Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)

Для цитирования:

Филиппов В. М., Шигаев В. Ю. Необратимые электрохимические и фазовые преобразования в дисперсных геологических средах: диагностика на основе динамики электрофизических и электрохимических параметров // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2026. Т. 26, вып. 3. С. 269-282. DOI: 10.18500/1816-9775-2026-26-3-269-282, EDN: ERBPXC

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 22)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Химия
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
550.83:544.6
DOI: 
10.18500/1816-9775-2026-26-3-269-282
EDN: 
ERBPXC

Необратимые электрохимические и фазовые преобразования в дисперсных геологических средах: диагностика на основе динамики электрофизических и электрохимических параметров

Авторы: 
Филиппов Всеволод Михайлович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Шигаев Виталий Юрьевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Разработан новый подход к диагностике необратимых преобразований в дисперсных средах, основанный на анализе лабильности их электрохимических параметров при воздействии постоянного тока. В отличие от традиционных методов, анализирующих равновесные состояния, данная методика использует характеристики неравновесных процессов. Исследования на модельных объектах (горючих сланцах, фосфогипсе, песчано-глинистых породах) позволили выявить диагностические критерии лабильности, включающие кинетические, структурно-резистивные и фазовые показатели. Установлены закономерности связи между характером лабильности и типами преобразований: от обратимых ионообменных процессов в песчано-глинистых породах до глубоких необратимых фазовых изменений в сланцах и фосфогипсе. Разработанный алгоритм позволяет оценивать глубину и необратимость трансформации дисперсных материалов для решения прикладных задач в области недропользования, экологического мониторинга и ремедиации.

Ключевые слова: 
дисперсные геологические среды
электрохимическая лабильность
необратимые фазовые преобразования
удельное электрическое сопротивление
редокс-потенциал
электрохимическая диагностика
Список источников: 

  1. Королев В. А. Электрохимическая очистка грунтов от экотоксикантов: итоги и перспективы // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. 2008. № 1. С. 13–20.

  2. Простов С. М., Демьянов В. В., Покатилов А. В. Техническое обеспечение технологии электрохимического закрепления влагонасыщенных глинистых грунтов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2006. № 3. С. 18–22.

  3. Заднепровский Р. П. Условия наибольшей эффективности воздействия электромагнитных полей на изменение свойств воднодисперсных материалов // Актуальные вопросы науки и техники : сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции (Самара, 7 апреля 2015 г.). Самара : Инновационный центр развития образования и науки, 2015. С. 174–180.

  4. Yeung A. T., Gu Y. Y. A review on techniques to enhance electrochemical remediation of contaminated soils // Journal of Hazardous Materials. 2011. Vol. 195, № 52. P. 11–29. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.08.047

  5. Burgess D. J. Physical stability of dispersed systems // Injectable Dispersed Systems: Processing and Performance / ed. D. J. Burgess. CRC Press, 2005. P. 1–37. https://doi.org/10.1201/9780849350610.sec1

  6. Hiemenz P. C. Principles of Colloid and Surface Chemistry. New York : Marcel Dekker, 1986. 815 p.

  7. Stumm W., Huang C. P., Jenkins S. R. Specific Chemical Interaction Affecting the Stability of Dispersed Systems // Croatica Chemica Acta. 1970. Vol. 42, № 2. P. 223–245.

  8. Revil A., Glover P. W. J. Nature of surface electrical conductivity in sandstones, and clays // Geophysical Research Letters. 1998. Vol. 25, № 5. P. 691–695. https://doi.org/10.1029/98GL00296

  9. Ivanova L. V., Muminov R. S., Primerova O. V. Influence of polyalkenyl succinimides on the stability of petroleum dispersed systems // Third International Scientific and Practical Symposium on Materials Science and Technologies (MST-III 2023). 2024. Vol. 12986. Art. 129860H. https://doi.org/10.1117/12.3016634

  10. Филиппов В. М., Шигаев В. Ю., Иванов А. В. К вопросу оценки металлоносности кашпирских сланцев (Самарская область) по линейным геохимическим спектрам // Жизнь Земли. 2025. Т. 47, № 3. С. 359–373. https://doi.org/10.29003/m4741.0514-7468.2025_47_3/359-373

  11. Шигаев В. Ю., Шелепов Д. А., Хохлов А. Е., Меренов И. А. Исследование электрокинетических и электрохимических явлений в фосфогипсе при решении геоэкологических задач // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2021. № 2. С. 75–85. https://doi.org/10.31857/S0869780921020090

  12. Шигаев В. Ю., Шешнёв А. С., Иванов А. В. О связи геоэлектрохимических аномалий с тектонической трещиноватостью (на примере Вольновского месторождения, Рязано-Саратовский прогиб) // Жизнь Земли. 2022. Т. 44, № 3. С. 288–297. https://doi.org/10.29003/m3042.0514-7468.2022_44_3/288-297

  13. Probstein R. F. Physicochemical Hydrodynamics: An Introduction. 2nd ed. Hoboken, N.J. : Wiley-Interscience, 2003. 416 p.

  14. Rimstidt J. D., Vaughan D. J. Pyrite oxidation: A state-of-the-art assessment of the reaction mechanism // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2003. Vol. 67, № 5. P. 873–880. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(02)01165-1

  15. Alshawabkeh A. N., Sheahan T. C., Wu X. Coupling of electrochemical and mechanical processes in soils under DC fields // Mechanics of Materials. 2004. Vol. 36, № 5. P. 453–465. https://doi.org/10.1016/S0167-6636(03)00071-1

  16. Appelo C. A. J., Postma D. Geochemistry, Groundwater and Pollution. 2nd ed. London : CRC Press, 2005. 683 p.

  17. Pamukcu S. Electrochemical Transport and Transformations // Electrochemical Remediation Technologies for Polluted Soils, Sediments and Groundwater / eds. K. R. Reddy, C. Cameselle. Hoboken, N.J. : John Wiley & Sons, Inc., 2009. P. 29–64.

  18. Stumm W., Morgan J. J. Aquatic Chemistry: Chemical Equilibria and Rates in Natural Waters. 3rd ed. New York : Wiley-Interscience, 1996. 1022 p.

  19. Bard A. J., Faulkner L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. 2nd ed. New York : Wiley, 2001. 833 p.

  20. Stauffer D., Aharony A. Introduction to Percolation Theory. 2nd ed. London : Taylor & Francis, 1994. 192 p.

  21. Singh N. B., Middendorf B. Calcium sulphate hemihydrate hydration leading to gypsum crystallization // Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. 2007. Vol. 53, № 1. P. 57–77. https://doi.org/10.1016/j.pcrysgrow.2007.01.002

  22. Freyer D., Voigt W. Crystallization and phase stability of CaSO4 and CaSO4-based salts // Monatshefte für Chemie. 2003. Vol. 134, № 5. P. 693–719. https://doi.org/10.1007/s00706-003-0590-3

  23. Mitchell J. K., Soga K. Fundamentals of Soil Behavior. 3rd ed. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2005. 592 p.

Поступила в редакцию: 
23.04.2026
Принята к публикации: 
15.05.2026
Опубликована: 
30.09.2026
Краткое содержание:
скачать
(загрузок: 15)