-
Дата отправки2023-04-25
-
Дата принятия2023-04-25
-
Дата публикации2023-04-25
Экологическая безопасность и устойчивое развитие
- Авторы:
- М. А. Пашкевич
- А. С. Данилов
В 2015 году государства-члены ООН приняли Повестку дня в области устойчивого развития на период до 2030 года. Ее цель заключается в обеспечении баланса экологических, социальных и экономических усилий мирового сообщества в целом и отдельных стран в частности. Глобальные задачи устойчивого развития направлены на обеспечение благополучия всего населения планеты, сохранение ее ресурсов и поддержание экологической безопасности, что приобретает особую актуальность в свете стремительного развития промышленности и все возрастающей антропогенной нагрузки на компоненты окружающей среды. Успех в достижении поставленных перед мировым сообществом целей в сфере устойчивого развития производственного сектора должен обеспечиваться комплексностью мер по мониторингу и оценке техногенного воздействия промышленных объектов, а также разработкой природоохранных технологий в области газо- и водоочистки, рекультивации земель и утилизации отходов. Это определяет высокую степень значимости проведения фундаментальных и прикладных исследований по рассмотренным темам. В настоящее время значительное внимание уделяется экологическому мониторингу всех компонентов окружающей среды, а также антропогенных объектов и процессов, что обуславливается вектором развития науки и техники, и приводит к тому, что совершенствование современных «зеленых» технологий в данной области приобретает особую актуальностью.
-
Дата отправки2022-11-02
-
Дата принятия2023-03-02
-
Дата публикации2023-04-25
Формирование экологического ущерба при складировании сульфидсодержащих отходов обогащения полезных ископаемых
Горноперерабатывающая отрасль является одной из самых сложных с точки зрения обеспечения экологической безопасности отраслей производства. На протяжении прошлого века Карабашский медеплавильный комбинат осуществлял обогащение сульфидных руд, в результате которого были образованы территории хвостового хозяйства площадью более 50 га. На сегодняшний день бесхозные хвостохранилища являются основным источником загрязнения природных водных объектов, воздуха и почвы в Карабашском городском округе. В статье комплексно рассмотрено воздействие на компоненты окружающей среды одного из старейших металлургических предприятий России – медеплавильного завода АО «Карабашмедь». Проведена оценка влияния инфильтрационных вод двух хвостохранилищ предприятия АО «Карабашмедь» на компоненты гидросферы. Отмечено, что вне зоны влияния отходов обогащения pH природной воды снижается до значений 4-5. Далее по течению реки находится хвостохранилище № 4, инфильтрационные воды которого снижают pH воды до 3-3,5. Приведены результаты инженерно-экологических изысканий – отбор проб воды и донных отложений руч. Рыжий и р. Сак-Элга, пробоподготовка и количественный анализ состава проб. Установлено, что в зоне влияния хвостов обогащения медных руд присутствуют значительные превышения предельно допустимых концентраций по ряду элементов.
-
Дата отправки2022-09-30
-
Дата принятия2023-02-13
-
Дата публикации2023-04-25
Гидрогеоэкологические условия техногенных подземных вод в объектах размещения отходов
Рассмотрены специфические гидрогеоэкологические условия водоносных горизонтов некоторых техногенных образований в основном железорудных скарново-магнетитовой и титано-магнетитовой формаций. Образующиеся отходы, которые складируются в объектах размещения отходов в процессе отработки месторождений, вследствие воздействия ряда факторов (природных и техногенных) формируют техногенные воды. Объекты размещения отходов – сложные инженерные сооружения (отвалы и шламохранилища), которые в свою очередь создают свои гидрогеоэкологические условия, которые необходимо исследовать в целях предотвращения и минимизации эколого-экономических ущерба, наносимого водной среде данными объектами. В работе представлены долговременные полевые и лабораторные исследования водной среды, находящейся под воздействием объекта размещения отходов на Среднем Урале – одного из крупнейших хвостохранилищ, представляющего потенциальную экологическую и техногенную опасность. Данное хвостохранилище содержит десятки тонн отходов – хвостов обогащения и создает специфические гидрогеоэкологические условия на территории. На основе многолетних мониторинговых исследований проведен анализ данных условий – оценено качество подземных вод, находящихся под воздействием хвостохранилища. Показано, что подземные воды имеют техногенный характер, т.е. являются техногенными водами, которые оказывают существенное воздействие на поверхностную и подземную гидросферы территории.
-
Дата отправки2022-10-29
-
Дата принятия2023-02-13
-
Дата публикации2023-04-25
Применение беспилотной аэрофотосъемки для диагностики техногенной трансформации природной среды при эксплуатации нефтяного месторождения
Традиционный подход к режимным наблюдениям за развитием техногенных процессов на нефтяных месторождениях, состоящий в определении концентрации маркерных загрязнителей в различных природных средах, не обеспечивает необходимой полноты информации и оперативности ее поступления. В работе рассмотрен пример расширения спектра наблюдений за счет беспилотной аэрофотосъемки и ряда других методов. Установлены дешифровочные (для панхроматической съемки) признаки, фиксирующие такие последствия техногенной трансформации природной среды, как механогенез, битумизация и галогенез. Под техногенным механогенезом принимается физическое нарушение целостности экосистем, перемещение почв и грунтов; битумизация выражается в миграции указанных нефтяных углеводородов по почвам, грунтам, поверхностным, внутрипочвенным и подземным водам и их разрушении; миграция солей в указанных средах определена как галогенез. Наиболее надежными индикаторами являются линейно вытянутые ареалы погибшего (сухого) леса, темно-красные пятна в пересыхающих микропонижениях, водоемах. Установлено, что нефтепромысловое воздействие на верховом болоте приводит к антропогенной эвтрофикации, внедрению видов растений, нехарактерных эколого-ценотических групп, замене кустарничков травами, морфометрическими изменениями сосны лесной. В торфяных отложениях нарушенного участка зафиксирована необычная прослойка белесого неразложившегося мха. Момент начала выраженной техногенной трансформации установлен в ходе работы с архивом мультиспектральных космических снимков. Сплошное дистанционное зондирование с помощью беспилотной аэрофотосъемки и дешифрирование седиментологическими, геоботаническими методами существенно расширяют возможности изучения техногенной трансформации природной среды. Для обеспечения экологической безопасности целесообразно развитие дистанционных методов и технологий для их включения в систему наблюдений экологического мониторинга.
-
Дата отправки2022-04-08
-
Дата принятия2023-03-02
-
Дата публикации2023-04-25
Геохимические свойства и трансформация микроэлементного состава почв при разработке коренных месторождений алмазов в Якутии
Добыча алмазов из коренных месторождений в Сибири связана с разработкой кимберлитовых трубок в сложной природной обстановке, сопровождаемой комплексным воздействием на окружающую среду. В статье представлены результаты мониторинга почвенного покрова Накынского кимберлитового поля на территории Якутской алмазоносной провинции, подверженного воздействию объектов Нюрбинского горно-обогатительного комбината. При разработке коренных алмазных месторождений оказываются масштабные воздействия на недра, рельеф и почвенный покров: создание крупнейших в мире карьеров, формирование отвалов высотой более 100 м, обустройство обширных хвостохранилищ, образование твердых и жидких промышленных отходов различного химического состава. Целью исследований является изучение пространственно-временных закономерностей воздействия техногенеза на почвенный покров, выявление характера и уровня трансформации микроэлементного состава почв на основе анализа внутрипрофильного и латерального распределения подвижных форм микроэлементов. Объектами изучения в период 2007-2018 гг. являлись зональные типы мерзлотных почв северотаежных ландшафтов – криоземы, занимающие 84 % от общей площади исследования, которым свойственна биогенная аккумуляция подвижных форм Ni, Mn и Cd в верхних горизонтах, AO, А cr и Cr, Ni, Co, Mn, Cu – в надмерзлотном горизонте CR. Установлено, что загрязнение почвенного покрова промышленной площадки Нюрбинского горно-обогатительного комбината носит полиэлементный характер с локальными участками с высокой и очень высокой категорией загрязнения. За десятилетний период наблюдений формируются области стабильного загрязнения почв, где основными поллютантами являются подвижные формы Mn, Zn, Ni. Выдвинуто предположение, что на фоне природной геохимической аномалии, связанной с трапповым и кимберлитовым магматизмом, в поверхностных горизонтах почв формируются техногенные аномалии, пространственно увязанные с техногенно-преобразованными ландшафтами. Одним из источников поступления поллютантов является рассеивание твердой фазы пылевых выбросов в направлении господствующих ветров, что и приводит к формированию почв с аномально высокими содержаниями подвижных форм Mn, Zn, Ni.
-
Дата отправки2022-04-15
-
Дата принятия2022-11-17
-
Дата публикации2023-04-25
Уран в антропогенных карбонатах на территории Уфы
Описаны результаты анализа содержания урана в антропогенных карбонатах (накипи) на территории Уфы по данным изучения 42 проб. Медианное содержание урана в изученных образцах составляет 1,44 мг/кг, что существенно ниже фоновых показателей (накипь из воды оз. Байкал, кларк осадочных карбонатных пород) и данных по другим населенным пунктам Республики Башкортостан. Пониженные значения урана вероятно связаны с влиянием трех ведущих факторов: особенностей геологического строения территории (гипсы, известняки); типов водоснабжения; процессов водоподготовки при централизованном типе водоснабжения. Для пространственного распределения урана в антропогенных карбонатах характерен однородный тип, который нарушается в двух случаях: смена типа водоснабжения (централизованное на индивидуальное); материал посуды, в которой кипятится вода. При сравнительном анализе проб антропогенных карбонатов, связанных с различными источниками водоснабжения (ковшовый и инфильтрационный водозаборы) и типами домашних фильтров, значимых различий не выявлено.
-
Дата отправки2023-01-27
-
Дата принятия2023-03-04
-
Дата публикации2023-04-25
Применение модели UNIFAC в расчете физико-химических свойств экотоксикантов для технологических и экоаналитических целей
- Авторы:
- В. Г. Поваров
- И. И. Ефимов
Современный вектор развития экологического мониторинга ведет к развитию аналитических методов качественного и количественного анализа различных экотоксикантов. Многие исследования сталкиваются с отсутствием информации об изомерах и гомологах уже изученных соединений. Данную проблему не всегда можно решить экспериментально из-за сложности выделения или синтеза некоторых соединений, частично поможет использование групповых теорий растворов, с их помощью для экотоксикантов рассчитывают растворимость в воде или коэффициент распределения между двумя несмешивающимися растворителями. Эти параметры имеют важное значение в аналитических и экологических задачах. Коэффициент распределения в системе октанол – вода связан с возможностью накапливания различных соединений в живых организмах, коэффициент распределения в системе гексан – ацетонитрил может быть использован в газово-хроматографическом анализе. Растворимость в воде тесно связана с накоплением экотоксикантов в водоемах, а также их возможностью к переносу. В данной работе представлены возможности модели UNIFAC для решения физико-химических задач на примере расчета свойств реальных экотоксикантов по доступным термодинамическим данным. Все полученные расчетные значения были сравнены с определенными экспериментально. В случае производных пирена данные по растворимости были получены впервые, с использованием корреляционной групповой модели для расчета теплоты и температуры плавления.
-
Дата отправки2022-01-16
-
Дата принятия2022-04-06
-
Дата публикации2023-04-25
Получение биодизельного топлива из растительного сырья
- Авторы:
- Н. К. Кондрашева
- А. М. Еремеева
Одним из способов снижения количества вредных выбросов при использовании дизельного топлива может стать замена части топлива биотопливом. Исследования связаны с получением биодизельного топлива тремя способами: переэтерификацией растительных масел; этерификацией жирных кислот, выделенных из растительного масла; гидропереработкой растительных масел на катализаторах процесса гидроочистки дизельного топлива. Для получения биодизельного топлива использовались пищевые и непищевые масла, одноатомные и двухатомные спирты. Определены оптимальные параметры переэтерификации растительного масла: температура; соотношение сырья (масло:спирт); скорость перемешивания; время; выбран тип катализатора процесса. Изучены характеристики полученных образцов биодизельного топлива и сопоставлены друг с другом, а также с требованиями стандартов EN 14214 «Автомобильные топлива. Метиловые эфиры жирных кислот для дизельных двигателей. Общие технические требования» и EN 590:2009 «Топливо дизельное ЕВРО. Технические характеристики». Исходя из физико-химических характеристик биодизельного топлива, оптимальным способом его получения является переэтерификация растительных масел. Однако все виды топлива могут быть использованы в качестве компонентов смесевого экологически чистого дизельного топлива.
-
Дата отправки2022-10-28
-
Дата принятия2023-03-02
-
Дата публикации2023-04-25
Оценка возможности использования отходов железо-магниевого производства для очистки сточных вод от тяжелых металлов (Cd2+, Zn2+, Co2+, Cu2+)
Рассмотрены актуальные проблемы, связанные с очисткой сточных промышленных вод от ионов тяжелых металлов. В связи с развитием промышленности возрастает количество образующихся сточных вод и риски попадания в поверхностные и подземные воды тяжелых металлов, которые, накапливаясь в водных объектах, становятся агрессивными загрязнителями окружающей среды, влияя на организм животных и человека. Для оценки возможности извлечения ионов металлов (Cd 2+ , Zn 2+ , Co 2+ , Cu 2+ ) из сточных промышленных вод и дальнейшей их доочистки проведены исследования по перераспределению тяжелых металлов в системе «сточные воды – отходы» с использованием отходов железо-магниевого производства. Образцы исследуемых отходов массой 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2 г взяты для объема сточных вод 50 мл на каждую навеску. Время контакта варьировалось от 5 до 180 мин, фракция отходов – 1 мм. Процесс взаимодействия показал, что отходы эффективно удаляют ионы металлов (Cd 2+ , Zn 2+ , Co 2+ , Cu 2+ ) из промышленных сточных вод. Эффективность удаления загрязнителя из раствора зависит от массы навески отходов, начальной концентрации ионов металлов и времени контакта.
-
Дата отправки2022-11-04
-
Дата принятия2023-03-03
-
Дата публикации2023-04-25
Эффективность рекультивации кислых сульфатных почв в районах угледобычи
При разработке угольных месторождений поступление кислых шахтных вод на поверхность приводит к образованию кислых сульфатных почв. С помощью агрохимических и геохимических методов изучена эффективность рекультивации почвенного покрова на участке сброса кислых шахтных вод в Кизеловском угольном бассейне, проведенная в 2005 г. с использованием щелочных отходов содового производства и активного ила. На рекультивированном участке диагностирован технозем с устойчивым фитоценозом, на нерекультивированном – дерново-подзолистая, погребенная под техногенным слоем почва с отсутствием растительности. Погребенная дерново-подзолистая почва сохраняет сильнокислую реакцию рН Н 2 О = 3, источником высокого содержания органического вещества (8-1,5 %) являются углистые частицы, присутствие сульфидных минералов обнаружено до глубины 40 см. Технозем имеет слабокислую реакцию рН Н 2 О = 5,5, содержание органического вещества из-за использования активного ила составляет 19-65 % , признаки сульфидных минералов отмечены на глубине 20-40 см. Содержание валового железа в верхних слоях технозема не изменилось (190-200 г/кг), превышение над фоном достигает 15 раз. Загрязнение тяжелыми металлами и микроэлементами отсутствует, обнаружены единичные повышенные концентрации Li, Se, B и V.
-
Дата отправки2022-10-19
-
Дата принятия2023-02-14
-
Дата публикации2023-04-25
Пыль электросталеплавильного производства как сырье для получения коагулянта
В работе описаны проблемы, связанные с отходами, образующимися в процессе производства и переработки стали, в частности пылью электродуговых сталеплавильных печей (ДСП). Эффективным решением утилизации подобных отходов является их вовлечение в процессы переработки с получением ценных продуктов. В работе исследовались физико-химические свойства пыли ДСП, образующейся при плавке металлизированных окатышей и улавливаемой системой пылегазоочистки сталеплавильного цеха Оскольского электрометаллургического комбината Белгородской обл. Результаты, полученные при исследовании химического и дисперсного составов пыли, микроструктуры поверхности дали возможность предложить использование пыли как сырья для получения коагулянта. Установлены условия кислотно-термической обработки пыли, способствующие частичному растворению соединений железа (II), (III) и алюминия, обеспечивающих протекание коагуляционных процессов, при очистке сточных вод. На модельных растворах показана высокая эффективность (> 95 %) очистки воды от ионов тяжелых металлов модифицированной пылью ДСП.
-
Дата отправки2022-10-17
-
Дата принятия2023-02-13
-
Дата публикации2023-04-25
Экогеотехнология добычи бедных руд с созданием условий для попутной утилизации отходов горного производства
В связи с постоянно ухудшающейся экологической обстановкой в регионах размещения предприятий горной промышленности, в статье рассмотрен актуальный вопрос утилизации максимально возможного объема отходов добычи и переработки бедных руд черных металлов за счет создания эффективной подземной экогеотехнологии. Традиционная технология с нисходящей отработкой запасов системой с обрушением не позволяет утилизировать отходы в выработанном пространстве. Идея заключается в применении геотехнологии, основанной на восходящем порядке отработки рудного тела, камерной выемке, оставлении целиков усеченной формы и шахматном расположении смежных камер по высоте, что позволяет сформировать емкости для размещения отходов в виде бесцементной закладки. Исследованы основные показатели предлагаемой технологии и выполнено их сравнение с традиционной технологией отработки бедных железных руд. Установлено, что с точки зрения полноты извлечения запасов и удельных затрат на проходку подготовительно-нарезных выработок технологии сопоставимы, в то время как по показателю качества извлечения предлагаемый вариант значительно эффективней. Оценка экогеотехнологии по критерию утилизируемости отходов, выполненная по предложенной методике, показала, что совокупностью названных технических решений обеспечивается размещение в сформированном выработанном пространстве от 80 до 140 % всех отходов, образующихся при добыче и обогащении бедных железных руд.
-
Дата отправки2022-05-12
-
Дата принятия2022-11-17
-
Дата публикации2023-04-25
Микробиологическая ремедиация нефтезагрязненных почв
- Авторы:
- И. Д. Созина
- А. С. Данилов
Микробиологическая ремедиация – перспективная технология ликвидации загрязнения окружающей среды нефтью и нефтепродуктами, основанная на использовании метаболического потенциала микроорганизмов. Проблема загрязнения окружающей среды сырой нефтью и продуктами ее переработки актуальна в Российской Федерации, поскольку нефтяная промышленность – одна из ведущих отраслей страны. Для очистки нефтезагрязненных почв широко применяются механические и физико-химические методы рекультивации. Однако у методов, относящихся к этим группам, есть ряд значительных недостатков, что актуализирует разработку новых методов (преимущественно биологических), поскольку они более экологически чистые, экономически выгодные, менее трудозатратные и не требуют использования технических мощностей. Разработаны различные биопрепараты на основе штаммов и консорциумов микроорганизмов, имеющие доказанную эффективность. В их состав входят представители родов бактерий, микроскопических грибов и микроводорослей, вещества или материалы, выступающие в качестве сорбентов биологических агентов и предназначенные для удержания их в почве и повышения эффективности биоремедиации, а также некоторые питательные вещества. Представлены статистические данные, наиболее эффективные методы и технологии, а также примеры опыта применения микроорганизмов для восстановления нефтезагрязненных почв в различных климатических условиях.
-
Дата отправки2022-10-24
-
Дата принятия2023-03-03
-
Дата публикации2023-04-25
Использование глиносодержащих отходов в качестве пуццолановых добавок
Рост производительности горно-обогатительных предприятий влечет за собой увеличение объемов наливных и намывных хвостохранилищ отходов переработки руд. Перед предприятиями стоит задача минимизировать воздействие отходов на окружающую среду и гарантировать санитарно-эпидемиологическую безопасность населения. В статье представлена возможность утилизации одного из видов таких отходов (глиносодержащих хвостов обогащения апатито-нефелиновых и сильвенитовых руд, хвостов углеобогащения) путем использования их после предварительной термохимической обработки в качестве пуццолановых добавок к цементам и бетонам, в том числе к бетонным смесям, применяемым для стабилизации грунтов, в обустройстве территорий, рекультивации горных выработок, в качестве компонента изолирующего слоя полигонов для захоронения твердых коммунальных отходов. Анализ фазовых изменений каолинита, одного из основных минералов, входящих в состав глиносодержащих отходов, в диапазоне температур 200-1000 °С показал, что изменение его минеральной формы при термообработке – основной фактор изменения его пуццолановой активности. Рассмотрено влияние термообработки глинистых минералов при температуре 700-800 °С на их пуццолановую активность, оцениваемую по способности поглощать гидроксид кальция (0,7 г Ca(OH) 2 на 1 г модифицированного каолинита). Показано, что добавление термообработанных образцов (20 % по массе) улучшает качество цемента, повышая его активность на 15 %, в сравнении с использованием немодифицированных глинистых минералов. Экспериментально доказано, что частичная замена портландцемента термомодифицированным каолинитом увеличивает прочность твердеющей закладки до 15 %. Такой подход к переработке руд, содержащих слоистые силикаты, предусматривающий термохимическое модифицирование исходной руды, интенсифицирует процессы сгущения и фильтрования хвостов.
-
Дата отправки2022-01-24
-
Дата принятия2022-04-26
-
Дата публикации2023-04-25
Прогноз миграции радионуклидов в подземных водах в зоне влияния строительного дренажа Ленинградской АЭС-2
Проанализировано распределение природных (на уровне глобального фона) и техногенных радионуклидов в подземных водах промышленной зоны г. Сосновый Бор, где расположен ряд предприятий использования атомной энергии. Основные регистрируемые в пробах подземных вод техногенные радионуклиды представлены изотопами цезия ( 137 Cs), стронция ( 90 Sr) и тритием. Загрязнению подвержены два первых от поверхности водоносных горизонта: четвертичный и верхняя зона ломоносовского. На основании обширного материала по инженерно-геологическому изучению участка работ разработана трехмерная геологическая модель, а также созданы гидродинамическая и геомиграционные модели промышленной зоны. С помощью моделирования установлены масштабы и характер изменения гидрогеологических условий территории в результате строительного и эксплуатационного дренажа новой очереди Ленинградской атомной электростанции (ЛАЭС-2). В зону влияния попадает «исторический» ореол радиоактивного загрязнения подземных вод, сформировавшийся (1970-1990) на соседней с АЭС площадке, где размещается хранилище низко- и среднеактивных радиоактивных отходов. Интерпретация данных мониторинга позволила получить миграционные параметры для прогнозных оценок. Моделирование показало, что за время эксплуатации ЛАЭС-2 не происходит захват загрязненных вод дренажной системой новой станции.