Страница полузащищенная
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Песок (значения) .

Песчаные дюны в Идехан-Убари , Ливия.
Изображение стеклянного песка, дюнного песка, кварцевого песка, вулканического песка, кораллового песка, гранатового песка и оливинового песка. Образцы взяты из Монголии, Эстонии, Гавайев и материковой части США (1x1 см каждый) [1]

Песок представляет собой зернистый материал, состоящий из мелкодисперсных частиц породы и минералов . Он определяется размером: он мельче гравия и крупнее ила . Песок также может относиться к текстурному классу почвы или типу почвы; т.е. почва, содержащая более 85 процентов частиц размером с песок по массе. [2]

Состав песка варьируется в зависимости от местных источников породы и условий, но наиболее распространенным компонентом песка во внутренних континентальных районах и нетропических прибрежных районах является кремнезем (диоксид кремния или SiO 2 ), обычно в форме кварца . Второй по распространенности тип песка - это карбонат кальция , например арагонит , который за последние полмиллиарда лет в основном создавался различными формами жизни, такими как кораллы и моллюски . Например, это основная форма песка, встречающаяся в районах, где рифы доминировали в экосистеме в течение миллионов лет, таких как Карибский бассейн.. Несколько реже песок может состоять из сульфата кальция , такого как гипс и селенит , как в таких местах, как Национальный парк Уайт-Сэндс и Национальный заповедник дикой природы Солт-Плейнс в США.

Песок является невозобновляемым ресурсом в человеческом масштабе, и песок, пригодный для изготовления бетона, пользуется большим спросом. [3] Песок пустыни, хотя и много, не подходит для бетона. 50 миллиардов тонн пляжного и ископаемого песка ежегодно используется для строительства. [4]

Сочинение

Тяжелые минералы (темные) в кварцевом песке пляжа ( Ченнаи , Индия).
Песок из государственного парка Коралловые розовые песчаные дюны , штат Юта . Это зерна кварца с гематитовым покрытием оранжевого цвета.
Песок из Писмо-Бич, Калифорния . Компоненты - это в основном кварц , кремни , вулканические породы и обломки ракушек.

Точное определение песка варьируется. Научная унифицированная система классификации почв, используемая в инженерии и геологии, соответствует стандартным ситам США [5] и определяет песок как частицы диаметром от 0,074 до 4,75 миллиметра. По другому определению, с точки зрения размера частиц , как используемые геологами , частицы песка в диапазоне диаметром от 0,0625 мм (или 1 / 16  мм) до 2 мм. Отдельная частица в этом диапазоне размеров называется песчинкой . Зерна песка находятся между гравием (с размером частиц от 2 мм до 64 мм в последней системе и от 4,75 мм до 75 мм в первой) и илом.(частицы размером менее 0,0625 мм до 0,004 мм). Спецификация размера песка и гравия оставалась неизменной более века, но частицы диаметром всего 0,02 мм считались песком в соответствии со стандартом Альберта Аттерберга, который использовался в начале 20-го века. Зерна песка в Архимеде ' Псаммите написано около 240 г. до н.э., были 0,02 мм в диаметре. Согласно спецификации Министерства сельского хозяйства США 1938 года, диаметр 0,05 мм. [6] Технический стандарт 1953 года, опубликованный Американской ассоциацией государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, устанавливает минимальный размер песка 0,074 мм. При трении между пальцами песок кажется песком. Ил, по сравнению с этим, похоже на муку .

ISO 14688 классифицирует песок как мелкий, средний и крупный в диапазоне от 0,063 мм до 0,2 мм до 0,63 мм до 2,0 мм. В Соединенных Штатах, песок обычно делится на пять подкатегорий , основанных на размере: очень мелкий песок ( 1 / 16 - 1 / 8  мм в диаметре), мелкий песок ( 1 / 8  мм - 1 / 4  мм) , средний песок ( 1 / 4  мм - 1 / 2  мм), крупнозернистый песок ( 1 / 2  мм - 1 мм), и очень крупный песок (1 мм - 2 мм). Эти размеры основаны на шкале фи Крамбейна , где размер в Φ = -log2 D; D - размер частиц в мм. По этой шкале для песка значение Φ изменяется от -1 до +4, с делениями между подкатегориями целыми числами.

Закройте черный вулканический песок из Периссы, Санторини , Греция

Самым распространенным компонентом песка во внутренних континентальных районах и в нетропических прибрежных районах является кремнезем (диоксид кремния или SiO 2 ), обычно в форме кварца , который из-за своей химической инертности и значительной твердости является наиболее прочным. обычный минерал, устойчивый к атмосферным воздействиям .

Состав минерального песка сильно варьируется в зависимости от местных источников породы и условий. Ярко- белый песок, встречающийся в тропических и субтропических прибрежных районах, представляет собой эродированный известняк и может содержать фрагменты кораллов и раковин в дополнение к другому органическому или органически полученному фрагментарному материалу, что позволяет предположить, что образование песка зависит также от живых организмов. [7] В гипсовом песчаных дюнах Национального парка White Sands в Нью - Мексико известны своим яркий, белый цвета. Аркоз - это песок или песчаник со значительнымисодержание полевого шпата , полученное в результате выветривания и эрозии (обычно поблизости) обнажения гранитных пород. Некоторые пески содержат магнетит , хлорит , глауконит или гипс . Пески, богатые магнетитом, имеют цвет от темного до черного, как и пески, полученные из вулканических базальтов и обсидиана . Хлорит - глауконит несущие пески , как правило , зеленого цвета, как и пески , полученные из базальтовой лавы с высоким оливина содержанием. Многие пески, особенно широко распространенные вВ Южной Европе в кристаллах кварца песка есть примеси железа , которые придают темно-желтый цвет. Отложения песка в некоторых районах содержат гранаты и другие стойкие минералы, в том числе некоторые мелкие драгоценные камни .

Источники

Скалы подвергаются эрозии или выветриванию в течение длительного периода времени, в основном под действием воды и ветра, а их отложения переносятся вниз по течению. Эти отложения продолжают распадаться на более мелкие части, пока не станут мелкими песчинками. Тип породы, из которой образовались отложения, и интенсивность окружающей среды дают различный состав песка. Самая распространенная порода для образования песка - это гранит , в котором минералы полевого шпата растворяются быстрее, чем кварц., заставляя камень расколоться на мелкие кусочки. В условиях высокой энергии камни разрушаются намного быстрее, чем в более спокойных условиях. Например, гранитные породы - это означает, что в песке больше минералов полевого шпата, потому что он не успел бы раствориться. Термин для песка, образовавшегося в результате выветривания, эпикластичен. [8]

Песок из рек собирается либо из самой реки, либо из ее поймы, и составляет большую часть песка, используемого в строительной отрасли. Из-за этого истощились многие малые реки, что вызвало экологические проблемы и экономический ущерб прилегающим территориям. Скорость добычи песка в таких областях значительно превышает скорость восстановления песка, что делает его невозобновляемым ресурсом. [9]

Песчаные дюны являются следствием засушливых условий или ветровых отложений. Пустыня Сахара очень сухой из - за своего географического положения и известен своими огромными песчаными дюнами. Они существуют здесь, потому что очень мало растительности способно расти, а воды мало. Со временем ветер уносит все мелкие частицы, такие как глина и мертвые органические вещества, оставляя только песок и более крупные камни. Только 15% Сахары - это песчаные дюны, а 70% - голые скалы. [10] Ветер отвечает за создание этих различных сред и делает песок круглым и гладким. Эти свойства делают песок пустыни непригодным для строительства. [11]

Пляжный песок также образован эрозией. За тысячи лет скалы размываются у береговой линии из-за постоянного движения волн и наносов. Выветривание и осаждение в реках также ускоряют процесс создания пляжа, а морские животные взаимодействуют со скалами, например, поедают с них водоросли. Когда песка достаточно, пляж действует как барьер, препятствующий дальнейшей эрозии земли. Этот песок идеален для строительства, так как он угловатый и разного размера. [12]

Морской песок (или океанский песок) происходит из отложений, перенесенных в океан, и в результате эрозии океанических пород. Толщина песчаного слоя варьируется, однако обычно ближе к суше больше песка; этот вид песка идеален для строительства и является очень ценным товаром. Европа - основная добыча морского песка, который сильно вредит экосистемам и местным рыбным промыслам. [9]

Изучать

Сканирующая электронная микрофотография, показывающая песчинки
Песчинки без косточек из Западной пустыни , Египет. Точечная коррозия - следствие ветрового переноса.

Изучение отдельных зерен может дать много исторической информации о происхождении и способе транспортировки зерна. [13] Кварцевый песок, который недавно выветрился из кристаллов гранита или гнейса, будет иметь угловатую форму. В геологии он называется грушей или острым песком в строительстве, где он предпочтителен для бетона, и в садоводстве, где он используется в качестве добавки для разрыхления глинистых почв. Песок, переносимый водой или ветром на большие расстояния, будет иметь округлую форму с характерными рисунками истирания на поверхности зерна. Песок пустыни обычно округлой формы.

Люди, которые собирают песок в качестве хобби, известны как аренофилы . Организмы, которые процветают в песчаной среде, являются псаммофилами. [14]

Использует

Песчинки желтого строительного песка. Микроскоп Lumam P-8. Освещение EPI. Фотография каждой песчинки - результат мультифокальной укладки .
  • Истирание : до наждачной бумаги влажный песок использовался в качестве абразивного элемента между вращающимися устройствами с эластичной поверхностью и твердыми материалами, такими как очень твердый камень (изготовление каменных ваз) или металл (удаление старых пятен перед повторным окрашиванием медных кастрюль).
  • Сельское хозяйство : песчаные почвы идеально подходят для выращивания таких культур, как арбузы, персики и арахис, а их отличные дренажные характеристики делают их подходящими для интенсивного молочного животноводства.
  • Фильтрация воздуха : более мелкие частицы песка, смешанные с тканью, обычно использовались в некоторых конструкциях фильтров противогазов, но в основном были заменены микроволокнами .
  • Аквариум : песок является недорогим основным материалом для аквариума, который, по мнению некоторых, лучше, чем гравий, для домашнего использования. Кроме того , необходимость для морских рифов танков , которые эмулируют среды , состоящие в основном из арагонита песка с разбивкой из коралла и моллюсков .
  • Искусственные рифы : песок в мешках из геотекстиля может служить основой для новых рифов.
  • Искусственные острова в Персидском заливе .
  • Питание пляжей : правительства перемещают песок на пляжи, где приливы, штормы или преднамеренные изменения береговой линии разрушают первоначальный песок. [15]
  • Кирпич : заводы-производители добавляют песок в смесь глины и других материалов для изготовления кирпича. [16]
  • Початок : крупный песок составляет до 75% початка.
  • Бетон : песок часто является основным компонентом этого важного строительного материала.
  • Стекло : песок, богатый кремнеземом, является основным компонентом обычных стекол.
  • Гидравлический разрыв : метод бурения для природного газа, при котором в качестве «проппанта» используется окатанный кварцевый песок, материал для удержания открытых трещин, вызванных процессом гидравлического разрыва пласта.
  • Ландшафтный дизайн: песок образует небольшие холмы и склоны (например, поля для гольфа).
  • Раствор : песок смешивают с кладочным цементом или портландцементом и известью, чтобы использовать его в кладке.
  • Краска : смешивание песка с краской позволяет получить текстурированную отделку стен и потолка или нескользких поверхностей пола.
  • Железные дороги: машинисты и операторы железнодорожного транспорта используют песок для улучшения сцепления колес с рельсами.
  • Увеселительный отдых: Любимое занятие на пляже - игры с песком. Одно из самых популярных применений песка - создание иногда сложных, а иногда и простых структур, известных как замки из песка , которые, как гласит поговорка, непостоянны. Специальные игровые площадки для детей, окружающие значительную площадь песка и известные как песочницы, распространены на многих общественных игровых площадках и даже в некоторых частных домах. Песчаные дюны также популярны среди альпинистов, мотоциклистов и водителей пляжных багги .
  • Дороги: песок улучшает сцепление с дорогой (и, следовательно, безопасность движения) в условиях обледенения или снега.
  • Песочная анимация : художники-исполнители рисуют изображения на песке. Создатели анимационных фильмов используют тот же термин для описания использования песка на стекле с передней или задней подсветкой.
  • Литье в песчаные формы : литейщики смачивают формовочный песок маслом , также известный как формовочный песок, а затем формируют из него формы, в которые заливают расплавленный материал. Этот тип песка должен выдерживать высокие температуры и давление, позволять выходить газам, иметь однородный мелкий размер и не вступать в реакцию с металлами.
  • Мешки с песком : они защищают от наводнений и стрельбы. Недорогие мешки легко транспортировать пустыми, а неквалифицированные волонтеры могут быстро заполнить их местным песком в экстренных случаях.
  • Пескоструйная обработка : гранулированный песок служит абразивом при очистке, подготовке и полировке.
  • Кремний : кварцевый песок - это сырье для производства кремния .
  • Тепловое оружие : в классические и средневековые периоды времени песок, который уже не получил широкого распространения, нагревали и поливали вторгшиеся войска.
  • Фильтрация воды : Фильтры СМИ используют песок для фильтрации воды. Он также обычно используется на многих водоочистных сооружениях, часто в виде быстрых песочных фильтров .
  • Wuūʾ : исламский ритуал вытирания частей тела.
  • «Скелеты» зоантидов : животные в этом отряде морских донных книдарий, связанных с кораллами и морскими анемонами , включают песок в свою мезоглею для структурной прочности, которая им нужна, потому что у них нет настоящего скелета.

Ресурсы и экологические проблемы

Только некоторые виды песка подходят для строительной индустрии, например, для изготовления бетона . Из-за роста населения и городов и, как следствие, строительной деятельности, существует огромный спрос на эти особые виды песка, а естественные источники истощаются. В 2012 году французский режиссер Дени Делестрак снял документальный фильм « Песочные войны » о последствиях отсутствия строительного песка. Он показывает экологические и экономические последствия как легальной, так и незаконной торговли строительным песком. [17] [18] [19]

Для извлечения песка используется метод дноуглубительных работ. Это работает путем откачивания верхних нескольких метров песка из воды и заливки его в лодку, которая затем отправляется обратно на сушу для обработки. К сожалению, вся морская жизнь, смешанная с добытым песком, погибает, и экосистема может продолжать страдать в течение многих лет после завершения добычи. Это влияет не только на морскую жизнь, но и на местную рыболовную промышленность из-за гибели людей и сообществ, живущих близко к воде. Когда песок извлекается из воды, увеличивается риск оползней, которые могут привести к потере сельскохозяйственных угодий и / или повреждению жилищ. [20]

Для многих видов использования песка требуется серьезная дноуглубительная промышленность, что вызывает экологические опасения по поводу истощения запасов рыбы, оползней и наводнений. [21] Такие страны, как Китай, Индонезия, Малайзия и Камбоджа запрещают экспорт песка, называя эти проблемы одним из основных факторов. [22] По оценкам, ежегодное потребление песка и гравия составляет 40 миллиардов тонн, а производство песка в мире составляет 70 миллиардов долларов США. [23]

Мировой спрос на песок в 2017 году составил 9,55 млрд тонн в рамках отрасли стоимостью 99,5 млрд долларов. [24]

Опасности

Хотя песок, как правило, нетоксичен, при его использовании, например, пескоструйной очистке, необходимо соблюдать осторожность. На мешках с кварцевым песком, используемым для пескоструйной обработки, теперь есть этикетки, предупреждающие пользователя о необходимости использования средств защиты органов дыхания, чтобы избежать вдыхания образующейся мелкодисперсной кварцевой пыли . В паспортах безопасности кварцевого песка указано, что «чрезмерное вдыхание кристаллического кремнезема является серьезной проблемой для здоровья». [25]

В областях с высоким давлением поровой воды песок и соленая вода могут образовывать зыбучий песок , который представляет собой коллоидный гидрогель, который ведет себя как жидкость. Зыбучие пески создают значительную преграду для побега для пойманных внутри существ, которые в результате часто умирают от воздействия (а не от погружения).

Производство

Промышленный песок (песок M) - это песок, полученный из горных пород с помощью искусственных процессов, обычно для строительных целей в цементе или бетоне. Он отличается от речного песка более угловатой формой и несколько другими свойствами. [26]

Тематические исследования

В Дубае , Объединенные Арабские Эмираты, использование песка очень требовательно при строительстве инфраструктуры и создании новых островов. Они израсходовали собственные запасы, а также импортировали песок из Австралии. Было реализовано три проекта по созданию искусственных островов, для которых требовалось более 835 миллионов тонн песка, что стоило более 26 миллиардов долларов США. [27]

Смотрите также

  • Заполнитель (геология)  - масса породы, гравия, песка, частиц почвы или минералов в породе.
  • Пляж  - участок с сыпучими частицами на берегу моря или другого водоема.
  • Строительный заполнитель  - горные породы от крупного до мелкого размера, используемые в бетоне.
  • Песок пустыни (цвет)
  • Сухой зыбучий песок
  • Энергетически модифицированный цемент  - класс цементов, подвергнутых механической обработке для преобразования реакционной способности (EMC)
  • Месторождения тяжелых минеральных песков и руд
  • Нефтяные пески  - Тип месторождения нетрадиционной нефти
  • Размер частицы
  • Зыбучие пески  - геологические особенности
  • Вращающиеся реки
  • Песчаный остров
  • Добыча песка
  • Песчаная крыса
  • Песчаник  - Тип осадочной породы
  • Песчаная буря  - метеорологическое явление, распространенное в засушливых и полузасушливых регионах.
  • Кража песка  - несанкционированная и / или незаконная добыча песка
  • Поющий песок  - явление песка, издающее звук.
  • Национальный парк Белые пески

Рекомендации

  1. ^ Siim Sepp. «Типы песка» . sandatlas.org. Архивировано 13 августа 2019 года . Дата обращения 17 февраля 2020 .
  2. ^ Глоссарий терминов почвоведения (PDF) . Оттава: Сельское хозяйство Канады. 1976. с. 35. ISBN  978-0662015338.
  3. ↑ Констебль, Харриет (3 сентября 2017 г.). «Как спрос на песок убивает реки» . Журнал BBC News . Проверено 9 сентября 2017 года .
  4. ^ Albarazi, Ханна. «Скользкие склоны мировой нехватки песка» . Проверено 29 марта 2019 .
  5. ^ Единая система классификации почв [ постоянная мертвая ссылка ]
  6. ^ Уркхарт, Леонард Черч, "Справочник по гражданскому строительству" Книжная компания МакГроу-Хилла (1959), стр. 8-2
  7. ^ Водоросли также играют роль в образовании песка . Susanscott.net (1 марта 2002 г.). Проверено 24 ноября 2011 г.
  8. ^ Гилман, Ларри (2014). Песок . 7 (5-е изд.). Энциклопедия науки Гейла. С. 3823–3824.
  9. ^ а б Падмалал, Майя (2014). «Источники песка и сохранение». Добыча песка . Спрингер, Дордрехт. С. 155–160. ISBN 978-94-017-9143-4.
  10. ^ "Сахара" . Колумбийская энциклопедия (6 изд.). Издательство Колумбийского университета. 2000. ISBN 9780787650155.
  11. ^ "В чем причина того, что для строительства не используется морской и пустынный песок?" . Индус . 2 августа 2015 г. ISSN 0971-751X . 
  12. ^ "Как формируется пляж?" . WorldAtlas . Проверено 10 апреля 2019 .
  13. ^ Krinsley, DH, Смолли, IJ 1972. песок. American Scientist 60, 286–291.
  14. ^ "Псаммофил" . Merriam-Webster.com . Проверено 27 января 2016 года .
  15. ^ «Импорт песка и стекла может помочь восстановить пляжи» . NPR.org . 17 июля 2007 г.
  16. ↑ Йонг, Сайед Э. Хасан, Бенедетто Де Виво, Бернхард Грасеманн, Курт Стюве, Ян Ластовицка, Сайед М. Хасан, Чен (5 декабря 2011 г.). Экологическая и инженерная геология - Том III . Публикации EOLSS. п. 80. ISBN 978-1-84826-357-4.
  17. ^ См. Тизер Sand Wars здесь.
  18. ↑ Саймон Ингс (26 апреля 2014 г.). «История изменения климата получает звездную оценку» . New Scientist : 28–9.
  19. ^ Strände в Гефаре? Arte Future, последнее обновление - 23 апреля 2014 г.
  20. ↑ Ким, Тэ Гун (14 сентября 2007 г.). «Экономические издержки рыболовства из-за добычи морского песка в Онджин, Корея: концепции, методы и иллюстративные результаты». Экологическая экономика . 65 (3): 498–507. DOI : 10.1016 / j.ecolecon.2007.07.016 .
  21. ^ Торрес, Аврора; и другие. (8 сентября 2017 г.). «Мир столкнулся с глобальным песчаным кризисом» . Разговор . Проверено 9 сентября 2017 года .
  22. ^ "Эффект песочных часов" . Экономист . 8 октября 2009 . Проверено 14 октября 2009 года .
  23. ^ Beiser, Винс (26 марта 2015). «Смертоносная мировая война за песок» . Проводной . Проверено 26 марта 2015 года .
  24. ↑ Дойл, Алистер (11 февраля 2019 г.). «По мере таяния льда Гренландия может стать крупным экспортером песка: исследование» . reuters.com .
  25. ^ Кварцевый песок MSDS архивации 11 марта 2006 в Wayback Machine . Simplot (13 марта 2011 г.). Проверено 24 ноября 2011 г.
  26. ^ Pilegis, M .; Gardner, D .; Жаворонок, Р. (2016). «Исследование использования искусственного песка в качестве 100% замены мелкого заполнителя в бетоне» . Материалы . 9 (6): 440. Bibcode : 2016Mate .... 9..440P . DOI : 10,3390 / ma9060440 . PMC 5456819 . PMID 28773560 .  
  27. ^ Peduzzi, Паскаль (апрель 2014). «Песок, реже, чем думают» . Экологическое развитие . 11 : 208–218. DOI : 10.1016 / j.envdev.2014.04.001 .

внешняя ссылка

  • Пляжный песок: что это такое, откуда он и как сюда попадает - Библиотека округа Бофорт
  • Бич, Чендлер Б., изд. (1914). «Песок»  . Справочник нового студента  . Чикаго: FE Compton and Co.
Побочные эффекты добычи песка
  • В мире заканчивается песок - New York Times
  • Добыча песка в реках Индии вызывает проблемы - New York Times
  • Как спрос на песок убивает реки в Африке - BBC
  • Дубай импортирует песок - BBC