Геоэкология. Рубрика в журнале - Вестник Мурманского государственного технического университета
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
Современные тенденции изменения биоты пресноводных экосистем Мурманской области
Статья научная
На примере субарктической озерно-речной системы изучены современные тенденции развития водорослевых сообществ, бентоса и ихтиофауны в условиях многофакторного антропогенного воздействия в зоне деятельности апатитовой промышленности, а также в естественно-природных условиях посредством комплексного бассейнового подхода. Инвентаризирован видовой состав и структура сообществ, популяционные характеристики, особенности реакции гидробионтов на различные факторы. Исследованы особенности формирования качества вод арктических водоемов на территории водосборной площади в зависимости от типа представленных ландшафтно-географических условий, степени антропогенных преобразований, интенсивности и длительности загрязнения, а также получена информация о современном состоянии и тенденциях изменения биосистем.
Бесплатно
Содержание тяжелых металлов в атмосферных выпадениях в окрестностях заповедника "Пасвик"
Статья научная
Проведена оценка динамики состава тяжелых металлов в атмосферных выпадениях сосновых и березовых биогеоценозов вблизи заповедника "Пасвик" с учетом влияния аэротехногенного загрязнения. Объектами исследования послужили две мониторинговые площадки, расположенные в березняке разнотравном и сосняке кустарничково-зеленомошном в западном направлении от комбината "Печенганикель" (Мурманская область), который является мощным источником выбросов сернистого газа и тяжелых металлов в атмосферу. Исследуемый период наблюдения по атмосферным выпадениям в виде снега составил 5 лет (2009-2013 гг.), в виде дождя - 3 года (2010-2012 гг.). Для отбора проб атмосферных выпадений в виде снега пробные площади были оборудованы 8 снегосборниками (6 - под пологом леса, 2 - на открытой территории), для отбора проб в виде дождя - 23 осадкоприемника (20 - под пологом леса и 3 - на открытой территории). Отбор снега и дождевых вод проводился каждые четыре недели. Содержание тяжелых металлов (Cu, Ni, Pb, Cd, Cr, Co) определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии...
Бесплатно
Формирование химического состава подземных вод в Южном Прихибинье на примере водозабора "Предгорный"
Статья научная
Исследователи России и зарубежных стран, занимающиеся медико-экологическим загрязнением питьевой воды, указывают на связь здоровья населения с химическим составом подземных вод и антропогенных включений. Целью работы является обнаружение изменения химического состава природных вод, формирующихся в пределах Хибинского массива и его ближайшего обрамления, в зависимости от состава пород области водосбора и от антропогенного влияния с помощью физико-химического моделирования (программный комплекс (ПК) "Селектор") и современных прецизионных методов анализа. Для достижения цели был произведен отбор проб на водозаборе "Предгорный" (п. Коашва, Кировский район). Полный гидрохимический анализ показал присутствие в водах таких элементов, как уран, молибден, серебро, барий, что пополнило базу данных химического состава подземных вод. Для физико-химического моделирования были сделаны выборки химических анализов наиболее распространенных пород, слагающих юго-восточную часть Хибинского массива как основную область водосбора. Анализ полученных результатов позволил отделить породное влияние от антропогенного, природный химический состав вод от профильтрованных рудничных (антропогенных). Показано, что уже в природных (чистых) водах соотношения Са/P и Са/Sr могут приводить к болезням костей у населения. Установлено, что на формирование химического состава подземных вод водозабора "Предгорный" оказывают влияние химические составы пород и поверхностных вод, содержащие кислород, нитраты азота, хлор, которые влияют на значения рН (уменьшая их), формы миграции алюминия, марганца, железа и других элементов. В костях человека и животных примерно 70 % приходится на гидроксил апатит Са5(РО4)3ОН. Группу ОН могут заменять F, Cl, O. Кальций может быть изоморфно заменен рядом элементов: Sr, U, Ba и др., что вызывает заболевания костей и зубов у населения. Результаты исследований могут быть полезны в областях геохимии, гидрологии, экологии, медицине.
Бесплатно
Статья научная
Проведены исследования по изучению количественных показателей и структуры микробного сообщества в образцах процесса флотации сульфидных медно-никелевых руд на обогатительной фабрике АО "Кольская ГМК". Наименьшая численность сапротрофных и олиготрофных бактерий наблюдалась в образцах руды и оборотной воды, что объясняется низкой температурой образцов и недостатком питательных веществ. В процессе флотации в пенных продуктах происходит увеличение численности всех трофических групп бактерий за счет поступления дополнительных органических соединений с флотореагентами, аэрации и повышения температуры. Из оборотной воды и основных продуктов флотации были выделены доминирующие штаммы, относящиеся к роду Pseudomonas. Обнаружено, что при росте численности бактерий происходит увеличение времени флотации медно-никелевых руд. Также наблюдалась тенденция к изменению извлечения меди и никеля, которая может быть вызвана как ростом времени флотации по операциям, так и изменением численности бактерий в оборотной воде. Из стоков отвалов Аллареченского месторождения выделены тионовые бактерии. Эксперименты по кучному выщелачиванию доказали, что бактериальное выщелачивание дает хорошие результаты на прошедших магнитную сепарацию образцах руды, показывая высокие содержания никеля и меди в фильтратах. При выщелачивании бедной руды месторождения Нюд Терраса преимущество использования бактериального выщелачивания, в сравнении с сернокислотным, выявлено только в отношении меди. Содержание никеля в фильтратах при бактериальном выщелачивании составило 275 мг/л, а при сернокислотном - 310 мг/л. Содержание меди в фильтратах в среднем: 19 и 15 мг/л.
Бесплатно
Статья
Лабораторные опыты по применению осадка муниципальных сточных вод в качестве нетрадиционного химического мелиоранта с удобрительным эффектом проводились на отходах рудообогащения (хвостах) АНОФ-2 КФ АО "Апатит" с преобладанием в их составе нефелиновых песков. Хвостохранилище включено в перечень объектов накопленного экологического ущерба в регионе, но благодаря богатому минеральному составу признается техногенным месторождением, подлежащим консервации для получения в перспективе апатитового, нефелинового, сфенового, эгиринового и титаномагнетитового концентратов. В ходе исследования применен метод фитотестирования грунта, орошаемого нефильтрованной дождевой водой, с фрагментарным нанесением осадка сточных вод (ОСВ) регионального предприятия ВКХ. Опыты проводились на одновидовом посевном материале, рекомендованном для рекультивации нарушенных территорий северных регионов. При формировании на нефелиновых песках сеяного фитоценоза из тимофеевки луговой Phleum pratense L. подтвержден стимулирующий эффект ОСВ на питательный режим грунта. После фитоэкстракции в нем сохраняется высокий остаточный пул основных питательных элементов N, P, K, что свидетельствует о пролонгированном действии ОСВ. На резервном хвостохранилище АНОФ-2 в 2019 г. заложен полевой эксперимент с целью подтверждения эффекта, полученного в лабораторных условиях, и признания предлагаемого метода альтернативой традиционным методам рекультивации техногрунтов
Бесплатно
Химический состав снега на урбанизированных территориях в условиях Крайнего Севера
Статья научная
В статье представлены экспериментальные данные химического состава снежного покрова скверов и улиц в заполярных городах. Выявлено, что в снеге изменено природное соотношение катионов и анионов. Сравнительная оценка уровней концентраций металлов в снеге продемонстрировала более высокие их значения в скверах, чем на улицах. Показано, что основная доля в загрязнении снега тяжелыми металлами принадлежит пыли техногенного происхождения.
Бесплатно
Статья научная
На примере водных экосистем Хибинского горного массива показаны различия в видовом составе и структуре сообществ фитоперифитона и зообентоса в зависимости от гидролого-геохимических факторов и уровня техногенной нагрузки. На базе бассейнового подхода проанализированы последствия воздействия стоков апатитового производства на водные экосистемы, выявлены основные факторы, определяющие условия существования гидробионтов в различных участках конкретного водосбора в зависимости от типа ландшафта, структуры речных долин, растительности и почв, а также гидролого-геохимических особенностей. Рассмотрены пути трансформации видового состава, численности и таксономического разнообразия гидробионтов в местах поступления сточных вод рудников, очистных сооружений и самоизливающихся скважин.
Бесплатно
