Геоэкология. Рубрика в журнале - Вестник Мурманского государственного технического университета
Extraction of bioflocculants from activated sludge and their application to wastewater treatment
Статья научная
Extracellular polymeric substances (EPS) - biopolymers produced by the microorganisms - are effective flocculants of wastewater pollution and lack the shortcomings of traditional coagulants and flocculants, which can pose direct threat to health and human life, as well as to the sustainable existence of aquatic and terrestrial ecosystems. EPS do not form secondary contamination of their degradation intermediates, are biodegradable and eco-friendly. Industrial production of bacterial EPS is associated with high cost of growing specific microbial biomass and the functioning of technologies for the synthesis of microbial products. At the same time, there is an underused resource of excess activated sludge, which can be used as cheap substrate for producing bioflocculants and a possible measure to reduce costs. The conducted researches have shown the prospects of extracting EPS from excess activated sludge for their subsequent use as wastewater treatment bioflocculants. EPS extraction has been conducted using three methods: combination of centrifugation processes, extraction using the aqueous solution of disodium ethylenediaminetetraacetic acid, and precipitation with isopropyl alcohol (the EDTA method); combination of centrifugation, extraction with (NH2)2CO, precipitation and ethanol reprecipitation (the (NH2)2CO method); combination of activated sludge ultrasonic treatment, centrifugation, extraction with glacial acetic acid, and precipitation with acetone (the CH3COOH method). The research has shown that the extraction method affects not only the efficiency of EPS extraction, but also the possibility of EPS application for the purification of certain types of sewage. The (NH2)2CO method has shown the best extraction efficiency, but at the same time EPSs produced have not be able to perform fish processing wastewater treatment. The EDTA and CH3COOH methods are more preferable for producing efficient bioflocculants for fish processing wastewater treatment. The use of EPS obtained by the EDTA method has resulted in the significant reduction of total suspended solids and optical density; EPS produced by the CH3COOH method have reduced the content of dissolved solids and the optical density. According to the conducted research EPS produced from surplus sludge with the EDTA and CH3COOH methods have good flocculation and are harmless for humans and the environment, and thus may be a potential substitute for traditional synthetic flocculants and could be used in the treatment of fish processing plants wastewaters.
Бесплатно
Активизация микробиологических процессов окисления мазутных загрязнений грунтов
Статья научная
Сделано обоснование способа очистки грунтов от мазутных загрязнений внесением нефтеокисляющих микробиологических препаратов на сорбентах-носителях с последующим посевом многолетних трав под полимерным покрытием. В качестве сорбентов-носителей использовались сорбенты на основе природного сырья Мурманской области - диатомит, сорбент Версойл на основе вермикулита и вспученный вермикулит. Из выпускаемых нефтеокисляющих микробиологических препаратов по результатам работ предпочтение было отдано препаратам, состоящим из ассоциации углеводородокисляющих микроорганизмов.
Бесплатно
Статья научная
Представлен анализ результатов численных экспериментов загрязнения подземных вод на потенциальных площадках размещения подземного радиационно-опасного объекта. Авторами рассмотрены три сценария эволюции объекта (нормальной эволюции и два альтернативных: наличие конвективного потока подземных вод через инженерные барьеры объекта и ошибка в определении сорбционных свойств радионуклидов в материалах инженерных барьеров и вмещающего массива).
Бесплатно
Анализ коэффициентов снижения концентрации трассера инженерными барьерами
Статья научная
В статье представлен анализ коэффициентов снижения концентрации трассера в материалах защитных барьеров, которые предполагаются к использованию при создании объектов изоляции радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива. В основу анализа положены результаты численных экспериментов нестационарного диффузионного переноса стабильного трассера в трехслойной системе "источник загрязнения - инженерный барьер - нарушенная зона массива". Исследован широкий диапазон значений наблюдаемых коэффициентов диффузии в разных зонах системы с учетом переменной толщины двух последних зон.
Бесплатно
Анализ неточностей и несоответствий в актуальной редакции стандарта ГОСТ Р ИСО 7730-2009
Статья
В статье осуществлен анализ неточностей и несоответствий национального стандарта ГОСТ Р ИСО 7730-2009 "Эргономика термальной среды. Аналитическое определение и интерпретация комфортности теплового режима с использованием расчета показателей PMV и PPD и критериев локального теплового комфорта" и аналогичного международного стандарта ISO 7730:2005. Эти стандарты предназначены для оценки качества внутренней среды с целью соответствия международным практикам в области экологической устойчивости и в сфере энергоэффективности строительства. В процессе анализа исследованы и описаны неточности и несоответствия в стандартах, предложены их корректировки в разделах 4 и 5, устанавливающих метод исчисления прогнозируемой средней оценки (PMV, Predicted Mean Vote) и прогнозируемого процента недовольных температурной средой (PPD, Predicted Percentage of Dissatisfied), а также в приложении D, содержащем листинг программы вычисления величины PMV на языке BASIC. Статья написана в соответствии с рекомендациями, выработанными в процессе реализации международного проекта KO1089 Green Arctic Building программы приграничного сотрудничества Kolarctic CBC.
Бесплатно
Статья научная
В статье описаны ассортимент, возрастная структура и состояние древесных интродуцентов, используемых в озеленении г. Апатиты. Дана характеристика декоративных качеств и особенностей агротехники наиболее распространенных видов. Проведен сравнительный анализ видового разнообразия и устойчивости интродуцентов за 30-летний период (1978-2008 гг.).
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты многолетних исследований воздействия выбросов комбината "Североникель" на содержание доступных для растений форм P, K, Ca и Mg в подзолах локальной зоны. Исследования показали, что содержание доступных для растений питательных элементов в почвах локальной зоны снижено, особенно К. Однако, за исключением единичных случаев, концентрации доступных для растений форм P, K, Ca и Mg в основных горизонтах подзолов локальной зоны и после 70-летнего воздействия экстремального загрязнения остаются в пределах естественного варьирования этих показателей в почвах региона.
Бесплатно
Статья научная
В работе проведена оценка влияния загрязнения почвы светлыми и темными нефтепродуктами на рожь многолетнюю ( Secale cereale L.) и рассмотрена перспектива использования данного растения при фиторемедиации. Установлены остаточные концентрации нефтяных углеводородов в почве, при которых возможно проведение фиторемедиации с использованием ржи многолетней - не более 5 г/кг для светлых и не более 13 г/кг для темных нефтепродуктов.
Бесплатно
Статья научная
Тундры на Кольском Севере. Работы проводились на участке, загрязненном дизельным топливом 15-20 лет назад, в результате чего произошла гибель растительного покрова и деградация органогенного горизонта почв. Тип почвы, на которой выполнялись исследования, - подбур оподзоленный (Entic Podzol). В ходе проведения восстановительных работ методами биоремедиации получены новые данные по изменению содержания органического углерода и подвижных фосфатов в почве. Внесение минеральных и органических удобрений привело к увеличению доли органического вещества гумуса в 1,6-2,1 раза и снижению доли углерода нефтепродуктов в 3,3-4,8 раза. В то же время количество водорастворимого углерода гумуса снизилось в 1,6-2 раза. Во всех вариантах опыта использование удобрений при проведении биоремедиации привело к увеличению содержания подвижных фосфатов в 4,3-6,6 раз до фоновых значений незагрязненных почв. Показано положительное влияние органических удобрений, препятствующих вымыванию вносимых биогенных элементов на участках, расположенных на склонах...
Бесплатно
Статья научная
Обобщены результаты долговременных исследований (1990-2013 гг.) динамики основных гидрохимических показателей субарктического оз. Шуониявр, расположенного в зоне аэротехногенного влияния металлургического комбината. Выявлены достоверное увеличение щелочности и кислотонейтрализующей способности вод озера; снижение диапазона сезонных колебаний рН и щелочности воды; уменьшение содержания в воде озера за период наблюдений как результат снижения нагрузки кислотообразующих агентов вследствие снижения эмиссионных потоков SO2. Несмотря на стабилизацию кислотонейтрализующей способности воды озера, показатели загрязнения Сf по шести приоритетным для региона элементам-загрязнителям сохраняют высокие значения.
Бесплатно
Статья научная
Проведено обобщение результатов мониторинга гидрохимического состава р. Нива до и после снижения техногенной нагрузки на ее бассейн (1984-1985 гг. и 2007 г. соответственно). Рассмотрены химический состав почвенных вод после периода снеготаяния и модификация гидрохимического состава оз. Имандра как возможные факторы, влияющие на речной сток в Белое море. Определен состав растворенных форм основных элементов в речной воде с помощью ПК "Селектор".
Бесплатно
Статья научная
Проведен анализ содержания приоритетных для региона загрязняющих тяжелых металлов Ni и Cu в поверхностных слоях донных отложений крупнейшего водоема Мурманской области озера Имандра. Установлено постоянное увеличение содержания Ni и Cu по всей акватории озера за период исследований, вследствие как прямого поступления сточных вод предприятий горно-металлургического комплекса (Большая и Йокостровская Имандры), так и аэротехногенного загрязнения водосбора озера и ветровых нагонных течений (Бабинская Имандра). Наибольшее увеличение содержания отмечено в Монче-губе плеса Большая Имандра - до 3 и 0.6 % для Ni и Cu соответственно в последние годы.
Бесплатно
Изменение морфологии поверхности вермикулита для получения сорбентов нефти на его основе
Статья научная
Обоснована возможность изменения морфологии поверхности вермикулита для получения сорбентов нефти на его основе путем увеличения шероховатости поверхности. Работа продолжает цикл исследований в области использования наноразмерных минеральных частиц для получения материалов с заданными свойствами.
Бесплатно
Статья научная
В статье изложены результаты исследовательской работы по оценке радиационных последствий взрыва в подземном хранилище отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Моделирование пространственной структуры течений в условиях прекращения действия системы вентиляции показало возможность предотвращения радиоактивного выброса аэрозолей из хранилища за счет предлагаемых систем пассивной безопасности.
Бесплатно
Статья научная
Огромные объемы накопленных отвальных пород и хвостов обогащения в Мурманской области создают серьезные экономические и экологические проблемы. Поддержание отвалов вскрышных пород и хвостохранилищ требует значительных капитальных и материальных затрат. Вовлечение в переработку горнопромышленных отходов является перспективным современным направлением развития промышленности строительных материалов, в том числе теплоизоляционных пеностекольных. Изучена возможность утилизации кремнеземсодержащих отходов и побочных продуктов переработки руд Кольского полуострова. Разработаны составы и способы получения эффективных блочных и гранулированных пеностеклокристаллических материалов. Проведены исследования влияния модифицирующих добавок на технические свойства пеносиликатных материалов. Установлены условия получения качественных блочных пеноматериалов. При оптимальных условиях получены пеносиликаты с достаточно низкой плотностью (0.3-0.5 г/см³), высокой прочностью (до 5 МПа), теплопроводностью 0.09-0.107 Вт/(м·K). Предложены способы улучшения эксплуатационных характеристик пеносиликатов путем совершенствования их структуры. Установлено, что применение дополнительного кратковременного обжига зернистых образцов позволяет получить теплоизоляционный материал с прочностью гранул 5-6 МПа при плотности 0.25-0.35 г/см3 и прочностью при сдавливании в цилиндре 2.2-3 МПа, превышающей в 2-3 раза данное значение для материала с одноступенчатой термообработкой. Водопоглощение полученного материала составляет 5-6 %, что в два раза меньше, чем у материала, изготовленного без дополнительной термообработки. Коэффициент теплопроводности равен 0.091-0.096 Вт/(м·K). Полученные материалы могут быть рекомендованы для использования в качестве теплоизоляционного облицовочного и засыпного утеплителя чердачных перекрытий, полов и кровель при строительстве и реконструкции промышленных и гражданских зданий.
Бесплатно
Статья научная
Изучены отвальные гранулированные шлаки медно-никелевого производства комбината "Печенганикель" АО "Кольская ГМК" как потенциальное техногенное месторождение. Показана возможность флотационного доизвлечения цветных металлов из шлаков. Представлены результаты лабораторных исследований, моделирующих кучное выщелачивание цветных металлов. Получены керамические строительные материалы из сырья на основе шлаков и исследованы их основные свойства.
Бесплатно
Исследование выщелачивания вкрапленных медно-никелевых руд при их взаимодействии с шахтными водами
Статья научная
Значительные объемы накопленных отходов горной промышленности уже в настоящее время создают серьезные экономические и экологические проблемы в горнопромышленных районах. Перемещения горной массы нарушают сложившееся геологическое равновесие, попадание реагентов и тяжелых металлов в природные поверхностные и подземные воды отрицательно воздействует на сложившиеся экосистемы и здоровье человека. Особенно опасно их воздействие в районах с экстремальными климатическими условиями, где вблизи горнодобывающих предприятий возникают обширные техногенные пустыни. В зарубежной научной литературе используют термины "acid mine drainage" (AМD) и "acid rock drainage" (ARD), обозначившие проблему закисления вод с объектов горнорудной промышленности, при котором происходит загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами. AMD может происходить под влиянием следующих объектов горной промышленности: дренаж при подземных разработках полезных ископаемых; природные обнажения сульфидсодержащих пород и др. Изучены процессы, протекающие при взаимодействии шахтных вод с тонкодисперсными пылеватыми частицами, а также при фильтрации вод через толщу сульфидсодержащих горных пород. Показано, что снижение потенциальной экологической опасности шахтных вод рудника "Северный" АО "Кольская ГМК" достигается осаждением тяжелых металлов гидроксидами железа и гидросиликатами магния. Выполнена предварительная оценка возможности гидрометаллургической переработки вкрапленных медно-никелевых руд.
Бесплатно
Статья научная
Изучена взаимосвязь природных и техногенных факторов при формировании молибденсодержащих составляющих потоков в поверхностных и подземных водах Хибинского массива. Установлены приоритетные источники поступления молибдена в водные объекты. С учетом гидрогеохимических особенностей молибдена определены условия разработки стратегии снижения его негативного влияния на поверхностные водотоки в условиях производственной деятельности горнопромышленного комплекса.
Бесплатно
Статья
На территории Мурманской области расположен ряд крупных горнопромышленных предприятий. Пыление отвалов вскрышных пород и хранилищ хвостов обогащения приводит к комплексу долговременных последствий для окружающей среды. Выход пылеватой фракции (–0,071 мм) "лежалых" хвостов обогащения лопаритовых руд (первое поле хвостохранилища) составляет около 22 %. Исследуемый материал представлен нефелином, микроклином, эгирином; в примесных количествах диагностируются лопарит, анальцим; среднее содержание церия, лантана, неодима – редкоземельных элементов легкой группы – 0,18, 0,03 и 0,015 % соответственно. В лабораторных условиях проведено моделирование попадания тонкой фракции хвостов обогащения лопаритовых руд в почву; изучено взаимодействие материала хвостов с дистиллированной водой и водной вытяжкой из условно фоновой почвы при различных температурах. В ходе исследования установлено, что внесение растворенного органического вещества интенсифицирует процессы разрушения и частичного растворения алюмосиликатной матрицы породообразующих минералов; зафиксирован интенсивный переход редкоземельных элементов и тяжелых металлов в растворимые формы. Результаты исследований свидетельствуют об экологической опасности тонкодисперсного материала "лежалых" хвостов обогащения лопаритовых руд вследствие попадания пылевых частиц в почву и их взаимодействия с почвенными водами
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы влияния теплового фактора на выбор конструктивно-компоновочных решений хранилища проблемных видов корабельного отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), накопленного в Мурманской области. Приведены основные положения методики расчета и результаты прогнозных оценок теплового режима подземного хранилища ОЯТ.
Бесплатно
