Представлен альтернативный способ утилизации шпал, основанный на использовании сверхкритического флюидного экстракционного процесса. Обоснована его предпочтительность для систем "извлекаемое-экстрагент", проявляющих I–II типы фазового поведения. На примере сверхкритического флюидного экстракционного извлечения материала пропитки отработанных древесных железнодорожных шпал показана эффективность замены участвующего в качестве экстрагента диоксида углерода на пропан/бутановую смесь. Обеспечено желаемое изменение типа фазового поведения применительно к таким компонентам материала пропитки, как фенол, антрацен и нафталин. Исследованы фазовые равновесия термодинамических систем с участием диоксида углерода и пропан/бутановой смеси с одной стороны и таких компонентов каменноугольного масла, как фенол, антрацен и нафталин с другой. Предложенный способ обработки отработанных железнодорожных шпал позволяет выделить из них до 97 % по массе исходного материала пропитки.

Представлены результаты исследования по очистке модельной воды от нефтепродуктов (НП) с концентрацией от 15 до 100 мг/дм³ с использованием в качестве сорбентов полимерной крошки пенополиэтилена (ППЭ) и пенополипропилена (ППП) и углеродного сорбента АБЗ. Процесс сорбции проводили в динамических условиях. Проведена очистка модельных вод полимерной крошкой ППЭ и ППП, эффективность очистки составила до 91 %. Для увеличения степени очистки модельных вод от нефтепродуктов использовали комбинированную загрузку – крошки ППП и сорбента АБЗ. Показано, что использование комбинированной загрузки позволяет снизить концентрацию НП в сточных водах до нормативных показателей. Результаты хромато-масс-спектрометрического анализа подтверждают высокую эффективность очистки сточных вод от нефтепродуктов.

Представлена технология обращения с отходами бурения с позиции повышения экологической безопасности территорий при разработке и эксплуатации нефтегазовых месторождений. Проведен анализ существующих способов обращения с отходами бурения и представлена классификация накопителей отходов бурения. Определены послойные радиационно-химические характеристики буровых шламов, образованных на скважине кустового бурения в Западной Сибири (на примере Кустового месторождения ООО "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь"). Предложен способ обращения с отходами бурения, который состоит в дозировании реагентов отечественного производства в устройство выгрузки буровых шламов с буровой установки. Минимизация угрозы возникновения вторичного загрязнения обеспечивается более тщательным перемешиванием реагентов с отходом, увеличением времени контакта и полнотой реакции. Представленная в работе технология позволяет повысить глубину их утилизации и улучшить технические требования к качеству получаемых материалов.

Представлен опыт отечественных специалистов по созданию технологии изготовления топливных угольных брикетов из углеродсодержащих отходов угледобычи и углеобогащения. Приведены научные подходы к подбору угольных материалов, связующих систем и специальных технологических добавок для производства качественных брикетов различных свойств. Сформулированы организационные пути решения этой сложной экологической проблемы угольной отрасли.

Рассмотрены свойства и составы разработанных искусственных почвосмесей, включающие в себя песок, глину, дефекат, отходы мокрой магнитной сепарации, растительные остатки в разных пропорциях. Установлено, что для исходных компонентов и для всех проанализированных образцов полученных искусственных почвосмесей фитотоксический эффект не обнаружен. Определены химический состав и некоторые физико-химические свойства искусственных почвосмесей, такие как плотность, запасы влаги, содержание гумуса. Созданные искусственные почвосмеси пригодны для выращивания луковичных культур, причём на некоторых почвах обнаружена большая прибавка урожая по сравнению с контролем. Искусственная почвосмесь может быть использована при рекультивации техногенно нарушенных территорий, что позволит восстановить нарушенные земли и снизить техногенную нагрузку на полигоны твёрдых бытовых отходов. Добавка отходов промышленных производств позволяет вовлекать их повторно в технологический цикл, что способствует созданию мало- и безотходных технологий. Для рекомендации разработанных составов в сельском хозяйстве необходима оценка возможности транслокации примесей из почвенных образцов в выращиваемые культуры.

Приведены обобщенные результаты систематического обзора литературы в одной конкретной прикладной области – извлечение ценных элементов (Fe, Al, Na, Ti) из красных шламов. Анализ показал, что в зависимости от состава перерабатываемого боксита и аппаратурно-технологической схемы получения глинозема содержание оксида железа (Fe₂O₃) варьируется от 7 до 70 % по массе, оксида алюминия (Al₂O₃) – от 2 до 33 % по массе, оксида титана (TiO₂) от 2,2 до 25 % по массе, оксида натрия (Na₂O) до 12,5 % по массе. Достигнутый максимальный процент извлечения железа составляет 97,5 %, алюминия – 89,7 %, натрия – 96,4 %, титана – 97 %. Практически все исследования проведены лишь в лабораторных условиях. Как наиболее эффективные выделены технологические предложения по комплексной переработке КШ, включающие процессы восстановительной плавки, магнитную сепарацию, выщелачивание минеральными (HCl, H₂SO₄, HNO₃) и органическими (H₂C₂O₄) кислотами. В современных исследованиях предлагается использовать в рециклинге микроволновое, ультразвуковое излучение или плазменные технологии. Предложена систематизирующая таблица по методам извлечения Fe, Al, Na, Ti из красных шламов. Высказаны предложения по критериям технологии, которая имела бы экологические, энергетические и экономические преимущества.

Проведено численное исследование течения газа через высокопористый ячеистый материал с твердотельными перегородками и перегородками, содержащими микропоры. Оценено воздействие изменения геометрии посредством добавления микропор на перепад давления, эффективность осаждения частиц и коэффициент качества фильтра. Результаты показали, что добавление микропор положительно влияет на фильтрующие и гидродинамические свойства высокопористого материала для той же макропористости среды, а для случая суммарной пористости среды материал с микропорами позволяет получить повышенное значение эффективности осаждения и коэффициента качества фильтра для частиц малого размера.

Выполнен обзор основных существующих способов рециклинга редкоземельных металлов из различных видов отходов. Отмечено, что спрос на РЗМ ежегодно возрастает в связи с ростом передовых технологий, преимущественно в секторах электроники, энергетики и фотоники. Установлено, что в странах, производящих конечную продукцию высоких переделов, наиболее быстро создаются химико-технологические процессы переработки товаров, отработавших свой жизненный цикл, и, прежде всего, люминесцентных ламп, NdFeB-магнитов из электронных устройств, никель-металлгидридных (NiMH) аккумуляторов, содержащих редкие земли. Максимально выгодным вариантом рециклинга является повторное использование изделий, содержащих РЗМ, однако подобные технологии применимы для узкого круга отходов. Другое важное направление рециклинга РЗМ – переработка производственных отходов. Для стран с развитой горно-химической промышленностью привлекательны технологии переработки добывающих производств. Показано, что для России более целесообразны схемы утилизации производственных отходов, в первую очередь, отходов производства апатитового концентрата. Обозначены основные проблемы развития рециклинга РЗМ: низкое содержание и рассеянность редких земель в отходах; наличие примесей, затрудняющих извлечение ценных компонентов и токсичность применяемых схем утилизации вторичного сырья.

Рассмотрены проблемы стоимостной оценки экосистемных услуг в связи с активизацией экономической деятельности РФ в Арктике. Показано, что применение методологии и аппарата экосистемных услуг способствует адекватной оценке и созданию иерархической классификации "польз" и "выгод", которые общество может получить от существования, использования, а также неиспользования экосистем. Концепция экосистемных услуг применительно к Арктике складывается из трех составляющих: идентификации, монетизации и оценки экологического риска. На примере экосистем Арктики показано, что податливость к оценке и точность оценки может быть совершенно различной и во многом зависит от типа услуги. Анализ возможных экосистемных услуг и их связи с качеством жизни людей в российской Арктике свидетельствует о существенных инвестиционных рисках.

Рассмотрены аспекты управления качеством воды в природных объектах и водопользовании – обеспечение достоверности оценки качества воды и оптимизация его нормирования. Показано, что риски ошибочных заключений в равной степени возникают как при назначении норматива – предельно допустимой концентрации загрязняющих веществ в водном объекте, так и при контроле выполнения установленных требований. На конкретных примерах продемонстрировано, что в обоих случаях, в зависимости от способа учета погрешности исследований, могут быть получены противоположные выводы о качестве воды. Для получения научно обоснованных результатов требуется риск-ориентированный подход, применение статистических методов, использующих функции потерь в их различных модификациях. Дано решение задачи об оценке надежности определения класса качества воды на примере промышленного водопользования, предложены рекомендации по арбитражной методике в связи с оценкой правильности отнесения воды к ограничительным нормам.

Обоснована целесообразность реализации принципов интегрированного управления водными ресурсами в Республике Крым и разработаны предложения по их внедрению на основе анализа мирового опыта организации процесса управления водными ресурсами. Внедрение интегрированного управления водными ресурсами в Республике Крым будет способствовать значительному улучшению текущей водохозяйственной обстановки: позволит улучшить экологическое состояние водных объектов; реально оценить объемы водных ресурсов, которые можно дополнительно вовлечь в производство; уменьшить дисбаланс интересов различных групп водопользователей.