Page 169 - Technogenic_Ils_Yanin

4.1. Особенности морфологии и строения техногенных илов

Техногенные илы представляют собой темно-серые или черные, иногда с прослоями пе-
пельного цвета отложения, сверху мягкие (часто в виде своеобразной насыщенной суспензии),
книзу более плотные, пластичные, с неприятным запахом (фекальным, химическим, иногда в
нижних их слоях фиксируется слабый запах сероводорода), маслянистые, жирные на ощупь [669,
673, 676, 703, 724]. Нередко в толще техногенных илов встречаются прослои серого или черного
песка. Илы пачкаются и при длительном контакте оказывают раздражающее воздействие на кожу
рук и разъедающее действие на резину (перчатки, сапоги, лодку). Вертикальная мощность илов,
развитых в ручьях, малых и средних реках, изменяется от первых сантиметров до 3–3,5 м. Особую
разновидность илов представляют наилки (мощностью до 1–3 см), формирующиеся на прирусло-
вых отмелях. В основной своей массе техногенные илы обладают липкостью и пластичностью, что
свидетельствуют о наличии значительных сил молекулярного притяжения между слагающими их
частицами, обусловливающих, в свою очередь, связность и повышенную устойчивость отложений
к размывающему действию водного потока, а также малую величину скорости фильтрации через
их (особенно нижнюю) толщу. Как правило, илы при изъятии их трубчатым буром сохраняют
свою структуру, а при высыхании – приданную им форму. Природа липкости и пластичности,
способствующих увеличению связности основной массы илов, в существенной мере связана с
присутствием в них коллоидных пленок, различных («техногенных») органических веществ
(нефтепродуктов, синтетических масел, полициклических ароматических углеводородов и их про-
изводных, синтетических поверхностно-активных веществ и др.), жиров, азотистых соединений, а
также волокнистых частиц. Взмучивание илов сопровождается газовыделением и появлением на
водной поверхности ирризирующих, маслянистых пятен и пленок, а в стеклянной емкости с такой
водой после ее отстаивания наблюдается эффект Тиндаля (опалесценция).
В местах своего максимального накопления техногенные илы, как правило, обладают опре-
деленной стратификацией. Верхний слой илов (~ 0–20 см) чаще всего представляет собой хлопье-
образную суспензию (можно сказать, насыщенный коллоидный раствор, гидрозоль), иногда жид-
котекучую массу органоминерального состава, своеобразную смесь осевших из воды минераль-
ных и органических взвешенно-коллоидных частиц, гидролизатов, оксидатов и т. д. Поскольку
объем жидкости, приуроченной к этому слою часто превышает объем твердого материала, то по-
добное образование может быть названо коагелем. Формирование такого слоя приводит к тому,
что поверхность раздела между водным потоком и собственно отложениями выражена недоста-
точно четко. Судя по всему, именно в этом слое активно идут процессы коагуляции и образования,
например, аморфных гидроксидов металлов и комплексов (органика-минеральные частицы, орга-
ника-карбонаты-глинистые минералы и т. п.), в которых участвуют вновь осаждающееся вещество
и влекомые наносы, относительно прочно захватываемые структурой коагеля. Здесь же, безуслов-
но, активно протекают и процессы сорбции, что приводит к увеличению скорости окисления орга-
нического вещества. Так, есть сведения [527], что за счет сорбции скорость окисления органики в
водоемах возрастает на 10–15%. Постоянное вхождение в данный слой транспортируемых пото-
ком взвешенных частиц, в том числе в результате кольматации, снижает их кинетическую (седи-
ментационную) устойчивость, приводит к развитию адгезии и самопроизвольному укрупнению
частиц, осаждению даже очень тонких из них, и, как следствие, к дальнейшему агрегированию и
связыванию накапливающихся в русле илистых отложений. В частности, согласно [369], присут-
ствие в водном потоке тонкой взвеси (типичное явление для городских рек) обусловливает коль-
матацию дна русла, вследствие чего грунты приобретают связность и размываются только при
очень больших скоростях течения. Кроме того, наличие в потоке мелкой взвеси уменьшает гид-
равлическое сопротивление и турбулизацию потока [99], что также повышает устойчивость обра-
зующихся техногенных илов к размыву. Поступлению частиц мелкой взвеси в верхний слой илов
способствует и существование так называемого вязкого подслоя водного потока [54], в пределах
которого скорости движения относительно малы, а размер частиц взвеси меньше толщины этого
подслоя. Значение имеют и поверхностные когезионные силы, возникающие при сближении мел-
ких оседающих частиц с более плотными нижними слоями илов и затрудняющие повторный

169