и их взаимодействия с сульфатом меди использованы методы ИК- и ЯМР-13 С-спектроскопии и фотоколориметрический метод для определения степени адсорбции ионов меди гуминовыми кислотами.

Приведены исследования состава ароматических углеводородов в липидах торфов различной степени преобразования. Показаны химические превращения моно-, би-, три- и тетрациклических ароматических соединений при механохимическом воздействии на торф.

В книге обобщены результаты многолетних комплексных исследований водно-физических и структурно-механических свойств торфа и торфяных залежей, даются современные представления об их водных и физико-механических свойствах, особенностях структуры. Большое внимание уделено методам, приборам и устройствам для изучения физических и структурно-механических свойств торфа. Приведены результаты исследований фильтрации воды в торфе, его пористой структуры, реологических, прочностных и деформационных свойств. Раскрываются закономерности механического обезвоживания, структурной прочности, изменений фильтрационно-компрессорных характеристик в зависимости от природы торфа, его состава и физических свойств. Рассчитана на научных сотрудников, инженерно-технических работников, занимающихся изучением, добычей и обезвоживанием торфа, будет полезна аспирантам и студентам соответствующих специальностей.

Детально изучены два торфяных разреза олиготрофного грядово-озерного комплекса южнотаежного болота Иксинского. Выполнены анализы ботанического состава, степени разложения, зольности и плотности торфа, численности диатомовых водорослей. Датированы 14 проб торфа. Проведена реконструкция фитоценозов и водных режимов. Предложена методика повышения качества хронологии торфонакопления с учетом его перерывов, использованием скорости аккумуляции торф соседних слоев-аналогов, радиоуглеродных дат-аналогов, синхронизации торфяных разрезов по сходным стадиям водного режима. На основе системно-эволюционного методического подхода и индикаторов палеокриогенных процессов обнаружены многочисленные нарушения эндогенного развития, обусловленные совместным влиянием континентального климата и значительной дифференциации микрорельефа минерального дна, сложенного карбонатными суглинками. Выявлено формирование комплексности и гетеротрофности уже на стадии заболачивания; частые (вековые и внутривековые) резкие смены растительных сообществ и водного режима, значительные колебания уровней болотных вод; псевдоинверсии на более минеротрофную стадия развития; длительное сохранение комплексности; типовое и фитоценотическое разнообразие комплексов; преобладание топяных и топяно-озерных комплексов; блоковый характер торфонакопления, неоднократные перерывы в аккумуляции торфа из-за формирования вторичных озер во влажные потепления, многолетнемерзлых бугров пучения в сухие похолодания, вторичных термокарстовых озер в периоды последующих потеплений. Отмечено преобладание климатические обусловленных стадий развития, многократное влияние палеокриогенных процессов, максимальное влияние на функциональное состояние болот холодных сухих и влажных периодов. Это подтверждает наличие в лесной зоне Западной Сибири, наряду с эндогенным типом болотообразовательного процесса, регионального, климатически обусловленного типа. Чуткий отклик изученного типа комплекса позволяет создавать высокоразрешающие реконструкции и прогнозы как функционального состояния болот, так и климата.

Показана возможность осуществления твердофазных механохимических реакций в торфах, приводящих к уменьшению размера частиц и образованию микрокомпозитов. Механическое воздействие в виброцентробежной мельнице в присутствии щелочи и целлюлозолитического фермента изменяет количественное содержание, физические, химические свойства и реакционную активность основных компонентов торфов.

Показана возможность изменения выходов, состава и свойств гуминовых кислот верхового и низинного торфов после механоактивации в присутствии твердой щелочи и целлюлозолитического фермента.

Проведен количественный анализ содержания антиоксидантов в биопродуцентах различного эволюционного уровня, современных субаквальных и субаэральных осадках Западной и Восточной Сибири, древних породах и нефтях. Рассчитаны геохимические параметры, характеризующие фациальную обстановку захоронения органического вещества на ранних стадиях диагенеза и степень катагенной или гипергенной превращенности углеводородных систем в литогенезе. Установлено, что антиоксиданты наследуются осадочным ОВ, новообразуются в результате деятельности микроорганизмов и поступают с терригенным органическим материалом.

Исследованы изменения в составе липидов разных видов торфов и их антиоксидантные свойства после механохимической обработки. Показано, что механическое воздействие на торф приводит к увеличению общего количества антиоксидантных групп с различной реакционной способностью, что связано с изменением структуры липидов. Процесс хранения липидов также усиливает их антиоксидантные свойства за счет образования новых ассоциативных центров ингибирования.

Показано, что при механоактивации торфа в структуре фульвокислот происходит перестройка, связанная с изменением количества функциональных групп в их составе: увеличивается количество кислородсодержащих групп и незамещенных алифатических структур. Карбоксильные группы при ароматическом кольце фульвокислот являются наиболее реакционноспособными, что определяет их роль в сорбционных и детоксицирующих процессах.

Изучено влияние механохимической активации лечебной грязи в планетарной мельнице АГО-2 на степень диспергирования, выход свободных липидов и содержание в них b-каротина и антиоксидантов. Показано, что после механохимической активации органоминерального сырья в планетарной мельнице в присутствии ортофосфорной кислоты количество экстрагируемых свободных липидов существенно увеличивается за счет высвобождения части связанных липидов. Установлено повышение содержания в липидах b-каротина и антиоксидантов.

Исследовано влияние гуминовых препаратов, полученных из торфов, на процесс электровосстановления кислорода с целбю разработки способа оценки их каталитической активности.

Приведены результаты исследования химических свойств и биологической активности гуминовых стимуляторов роста растений. Предложен критерий оценки биологической активности препаратов по их химическим свойствам. Полученные результаты подтверждаются данными биологических тестов.

Спектральными методами установлены структурные особенности гуминоподобных веществ в растениях на стадии отмирания, гуминовых кислот в гумифицированных в течение 2 лет растениях-торфообразователях и нативных торфах на отрогах Васюганского болота. С увеличением степени гумификации возрастают полидисперсность и оптическая плотность гуминовых кислот, в их химическом составе увеличивается содержание ароматического и карбонилсодержащего углерода.

Для оценки участия микрофлоры в процессах трансформации органического вещества в современных отложения болот был проведен эксперимент по стимулированному микробному окислению низинного торфа аборигенной микрофлорой. В составе битуминозных компонентов микрофлоры были идентифицированы эфиры карбоновых н-кислот, трифенилфосфаты, С14-С31 н-алканы, сквален, метилдегидроабиетат, стероиды, а также пентациклические терпеноиды с преобладанием ненасыщенных структур преимущественно со спиртовыми группами. Показано, что в результате биодеградации в торфе значительно снизились абсолютные концентрации всех идентифицированных групп органических соединений. В составе н-алканов торфа возросло относительное содержание высокомолекулярных (С27-С34) и доминирующих в бактериях С16-С20-гомологов. Стероиды и пентациклические тритерпеноиды обогатились ненасыщенными структурами и соединениями со спиртовыми группами. В составе ациклических соединений исчезли альдегиды. Резко возросла доля производных пальмитиновой кислоты среди метиловых эфиров и изопреноидных структур среди алканонов.

Изучены сингенетические ледяные и ледогрунтовые жилы, а также сезонно- и мёрзлые отложения на севере Гыданского полуострова. Включение сегрегационного льда в состав полигонально-жильного проходило в период сингенетического промерзания осадков второй террасы на севере Гыдана в динамичной озёрно-аллювиальной обстановке и связано с неравномерным проявлением термокарста во второй половине сартанского периода и в голоцене.

Изучено изменение состава органической части бурого угля при механической обработке в условиях повышенных температур (80-200°С). Механообработка (МО) угля проведена на установке АГО-2 в среде аргона. Для поддержания заданной температуры в ходе проведения эксперимента использован термостат ВТ8-2. На основании анализа ИК-спектров показано, что в процессе механообработки (вне зависимости от температуры) происходят превращения в составе алифатических углеводородов. Механообработка угля при 80-200 оС сопровождается выделением метана и этана при 200°С. С ростом температуры механообработки до 160 оС увеличивается выход хлороформенного битумоида из угля. Заметная деструкция углеводородов начинается с температуры механообработки 200°С.

В обзоре приведены наиболее интересные из описанных в литературе сведений по разработке сорбентов на основе торфа и возможностям их практического применения для очистки загрязненных сред от нефти и нефтепродуктов, металлов, поверхностно-активных веществ и др. Торф является дешевым, доступным и эффективным сорбентом широкого ряда загрязнителей биосферы. Он может использоваться как самостоятельно, так и в составе комбинированных сорбентов и композиционных материалов комплексного действия.

Проанализирован состав алканов, углеводородов (УВ) ряда гопана, олеанана, абиетана и их производных, алкилбензолов, нафталинов, фенантренов, тетра-, пента- и гексациклических ароматических УВ в торфах верхового и низинного участков болота, расположенного на юге Западной Сибири и удаленного от возможных источников техногенного загрязнения. Обнаруженные различия в составе и содержании отдельных соединений могут быть обусловлены видовым составом биопродуцентов (мхи, бактерии, цветковые и хвойные растерия), условиями захоронения органического вещества, гидродинамическим режимом залежей торфов и частыми пожарами на одном из участков.

Исследованы кислотно-основные свойства исходных и модифицированных гуминовых кислот верхового торфа. Установлено, что после механоактивации торфа кислотные свойства препаратов гуминовых кислот усиливаются для СnСООН-групп и ослабляются для ArCOOH-групп. Рассчитаны энергии диссоциации и степени диссоциации кислых ионогенных групп. Изучены детоксицирующие свойства модифицированных препаратов гуминовых кислот по отношению к фунгициду тебуконазолу.

ошд?пфызучено влияние типа экстрагента на выход липидов в зависимости от влажности торфа. Максимальный выход липидов отмечен при экстракции смесью метил-трет-бутилового эфира и этанола в соотношении 1:1. Показано, что применение смеси растворителей этилацетат:этанол или метил-трет-бутиловый эфир:этанол приводит к снижению кислотного и перекисного чисел липидов независимо от влажности торфа. Антиоксидантная активность липидов усиливается с повышением влажности торфа.

Изучен состав липидов верховых и низинного торфов, сформированных в трех болотах юга Томской области. Выявлены особенности молекулярного состава и распределения углеводородов, включая н-алканы, алкены, моно-, би-, три- и тетрациклические ароматические структуры, би-, три- и пентациклические терпаны и терпены, а также кислородорганические соединения, такие как жирные кислоты, их эфиры, н- и изоалканоны, токоферолы, стероиды, терпеноиды, дибензо- и бензонафтофураны. По совокупности полученных данных наиболее вероятными причинами различий в наборе и количестве отдельных органических соединений в исследованных торфах являются состав торфообразующей растительности, а также водный и водно-минеральный режимы питания болот.

Показана возможность получения новых видов сорбентов на основе торфа, механоактивированного в присутствии отходов водоочистки, обладающих высокими сорбционными свойствами. Установлено, что адсорбция индикатора метонилового желтого торфяными сорбентами значительно ниже адсорбции индикатора метиленового синего, что обусловлено различиями в кислотно-основных свойствах этих индикаторов и в природе взаимодействующих с ними активных центров на поверности торфа. Процессы взаимодействия модифицированных сорбентов с органическими загрязнителями носят комплексный характер, включающий в себя гидрофобное связывание и донорно-акцепторные взаимодействия.

Исследованы адсорбционные свойства торфа, модифицированного методом механоактивации в присутствии оксигидроксида железа. По результатам определения адсорбционной активности и микрокалориметрических исследований установлено, что при взаимодействии модифицированных торфяных сорбентов с органическим модельным веществом и водными растворами солей металлов преобладают процессыфизической сорбции. Показана возможность получения новых видов сорбентов на основе торфа, маханоактивированного в присутствии отходов водоочистки, обладающих высокими сорбционными свойствами.

Приведены результаты комплексного палеоэкологического исследования грядово-мочажинного болотного комплекса на территории южной тайги Западной Сибири на примере двух разрезов "Мочажина" и "Гряда". Особое внимание уделено обнаружению климатических воздействий на формирование торфяных залежей в голоцене.