geolmsuВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 4. ГЕОЛОГИЯMoscow University Bulletin. Series 4. Geology0579-9406Издательский Дом МГУ10.55959/MSU0579-9406-4-2026-65-2-70-79geolmsu-906Research ArticleСтатьиЭкспериментальное моделирование искусственных геохимических барьеров: некоторые проблемы и их решенияExperimental modeling of artificial geochemical barriers: some problems and their solutionsСавенкоА. В.SavenkoA. V.

Алла Витальевна Савенко 

Москва

Alla V. Savenko 

Moscow 

alla_savenko@rambler.ruСавенкоВ. С.SavenkoV. S.

Виталий Савельевич Савенко 

Москва

Vitaly S. Savenko 

Moscow 

vitaly_savenko@rambler.ruМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation2026130520266527079Copyright © Савенко А.В., Савенко В.С., 20262026Савенко А.В., Савенко В.С.Savenko A.V., Savenko V.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.geol.msu.ru/jour/article/view/906

Обсуждаются ключевые проблемы экспериментального моделирования природоподобных технологий геохимической мелиорации на основе искусственных геохимических барьеров. Рассмотрены особенности и затруднения экспериментального моделирования процессов осаждения–растворения твердых фаз, сорбции–десорбции, комплексообразования и изотопного обмена, которые могут быть использованы при создании искусственных геохимических барьеров, и намечены способы преодоления возникающих сложностей.

The key problems in experimental modeling of natural-like technologies for geochemical remediation based on artificial geochemical barriers were discussed. The features and difficulties of experimental modeling of the processes of solid phases precipitation–dissolution, sorption–desorption, complex formation, and isotope exchange, which can be used in the creation of artificial geochemical barriers, were considered, and methods for overcoming the arising difficulties were outlined.

искусственные геохимические барьерыэкспериментальное моделированиегеохимическая мелиорацияокружающая средаartificial geochemical barriersexperimental modelinggeochemical remediationenvironmentИсследование выполнено в рамках государственного задания по темам НИР кафедры гидрологии суши и лаборатории экспериментальной геохимии МГУ, рег. номера 121051400038-1 и 121071200143-2.ReferencesАвцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека (этиология, классификация, органопатология). М.: Медицина, 1991. 496 с.Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека (этиология, классификация, органопатология). М.: Медицина, 1991. 496 с.Горбунов Н.И., Щурина Г.Н. Значение химического состава, дисперсности и структуры минералов для поглощения фосфатов // Почвоведение. 1970. № 12. С. 142–153.Горбунов Н.И., Щурина Г.Н. Значение химического состава, дисперсности и структуры минералов для поглощения фосфатов // Почвоведение. 1970. № 12. С. 142–153.Горностаева Е.А., Фукс С.Л. Влияние фторсодержащих соединений на живые организмы (обзор) // Теоретическая и прикладная экология. 2017. № 1. С. 14–24.Горностаева Е.А., Фукс С.Л. Влияние фторсодержащих соединений на живые организмы (обзор) // Теоретическая и прикладная экология. 2017. № 1. С. 14–24.Жариков В.А., Сергеев В.И., Шимко Т.Г. и др. Использование природных и искусственных геохимических барьеров для предотвращения антропогенного загрязнения окружающей среды: эксперимент и практика // Глобальные изменения природной среды–2001. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. С. 333–340.Жариков В.А., Сергеев В.И., Шимко Т.Г. и др. Использование природных и искусственных геохимических барьеров для предотвращения антропогенного загрязнения окружающей среды: эксперимент и практика // Глобальные изменения природной среды–2001. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. С. 333–340.Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов. М.: Химия, 1973. 224 с.Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов. М.: Химия, 1973. 224 с.Королев В.А. Очистка грунтов от загрязнений. М.: Наука, 2001. 365 с.Королев В.А. Очистка грунтов от загрязнений. М.: Наука, 2001. 365 с.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989. 448 с.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989. 448 с.Мельник Ю.П. Термодинамические константы для анализа условий образования железных руд. Киев: Наукова думка, 1972. 195 с.Мельник Ю.П. Термодинамические константы для анализа условий образования железных руд. Киев: Наукова думка, 1972. 195 с.Перельман А.И., Борисенко Е.Н., Мырлян Н.Ф., Тентюков М.П. Техногенные геохимические барьеры // Геохимия техногенных процессов. М.: Наука, 1990. С. 14–26.Перельман А.И., Борисенко Е.Н., Мырлян Н.Ф., Тентюков М.П. Техногенные геохимические барьеры // Геохимия техногенных процессов. М.: Наука, 1990. С. 14–26.Покровский О.С., Савенко В.С. Взаимодействие нестехиометрических окислов марганца с водными растворами: растворимость и редокс равновесия // Геохимия. 1995. № 2. С. 239–250.Покровский О.С., Савенко В.С. Взаимодействие нестехиометрических окислов марганца с водными растворами: растворимость и редокс равновесия // Геохимия. 1995. № 2. С. 239–250.Савенко А.В. Растворимость UO2HPO4 в морской воде // Радиохимия. 2006. Т. 48, № 1. С. 150–152.Савенко А.В. Растворимость UO2HPO4 в морской воде // Радиохимия. 2006. Т. 48, № 1. С. 150–152.Савенко А.В. Комплексообразовательно-осадительные геохимические барьеры // Докл. Акад. наук. 2017. Т. 472, № 5. С. 572–575.Савенко А.В. Комплексообразовательно-осадительные геохимические барьеры // Докл. Акад. наук. 2017. Т. 472, № 5. С. 572–575.Савенко А.В. Закономерности низкотемпературной фосфатизации силикатов // Докл. Акад. наук. 2018. Т. 478, № 1. С. 86–89.Савенко А.В. Закономерности низкотемпературной фосфатизации силикатов // Докл. Акад. наук. 2018. Т. 478, № 1. С. 86–89.Савенко А.В. Экспериментальное изучение фосфатизации силикатов в условиях зоны гипергенеза (роговая обманка, ортоклаз, лабрадор) // Геохимия. 2019. Т. 64, № 6. С. 658–663.Савенко А.В. Экспериментальное изучение фосфатизации силикатов в условиях зоны гипергенеза (роговая обманка, ортоклаз, лабрадор) // Геохимия. 2019. Т. 64, № 6. С. 658–663.Савенко А.В., Савенко В.С. О возможности использования изотопного обмена для удаления радиоизотопов из жидких радиоактивных отходов // Наукоемкие технологии. 2016. Т. 17, № 5. С. 74–76.Савенко А.В., Савенко В.С. О возможности использования изотопного обмена для удаления радиоизотопов из жидких радиоактивных отходов // Наукоемкие технологии. 2016. Т. 17, № 5. С. 74–76.Савенко А.В., Савенко В.С. Перспективы использования геохимических барьеров на основе глинистых минералов для оптимизации содержания фтора в природных и сточных водах // Наукоемкие технологии. 2020. Т. 21, № 2–3. С. 88–94.Савенко А.В., Савенко В.С. Перспективы использования геохимических барьеров на основе глинистых минералов для оптимизации содержания фтора в природных и сточных водах // Наукоемкие технологии. 2020. Т. 21, № 2–3. С. 88–94.Савенко В.С. Поверхностное натяжение и избыточная свободная энергия тонкодисперсных минералов // Геохимия. 1987. № 11. С. 1628–1636.Савенко В.С. Поверхностное натяжение и избыточная свободная энергия тонкодисперсных минералов // Геохимия. 1987. № 11. С. 1628–1636.Савенко В.С. Физико-химический анализ процессов формирования железомарганцевых конкреций в океане. М.: ГЕОС, 2004. 156 с.Савенко В.С. Физико-химический анализ процессов формирования железомарганцевых конкреций в океане. М.: ГЕОС, 2004. 156 с.Савенко В.С., Ерофеева Е.А. О механизме сорбции фосфатов на гидроксиде железа // Водные ресурсы. 1999. Т. 26, № 3. С. 353–355.Савенко В.С., Ерофеева Е.А. О механизме сорбции фосфатов на гидроксиде железа // Водные ресурсы. 1999. Т. 26, № 3. С. 353–355.Савенко В.С., Савенко А.В. Экспериментальные методы изучения низкотемпературных геохимических процессов. М.: ГЕОС, 2009. 303 с.Савенко В.С., Савенко А.В. Экспериментальные методы изучения низкотемпературных геохимических процессов. М.: ГЕОС, 2009. 303 с.Савенко В.С., Шаталов И.А. Растворимость атакамита и физико-химическое состояние меди в морской воде // Геохимия. 1998. № 8. С. 842–847.Савенко В.С., Шаталов И.А. Растворимость атакамита и физико-химическое состояние меди в морской воде // Геохимия. 1998. № 8. С. 842–847.Савенко В.С., Шаталов И.А. Растворимость гидроцинкита и физико-химическое состояние цинка в морской воде // Геохимия. 1999. № 10. С. 1134–1136.Савенко В.С., Шаталов И.А. Растворимость гидроцинкита и физико-химическое состояние цинка в морской воде // Геохимия. 1999. № 10. С. 1134–1136.Савенко В.С., Шаталов И.А. Растворимость минералов и формы нахождения свинца в морской воде // Океанология. 2000. Т. 40, № 4. С. 527–534.Савенко В.С., Шаталов И.А. Растворимость минералов и формы нахождения свинца в морской воде // Океанология. 2000. Т. 40, № 4. С. 527–534.Сергеев В.И., Шимко Т.Г., Кулешова М.Л. и др. Количественная оценка грунтовой толщи как геохимического барьера // Геохимические барьеры в зоне гипергенеза. M.: Изд-во Моск. ун-та, 2002. С. 334–346.Сергеев В.И., Шимко Т.Г., Кулешова М.Л. и др. Количественная оценка грунтовой толщи как геохимического барьера // Геохимические барьеры в зоне гипергенеза. M.: Изд-во Моск. ун-та, 2002. С. 334–346.Супаташвили Г.Д., Шарова И.А., Голиадзе Н.С. Роль сорбционных процессов в межфазном распределении меди в природных водах // Литология и полезные ископаемые. 1977. № 6. С. 99–104.Супаташвили Г.Д., Шарова И.А., Голиадзе Н.С. Роль сорбционных процессов в межфазном распределении меди в природных водах // Литология и полезные ископаемые. 1977. № 6. С. 99–104.Тихомиров В.Н. Исследования состояния и сорбционного поведения металлов на границе вода–дно методом меченых атомов // Железо-марганцевые конкреции центральной части Тихого океана. М.: Наука, 1986. С. 270–283.Тихомиров В.Н. Исследования состояния и сорбционного поведения металлов на границе вода–дно методом меченых атомов // Железо-марганцевые конкреции центральной части Тихого океана. М.: Наука, 1986. С. 270–283.Хамский Е.В. Кристаллизация в химической промышленности. М.: Химия, 1979. 343 с.Хамский Е.В. Кристаллизация в химической промышленности. М.: Химия, 1979. 343 с.Faisal A.A.H., Sulaymon A.H., Khaliefa Q.M. A review of permeable reactive barrier as passive sustainable technology for groundwater remediation // Int. J. Environ. Sci. Technol. 2018. Vol. 15, № 5. P. 1123–1138.Faisal A.A.H., Sulaymon A.H., Khaliefa Q.M. A review of permeable reactive barrier as passive sustainable technology for groundwater remediation // Int. J. Environ. Sci. Technol. 2018. Vol. 15, № 5. P. 1123–1138.Feenstra T.P., de Bruyn P.L. The Ostwald rule of stages in precipitation from highly supersaturated solution: A model and its application to the formation of the nonstoichiometric amorphous calcium phosphate precursor phase // J. Colloid and Interface Sci. 1981. Vol. 84. P. 66–72.Feenstra T.P., de Bruyn P.L. The Ostwald rule of stages in precipitation from highly supersaturated solution: A model and its application to the formation of the nonstoichiometric amorphous calcium phosphate precursor phase // J. Colloid and Interface Sci. 1981. Vol. 84. P. 66–72.Michard M.G. Depot de traces de manganese par oxydation // C.R. Acad. Sci. Paris. 1969. Vol. 269. Ser. D. № 19. P. 1811–1814.Michard M.G. Depot de traces de manganese par oxydation // C.R. Acad. Sci. Paris. 1969. Vol. 269. Ser. D. № 19. P. 1811–1814.Golubev S.V., Pokrovsky O.S., Savenko V.S. Unseeded precipitation of calcium and magnesium phosphate from modified seawater solutions // J. of Crystal Growth. 1999. Vol. 205, № 3. P. 354–360.Golubev S.V., Pokrovsky O.S., Savenko V.S. Unseeded precipitation of calcium and magnesium phosphate from modified seawater solutions // J. of Crystal Growth. 1999. Vol. 205, № 3. P. 354–360.Naftz D.L., Morrison S.J., Fuller C.C., Davis J.A. Handbook of Groundwater Remediation Using Permeable Reactive Barriers: Applications to Radionuclides, Trace Metals, and Nutrients. Amsterdam ets.: Academic Press, 2002. 565 p.Naftz D.L., Morrison S.J., Fuller C.C., Davis J.A. Handbook of Groundwater Remediation Using Permeable Reactive Barriers: Applications to Radionuclides, Trace Metals, and Nutrients. Amsterdam ets.: Academic Press, 2002. 565 p.Powell R.M., Puls R.W., Blowes D.W., et al. Permeable Reactive Barrier Technologies for Contaminant Remediation. Washington: U.S. Environmental Protection Agency, 1998. EPA/600/R-98/125. 101 p.Powell R.M., Puls R.W., Blowes D.W., et al. Permeable Reactive Barrier Technologies for Contaminant Remediation. Washington: U.S. Environmental Protection Agency, 1998. EPA/600/R-98/125. 101 p.Rajan S.S.S. Phosphate adsorption and the displacement of structural silicon in an allophane clay // J. Soil Sci. 1975. Vol. 26, № 3. P. 250–256.Rajan S.S.S. Phosphate adsorption and the displacement of structural silicon in an allophane clay // J. Soil Sci. 1975. Vol. 26, № 3. P. 250–256.Rajan S.S.S., Fox R.L. Phosphate adsorption by soils: II. Reactions in tropical acid soils // Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 1975. Vol. 39, № 5. P. 846–851.Rajan S.S.S., Fox R.L. Phosphate adsorption by soils: II. Reactions in tropical acid soils // Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 1975. Vol. 39, № 5. P. 846–851.Rajan S.S.S., Perrott K.W. Phosphate adsorption by synthetic amorphous aluminosilicates // J. Soil Sci. 1975. Vol. 26, № 3. P. 257–266.Rajan S.S.S., Perrott K.W. Phosphate adsorption by synthetic amorphous aluminosilicates // J. Soil Sci. 1975. Vol. 26, № 3. P. 257–266.Reifenberg A., Buckwold S.J. The release of silica from soils by the orthophosphate anion // J. Soil Sci. 1954. Vol. 5, № 1. Р. 106–115.Reifenberg A., Buckwold S.J. The release of silica from soils by the orthophosphate anion // J. Soil Sci. 1954. Vol. 5, № 1. Р. 106–115.Roehl K.E., Meggyes T., Simon F.G., Stewart D.I. Long-term Performance of Permeable Reactive Barriers. Amsterdam ets.: Elsevier, 2005. 244 p.Roehl K.E., Meggyes T., Simon F.G., Stewart D.I. Long-term Performance of Permeable Reactive Barriers. Amsterdam ets.: Elsevier, 2005. 244 p.Rowe R.K., Quigley R.M., Brachman R.W.I., Booker J.R. Barrier Systems for Waste Disposal Facilities (Second Edition). London ets.: Taylor & Francis, 2004. 600 p.Rowe R.K., Quigley R.M., Brachman R.W.I., Booker J.R. Barrier Systems for Waste Disposal Facilities (Second Edition). London ets.: Taylor & Francis, 2004. 600 p.Swain H.A., Lee C., Rozelle R.B. Determination of the solubility of manganese hydroxide and manganese dioxide at 25 °C by atomic absorption spectrometry // Analyt. Chem. 1975. Vol. 47, № 7. P. 1135–1137.Swain H.A., Lee C., Rozelle R.B. Determination of the solubility of manganese hydroxide and manganese dioxide at 25 °C by atomic absorption spectrometry // Analyt. Chem. 1975. Vol. 47, № 7. P. 1135–1137.Takematsu N., Sato Y., Okabe S. The formation of todorokite and birnessite in sea water pumped from under ground // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1984. Vol. 48, № 5. P. 1099–1106.Takematsu N., Sato Y., Okabe S. The formation of todorokite and birnessite in sea water pumped from under ground // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1984. Vol. 48, № 5. P. 1099–1106.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.