Экология - технические науки. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
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
Метод локализации аварийных разливов нефти
Статья научная
Рассмотрены особенности добычи и промысловой подготовки нефти, выявлены причины аварийных разливов нефти, произведены расчет основных показателей риска разлива нефти на внешнем нефтепроводе и оценка ущерба от аварии, проведен анализ сорбентов, применяемых при локализации разлива, предложен метод ликвидации аварийных разливов нефти на месторождениях «Салым Петролеум Девелопмент Н.В.».
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается методика мониторинга эффективности применения противофильтрационных экранов с использованием современных геофизических методов. Противофильтрационные экраны играют ключевую роль в защите водных ресурсов и предотвращении утечек загрязнений в грунтовые воды. Целью является оценка новых подходов к геофизическому мониторингу, позволяющих своевременно обнаруживать утечки и дефекты в экранах. Введение статьи посвящено теоретическим основам применения противофильтрационных экранов и важности их надёжного контроля. Далее рассмотрены основные принципы работы противофильтрационных экранов, предназначенных для предотвращения фильтрации воды и загрязняющих веществ в окружающую среду. Описываются методы обеспечения их непроницаемости, долговечности и устойчивости, включая использование различных материалов. Методологическая часть включает обоснование выбора конкретных геофизических методов для мониторинга, ориентированные на неразрушающее исследование природных и антропогенных объектов. Оцениваются критерии их эффективности, преимущества по сравнению с традиционными методиками, а также обсуждаются существующие ограничения и стратегии их преодоления для повышения точности и оперативности мониторинга. Применение мониторинговых исследований демонстрируют процесс геофизического мониторинга противофильтрационных экранов, направленный на обеспечение их долговечности и эффективности, который включает в себя планирование, сбор и анализ данных, периодические измерения, а также интерпретацию результатов для своевременной идентификации дефектов. Выводы статьи содержат основные результаты исследования и рекомендации по дальнейшему применению разработанных методик в практике геофизического мониторинга. Приведены также предложения по направлениям дальнейших исследований и улучшению существующих методов мониторинга. Данная работа представляет собой важный шаг в развитии технологий контроля состояния противофильтрационных экранов и защиты водных ресурсов, предлагая новые решения для обеспечения экологической безопасности и устойчивого использования природных ресурсов.
Бесплатно
Методика оценки и анализа антропогенной нагрузки на реки от точечных источников загрязнения
Статья научная
Сброс сточных вод в реки оказывает негативное влияние на качество водных ресурсов. Существующие способы оценки антропогенной нагрузки от сброса сточных вод в реки не позволяют сравнивать между собой и ранжировать по степени нагрузки реки, отличающиеся по величине водосборной площади и расположенные в различных природных зонах. Автором разработан метод оценки и анализа антропогенной нагрузки на реки от сброса загрязняющих веществ, которая учитывает водность рек и бассейновые особенности формирования качества водных ресурсов. Предлагаемый метод позволяет определять интегральную и дифференцированную нагрузки по приоритетным загрязняющим веществам. Он позволяет разложить нагрузку по отдельным составляющим (азотная, фосфорная, сульфатная, хлоридная и т.п.), провести нормирование нагрузки с учетом качества речных вод и оценивать приоритетность конкретных загрязняющих веществ. Данный метод апробирован на 12 реках России, расположенных в различных природно-климатических условиях и имеющих широкий диапазон величин водного стока от 10 до 600 км3/год. Результаты расчетов показали, что р. Волга испытывает наибольшую антропогенную нагрузку от сброса загрязняющих веществ в составе сточных вод. Поэтому в первую очередь для р. Волги необходимо разрабатывать бассейновую программу поэтапного снижения антропогенной нагрузки и механизмы её реализации.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматриваются проблемы негативного воздействия нефтесодержащих отходов с повышенной радиоактивностью на биосферу. Проведен обзор источников повышенной радиоактивности нефтяных шламов как фактора негативного воздействия на биосферу. Описана разработанная методика проведения эксперимента по определению удельной эффективной активности природных радионуклидов в нефтяных шламах. Предлагаемая методика позволяет устанавливать характер распределения природных радионуклидов нефтесодержащих отходов, определять коэффициенты миграции радионуклидов и их зависимость от характеристик нефтесодержащих отходов. Результаты работы позволяют осуществлять более эффективную и качественную оценку рисков негативного воздействия нефтесодержащих отходов на биосферу, принять своевременные и качественные меры по снижению негативного воздействия радионуклидов в нефтяных шламах как фактора экологического риска.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена проблеме экологического мониторинга физических загрязнений окружающей среды урбанизированных территорий на примере территории городских округов Самарской области. Рассмотрены методы проведения исследований физических загрязнений. В рамках исследований проведены натурные измерения уровней физических загрязнений: мощности амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения, внешних источников переменных электромагнитных полей диапазона промышленной частоты (электрическая и магнитная составляющая) и радиочастотного диапазона (электрическая и магнитная составляющие и плотность потока энергии), уровней звука и инфразвука (эквивалентных, октавных и третьоктавных). Выявлены зоны территории Самарской области, для которых наблюдается превышение допустимых значений. В целом результаты проведенных исследований и их сопоставление с результатами ранее проведенных измерений физических загрязнений на территории Самарской области показывают, что уровень негативного воздействия физических загрязнений возрастает.
Бесплатно
Статья научная
Развитие коммунального сектора приводит к появлению широкого спектра отходов. В подобных условиях важное место занимают проблемы экологической безопасности и устойчивого развития. Статья содержит многомерный анализ взаимосвязи между различными социальными аспектами и процессом утилизации твердых коммунальных отходов (TKO). Показано влияние экономических, культурных, законодательных и экологических факторов на эти отношения. Изучены методы утилизации ТКО в странах Европейского союза (ЕС). В результате, выявлено значительное количество информации по решению проблемы ТКО в странах ЕС. Также выделены и представлены группы показателей, обеспечивающие комплексную оценку состояния сектора обращения с ТКО. Сделаны выводы, что основная иерархия методов управления ТКО определяется принципами устойчивого развития. Система управления ТКО предполагает, что социальные, экономические, нормативно-правовые, управленческие, технические аспекты будут интегрированы. Перспективным направлением является применение хемометрического анализа для разработки и интерпретации выбранных сценариев развития сектора обращения с ТКО.
Бесплатно
Моделирование процесса биологической очистки сточных вод нефтехимического производства
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы цифровой трансформации и внедрения прорывных технологий в сфере водоотведения и биологической очистки сточных вод нефтехимического производства. В условиях нестабильности по составу и расходу сточных вод, высоких концентраций токсичных веществ в стоках производств моделирование процесса биоочистки и реализация алгоритмов для поддержки принятия решений по сбросу сточных вод на биологические очистные сооружения становится ключевым направлением для обеспечения устойчивого развития урбанизированных территорий и защиты окружающей среды. В статье изложены результаты прогнозирования оптимальных параметров биологической очистки сточных вод на действующей биостанции нефтехимического предприятия в Республике Татарстан, который поможет принимать обоснованные решения операторами очистных сооружений относительно возможности приема сточных вод на очистку, условий их обработки и прогнозирования эффективности процессов биологической очистки. Методология исследования включает в себя лабораторное моделирование процессов биологической очистки сточных вод, используя пробы активного ила и сточных вод с действующей биостанции нефтехимического предприятия. На основании экспериментальных данных проведен анализ влияния токсикантов (бензол, толуол, стирол, фенол, этилбензол, формальдегид) на эффективность очистки и физико-химические и биохимические свойства активного ила, а также показатели общей загрязненности и токсичности сточных вод. Результаты исследования позволяют не только повысить точность прогнозирования, но и оптимизировать рабочие процессы на очистных сооружениях, что, несомненно, повысит эффективность очистки высококонцентрированных токсичных сточных вод. Предложенное решение - оптимальная математическая модель «случайный лес», адекватно описывающая процесс биологической очистки сточных вод нефтехимического комплекса, способствует устойчивому развитию и безопасной эксплуатации нефтехимических производств. Проведенные исследования направлены на экологическое оздоровление региона и муниципальных образований, снижение техносферной нагрузки, вызванной негативным воздействием сброса недостаточно очищенных сточных вод в природные водоприемники.
Бесплатно
Модель адсорбционной очистки стоков с учетом химической реакции
Статья научная
В статье ставится и решается общая задача динамики адсорбции из жидкости в неподвижном слое адсорбента с учетом химической реакции первого порядка и линейной изотерме адсорбции. Модель адсорбции основывается на уравнениях баланса массы целевого компонента для бесконечно малого элемента слоя и кинетики адсорбции, записанных в виде системы линейных дифференциальных уравнений в частных производных первого порядка с соответствующими краевыми условиями. Задача решается методом преобразования Лапласа. Это позволило свести совместное решение системы уравнений в оригиналах к независимому решению в изображениях задачи Коши для обыкновенного дифференциального уравнения и алгебраического уравнения. В результате получены выражения для концентраций целевого компонента в слое адсорбента и в потоке в любой момент времени и в любом сечении слоя. Это позволило выполнить моделирование практической задачи по адсорбции хлороформа цеолитами для очистки стоков реального плавательного бассейна и получить интересные графические материалы на основе решения и разработанного алгоритма. Результаты решения могут быть доведены до числа посредством программирования на любом доступном алгоритмическом языке высокого уровня. Показано, что вид кривых изменения концентраций целевого компонента в адсорбенте и адсорбтиве по толщине слоя адсорбента и во времени не изменяется, хотя числовые значения этих параметров изменяются в достаточно широком диапазоне. Также отмечено, что в рассмотренном в статье интервале изменения концентраций, концентрация адсорбтива вначале резко уменьшается, а затем плавно по всей длине неподвижного слоя адсорбента незначительно уменьшается. Выявлено, что использование методик, приемов и теорем метода преобразования Лапласа применительно к задаче динамики адсорбции дает возможность глубоко проникнуть в механизм решаемой задачи, что недоступно при других методах решения. Это позволяет при известном наборе исходных данных найти изменение концентраций целевого компонента в обеих фазах и подобрать необходимую толщину слоя адсорбента.
Бесплатно
Статья научная
Проблемы обеспечения экологической безопасности акваторий, связанных с загрязнением водных объектов нефтепродуктами и химическими веществами от грузового и пассажирского водного транспорта приобретают особую актуальность в регионах с разветвленной судоходной гидрографической сетью. В период стоянки, заправки, отстоя судов, проведения на них ремонтно-эксплуатационных работ образуются производственные сточные воды, попадающие по различным причинам в водные объекты, существенно загрязняя их нефтепродуктами, органическими, взвешенными, поверхностно-активными веществами. Установить виновника «ночного сброса» этих стоков с помощью существующих систем не предоставляется возможным. Наносится колоссальный ущерб источникам питьевого водоснабжения населения и водным биоресурсам. Цель исследования заключается в разработке новой системы мониторинга загрязнения акваторий водных объектов нефтесодержащими сточными водами от водного транспорта на базе применения малых надводных беспилотных систем. Данная система позволяет в интерактивном режиме с применением современных информационных технологий, в условиях любой видимости осуществлять мониторинг экологического состояния водоема. Тем самым решается проблема предотвращения сверхнормативного загрязнения водных объектов, приводящего к возникновению чрезвычайных ситуаций с тяжелыми социально-экономическими и экологическими последствиями. Методы исследования настоящей работы включают в себя системный анализ, статистическую обработку полученных в результате обобщения данных. Предлагаемая система мониторинга водных объектов находится в стадии апробации на водных объектах Центрального федерального округа России.
Бесплатно
Мотивация персонала предприятия к безопасной деятельности
Статья научная
Рассмотрены теоретические основы создания механизма мотивации. Построена адаптированная модель известных теорий мотивации. Исследованы формы влияния механизма мотивации на обеспечение безопасной деятельности. Разработана структура механизма мотивации, включающая структурную модель, структуру и содержание, а также оценку. Исследованы современные мотивационные механизмы и разработана соответствующая система. Определены критерии, определяющие механизм мотивации к безопасной деятельности.
Бесплатно
Национальное и региональное состояние и тенденции в восстановлении мелиорации земель
Статья научная
В статье приводятся сведения о состоянии и тенденциях в мелиорации земель на федеральном и региональном (Самарская область) уровне, обеспеченности орошаемыми землями. Среди развивающихся стран с наиболее крупными посевными площадями в России и в ее регионах за годы реформ отмечено существенное сокращение и отставания в увеличении площадей орошаемых земель, значительная часть из которых остается в неудовлетворительном состоянии. Рассмотрена предназначенная для восстановления мелиоративного фонда с 2014 г. государственная региональная программа стимулирования этой сферы. Принятая в 2018 г. и на период до 2025 г. подпрограмма по развитию мелиорации в рамках государственной региональной программы поддержки сельского хозяйства. Начиная с 2019 г. в субъекте РФ действует региональная составляющая федерального проекта «Экспорт продукции АПК», в котором предусмотрена реализация мероприятий в области мелиорации земель сельскохозяйственного назначения. Показана эффективность реализации государственной программы и подпрограммы, которые способствовали возрастанию площадей мелиорированных земель, вовлечению в оборот выбывших сельскохозяйственных угодий. Применяемые меры государственной поддержки носят нестабильный характер. В системе регионального развития мелиорации основными финансовыми источниками выступают внебюджетные средства. Бюджетные ассигнования складываются из региональных средств, размеры которых снижаются, и возрастающей роли федерального бюджета в рамках мероприятий региональной составляющей федерального проекта «Экспорт продукции АПК».
Бесплатно
Новые подходы к изучению морфологического состава твердых коммунальных отходов
Статья научная
Статья посвящена сравнительному анализу методик исследования морфологического состава твердых коммунальных отходов (ТКО) и применению современной методики для определения компонентного состава ТКО на примере городского округа и сельских поселений. В работе рассматривается эволюция методик, выделяются три основных этапа и анализируются достоинства и недостатки каждого из методов. Проведено натурное исследование морфологического состава коммунальных отходов с отходообразующих территорий различных уровней агломераций. Анализ полученных данных показал различия в морфологическом и количественном составе отходов. В отходах городского округа компонентное содержание полимеров и стекла выше, в то время как в сельских поселениях доля отходов, не подлежащих переработке, оказывается больше. Определен средний состав обрабатываемых ТКО с учетом соотношения масс КГО и ТКО (без КГО) на основании сведений интегратора обращения с отходами.
Бесплатно
Обезвреживание застарелой послеспиртовой барды, размещенной в земляных накопителях
Статья научная
В статье приводятся результаты обезвреживания застарелой послеспиртовой барды методом компостирования в лабораторных условиях. В качестве объекта исследований выступала проба застарелой послеспиртовой барды, отобранная из земляных накопителей, расположенных вблизи с. Рождествено Самарской области. Компостируемая масса непрерывно аэрировалась, в качестве порообразующей добавки использовались древесные опилки. Компостирование проходило при поддержании влажности в диапазоне 45 - 60 %. В процессе компостирования непрерывно контролировались температура компоста и влажность. Компостируемая масса регулярно анализировалась по химическим компонентам: аммонийному, нитритному и нитратному азоту, органическому веществу, БПК5 и ХПК водной вытяжки. Дополнительно, на протяжении всего эксперимента проводился анализ компостируемой массы на содержание органических веществ. Полученные результаты помогли более детально проследить динамику химических превращений в процессе компостирования застарелой послеспиртовой барды, а также доказать эффективность выбранного метода обезвреживания при обращении с данным отходом.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматриваются особенности разработки оптической многоуровневой мультисенсорной системы экологического мониторинга нефтезагрязненных участков. В состав системы входит набор сенсоров различного вида, которые разнесены в пространстве с установкой на космические и летательные аппараты, подвижные и носимые наземные аналитические системы. Единая природа аналитического сигнала сенсоров позволяет проводить обработку полученной информации как общего массива, что увеличивает возможности таких систем и делает их пригодными одновременно для глобального поиска загрязнений и для определения свойств загрязнённой поверхности.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены особенности анализа экологических и эксплуатационных характеристик полимерсодержащих композитных материалов строительного назначения с помощью модифицированной методики инфракрасной спектроскопии. Проведен анализ существующих стандартов и методов, который показал, что существующие методики не в полной мере позволяют исследовать экологических и эксплуатационных характеристик полимерсодержащих композитных материалов строительного назначения. Предложены подходы к созданию единого стандарта, позволяющего проводить полный качественный (идентификация компонентов) и количественный (определение концентраций) анализ полимерсодержащих строительных композитов. Сделан вывод, что модифицированная интегрированная методика должна учитывать также необходимость определения физических характеристик полимерсодержащих строительных композитов. Таким образом, существующие методики, описанные в стандартах, необходимо расширить.
Бесплатно
Особенности локализации аварии, связанной с утечкой хлора
Статья научная
Рассмотрена специфика аварий на опасных производственных объектах по производству хлора, определены показатели масштаба и ущерба, полученные при моделировании чрезвычайной ситуации, связанной с утечкой хлора, предложена система локализации аварийных выбросов хлора
Бесплатно
Особенности мониторинга негативного воздействия нефтесодержащих отходов на биосферу
Статья научная
Статья посвящена анализу особенностей мониторинга негативного воздействия нефтесодержащих отходов на биосферу. Рассмотрены особенности и этапы мониторинга, предложено балльно-рейтинговое ранжирование токсического воздействия нефтесодержащих отходов. Предложены направления дальнейшего совершенствования методов и подходов к мониторингу негативного воздействия нефтесодержащих отходов на биосферу. Результаты работы позволяют осуществлять более эффективный и качественный мониторинг негативного воздействия нефтесодержащих отходов на биосферу.
Бесплатно
