Экология - технические науки. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Особенности переработки нефтесодержащих отходов в зависимости от их радиоактивности
Статья научная
В статье проведен анализ особенностей методов переработки нефтесодержащих отходов в зависимости от их радиоактивности, включая сжигание отходов, экстракцию нефтепродуктов, перегонку, биодеструкцию. Сформулированы ограничения выбора методов переработки нефтесодержащих отходов в зависимости от их радиоактивности. Разработан общий алгоритм выбора методов переработки. Установлены закономерности, которые следует учитывать при выборе метода переработки нефтесодержащих отходов в зависимости от их радиоактивности. 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
Аэрозоли, содержащие микроорганизмы, вирусы и повышенные концентрации загрязняющих веществ, выделяющиеся из сточных вод в атмосферу, представляют серьезную угрозу для здоровья и безопасности людей. Целью данного обзора является детализация процессов генерации, передачи и диффузии аэрозолей от объектов очистки сточных вод. Кроме того, обсуждаются основные факторы, влияющие на передачу аэрозоля, и соответствующие стратегии профилактики борьбы с воздушно-капельными и ингаляционными биоаэрозолями.
Бесплатно
Статья научная
Сорбционный метод очистки широко применяется для извлечения различных поллютантов, включая поверхностно-активные вещества (ПАВ). В работе рассмотрены особенности сорбционного процесса при очистке модельных вод от анионных ПАВ. В качестве ПАВ использовался лаурилсульфат натрия. Сорбционные материалы были получены из карбонатсодержащего отхода сахарной промышленности и диатомитового шлама пивоваренной промышленности путем термической модификации. В исследованиях использовались как отдельные сорбционные материалы, так и их смеси в различных пропорциях. В процессе очистки модельных вод было установлено, что наибольшая эффективность извлечения ПАВ достигается при использовании диатомитового шлама, термообработанного при 450 °С и гидрофобизованного стеариновой кислотой. Высокие значения эффективности были получены также при использовании гидрофобизованного шлама карбонатсодержащего отхода, термообработанного при 450 °С и гидрофобизованного диатомитового шлама, термообработанного при 550 °С. Для лучшего понимания сорбционных процессов была построена изотерма сорбции для диатомитового шлама, термообработанного при 450 °С и гидрофобизованного стеариновой кислотой. По классификации Международного союза теоретической и прикладной химии полученную кривую можно отнести к I типу изотерм. Проведенные расчеты с использованием математических моделей Ленгмюра, Фрейндлиха, БЭТ, ТОЗМ, Дубинина-Радушкевича, Темкина показали, что механизм сорбционного взаимодействия лучше всего описывается моделью Ленгмюра. Это позволяет предположить протекание процесса адсорбции по мономолекулярному типу, с распределением сорбата между энергетически равнозначными активными центрами.
Бесплатно
Статья научная
Проведен анализ деятельности человека в технологических системах и определены характеризующие ее параметры. Определена надежность работника при эксплуатации оборудования. Это позволяет минимизировать ошибки человека при эксплуатации технологических систем и обеспечить более высокий уровень его безопасности.
Бесплатно
Статья научная
Оценка антропогенного воздействия угледобычи на качество водных ресурсов важна для экологической безопасности и устойчивого развития регионов с горнодобывающими предприятиями. В условиях роста техногенного давления и ужесточения природоохранных требований разработка подходов к мониторингу и снижению негативных последствий становится особенно актуальной. Цель исследования – анализ влияния открытой добычи угля на разрезе «Пермяковский» (Кемеровская область) на состояние водных объектов и разработка рекомендаций по минимизации воздействия на подземные и поверхностные воды. В статье представлены результаты мониторинга качества водных ресурсов в районе деятельности угольного разреза за 2022–2024 годы. Рассмотрены концентрации тяжелых металлов, нефтепродуктов, нитратов, сульфатов, хлоридов, показатели БПК, ХПК, сухого остатка и взвешенных веществ. Сточные воды разреза в целом соответствуют нормативам, очистные сооружения эффективно удаляют нефтепродукты, фосфаты и взвешенные вещества, но менее успешно справляются с сульфатами, хлоридами, железом и нитратами, что требует модернизации. Мониторинг подземных вод показал небольшой рост минерализации и содержания азотистых соединений, хотя качество воды остается удовлетворительным, пригодным для питья. Рекомендации включают улучшение систем водоотвода и очистки, мониторинг реки Иня и контроль сточных вод по химическим и токсикологическим показателям. Предложенные меры направлены на снижение техногенной нагрузки и обеспечение экологического баланса в Кузбассе, способствуя устойчивому развитию региона.
Бесплатно
Оценка защитных качеств человека и оборудования при их взаимодействии в технологической системе
Статья научная
Проведена оценка качества защитных свойств человека и оборудования. Установлены характеристики человека, определяющие его защитные качества и их интегральная оценка. Получены зависимости, характеризующие защитные свойства оборудования. Результаты исследования позволяют повысить безопасность человека при эксплуатации технологической системы и устранять происшествия при ее эксплуатации.
Бесплатно
Статья научная
Переработка древесных отходов становится все более актуальной проблемой в связи с ростом потребления древесных материалов и увеличением объемов отходов, образующихся в результате лесозаготовок, деревообрабатывающей и мебельной промышленности. Традиционные методы утилизации древесных отходов, такие как сжигание и захоронение, вызывают значительные экологические проблемы, включая выбросы парниковых газов и загрязнение почвы и воды. В этом контексте пиролиз древесины представляет собой перспективный метод переработки, позволяющий не только уменьшить объем отходов, но и получить ценные продукты, такие как биоуголь, биомасло и синтез-газ. В данной статье рассматривается эффективность применения технологии пиролиза древесины как технологии сокращения выбросов от хранения кородревесных отходов (КДО). В работе представлены результаты расчета сокращения удельных выбросов СО2 при переработке плотных кородревесных отходов в биоуголь, а также потенциальный эффект при переработке КДО объемом 100 тыс. м3 в год, в том числе накопленный эффект при горизонте планирования в 15 лет.
Бесплатно
Оценка уровня экологической безопасности регионов на основе нечётких показателей
Статья научная
Образование отходов приводит к всевозрастающей техносферной нагрузке на окружающую среду, представляя собой одну из главных угроз экологической безопасности территорий, устойчивого развития городских округов и регионов. Означенное способствует увеличению рисков и угроз для благоприятной и комфортной среды жизнедеятельности населения. Основополагающим вектором исследования определено формирование новых подходов, механизмов, методов, показателей оценки состояния защищенности природной среды от техногенного воздействия отходов, обеспечивая при этом благоприятные для человека условия существования в техносфере в виде преобразованной социумом части биосферы. Цель исследования - разработка нечеткой шкалы показателей оценки экологически безопасного функционирования систем жизнедеятельности и объектов жизнеобеспечения техносферных территорий на стадии разработки предпроектной, проектной документации и в процессе эксплуатации. В соответствии с поставленной целью, в рамках использования теории нечетких множеств и соответствующего математического аппарата мягких вычислений, на основе системного анализа антропогенных факторов воздействия отходов на экосистемы, осуществлена разработка нечеткой шкалы уровней ресурсно-экологических показателей для реализации прогнозных исследований перспективного развития систем жизнеобеспечения населенных пунктов на предпроектной стадии, в процессе осуществления проектной деятельности, при оценке сложившегося уровня воздействия опасных отходов на окружающую среду. Предложенный новый подход, основанный на комплексной оценке предотвращенной экологической опасности, был использован при формировании прогноза развития предприятий по обработке, утилизации отходов на период до 2030 года по регионам России. Представляется возможным применение индикаторов экологической безопасности и методов их определения при создании критериев устойчивого развития территорий, целевых показателей техносферной безопасности объектов, систем комплексной оценки безопасной и комфортной среды жизнедеятельности в населенных пунктах.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся результаты расчетов экологической эффективности внедрения разработанной биотехнологии анаэробно-аэробной очистки сточных вод для действующего на территории Республики Татарстан молокоперерабатывающего предприятия. При очистке по разработанной технологии образующихся на предприятии сточных вод в объеме 200 м3/сут годовой экономический эффект составит 147208,80 руб. Представлены результаты расчета энергетической эффективности функционирования установки анаэробно-аэробной очистки сточных вод с получением возобновляемого климатически нейтрального источника энергии - биогаза.
Бесплатно
Статья научная
Многолетняя деятельность нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) привела к образованию техногенных залежей углеводородов под их площадками. Месторождение антропогенной природы представляет собой линзовидное образование, вытянутое в плане на несколько километров в сторону зоны разгрузки подземных вод, проникающее в геосреду до первого водоносного горизонта. Запасы техногенных месторождений могут быть соизмеримы с традиционными природными месторождениями. С одной стороны, техногенные месторождения представляют собой пласт, содержащий смесь сырья и продуктов переработки различных фракций, а также углеводородов промышленного качества. В этом случае содержимое извлекается из пород с помощью насосного оборудования сети эксплуатационных скважин, отделяется от водной составляющей и передается для использования или переработки в качестве вторичного материального ресурса. С другой стороны, месторождение, содержащее некондиционные углеводороды, представляет собой водонефтяную эмульсию. Она является постоянным источником негативного воздействия на окружающую среду и загрязнения прилегающих фрагментов геологической среды. Использование водоносного горизонта, содержащего углеводороды в концентрациях, недостаточных для добычи и последующего использования без предварительной подготовки, заключается в его очистке как загрязненных сточных вод. Очистка водоэмульсионной фазы от остаточных углеводородов является длительной и чрезвычайно дорогостоящей и требует строительства новых модульных очистных сооружений в месте расположения техногенной залежи углеводородов или использования резервных мощностей на действующих предприятиях.
Бесплатно
Повышение промышленной и экологической безопасности установки подготовки нефти
Статья научная
Проведен анализ опасностей атмосферного блока нефтеперерабатывающей установки, предназначенной для переработки нефти рассмотрены возможные сценарии развития аварий и произведена оценка последствий аварийного взрыва.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматриваются проблемы негативного воздействия нефтесодержащих отходов на человека и биосферу. Проведен анализ существующих методик мониторинга негативного воздействия нефтесодержащих отходов. Предложены новые подходы к разработке методик негативного воздействия нефтесодержащих отходов на человека биосферу. Результаты работы позволяют осуществлять более эффективную и качественную оценку негативного воздействия нефтесодержащих отходов, разрабатывать мероприятия по снижению негативного воздействия.
Бесплатно
Статья научная
Проведен анализ существующих критериев и подходов к классификации отходов, возникающих при разработке нефтегазовых месторождений. Предложены новые подходы к созданию классификации отходов, описана систематизация видов классификации нефтесодержащих отходов по различным классификационным признакам. Результаты работы позволяют осуществлять более эффективное и качественное снижение негативного воздействия отходов, возникающих при разработке нефтегазовых месторождений, на биосферу.
Бесплатно
Показатели качества воды вдоль побережья реки Кубань города Краснодара
Статья научная
В статье приводятся результаты анализов проб воды вдоль побережья реки Кубань города Краснодара за четырехлетний период с 2018 г. по 2022 г. Оценка проведена по 14 показателям качества воды: хлориды, азот нитритный, азот нитратный, ионы аммония, БПК5, ХПК, железо общее, нефтепродукты, фосфаты, сульфаты, взвешенные вещества, ОКБ, ТКБ, колифаги. На основе количественного химического и микробиологического анализов обнаружено превышение на входе в город по БПК5, нефтепродуктам, железу и на выходе из города по БПК5, нефтепродуктам, сульфатам, железу, аммоний-иону. Выявлено загрязнение реки ОКБ, ТКБ и колифагами. Это вызвано расположением вдоль побережья многоэтажных жилищных комплексов и селитебных территорий поселкового типа, в которых очистные сооружения не справляются с многократно возросшим стоком в связи с ростом населения в вводимых в эксплуатацию жилищных комплексов. Основное загрязнение по микробиологии вносит сток со стороны Краснодара в районе Тургеневского моста. Приведены исследования по эффективности извлечения ионов аммония из модельных и реальных смесей с помощью сорбента, полученного высушиванием и прокаливанием золошлаковых отходов предприятий теплоэнергетики.
Бесплатно
Статья научная
Целлюлозно-бумажная промышленность приводит к образованию значительного количества кородревесных отходов (КДО), которые в России не перерабатываются, а размещаются в короотвалах, что приводит к негативному воздействию на объекты окружающей среды, в т.ч. на климат планеты. В данной статье представлена оценка ресурсного потенциала кородревесных отходов длительного срока хранения на основе результатов физико-химического и термического анализа. Было обнаружено, что КДО при длительном хранении подвергаются деструкции достаточно слабо, при этом доля углерода в составе КДО остается практически неизменной (на уровне 48,4%). Доказано что исходные КДО отличаются высокой влажностью (60,8% до 74,9%), низкой теплотворной способность (14,56 МДж/кг на асв) и умеренной зольностью (9,8% асв). Для влажной биомассы, наиболее подходящим методом конверсии можно считать гидротермальное ожижение, позволяющее получать жидкое топливо без предварительной сушки, т.к. вода в данном процессе выступает в качестве растворителя и источника радикалов. Средний выход биотоплива при гидротермальной конверсии КДО составляет 10%, при этом применение аммонийных квасцов в качестве катализаторов обеспечило увеличение выхода нефти более чем в 2 раза до 28,4%, применение сульфата меди привело к увеличению выхода до 16,1%. Полученная бионефть отличалась высокой степенью насыщения (атомарное соотношение H/C составило 1,3), но при этом содержание кислорода было также высоко (на уровне 22% мас.). Содержание серы и азота было минимально (0,6 и 0,2% соответственно). В составе топлив преобладали кислородсодержащие ароматические соединения фенольной группы (62%), циклическими сложными эфирами (19,8%), а также жирными кислотами, на долю которых приходится 12,9%.
Бесплатно
Применение адсорбции для очистки газовых выбросов
Статья научная
Предложен метод экспериментального определения величины активности адсорбентов для расчёта систем газоочистки. Описан способ приготовления модельной газовой смеси с концентрацией пара целевого компонента от максимально возможного значения в условиях насыщения до минимально детектируемого. В качестве эксперимента изучена очистка потока газа от паров ацетона и метилэтилкетона на неподвижном слое адсорбента. Очистка газов, адсорбция, динамическая активность, статическая активность, равновесие при адсорбции.
Бесплатно
Прогнозирование чрезвычайной ситуации на гидротехнических сооружениях
Статья научная
В статье рассматривается актуальная проблема чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях. С незапамятных времен человек непрерывно разрабатывал различные методы и технику, чтобы воспользоваться преимуществами водных ресурсов, а также защитить себя от разрушительного действия воды. Таким образом, на территории Республики Татарстан было возведено большое количество гидротехнических сооружений, которые относятся к гидродинамическим опасным объектам. Аварии на указанных объектах являются источниками техногенных чрезвычайных ситуаций. Ряд гидротехнических сооружений на территории эксплуатируются без реконструкции более 70 лет, и большинство из них находятся в аварийном состоянии [1]. Проблема обеспечения безопасности гидротехнических сооружений остается не до конца изученной и актуальной на сегодняшний день. Как правило, в основном все гидротехнических сооружений находятся в черте или выше населенных пунктов и являются объектами повышенного риска, так как разрушение плотин может привести к экологической катастрофе. Также неполное разрушение плотины, когда безопасная эксплуатация сооружения уже невозможна, может привести к серьезным экономическим потерям в результате прекращения производства энергии, гидравлического регулирования и сбора воды в водохранилище [2-3]. Поэтому, требуется тщательное наблюдение с целью выявления любых возможных чрезвычайных ситуаций. Одним из выходов в сложившейся ситуации видится использование различных методов прогнозирования аварийных ситуаций на гидротехнических сооружениях. В связи с этим, в работе авторами была адаптирована математическая модель на основе цепей Маркова, отличающаяся оперативностью вычислений и высокой степенью приближения к статистическим данным. Данная модель позволяет прогнозировать состояние гидротехнических сооружений при изменении данных по уровню воды и объему просачивания в гидротехническом сооружении. На основе адаптированной модели получены результаты прогнозирования уровня воды для реальных гидротехнических сооружений. Ключевые слова: гидротехнические сооружения, экологическая катастрофа, чрезвычайные ситуации, плотины, цепь Маркова.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты расширенных исследований пространственного распределения бактериобентоса и его сапрофитной группы в Приплотинном плесе Куйбышевского водохранилища в осенний период 2020 г. Проведен анализ многолетних данных численности бактерий с 1966 г. по настоящее время. За 54-летний период численность бактериобентоса в Приплотинном плесе увеличилась в три раза. В 2020 г. общая численность бактерий варьировала в диапазоне 2,47-25,59×109 кл/мл, биомасса - от 0,10-2,43 мкг/г, численность сапрофитных бактерий - 1,4-6,8×105 КОЕ/мл. На пространственное распределение осеннего бактериобентоса и его сапрофитной группы достоверное влияние оказывают гранулометрический состав донных отложений, содержание органического вещества, гидродинамический режим водоема. Выявлены закономерности пространственного распределения бактериального сообщества: 1 - количественные показатели бактерий увеличиваются от мелководного левого берега к профундали; минимальные их значения характерны для песков и заиленных песков, максимальные - для серых алевритовых и мелкоалевритовых илов; 2 - численность сапрофитных бактерий, напротив, наибольшая в литоральных песчанистых отложениях по сравнению с тонкодисперсными серыми илами; численность сапрофитного бактериобентоса снижается вдоль поперечного речного профиля от мелководного левого прибрежья к глубоководному правому берегу. Показано влияние Усинского залива на формирование количественной структуры бактериобентоса: общая численность и биомасса бактерий возрастают от места впадения р. Уса по направлению к плотине. Обнаружена изменчивость размерно-морфологической структуры бактериобентоса в основных типах илов и в разных биотопах плеса: в песчанистых отложениях на прибрежных мелководьях увеличивается доля кокков в общей численности бактериобентоса, а в тонкодетритных илах в глубоководных зонах - доля палочек.
Бесплатно
Разработка новых устройств снижения вибрации промышленного оборудования и трубопроводов
Статья научная
В настоящей статье проведен анализ методов снижения вибрации промышленного оборудования и трубопроводов, который показал, что эффективным решением снижения вибрации является использование виброизоляторов и виброопор, при этом существующие устройства обладают рядом недостатков. Разработаны новые эффективные устройства виброизоляторов и виброопор для гашения вибраций, защищенные патентами РФ. Сделан вывод, что для эффективного снижения вибрации промышленного оборудования и трубопроводов, а также снижению их негативного воздействия на человека необходима дальнейшая разработка, апробация и внедрение новых эффективных устройства виброизоляторов и виброопор, в том числе на основе новых виброизолирующих материалов.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены подходы к оценке результатов повышения экологической и ресурсной эффективности промышленных предприятий, выполняющих программы эколого-технологической модернизации и внедряющих наилучшие доступные технологии (НДТ) производства. Актуальность исследования определяется необходимостью формирования системы оценки действенности эколого-технологического регулирования на основе НДТ как механизма, обеспечивающего устойчивое развитие общества при сокращении негативного воздействия и сохранении благоприятного состояния природной среды. Подчеркнуто, что совершенствование технологического потенциала и рост мощностей отечественной промышленности должны обеспечиваться при одновременном повышении эффективности использования природных ресурсов, вовлечении в производственные циклы вторичных ресурсов и сокращении негативного воздействия на окружающую среду (НВОС). Эти задачи решаются путем отказа от устаревших технологий, внедрения НДТ и также формирования замкнутых производственных циклов. В статье представлены результаты ситуационного исследования, выполненного на предприятии по производству цемента, объекте I категории НВОС, расположенном в Центральном федеральном округе. Показано, что поэтапный переход от угля к природному газу, топливу из отходов (RDF-топливу), биотопливу, а также добавка к сырью железои кальцийсодержащих отходов металлургического производства позволяет повысить экологическую и ресурсную эффективность, а также сократить углеродоемкость продукции. Применяемые на предприятии решения способствуют как достижению национальных целей развития, международно принятых целей устойчивого развития, так и формированию в стране экономики замкнутого цикла, характеризующейся также низкими выбросами парниковых газов. В порядке оценки действенности механизма эколого-технологического регулирования в статье предложено для отраслей промышленности, отнесенных к областям применения НДТ, провести сравнительный анализ достигнутых к настоящему времени технологических показателей эмиссий, показателей ресурсной эффективности и углеродоемкости. В качестве базы сравнения целесообразно использовать отраслевые показатели, установленные в соответствующих информационно-технических справочниках (ИТС) по НДТ в 2015-2024 гг. Отмечено, что цементная промышленность как один из лидеров по числу предоставленных объектам НВОС комплексных экологических разрешений и применению НДТ может стать пилотной отраслью для проведения сравнительного анализа. Его результаты могут быть также использованы при следующей актуализации ИТС-6-2024 «Производство цемента». Подходы, апробированные в цементной отрасли, целесообразно тиражировать в других областях применения НДТ и масштабировать для оценки действенности механизма эколого-технологического регулирования на национальном уровне.
Бесплатно
