ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ
Исследована эффективность комплексной очистки газовых выбросов с установок термического обезвреживания отходов от пылевых частиц и сопутствующих кислых газовых примесей SO2, HCl и HF, а также летучих органических соединений (ЛОС) и диоксинов при температуре газовой смеси 300–400 °С с использованием керамических газофильтрующих элементов на основе алюмосиликатного волокна, модифицированных каталитической добавкой MgCr2O4. Показано, что результативность сорбционной очистки отходящих от печи газов от SO2, HCl и HF в период испытаний составила 79–90 % в зависимости от количества гидратированной извести, подаваемой в каталитический фильтр, что позволило предотвратить дезактивацию катализатора. Подтверждено, что выбранный температурный режим химической очистки (300–400 °С) позволил провести эффективную каталитическую очистку от ЛОС, СО и диоксинов в сочетании с эффектом хемосорбционного улавливания каталитических ядов и очисткой от пыли, тем самым не допустив ни деградации сорбента, ни отравления катализатора.
Приведен обзор существующих методик и сорбентов для ликвидации углеводородов с поверхности воды, изучены их характеристики и принцип работы устройств, используемых в настоящее время для устранения разливов нефти. Предложен оригинальный способ ликвидации разливов углеводородов, основным элементом которого является создание управляемой вихревой воронки во вращающемся цилиндрическом стакане, снабженном системой отсоса нефтепродуктов. Принцип работы и методы управления режимами работы вихревой воронки подтверждены экспериментальными исследованиями.
Представлены результаты исследований по очистке сточных вод, содержащих лигносульфонаты, методами реагентной напорной флотации. Установлены факторы, влияющие на эффективность очистки, и условия проведения процесса, а также обоснован выбор марки активного угля, применяемого для глубокой доочистки сточных вод. На основании проведенных исследований разработан способ локальной очистки сточных вод от лигносульфонатов с применением флотофильтра.
НАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ
Исследована возможность получения каменно-литых изделий из немодифицированного доменного шлака ПАО "Северсталь" и из его смеси с речным песком, служащим источником диоксида кремния. Изучены механические характеристики, морфология поверхности, микроструктура спила, а также фазовый состав продуктов, полученных на основе доменного шлака и песка. Показано, что метод синтетического каменного литья с применением электродуговой печи, без реализации строгого режима охлаждения, позволяет получать шлаковое литье со структурой цепочечных силикатов плотностью 2,9–3,0 г/см3 и пределом прочности при сжатии 44,0–71,4 МПа.
Проанализированы поверхностные слои хвостов обогащения апатит-нефелиновых руд. В бесснежный период 2022 г. изучена динамика концентрации пыли PM2.5 и PM10 в атмосферном воздухе города Апатиты Мурманской области, выявлены случаи превышения ПДКм.р. Выполнен минералогический анализ проб хвостов и пыли, выявлено наличие нефелина и содалита, что подтверждает участие хвостохранилищ апатит-нефелиновых обогатительных фабрик в загрязнении атмосферного воздуха. Установлено, что помимо хвостохранилища значительную нагрузку на атмосферный воздух оказывает транспорт и другие промышленные предприятия, так как пробы атмосферной пыли содержат мелкие частицы окисленного железа, пластика, стекла, металлической окалины. Отмечена роль зеленых зон в пределах санитарно-защитных полос и в черте городской застройки.
Показано, что с использованием рекомендованных для экологического контроля методик химического анализа нефтяного загрязнения почвы даже в свежезагрязненных образцах определяется не более 50 % массы внесенной в почву нефти. Установлено, что основными источниками погрешностей являются потери легкой части нефти при высушивании образцов загрязненной почвы, неполнота извлечения загрязняющей нефти из почвы и остающаяся неучтенной в методиках высокомолекулярная полярная часть сырой нефти – фракции смол и асфальтенов. Предложена незначительная модификация препаративных процедур используемых методик анализа, заключающаяся в замене холодной экстракции загрязненной почвы горячей, дополнительном взвешивании хлороформенного экстракта перед его адсорбционным разделением для оценки содержания нефтепродуктов, а также использовании для экстракции образцов почвы при естественной влажности без предварительного доведения их до воздушно-сухого состояния. Сделан вывод о том, что данный комплекс изменений позволяет существенно снизить погрешности анализов и повысить надежность контроля почвенного загрязнения при разливах сырой нефти и эффективность реабилитационных мероприятий.
Представлены результаты изучения биологических свойств аборигенных штаммов бактерий, выделенных из почвы, имеющей длительное время контакт с высококонцентрированными сточными водами убойного цеха мясокомбината. Установлено, что полученные штаммы обладают способностью расти на сточной воде убойного цеха, используя в качестве источника углерода животные жиры в концентрациях, превышающих максимально допустимые для сточных вод, поступающих на биологическую очистку активным илом, совмещая при этом высокую скорость роста и устойчивость к хлоридам. Подтверждено, что очищенные ассоциацией аборигенных бактериальных штаммов сточные воды оказывают стимулирующее воздействие на прорастание семян ячменя и кукурузы. Выполнена идентификация данных штамов, определившая их как представителей вида Stenotrophomonas rhizophila.
Определялись региональные предельно-допустимые концентрации (рПДК) валового свинца в почвах в районе предприятия цветной металлургии – крупнейшего в России – завода "Электроцинк", расположенного в г. Владикавказ (Республика Северная Осетия-Алания) и являющегося источником загрязнения окружающей среды свинцом, цинком и кадмием. Проведено моделирование загрязнения свинцом пяти типов и подтипов почв, наиболее близко залегающих к металлургическому предприятию. Установлены следующие рПДК валового свинца в почвах в районе металлургического предприятия: черноземы выщелоченные – 160 мг/кг; черноземы обыкновенные (предкавказские) – 150 мг/кг; темно- серые лесные – 120 мг/кг; горно-луговые дерновые – 110 мг/кг бурые лесные слабоненасыщенные – 100 мг/кг.
АНАЛИЗ. МЕТОДИКИ. ПРОГНОЗЫ
Выполнена оценка состояния почвенного и растительного покрова в долинах рек Толыч и Зырянка (Промканал, г. Березники) и обнаружена его трансформация в связи с воздействием сбросов крупных промышленных предприятий. В долине Промканала зафиксировано формирование вторичных солончаков, степень и химизм засоления которых зависят от состава сбросов и расстояния от воды. В прирусловой части поймы выявлено очень сильное засоление поверхностных слоев почв щелочными солями, токсичными для растений. Отмечена угнетенность растительности и отсутствие гумусонакопления. Фитоценозы сформированы солеустойчивыми гликофитами из состава местной флоры и адвентивными галофитами. Определено, что на удалении от воды степень засоления снижается, а основными засоляющими ионами являются сульфаты, натрий и кальций. Обозначены участки, где необходимо усилить защиту почвенного покрова от разлива вод Промканала.
Проанализированы выполненные в рамках национального проекта "Экология" природоохранные мероприятия на озерной системе "Чайка", проведено сравнение обводнения территории поймы до и после реализации мероприятий при равнозначном специальном весеннем попуске. Подтвержден положительный эффект в части увеличения обводнения территории поймы. Представлены результаты химического анализа воды и состав донных отложений. Выявлено наличие удобрительных свойств у донного осадка, которыйможет классифицироваться как известковый сапропель.
Приведены результаты комплексной оценки качественного состава подземных вод, используемых для водоснабжения г. Саки Республики Крым. Установлено превышение ПДК по минерализации, общей жесткости, содержанию хлоридов, нитратов, магния, бора и селена. По всем скважинам, используемым для водоснабжения г. Саки, зафиксирована величина интегрального показателя опасности питьевой воды выше 1, что свидетельствует о необходимости разработки и реализации перечня мер, направленных на улучшение состава водных ресурсов. Рекомендована водоподготовка в виде опреснения воды с использованием технологии обратного осмоса.
ISSN 2413-6042 (Online)