Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://conf.msu.ru/file/event/3383/eid3383_attach_1a6bf97c862505e8360fa641ae6232432eda129e.doc Дата изменения: Sun Nov 22 22:02:42 2015 Дата индексирования: Sun Apr 10 23:04:28 2016 Кодировка: koi8-r

ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА, СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ ПРИ АКТИВИЗАЦИИ
ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МИКРОБНОГО КОМПЛЕКСА
П.В.Иванов1, Н.А.Манучарова2, С.К.Николаева1
1 - кафедра инженерной и экологической геологии геологического факультета
МГУ имени М.В. Ломоносова
2 - кафедра биологии почв факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова

В условиях антропогенной нагрузки грунты подвержены техногенному
загрязнению различными веществами, в том числе, биофильными. Как правило,
загрязнение носит однократный характер (например, при прорыве коммуникаций,
разливах на поверхности грунта и т.п.). Поэтому интерес представляет
изучение изменения параметров микробного комплекса во времени после
однократного увлажнения образца питательным соединением («загрязнителем»).
В настоящей работе грунты увлажняли раствором глюкозы. Глюкоза -
наиболее простой и подходящий субстрат для большинства микроорганизмов. Во
многих случаях в несколько стадий происходит полное разложение внесенного
вещества с образованием углекислого газа, воды и органических молекул -
биомассы, ферментов, энергетических молекул. На каждой стадии формируются
промежуточные продукты метаболизма - органические кислоты, спирты и др.,
которые преобразуются на дальнейших стадиях [1], но могут также вступать во
взаимодействие с компонентами грунта, влияя на его состав, строение,
состояние и свойства.
Были изучены образцы песчано-глинистых грунтов, различного генезиса и
глубин залегания. Техногенные условно песчаные грунты отобраны с глубины
2,0-2,1 м на площадке строительства у ст. м. «Коломенская» и 4,0-4,1 м у
ст. м. «Каширская» в Москве. На территории Звенигородской биостанции
отобран аллювиальный суглинок с глубины 0,5-0,7 м. На площадке
строительства ст. м. «Окская» в Москве с глубин 36,0-38,0 м отобраны
образцы юрской глины. Грунты увлажнялись 0,1н раствором глюкозы в
количестве 0,1 мл на 1 г грунта, и далее по срокам определяли состав,
строение и свойства грунтов, а также активность дыхания микроорганизмов и
их биомассу. Для определения прочностных свойств из грунтов нарушенного
сложения изготавливали искусственно уплотненные образцы при влажности
оптимального уплотнения и нагрузке уплотнения 3 МПа и времени уплотнения 5
мин. Образцы хранились в эксикаторе над водой с плотно закрытой крышкой.
В ходе микробиологических процессов наибольшему изменению подвержены
смешанослойные иллит-смектитовые глинистые минералы. Наблюдается увеличение
числа смектитовых пакетов, вероятно, за счет выноса ионов К+ из межслоевого
пространства иллитовых слоев. При этом «чистые» иллит и смектит не
изменяются. Такая тенденция характерна для всех изученных грунтов.
Параллельно идет растворение кальцита и, возможно, гипса - в составе водной
вытяжки и суспензии на основе грунтов увеличивается содержание ионов Са2+,
НСО3-, а также SO42-. Известно, что в присутствии CO2 (который активно
выделяется при микробном разложении глюкозы) увеличивается растворимость
карбонатов. При уменьшении микробиологической активности наблюдается
уменьшение содержания ионов кальция в суспензии и вытяжке, возможно,
происходит осаждение кальцита в виде аморфной фазы, поскольку
кристаллические новообразования не отмечаются на дифрактограммах. Вероятна
так же фиксация ионов Са2+ в межслоевом пространстве смектитов.
В микроаэрофильных условиях (затрудненный доступ кислорода и высокая
влажность) отмечается агрегация частиц в крупные (>0.25 мм) агрегаты,
причем часть из них распадается при уменьшении микробиологической
активности. Вероятно, эти агрегаты связаны через клетки бактерий и мицелий
микрогрибов.
Прочность на одноосное сжатие контрольных образцов (с дистиллированной
водой) после 14 суток хранения заметно увеличивается. Вероятно, это связано
с формированием новых структурных связей. Прочность образцов на основе
грунтов с раствором глюкозы снижается на 25-30% относительно контрольных в
период максимальной микробиологической активности (4-7 сутки). Возможно,
это связано с формированием весьма слабых биогенных структурных связей
(через клетки организмов и крупные органические молекулы), а также с
увеличением порового давления за счет эмиссии углекислого газа при дыхании
микроорганизмов. В дальнейшем так же наблюдается упрочнение грунтов, причем
оно происходит быстрее, чем у контрольных образцов. Это можно объяснить
преобразованием биогенных структурных связей в результате разложения
вещества отмерших клеток и органических продуктов метаболизма бактерий при
снижении микробиологической активности, а также осаждением биоцемента,
например, карбонатов.
Список литературы:
1. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую
микробиологию: Учебное пособие. М.: Книжный дом «Университет»,
2001. - 256 с.