EXPERIMENTAL (LABORATORY) RESEARCH OF DEAD SEA SALTS (ISRAEL)

Abstract


The salts taken from the western coast of Dead Sea (Israel) have been investigated with the help of XRD, SEM, LRSMA, and titrimetric methods. It was proved, that the main crystalline phase is halite. In addition, the samples contain chlorides of magnesium, calcium and potassium (the elements follow in the order of decrease of their content in mixture). Trace elements are not found.

Full Text

Актуальность. Уникальные свойства солей и грязей мертвого моря уже не одно столетие вызывают как научный, так и практический интерес. Коммерческое применение этих даров природы, как обычно, вносит некоторую путаницу в чисто научную информацию, так как реклама преподносит факты в приукрашенном виде, что способствует увеличению объема продаж. С другой стороны, экология этого «соленосного чуда планеты» [1-3] постоянно изменяется, а методы исследования качественного и количественного состава солей, грязей и вод, характерные для прошлых веков, дополняются сравнительно молодыми (рентгенофазовый анализ, локальный рентгеноспектральный микроанализ, электронная микроскопия). С этой точки зрения являются актуальными современные исследования солей мертвого моря. Рассолы Мертвого моря знамениты высочайшей концентрацией солей (34.2%), их плотностью и своеобразием состава. Именно этот факт наряду с уникальностью климата курортной зоны способствует излечению многих заболеваний [4]. Ионный состав этого заполненного рассолами глубоководного бессточного озерного водоема зависит от глубины и достаточно хорошо изучен [5-10]. Соленость рассолов в глубоких слоях на порядок превышает соленость морских и океанических вод, из анионов преобладают хлор и бром, из катионов - натрий, магний, кальций, калий [5], [7-10]. Следует ожидать, что прибрежные соли Мертвого моря содержат те же элементы, однако полный композиционный состав зависит как от времени года, так и от конкретного места отбора проб. Материал и методы исследования. Для анализа были подготовлены образцы солей с западного побережья Мертвого моря (Израиль). Пробы (далее «образец №1») состояли из кубических кристаллов, образующих агломераты почти идеальной сферической формы (рис.1). С целью удаления влаги материалы выдерживали в термостате и охлаждали в эксикаторе до постоянной массы (далее «образец №2»). рис.1. Фотография образца №1. Дифрактограммы образцов получены на автоматическом дифрактометре PANalytical EMPYREAN с использованием излучения Cu Kα1 (гибридный Ge{111} монохроматор на первичном пучке) и позиционно-чувствительного детектора PIXcel1D Измерение проводили в режиме отражения, θ/2θ сканирование с шагом 0.02° по 2θ. Диапазон измерения 10 - 60° 2θ. Расчет межплоскостных расстояний и интегральных интенсивностей проводился по данным профильного анализа (метод Паули) экспериментальных дифрактограмм с использованием комплекса программ HighScore Plus, Version:3.0.t (3.0.5), Date 30-01-2012. Produced by: PANalytical B.V. Amelo, The Netherland. Для получения СЭМ-изображений и проведения элементного анализа использовали растровый электронный микроскоп JSM-6380 (фирма JEOL) с системой рентгеновского энергодисперсионного анализа INCA-260 (Oxford Analytical). Для определения анионного состава образцы растворяли в бидистилляте и использовали классические методики осадительного титрования. Полученные результаты и их обсуждение. Первичный качественный анализ показал, что образцы содержат в основном хлориды натрия, калия, магния и кальция. Сульфаты в пробах отсутствовали. Рентгенофазовый анализ подтвердил, что основным минералом в этой смеси является галит. Одна из дифрактограмм с таблицей пиков спектра и соответствующие параметры кристаллической решетки приведены ниже (см. рис.2). Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM Left [°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%] 27.3528 1631(25) 0.146(2) 3.25794 1.02 31.7022 159374(242) 0.1225(1) 2.82018 100.00 45.4348 18422(75) 0.1504(5) 1.99463 11.56 53.8511 585(15) 0.157(4) 1.70107 0.37 56.4531 3094(29) 0.178(1) 1.62868 1.94 66.2145 11384(61) 0.1412(7) 1.41027 7.14 73.0461 188(9) 0.20(1) 1.29430 0.12 75.2668 4919(37) 0.183(1) 1.26153 3.09 Рис.2. Дифрактограмма образца №1 с таблицей пиков спектра и данными параметров кристаллической решетки. Данные локального рентгеноспектрального микроанализа приведены на рис. 3 и в таблице 2. В образцах не было обнаружено богатого микроэлементного состава, хлориды кальция, магния и калия присутствуют в незначительных количествах по сравнению с хлоридом натрия. В некоторых пробах отсутствовал калий. Рис 3. Результаты ЛРСМА образцов №1 Таблица 2. Результаты ЛРСМА образцов № 1 и № 2 Элемент Весовой % Атомный % O 6,32 5,89 11,23 10,48 Na 31,06 31,77 38,38 39,30 Mg 0,71 0,65 0,83 0,76 Cl 61,37 61,44 49,18 49,28 K 0,23 0,16 Ca 0,30 0,25 0,22 0,18 Итоги 100,0 100,0 100,0 100,0 Сравнивая содержание кислорода, можно сделать заключение, что после высушивания образцы все еще содержали большое количество воды. На микрофотографиях, выполненных с помощью сканирующей электронной микроскопии, представлены смеси кристаллов, из которых состоят соответствующие образцы (рис. 4). а) б) Рис.4. Микрофотография поверхности образцов: а) №1, б) №2 Выводы. Проведенные исследования солей мертвого моря показали, что большая часть кристаллов содержит галит. Помимо хлорида натрия, в пробах присутствуют хлориды магния, кальция, калия (элементы расположены по убыванию их содержания в смеси). Микроэлементы в образцах отсутствуют.

About the authors

T D Poprygina

Voronezh State Medical University


V M Klokova

Voronezh State Medical University


N I Ponomareva

Voronezh State Medical University


References

  1. Беленицкая Г.А. Мертвое море: геология, происхождение, мифы / Г.А. Беленицкая // Журнал Пространство и Время. - 2013. - Т.2., №12. - С. 159-172.
  2. Мертвое море - Азия - Чудеса природы. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://nature.worldstreasure.com/miracle.asp?id=33
  3. Беленицкая Г.А. Минерагения соленосных бассейнов мира. Энциклопедический справочник «Планета Земля» / Г.А. Беленицкая. - СПб.: ВСЕГЕИ, 2008. Кн.1 - С.165-189.
  4. Oumeish Y. Climatotherapy at the Dead Sea in Jordan / Y. Oumeish // Clinics in Derinntaology.- 1996.- №14. - P.659-664.
  5. Андрулионис Н.Ю. Лабораторные исследования основного компонентного состава гипергалинных озер / Н.Ю. Андрулионис, П.О. Завьялов // Морской гидрофизический журнал.- 2019. - Т.35, №1. - С.16-36.
  6. Лопатина А.Б. Химический состав Мертвого моря (Израиль) / А.Б. Лопатина // Научный вестник. - 2016. - №1 (7). - С.215-221.
  7. Dead Sea Salt. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://worldheritage.org
  8. Shaltout A.A. Quantitative elemental analysis and natural radioactivity levels of mud and salt collected from the Dead Sea, Jordan / A.A. Shaltout, S.I. Ahmed, S.D. Abayazeed // Microchemical Journal. - 2017. - Vol.133. - P.352-357.
  9. Bawab A.A. The Dead Sea Mud and Salt: A Review of Its Characterization, Contaminant, and Beneficial Effects / A.A. Bawab, A. Bozeya, S.A. Mallouh // Materials Science and Engineering. - 2018. - Vol.305.- P.1-12.
  10. Wisniak J. The Dead Sea - a live pool of chemicals / J.Wisniak // Indian Journal of Chemical Technology. - 2002. - Vol.9. - P.79-87.

Statistics

Views

Abstract - 7

PDF (Russian) - 4

Article Metrics

Metrics Loading ...

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies