Экология - технические науки. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Анализ зависимостей распределения радионуклидов от способа переработки нефтесодержащих отходов
Статья научная
В статье проанализированы основные закономерности распределения радионуклидов в зависимости от способа переработки нефтесодержащих отходов, проведен расчет предельных значений удельной эффективной активности природных радионуклидов в нефтесодержащих отходах. По результатам экспериментов установлено, что при сжигании образцов нефтяного шлама анализируемые радионуклиды во всех случаях ведут себя одинаково. Также установлена зависимость между коэффициентами миграции и зольностью. У образцов с более высоким значением зольности при сжигании коэффициенты миграции радионуклидов в остающуюся золу были выше, чем у образцов, значения зольности которых ниже. Проведена оценка миграции природных радионуклидов226Ra, 232Th и40K в процессах переработки нефтесодержащих отходов: сжигание, экстракция нефтепродуктов и отгонка дизельной фракции. Установлено, что при проведении данных процессов указанные радионуклиды концентрируются в более твердых продуктах переработки: в золе, твердом остатке и битумной фракции, вследствие чего увеличивается их удельная эффективная активность. Также получена зависимость коэффициентов миграции радионуклидов от зольности и содержания механических примесей при переработке методами сжигания и экстракции нефтепродуктов соответственно. Использование результатов работы позволит выбирать наиболее подходящие методы переработки нефтесодержащих отходов и достигать значительного снижения негативного воздействия радионуклидов на человека и окружающую среду.
Бесплатно
Статья научная
Проблема загрязнения воздушного бассейна в условиях урбанизированных территорий становится всё более актуальной. Наиболее значительные превышения санитарно-гигиенических норм при выбросах в окружающую среду создаются автомобильным транспортом и промышленными предприятиями. В настоящей статье на примере урбанизированной территории Самарской области рассмотрены основные источники выбросов в воздушную среду и результаты их экспериментальных исследований. Проведен анализ особенностей негативного воздействия выбросов в атмосферу на здоровье населения и окружающую среду. При анализе загрязнения воздушной среды урбанизированных территорий Самарской области был использован метод зонирования. Установлены зоны урбанизированных территорий Самарской области с превышением нормативных значений выбросов.
Бесплатно
Анализ методов и технических решений по снижению негативного воздействия нефтесодержащих отходов
Статья научная
В настоящей статье проведён анализ существующих методов и технических решений по снижению негативного воздействия нефтесодержащих отходов на человека и биосферу, рассмотрены литературные источники по данной проблеме. Распространенными методами снижения негативного воздействия нефтесодержащих отходов являются их сжигание, экстракция, перегонка, биодеструкция. Проведен обзор патентов и технических решений по снижению негативного воздействия нефтесодержащих отходов, применяемых в России и за рубежом, рассмотрены их достоинства и недостатки. Использование результатов исследований позволит выбирать наиболее подходящие методы переработки нефтесодержащих отходов и достигать значительного снижения их негативного воздействия на человека и окружающую среду.
Бесплатно
Статья научная
Адсорбция известна как один из традиционных методов очистки сточных вод, который считается эффективным в отношении тяжелых металлов. В настоящее время растительные отходы часто исследуются в качестве сырья для получения недорогих сорбентов. В статье приводится анализ эффективности использования сорбционного материала, полученного термической модификацией целлюлозосодержащего отхода в отношении ионов меди и никеля. Установлено, что сорбция носит физический характер, максимальная сорбционная емкость по ионам Cu2+ составила 0,320 ммоль/г, по ионам Nu2+ 0,342 ммоль/г. Обработка изотермы с использованием математических моделей Ленгмюра и Фрейндлиха указывает на явления многослойной адсорбции, на материале, имеющем различные активные сорбционные центры с неравнозначной энергией.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены проблемы предприятий химической и машиностроительной отраслей промышленности, оказывающих негативное воздействие на состояние окружающей природной среды. Имеющиеся в их структуре гальванические цеха и участки относятся к категориям 1-3 классов опасности вследствие использования растворов и образующихся сточных вод, содержащих различные тяжелые металлы. На территории этих цехов образуется и накапливается большое количество гальванических шламов (ГШ), содержащих такие токсичные компоненты, как никель, цинк, железо, медь, хром, свинец, кадмий и др., оказывающих высокое токсичное, канцерогенное и мутагенное воздействие на живые организмы. Однако при нахождении эффективного способа переработки, ГШ могут служить источником получения ценных компонентов, в частности металлов и их соединений. В работе проведено избирательное извлечение ионов никеля, содержащихся в гальваническом шламе, в раствор при добавках пирокатехина (ПК) в диапазоне концентраций 50-250 г/л (шаг 50 г/л). Установлено, что оптимальная концентрация пирокатехина для извлечения ионовNi2+составила Спк=50 г/л. С увеличением концентрации ПК концентрация извлеченных ионов никеля растет (от 12,4 до 18,2 мг/мл),однако при высоких концентрациях ПК (100 ÷ 250 г/л) образуется густая суспензия, практически не поддающаяся фильтрованию. При последующей обработке полученного раствора 40% NaOH в диапазоне рН=7,2 ÷9,5 был осажден гидроксид Ni(OH)2, который удовлетворял требованиям ТУ 4836390 «Никеля гидрат закиси». Он был использован в качестве компонента активной массы катодов никель- кадмиевых (железных) аккумуляторов. Изучены электрохимические характеристики полученных катодов и показано, что по своим рабочим параметрам они не уступают промышленным Ni(OH)2электродам. В результате проведенных экспериментов установлено, что предлагаемая технология извлечения гидроксида никеля из металлсодержащего гальваношлама может применяться для изготовления активной массы катодов никель-кадмиевых (железных) аккумуляторов и является перспективной.
Бесплатно
Статья научная
Население, проживающее в районе промышленных объектов, подвержено неблагоприятному воздействию. Химические вещества, выбрасываемые в атмосферный воздух, являются фактором риска для здоровья населения. Более 50 млн. жителей России проживают в условиях загрязнения воздушной среды, обусловленного выбросами от автотранспортных средств и промышленных предприятий. Среди загрязняющих веществ следует выделить такие, как бенз(а)пирен, формальдегид, шестивалентный хром, сероводород, диоксид азота и пыль. Превышающие нормативы концентрации токсикантов в окружающей среде приводят к увеличению распространенности острых респираторных инфекций, хронических неспецифических заболеваний органов дыхания, аллергических заболеваний, ишемической болезни сердца, болезней пищеварительной и эндокринной систем, гипертонической болезни, онкологической патологии и врожденных аномалий развития
Бесплатно
Статья научная
Актуальность исследования вызвана нерешенными проблемами предупреждения негативного воздействия отходов производства и потребления, образующихся в процессе жизнеобеспечения населенных пунктов. Наиболее перспективной для исследования такого опасного для жизнедеятельности техносферного объекта как отходы, по мнению авторов, является сфера строительства и городского хозяйства и её важнейший сектор - строительство, реконструкция, ремонт, реновация объектов недвижимости. В ходе исследования установлено, что отходы ремонтно-строительного производства, в большинстве своей массы, являющиеся малоопасными и практически неопасными для окружающей среды, служат источником получения различного вида ценного вторичного сырья. Это сырье может применяться при выпуске широкого спектра строительной и иной продукции, производстве работ различного назначения, в качестве источников получения альтернативных энергоносителей. Целью настоящего исследования послужило сформировать конфигурацию ресурсосберегающей модели ремонтно-строительных работ как механизма системы обеспечения экологической безопасности городской среды, предупреждения чрезвычайных ситуаций природного характера, их неблагоприятных последствий для жизнедеятельности населения, устойчивого функционирования объектов экономики, сохранения и защиты природной среды и природных ресурсов. Предлагаемый в работе научный подход нацелен на получение двух важных научно-практических результатов: предупреждение негативного воздействия отходов на окружающую среду в источнике их образования: процессах ремонтно-строительных работ и, одновременно технологическая трансформация полезных ресурсных компонентов отходов во вторичные материальные и энергетические ресурсы. Тем самым обеспечивается второй важный результат: сохранение запаса природных богатств страны за счет их замещения вторичным сырьем и альтернативными источниками энергии. Исследование носит прикладной характер, его результаты могут быть использованы при реализации мероприятий по переходу системы строительства и городского хозяйства на ресурсосберегающий технологический уклад экологически безопасного жизнеобеспечения населенных пунктов.
Бесплатно
Статья научная
Построена модель формирования действий персонала при эксплуатации оборудования на производстве. В результате получена зависимость, характеризующая вероятности совершения человеком безошибочных действий при эксплуатации оборудования технологических систем.
Бесплатно
Динамика цветения воды на приплотинном участке Куйбышевского водохранилища
Статья научная
Приведены результаты исследований вертикального распределения и сезонной динамики развития фитопланктона по хлорофиллу а в приплотинной части Куйбышевского водохранилища в летний период 2012 г. Выполнен анализ природы формирования «цветения» воды по температурному и другим физико-химическим показателям. Показано, что динамика роста фитопланктона имеет многопиковую структуру, обусловленную не только флуктуациями термического режима, но и характером вертикального распределения минерального фосфора. Каждый пик интенсивного роста фитопланктона снижает концентрацию фосфатов в фотическом слое воды до минимальных значений, вызывая его дефицит и дальнейший спад «цветения» воды. В межпиковый период, в результате турбулентного обмена, концентрация фосфатов выравнивается по глубине и затем при благоприятных условиях все повторяется на новой стадии развития фитопланктона. Полученные данные демонстрируют механизм отклика фитопланктона на изменения факторов среды.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся результаты сравнения структуры и химического состава двух модификаций бентонита (модифицированный углеродными нанотрубкми, гранулированный, обожженный при температуре 550 оС и гранулированный, обожженный при температуре 550 оС и гидрофобизированный). В работе использовался бентонит с размером гранул 0,1…1,0 мм. Результаты растровой электронной микроскопии поверхности гранул бентонитов обеих исследованных модификаций изучались до и после адсорбции ионов Fe2+ и Cu2+. После пропускания через сорбенты модельных растворовCuSO4·5H2O и FeSO4·7H2O при значительном увеличении наблюдалось, что поверхность гранул частично покрыта посторонними вкраплениями (включениями), которые отчетливо просматриваются и выглядят достаточно контрастными по отношению к поверхности гранул сорбентов. Химический состав образцов изучаемых сорбционных материалов был получен с помощью энергодисперсионного спектрометра, встроенного в растровый электронный микроскоп. Сравнительный анализ химического состава поверхностей частиц обеих модификаций бентонита показал, что до пропускания через них модельных растворов бентонит с углеродными нанотрубками включает большее количество углерода, а гидрофобизированный бентонит содержит большее количество кислорода. В обоих образцах преобладающим элементов в структуре является кремний, меньшую долю составляют алюминий, углерод и кислород, еще меньшую - кальций. Незначительную долю составляют металлы - магний, натрий, кальций, железо, калий. Анализ химического состава поверхностей образцов бентонита обеих модификаций, подвергшихся сорбции, показал наличие на поверхности сорбентов значительного количества химических элементов: железа и меди, что подтверждает способность к адсорбции у данных материалов. Лабораторными исследованиями установлены основные механические и физические свойства бентонитов обеих модификаций. Экспериментально установленные наиболее высокие значения адсорбции ионов тяжелых металлов Fe2+ и Cu2+на бентоните гранулированном, обожженном при температуре 550 оС и гидрофобизированном, отличающемся достаточно высокой удельной поверхностью, позволяют рекомендовать эту модификацию бентонита в качестве эффективного сорбционного материала для очистки воды от ионов Fe2+ и Cu2+.
Бесплатно
Статья научная
В условиях урбанизированных территорий проблема загрязнения атмосферного воздуха приобретает всё большую актуальность. В настоящей статье рассмотрены результаты инструментального анализа источников промышленных выбросов и выбросов автотранспорта в окружающую среду в условиях урбанизированных территорий на примере городского округа Тольятти - крупного промышленного и транспортного центра. Проанализированы основные источники выбросов и особенности их инструментального анализа. Описаны результаты измерений параметров атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны химических предприятий на территории Северного промышленного узла г. Тольятти, а также инструментальных исследований качества атмосферного воздуха на основе среднесуточных концентраций загрязняющих веществ, характерных для автотранспорта (оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, углеводороды, диоксид серы) в узловых точках транспортной сети г.о. Тольятти с максимальной интенсивностью движения, а также в других точках. Сделан вывод, что в целом по городу уровень загрязнения атмосферы высокий. Необходимо продолжить дальнейшие мониторинговые исследования параметров атмосферного воздуха при работе предприятий и вблизи автотранспортных магистралей, расположенных на территории г.о. Тольятти, а также изучать статистику заболеваний населения, работающего и проживающего вблизи наиболее опасных зон.
Бесплатно
Использование биосорбентов для очистки почв и водных объектов от нефтяных загрязнений
Статья научная
В настоящей статье проведён анализ особенностей использования биосорбентов как эффективного средства для очистки почв и водных объектов от нефтяных загрязнений. Проведен обзор патентов и технических решений по использованию биосорбентов для очистки почв и водных объектов от нефтяных загрязнений, рассмотрены их достоинства и недостатки. Систематически патенты были разделены на три группы: очистка почв от нефтяных загрязнений, очистка водных объектов, комплексная очистка почв и водных объектов от нефтяных загрязнений. Разработаны комплексные биосорбенты, которые предлагается вносить в почву, загрязнённую нефтью и нефтепродуктами. При дальнейшей разработке эффективных биосорбентов особое внимание следует обратить на улучшение сорбционных свойств сорбентов (адсорбционная ёмкость, нефтеёмкость, скорость адсорбции), их комплексное использование с биодеструкторами и др. Использование результатов исследований позволит создавать более эффективные биосорбенты, позволяющие достигать значительного снижения негативного воздействия нефтяных загрязнений на человека и окружающую среду.
Бесплатно
Статья научная
Оценено влияние свинца, кадмия, никеля, цинка и железа в концентрациях, соответствующих ПДК и 2ПДК на свойства экзометаболитов микроводоросли Heterosigma akashiwo в отношении бактерий, выделенных из разных районов зал. Петра Великого Японского моря. Полученные результаты показали метал-устойчивость 8 бактерий из 18 тестируемых. Обнаружено разное действие экзометаболитов H. akashiwo, культивируемой на тяжелых металлах (ТМ), в отношении бактерий резистентным к данным веществам. Выявлена стимуляция роста условно-патогенных бактерий Vibrio sp., Escherichia sp., Escherichia coli, Staphylococcus lentus, Enterococcus sp., Staphylococcus pasteuri экзометаболитами. В нескольких случаях зафиксировано снижение численности бактерий Pseudomonas sp., при добавлении метаболитов микроводоросли, выращенных с кадмием, свинцом и никелем при 10 и 20 мкг/л, для Bacillus sp. при 20 мкг/л свинца, 10 мкг/л и 20 мкг/л кадмия, а также при 50 и 100 мкг/л железа. В итоге наибольшее действие на влияние экзометаболитов в отношении бактерий оказали кадмий, свинец и железо.
Бесплатно
Статья научная
Статья поступила в редакцию 02.06.2021 Проведен комплекс исследований выбросов в атмосферу, создаваемых автомобильным транспортом, на территории городского округа Тольятти Самарской области. Измерения осуществлялись с помощью универсального переносного газоанализатора ГАНК-4. По результатам измерений установлен ряд превышений нормативных значений и сделан вывод, что атмосферный воздух вблизи автомагистралей городского округа Тольятти с максимальной интенсивностью движения автомобильного транспорта наиболее загрязнён оксидом углерода, содержащимся в выбросах автотранспорта. Для определения объема выбросов автотранспорта на городских автомагистралях и последующего их использования в качестве исходных данных при проведении расчетов загрязнения атмосферы проведено изучение особенностей распределения автотранспортных потоков (их состава и интенсивности) на территории г. о. Тольятти и их изменений во времени. В целом загрязнение территории г.о. Тольятти выбросами, создаваемыми автомобильным транспортом, является серьезной экологической проблемой. Необходимо разработать и принять меры по их комплексному снижению.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе проанализирован способ термохимического восстановления отработанных регенерационных растворов Na-катионитовых фильтров, содержащих хлориды, ионы кальция и магния, при введении одного реагента-осадителя (кальцинированной соды) и нагревании в автоклаве под давлением 0,2 - 0,41 МПа, а также предложенная на его основе технология рециклинга растворов хлорида натрия. Отработанные регенерационные растворы после процесса до сих пор сливаются в сточные воды или напрямую в природные водоемы. Концентрация хлоридов в подобных стоках существенно превышает ПДК для сточных вод, направляемых в водоёмы (ПДК = 350 мг/дм3), что сказывается на свойствах природных вод. Следует отметить также превышение ПДК сточных вод, сбрасываемых после регенерации и промывки катионитов и по содержанию магния (ПДКMg = 50 мг/дм3), а в регенерационных растворах концентрация достигает 200 мг-экв/л. Известные реагентные методы по восстановлению растворов хлорида натрия (щелочной, известково-сульфатный, фосфатный, оксалатный и др.) [1-2] позволяют осадить соли жесткости только при применении их в комбинации, что приводит к многостадийности процесса очистки, а также увеличивает количество единиц используемого оборудования. По технико-экономическим показателям эти методы не реализуются на производстве. Разработанный и предложенный в статье метод может позволить устранить и предотвратить сбрасывание отработанных растворов хлорида натрия в водоемы с одновременным получением продукции пригодной к реализации, что обеспечит рециклиг растворов Na-катионитовых фильтров и малоотходность технологии их очистки. При разработке метода особое значение уделялось показателям по остаточной жесткости и фильтрующим свойствам получаемой суспензии. Руководствуясь полученными результатами по содержанию ионов кальция и магния и съему твердой фазы, также рассматривается влияние содержания карбоната натрия и хлорида натрия на показатели по растворимости карбонатов кальция и магния в водных системах: NaCl - CaCO3 - H2O, NaCl - CaCO3 - Na2CO3 - H2O и NaCl - (MgOH)2 CO3 - H2O и NaCl - (MgOH)2 CO3 - Na2CO3 - H2O в диапазоне температур 120 ÷ 140 0C.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье проведен анализ источников выбросов и состояния атмосферного воздуха в условиях городского округа Самара, а также описаны методы и результаты исследований выбросов в атмосферу. Методы исследований выбросов в воздушную среду были разделены на две категории: инструментальные измерения с помощью приборов и исследования с использованием биоиндикационных методов. В результате исследований был установлен ряд опасных зон по загрязнению воздушной среды. Сделан вывод, что необходимо осуществлять постоянный мониторинг и химический анализ различных компонентов газовоздушных выбросов в условиях урбанизированных территорий, а также разрабатывать и внедрять мероприятия по снижению их негативного воздействия на человека и биосферу.
Бесплатно
Статья научная
Наиболее крупным полигоном ТКО в Иркутской области, является полигон ТКО г. Иркутска. В 2014 году в пробах свалочного грунта на территории полигона было установлено высокое содержание тяжелых металлов. В рамках исследования, было предложено в 2019 году провести мониторинг за пределами полигона и выявить ареал распространения загрязнений. В данной статье показан сравнительный анализ степени загрязнения тяжелыми металлами свалочного грунта полигона и почв в районе санитарно-защитной зоны. Установлено, что исследуемый свалочный грунт относится к чрезвычайно опасным грунтам с превышением ПДК по тяжелым металлам до 68 раз. Исследуемые образцы почв также содержат тяжёлые металлы в высоких концентрациях. Производственный контроль полигона ТКО должен предусматривать постоянное наблюдение за состоянием почвы, воды и воздуха в зоне возможного влияния полигона, для принятия своевременных средозащитных мер и предотвращению дальнейшего негативного воздействия полигона на экосистему.
Бесплатно
Статья научная
Целью настоящей работы послужило создание конфигурации ресурсосберегающей системы обращения использованной электробытовой и электронной техники, реализующей состояние экологической безопасности территорий, формирование комфортной, безопасной, благоприятной среды жизнедеятельности людей, защищенность населения и территорий от возможных угроз возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера. Основными задачами проводимого исследования определены: сбор, обобщение, систематизация материалов, композиция результатов исследований в области методов, способов, технологий сбора, сортировки, переработки электронного лома; сопоставительный анализ компонентного состава завершившей срок эксплуатации электронной и электробытовой техники, приборов, установок, средств автоматизации и измерений; системный анализ методов и технологий, обеспечивающих максимальное извлечение полезных компонентов из электронных отходов для их повторного использования в виде вторичного сырья в экономическом цикле; разработку конфигурации организационно-технической системы и технологической инфраструктуры всего цикла обращения с электронными отходами, реализующих обеспечение состояния защищенности людей, природной среды от негативного воздействия опасных техносферных объектов, благоприятность жизнедеятельности человека. Результаты проведенного исследования могут быть использованы при актуализации территориальных схем обращения с отходами, территориальных и отраслевых схем планирования отходоперерабатывающей инфраструктуры, производственно-технических комплексов раздельного сбора, накопления, обработки завершившей срок эксплуатации электротехнической продукции.
Бесплатно
Матричная блочно-компонентная модель формирования культуры безопасности жизнедеятельности
Статья научная
Рассмотрено построение матричной блочно-компонентной модели. Приведены дифференциальные и интегральные показатели диагностики формирования культуры безопасности жизнедеятельности.
Бесплатно
Статья научная
Управление водными ресурсами с целью обеспечения экологической безопасности водных объектов является одним из важнейших показателей для достижения целей устойчивого развития. Для решения сложной задачи прогнозирования изменения объемов водопотребления и водоотведения в условиях изменения климата необходимы новые подходы к управлению водопользованием на регионально-бассейновом уровне, учитывающие климатические риски. Целью данного исследования является повышение эффективности управления водохозяйственной деятельностью промышленных производств и их адаптация к изменению климата. Механизм рационального водопользования, учитывающий комплекс социально-экономических, технологических и экологических показателей, основан на имитационном моделировании и нелинейной аппроксимации. Разработан метод, которые включает: модель комплексного распределения водных ресурсов с учетом климатических неопределенностей и рисков для моделирования оптимальной стратегии водопользования с целью принятия правильных управленческих решений; концепцию по адаптации к изменению климата водно-ресурсных систем территориальных природно-производственных комплексов, основанную на понятии упреждающего управления и сценарном планировании; методику по созданию гибких стратегий по адаптации к климатическим изменениям. Представленный метод может применяться водно-бассейновыми управлениями при разработке схем комплексного использования и охраны водных объектов, предприятиями различных отраслей экономики при создании программ повышения экологической эффективности и разработке адаптационных мероприятий к изменениям климата. Предложена стратегия управления водопользованием для субъектов бассейна рек и озер Финского залива в условиях климатических изменений, внедрение которой позволит повысить эффективность взаимодействие производственных систем на регионально-бассейновом уровне, снизить потребление энергии на забор воды из водных объектов и очистку сточных вод и, таким образом, уменьшить выбросы парниковых газов.
Бесплатно
