Геоэкология. Рубрика в журнале - Вестник Мурманского государственного технического университета
Материалы к почвенной фауне Хибинского горного массива на примере горы Вудъяврчорр
Статья научная
Обсуждаются результаты почвенно-зоологических работ, выполненных на северо-восточном склоне горы Вудъяврчорр (Хибинский массив) в осенний сезон 2008 года. Получены данные по таксономическому и трофическому разнообразию, численности и биомассе беспозвоночных животных. Охарактеризовано своеобразие фаунистических комплексов основных горно-растительных поясов Хибин - лесного, субальпийского и альпийского. Выявлены черты сходства и различия фауны почвообитающих беспозвоночных горных и равнинных биоценозов Мурманской области.
Бесплатно
Модель испарения капель керосина в атмосфере и загрязнения грунтов приаэродромной территории
Статья научная
Загрязнение грунтов приаэродромных территорий обусловлено образованием и рассеиванием капель керосина при его неполном сгорании в форсажном режиме работы двигателя самолета. При постоянном воздействии на объекты окружающей среды даже небольших количеств несгоревшего топлива в течение десятилетий эксплуатации аэродромов (прежде всего военных) вклад этой составляющей в загрязнение грунтов становится не менее значимым, чем при аварийных сбросах. Описание каплеобразования керосина основано на том факте, что отработавшие газы авиационных двигателей и дренажных систем не могут конденсироваться, так как находятся при температурах выше критической температуры для керосина. В процессе конденсации они должны перейти в парообразное состояние. Охлаждение отработавших газов и конденсация паров керосина происходит в спутном следе самолета с высоким уровнем турбулентности потоков воздуха. В результате формируются газодинамические образования, имеющие различные массы, которые при достижении температуры конденсации превращаются в капли жидкого керосина...
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты исследования сапропелевых отложений и подстилающих сапропели глин озера Грязное (Медвежьегорский район, Республика Карелия). Анализ немногочисленной опубликованной литературы и фондовых источников по запасам и качеству сапропелевого сырья указанного региона позволяет судить о важности изучения этого типа природных ресурсов. В данной работе делается акцент на исследование содержания тяжелых металлов в сапропеле с целью оценки экологического состояния водного объекта и перспективности использования его сапропелевых отложений с практической точки зрения. В работе использованы современные прецизионные методы исследования вещества. Химический анализ донных отложений оз. Грязное проводился при помощи рентгенофлуоресцентного спектрометра ARL ADVANT'X и масс-спектрометра XSeries-2 ICP-MS, гранулометрический состав озерных отложений определялся при помощи многофункционального анализатора частиц серии LS13 320. Таким образом, приводятся результаты исследования гранулометрического состава и содержание основных петрогенных компонентов донных отложений оз. Грязное и основные корреляционные закономерности, рассчитанные по полученным данным. Изученная колонка донных отложений карельского озера составляет 3,4 м, где мощность слоя сапропеля равна 3,1 м. Установлено, что содержание органического вещества сапропеля оз. Грязное составляет от 55,2 до 70,2 %. Согласно литературным данным изученный сапропель соответствует типу буровато-коричневых сапропелей, широко распространенных в Карелии и пригодных к практическому использованию различного рода. Содержание тяжелых металлов, определенных во всей толще сапропеля, не превышает установленных норм. Проведено сравнение уровня накопления тяжелых металлов в отложениях оз. Грязное с сапропелями оз. Ламба, расположенного в черте г. Петрозаводск; наглядно показано негативное воздействие антропогенной деятельности на урбанизированных территориях на ухудшение полезных свойств сапропелевых отложений малых озер Карелии.
Бесплатно
Статья научная
По результатам лабораторных исследований и опыта внедрения на предприятиях Кольского горнопромышленного комплекса сделано обоснование способа сохранения техногенного минерального сырья, складированного в отвалы отходов рудообогащения, созданием дернины без нанесения плодородного слоя. Успешность образования устойчивой дернины без нанесения плодородного слоя в соответствии с эволюционно сложившейся программой образования почв на минеральных субстратах обеспечивается созданием полимерного покрытия, которое прекращает ветровую и водную эрозии, улучшает экологический фон корнеобитаемых горизонтов, тем самым обеспечивает стабильно высокую продуктивность травостоя и быстрое образование дернины. Создание полимерного покрытия без посева решает проблему прекращения ветровой и водной эрозии хвостохранилищ, находящихся в эксплуатации.
Бесплатно
Оценка баланса тяжелых металлов (Ni и Си) на водосборе субарктического озера (на примере Чунозера)
Статья научная
Рассматривается один из методологических подходов к оценке баланса и накопления тяжелых металлов в озере в условиях многолетнего аэротехногенного загрязнения. На примере Чунозера проведена оценка накопления тяжелых металлов в донных отложениях за более чем 70-летний период деятельности предприятия горно-металлургического комплекса (ГМК "Североникель") и Лапландского государственного биосферного заповедника. Установлено, что мощность загрязненных донных отложений на большей части акватории озера в среднем составляет 2 см, а средняя скорость осадконакопления за последние 20 лет - 1 мм/год. Накопленные в донных отложениях металлы могут представлять опасность загрязнения воды в будущем, особенно при развитии процессов эвтрофирования озера.
Бесплатно
Оценка возможности образования критической массы в контейнере с отработанным ядерным топливом
Статья научная
Представлены методология и результаты оценки критических масс стальных обводненных контейнеров с деградировавшим отработанным ядерным топливом (ОЯТ) из реакторов АЛЛ 1-го поколения. Принятые исходные данные соответствуют аварийным контейнерам типа 11, хранящимся на бывшей береговой базе ВМФ в пос. Гремиха.
Бесплатно
Статья
Изучение состояния зеленых насаждений урбанизированных территорий обусловлено их важной санитарно-гигиенической и эстетической ролью в суровых климатических условиях Арктики. Объектами исследований послужили зеленые насаждения пгт Никель (Мурманская область). Проведена оценка распределения древесно-кустарниковых пород по категориям жизненного состояния; выявлены повреждения листьев атмосферными выбросами, насекомыми и грибами. Высокая степень повреждения от загрязнения отмечена у березы, рябины и черемухи; осина до 85 % повреждена тлей; механическое нарушение стволов отмечено примерно у 26 % обследованных деревьев; 5 % деревьев имеют морозобойные трещины ствола. В ходе сравнительной оценки химического состава листьев березы, произрастающей на урбанизированной территории пгт Никель и в лесных экосистемах по градиенту атмосферного загрязнения в зоне воздействия комбината "Печенганикель", установлено, что концентрации поллютантов в листьях березы техногенно нарушенных территорий превышают фоновые значения. Листья березы в южном направлении от комбината аккумулируют более высокие концентрации Ni, Cu, Pb, Co, Fe, чем в западном и северном направлениях. В 2019 г. концентрации тяжелых металлов в листьях березы возросли по сравнению с предыдущим периодом исследования (2004 г.). На городской территории содержание поллютантов превышает не только значения регионального фона, но и уровни, выявленные в лесных экосистемах по градиенту атмосферного загрязнения. Коэффициенты концентрации Kc показывают аномально высокие значения для Ni, Cu, Pb, Co, Fe; максимальные значения Kc отмечены для Ni и Co
Бесплатно
Оценка трофического статуса субарктического озера Имандра
Статья научная
Объектом исследования данной работы является озеро Имандра - самый большой водоем Мурманской области. Водоем в течение длительного времени подвержен многофакторному влиянию предприятий горнодобывающей и горно-перерабатывающей промышленности региона, аэротехногенного загрязнения и энергетики. Кроме того, значителен вклад поступления коммунально-бытовых вод крупных населенных пунктов, расположенных на территории его водосбора. В результате в озере накопилось значительное количество загрязняющих и биогенных веществ, что привело к увеличению токсической нагрузки на водоем. Одной из основных экологических проблем стала интенсификация процессов антропогенного эвтрофирования. Целью данного исследования было оценить современный трофический статус озера Имандра с помощью трофического индекса (TSI) по среднегодовым значениям параметров: хлорофилла, азота общего, фосфора общего, общего органического углерода и проследить динамику изменений за более чем 20-летний период наблюдения. Изучение трофического состояния плесов озера Имандра за период 1991-2013 гг. производилось с использованием индексов трофического состояния, разработанных Карлсоном, Кратзером и Брезоником, Дунальской. Согласно рассчитанным значениям индексов плес Большая Имандра занимает эвтрофно-мезотрофный трофический статус, плес Йокостровская Имандра можно охарактеризовать как мезотрофный. Плес Бабинская Имандра, испытывающий наименьшую биогенную нагрузку, близок к олиготрофному трофическому статусу, но из-за влияния промышленных, хозяйственно-бытовых и подогретых вод КАЭС есть районы с мезотрофным состоянием. Поэтому данный плес также занимает переходное положение - с мезо-олиготрофным трофическим статусом. В настоящее время для всех изученных плесов лимитирующим фактором развития водорослей является азот. На основе математической модели Фолленвайдера для плесов озера рассчитаны величины критических фосфорных нагрузок, позволяющие контролировать поступление такого важного биогенного элемента как фосфор.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена изучению свойств активного ила локального очистного сооружения (ЛОС), его способности максимально полно очищать бытовые сточные воды в условиях Крайнего Севера. Процесс биохимического разрушения органических загрязнений происходит под воздействием комплекса микроорганизмов, функционирующих в аэротенках. Учитывая климатические условия региона, при которых процессы разложения органических веществ замедлены, а также отсутствие контроля над эксплуатацией, эффективностью и безопасностью работы ЛОСов, представляется важным изучение физиологических особенностей бактерий, используемых при биологической очистке, их способностей максимально полно очищать бытовые сточные воды в условиях Арктического региона. Чрезмерное вмешательство в биосферные системы приводит к нарушению сбалансированности внутренних и внешних связей объектов экосистем. Целью исследования являлось изучение структуры и функционирования бактериоценоза активного ила ЛОС ТОПАС-5 от ГК "ТОПОЛ-ЭКО" в определенных физико-химических условиях среды обитания, а также установление полноты процесса очистки бытовой сточной воды на данном очистном сооружении. В работе изучены структура (количественный и качественный состав) и функционирование бактериоценоза активного ила ЛОС, действующего в условиях Арктического региона. Дана оценка полноты процесса очистки активным илом бытовой сточной воды на данном очистном сооружении. Результаты исследований позволили выявить и определить численность основных физиологических групп бактерий, принимающих участие в очистке бытовых сточных вод; выделить на экспериментальных средах культуры биофлокулянт-продуцирующих бактерий активного ила; оценить эффективность работы ЛОС в условиях Арктического региона.
Бесплатно
Статья научная
Выполнены исследования по изучению эффективности применения алюмосиликатного минерала вермикулита различной модификации в качестве сорбента для очистки природных сред от нефтепродуктов. Показано, что обработка сорбента гидрофобным модификатором "Пента-804" позволяет получить гидрофобный сорбент, обладающий высокими показателями по водостойкости; он способен длительно удерживаться на поверхности воды и нетоксичен для биоты. Наибольшую эффективность продемонстрировали сорбенты, на поверхность которых были иммобилизованы штаммы аборигенных бактерий-нефтедеструкторов рода Pseudomonas. Они позволяют добиться высокой степени очистки, составляющей 99,8 %. Также отмечена высокая степень очистки воды сорбентом с ковалентной сшивкой (76,26 %) и бактериальной суспензией (51,34 %). Использование сорбентов в течение длительного времени нецелесообразно из-за процессов десорбции. Применение вермикулитового сорбента методом рассыпания по поверхности воды оказалось эффективнее, чем использование в матах, что связано с более полным покрытием поверхности загрязнения...
Бесплатно
Статья научная
Низкий уровень комплексности переработки сырья на горно-обогатительных предприятиях отрицательно влияет на экологию, нанося значительный вред окружающей среде. Между тем многие техногенные отходы являются дешевой сырьевой базой для получения ликвидной продукции функционального назначения, в частности неорганических наполнителей, которые широко используются в производстве лакокрасочных и строительных материалов, бумаги, пластмасс, изолирующих и защитных материалов. Повышение эксплуатационных и физико-химических свойств материалов достигается оптимизацией их состава и дисперсности частиц. На примере одного из объектов исследования, полученного из отходов обогащения нефелиновой флотации, показано, что высокая степень гомогенизации смесей с получением тонкодисперсных (75 % - фракция до 3-4 мкм) композиционных наполнителей достигается методом ультраизмельчения порошков с использованием шаровой планетарной мельницы за короткий промежуток времени (менее 1 часа). При использовании других способов измельчения, например с помощью шаровых или вибрационных мельниц, такой эффект не достигается. В условиях ультраизмельчения происходит ионизация и аморфизация поверхностного слоя частиц порошкообразного материала (механоактивация), что повышает его активность при взаимодействии с органическими и неорганическими связующими, обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики. Полученный наполнитель испытан в составе терморегулируемых герметиков и клеев, используемых в авиационной промышленности, судостроении и электронике. Для получения таких материалов используются сфен и нефелин, содержащиеся в техногенных отходах обогащения апатито-нефелиновых руд Хибинского месторождения.
Бесплатно
Статья научная
Четвертичные отложения Кандалакшского и Терского побережий Белого моря представлены морскими отложениями, в той или иной степени обогащенными отсортированным морем элювием красноцветных (терских) песчаников. Гранулометрический состав этих пород и сформировавшихся на них почв характеризуются преобладанием одной песчаной фракции - мелкого песка и почти полным отсутствием крупнозема. Породы, в состав которых входят элювий терских песчаников, отличаются бедным химическим составом (содержание кремнезема - 75-80 %). Интенсивность профильной дифференциации химического состава в иллювиально-железистых подзолах, сформировавшихся на таких породах, снижается с возрастанием в составе этих почв элювия терских песчаников. На эоловых отложениях, подвергшихся лесной рекультивации, и на приморских песках с изреженным естественным растительным покровом сформировались слаборазвитые песчаные почвы -псаммоземы с недифференцированным профилем. Иллювиально-железистые подзолы, погребенные маломощным слоем песка, сохранили присущий этому типу почв альфегумусовый профиль. В наносном слое признаки элювиально-иллювиального перераспределения химического состава отсутствуют.
Бесплатно
Статья научная
Проведена оценка состояния почв, подверженных влиянию аэрополлютантов комбината "Североникель" (г. Мончегорск, Мурманская область). Представлены результаты анализа пространственно-временной динамики кислотности органогенного горизонта Al-Fe подзолистых почв в процессе техногенной дигрессии еловых и сосновых лесов. Исследования проведены в 1992 и 2007 гг. на стационарных пробных площадях, расположенных на разном удалении от источника выбросов. Парцеллярные различия выявлены в фоновом ельнике кустарничково-зеленомошном, где актуальная кислотность органогенного горизонта почв древесных парцелл ниже, чем межкроновых. В условиях аэротехногенного загрязнения парцеллярные различия в кислотности почв не выражены. В сосновых лесах пространственная динамика характеризуется снижением актуальной и гидролитической кислотностей верхнего горизонта почв и возрастанием обменного алюминия по градиенту загрязнения. В дефолиирующих еловых лесах и редколесье снижение актуальной кислотности почв отмечено только в межкроновых пространствах, а гидролитической кислотности - в обеих парцеллах. Особо выделяется стадия начальной дефолиации крон хвойных деревьев, наиболее удаленная от источника эмиссии поллютантов. На данной стадии органогенный горизонт почв еловой парцеллы более кислый, чем в ненарушенном фитоценозе, а гидролитическая кислотность почв остается на уровне фоновых значений. На фоне сокращения атмосферных выбросов в 2007 г. отмечено увеличение актуальной кислотности изучаемых горизонтов почв в дефолиирующих лесах. На участках, близко расположенных от комбината (7-10 км), изменений значений pH органогенного горизонта почв за исследуемый период не обнаружено. В сосновых дефолиирующих лесах и техногенном редколесье возрастает гидролитическая кислотность почв. В еловых лесах, подверженных атмосферному загрязнению, уровень гидролитической и обменной кислотности почв снижается, за исключением стадии начальной дефолиации северотаежных лесов. На данной стадии дигрессии древостоя достоверно увеличиваются обменная кислотность почв, содержание обменного алюминия и водорода. Результаты исследований могут быть использованы при мониторинге природной среды, оценке почвенного плодородия лесных экосистем, находящихся под воздействием природных и техногенных факторов, а также способствовать развитию методов восстановления антропогенно нарушенных почв.
Бесплатно
Статья научная
Определены численность и трофическое разнообразие бактерий в образцах процесса флотации апатит-нефелиновых и сульфидных медно-никелевых руд на обогатительных фабриках ОАО "Апатит" и Кольской ГМК. Изучение численности и разнообразия микробиоты проводилось методом посева на селективные питательные среды. Общая численность и биомасса бактерий учитывались методом флуоресцентной микроскопии с использованием поликарбонатных мембранных фильтров Cyclopore. Бактерии идентифицировались молекулярно-генетическим методом. Наименьшая численность как сапротрофных, так и других трофических групп бактерий наблюдалась в образцах руды и оборотной воды как на фабрике АНОФ-2, так и на комбинате "Печенганикель". Установлено, что бактерии, поступающие с рудой и оборотной водой, идущей с хвостохранилищ, увеличивают свою численность по ходу флотации за счет поступления питательных веществ с флотореагентами, аэрации и более высокой температуры. Из оборотной воды и основных продуктов флотации выделены штаммы, частота встречаемости которых составила более 60 %, они относятся к роду Pseudomonas. На ОАО "Апатит" обнаружены еще два штамма с частотой встречаемости более 60 %, относящиеся к родам Stenotrophomonas и Acinetobacter. Численность грибов в цикле обогащения апатит-нефелиновой руды на фабриках очень низкая (от 1 до 24 КОЕ/1 мл или 1 г руды). Доминировали грибы рода Penicillium, встречались грибы родов Acremonium, Aureobasidium, Alternaria, Chaetomium. На комбинате "Печенганикель" выделены виды Aspergillus fumigatus, Penicillium aurantiogriseum и P. glabrum. Обнаружено, что бактерии ухудшают флотируемость апатита за счет взаимодействия с активными центрами кальцийсодержащих минералов и интенсивной флокуляции, приводящей к снижению селективности процесса флотации. Также выявлена тенденция к изменению извлечения меди и никеля в процессе флотации сульфидных руд при высокой численности бактерий.
Бесплатно
Статья научная
Разработана программная система информационной поддержки управления логистикой бытовых отходов (на примере г. Апатиты) для повышения эффективности информационного обеспечения управления процессами сбора и транспортировки бытовых отходов в городских системах с учетом санитарно-гигиенических норм и стандартов. Система реализована в виде интерактивного многофункционального веб-сервиса. По сравнению с существующими аналогами система обеспечивает реализацию процедур расчета финансовых затрат и экологического ущерба окружающей среде в результате сбора и перевозки бытовых отходов и минимизацию экологических рисков на основе алгоритмов автоматизированного формирования адаптивных маршрутов транспортировки.
Бесплатно
Статья
В статье представлен обзор исследований аэротермодинамики и загрязнения атмосферы на объектах горной промышленности с использованием программных комплексов вычислительной гидродинамики (CFD-моделирование), включающий специализированные и неспециализированные программы (FLOWVISION, ANSYS FLUENT, COMSOL). Описана аэротермодинамическая модель атмосферы, в которой уравнения динамики в приближении несжимаемой жидкости дополнены уравнением переноса тепла и параметрами Кориолиса, конвекции (плавучести), фоновой стратификации и потока радиации; рассмотрены необходимые модификации в программной среде COMSOL, обеспечивающие возможность выполнения исследований аэротермодинамики с учетом различных состояний атмосферы. Построена и апробирована на упрощенном представлении хвостохранилища двухмерная CFD-модель атмосферы. При фиксированной скорости ветрового потока 5 м/с и вариации параметра фоновой стратификации (от –0,05 до +0,05 °С/м) выполнены численные эксперименты, в ходе которых отмечены различия в аэродинамических параметрах потоков и пространственного распределения температуры в условиях разных состояний атмосферы. Анализ динамической скорости на высоте пыления и вертикального потока массы осуществлен с использованием эмпирической зависимости интенсивности пыления. Показана асимметричность (относительно нейтрального состояния атмосферы) величины вертикального потока массы в сравнении с неустойчивым и инверсионным состояниями. При устойчивых состояниях атмосферы величина вертикального потока массы пыли, а значит, и загрязнения атмосферы вниз по потоку будет заметно выше, чем при неустойчивых состояниях.
Бесплатно
Результаты моделирования взаимодействия "вода - нефть" в морских и речных системах дальнего востока
Статья научная
С помощью физико-химического моделирования (ПК "Селектор") проведены исследования, позволившие установить особенности взаимодействия нефти с морскими и пресными водами Дальнего Востока. Результаты моделирования подтвердили закономерности, установленные ранее на объектах Мурманской области, но были выявлены и некоторые различия, связанные с условиями формирования химического состава дальневосточных вод. Разработанные модели могут быть использованы для прогноза последствий разлива нефти в морских и речных водах Дальнего Востока.
Бесплатно
Статья научная
Добыча, транспортировка, перевалка и хранение нефти приводят к аварийным загрязнениям почв нефтепродуктами. При решении данной проблемы исследовалась возможность применения органических отходов производств Мурманской области для рекультивации нефтезагрязненных почв в условиях Кольского Севера. Рекультивация осуществлялась в течение трех месяцев при температурах 10-18 °С, имитирующих температурные режимы летних месяцев на Кольском полуострове. Исследованиям подвергалась почва (подзол), отобранная за пределами г. Мурманска вне зон промышленного загрязнения Кольского полуострова. Моделирование загрязнения проводилось посредством внесения в почву флотского мазута марки Ф-5. В качестве рекультивантов были использованы избыточный активный ил из сооружений биологической очистки предприятия ГОУП "Мурманскводоканал"; осадочные пивные дрожжи пивоваренного производства Мурманской области Saccharomyces cerevisiae ; хитозан - продукт конверсии отходов переработки краба камчатского...
Бесплатно
Статья научная
В статье говорится о ведущей роли семенного обмена между ботаническими садами для развития коллекционных фондов. Проведен анализ состояния коллекции травянистых многолетних интродуцентов в Полярно-альпийском ботаническом саду-институте.
Бесплатно
Статья научная
Произведен комплексный анализ результатов морских геолого-геофизических работ; выявлена роль эндогенных факторов в миграции и составе углеводородов в зоне Поморского прогиба и континентальной окраины
Бесплатно
