ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ
Показано, что при утилизации комплексных химических источников тока (КХИТ) их необходимо подвергать процессу предварительной разрядки до величины безопасного остаточного напряжения не более 1 В. Проанализированы данные зарубежных исследований по разрядке литий-кобальтовых, литий-никель-кобальт-марганцевых и литий-марганцевых аккумуляторов (ЛКА, ЛНКМА, ЛМА соответственно) различными методами. Приведены результаты экспериментальных исследований процесса разрядки аккумуляторов в растворах NaCl концентрацией 5, 10, 15 % по массе и Na2CO3 – 10 % по массе. Выявлено, что процесс разрядки в солевых растворах протекает в режиме электролиза. Установлено, что при использовании Na2CO3 происходит гидролиз карбонатов. Представлены графические зависимости процесса разрядки аккумуляторов различных типов от времени разрядки и гидродинамических параметров работы мешалки по критерию Рейнольдса (ReM). Определены составы осадков, образующихся при разрядке аккумуляторов. Даны рекомендации по режимным параметрам перемешивающих устройств и безопасному проведению процесса разрядки.
Представлен опыт внедрения оборотных систем как в производственных процессах, так и на транспорте. Показано, что использование оборотных систем, например, с применением флотации может быть эффективным в случае работы с несколькими реагентами, в том числе коагулянтами и флокулянтами. Сделан вывод о том, что полученные результаты очистки удовлетворяют требованиям качества оборотной воды в лакокрасочном и гальваническом производствах, а также в процессах мойки автомобилей. Отмечена возможность расширения внедрения таких оборотных систем при задействовании современных реагентов, позволяющих малыми дозами достигать высоких технологических показателей.
Показано, что полиэтилен низкого давления (ПНД), загрязненный моторным маслом, эффективен в качестве армирующего и модифицирующего элемента в составе асфальтобетона. Установлено, что измельченная тара в количестве до 17,5 %, загрязненная моторным маслом, может успешно применяться в качестве сырьевого компонента при производстве асфальтобетонных смесей. Подтверждено, что использование ПНД совместно с битумом увеличивает термостойкость смеси за счет формирования новых физических и химических связей между ними. Продемонстрировано, что включение отходов тары, загрязненной нефтепродуктами, в состав асфальтобетона не оказывает негативного воздействия на живые биологические объекты.
НАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ
Проведена оценка влияния нефти на почвенные микроорганизмы и растения кресс-салата. Показано изменение структуры микробного сообщества в нефтезагрязненных почвах и морфофизиологических показателей растений кресс-салата. Выявлено, что высокие концентрации нефти в почве ведут к серьезным нарушениям микробного сообщества и угнетению биохимических процессов в растениях, что подтверждается угнетением роста и развития растений кресс-салата, а низкие концентрации нефти, наоборот, стимулируют рост растений кресс-салата. Сделан вывод о необходимости представленных экспериментов в целях полного и разностороннего тестирования токсичности нефтепродуктов на различных живых организмах и анализа характера их ответных реакций.
Методом биотестирования с использованием штамма Escherichia coli K-802 изучена детоксицирующая способность гуминовых кислот низинного торфа в диапазоне концентраций от 10 до 110 мг/л по отношению к тетрациклину, доксициклину и цефотаксиму. Подтверждено, что по чувствительности к присутствию гуминовых веществ исследуемые антибиотики можно расположить в следующий ряд: цефотаксим>доксициклин>тетрациклин. Установлено, что максимальный детоксицирующий эффект гуминовые кислоты проявляли по отношению к цефотаксиму во всем диапазоне концентраций. Показано, что детоксикация по отношению к цефотаксиму обусловлена, в основном, связыванием антибиотика в нетоксичные комплексы, а по отношению к доксициклину и тетрациклину – собственным воздействием гуминовых кислот на тест-объект при минимальном вкладе связывания. Зафиксировано усиление антимикробного воздействия в присутствии гуминовых кислот выше 60 мг/л для тетрациклина.
Получены каталитически активные материалы путем рециклинга красного шлама Богородского месторождения для очистки газовых выбросов от монооксида углерода. Показано, что применение кислотного выщелачивания с последующим осаждением малорастворимых соединений гидроксидом аммония позволяет получить материалы, в которых содержание железа, согласно данным элементного анализа, составляет 55 % по массе. Установлено, что образцы имеют развитую удельную поверхность (154,8–155,7 м2/г) и пористость (0,275–0,311 см3/г), обладают более высокой каталитической активностью в реакции окисления СО по сравнению с необработанным красным шламом. Подтверждено, что импрегнирование на поверхность продуктов рециклинга оксида меди в количестве 5 % по массе в пересчете на металл значительно увеличивает каталитическую активность.
Приведены результаты исследований по оценке эффективности минерализатора на основе синтетического флюорита и графитированного углерода для обжига портландцементного клинкера. Проведены лабораторные испытания по получению портландцементного клинкера с использованием техногенного щелочного минерализатора на основе отходов алюминиевого производства. Выполнена сравнительная оценка физико-механических показателей цементов лабораторного помола. Представлены результаты термогравиметрических исследований по обжигу индивидуального сырьевого шлама и шлама с минерализующей добавкой на основе синтетического флюорита и графитированного углерода. Проанализированы процессы окисления графитированного углерода, входящего в состав минерализатора.
Предложено использование нативной и модифицированной подсолнечной лузги для очистки сточных вод от нефти. Установлено, что кислотная и щелочная модификации при разных температурах увеличивают сорбционные свойства подсолнечной лузги, а повышение температуры и концентрации вещества в процессе модификации подсолнечной лузги способствуют снижению остаточной концентрации нефти в модельных растворах сточных вод, очищаемых модифицированной подсолнечной лузгой. Определено, что наибольшее удаление нефти из модельных растворов сточных вод происходит при использовании для их очистки подсолнечной лузги, модифицированной 10 %-ной серной кислотой при температуре 121 °С и давлении 1 атм. Сделан вывод о том, что подсолнечная лузга, модифицированная кислотами и щелочью, позволяет повысить степень очистки сточных вод, загрязненных нефтью.
Рассмотрена актуальная проблема экологической безопасности использования нанотехнологий для повышения урожайности овощных культур. Предложена технология включения наночастиц (НЧ) металлов-микроэлементов в состав питательной среды, позволяющая получить посадочный материал с улучшенными морфофизиологическими свойствами, благодаря которым урожайность культур при высаживании в грунт увеличивается почти вдвое. Подтверждено, что отсутствие нарушений в микроэлементном составе тканей растений и плодов, изменение содержания подвижных фаз в почве после снятия урожая свидетельствует об экологической безопасности применения нанотехнологий в биокультивировании овощных культур в асептических условиях.
АНАЛИЗ. МЕТОДИКИ. ПРОГНОЗЫ
Проведено исследование устойчивости биологических свойств основных горных и равнинных почв Крыма к загрязнению бензином. Установлено, что почвы Крыма существенно различаются по устойчивости биологических свойств к загрязнению бензином: наиболее стабильными являются черноземы остаточно-карбонатные и южные, а наименее – бурые лесные кислые почвы. Выявлено, что резистентность почв к загрязнению бензином определяется оструктуренностью и биологической активностью почвы. Установлено, что допустимое остаточное содержание бензина (ПДОСб) в почвах Крыма варьируется от 0,45 % (коричневая выщелоченная красноцветная и чернозем неполноразвитый) до 0,25 % (бурая лесная кислая почва). Рекомендовано применение значения ПДОСб для почв Крыма с целью оценки и прогнозирования возможных негативных последствий при их загрязнении бензином.
Изложена новая методика определения эмиссий загрязняющих веществ в течение жизненного цикла ветроэлектростанций (ВЭС) по укрупнённым показателям. Дано обоснование использования укрупнённых показателей. Приведена классификация элементов ветроэнергетических установок (ВЭУ) и ВЭС по параметрам и техническим характеристикам элементов с последующим разбиением на группы. В рамках методики разработан алгоритм определения эмиссий CO2экв (диоксид углерода), SO2экв (диоксид серы) и PO4экв (фосфаты) при производстве элементов ВЭУ и ВЭС. Представлены и обоснованы формулы для расчёта эмиссий загрязняющих веществ на этапах жизненного цикла ВЭС. Выполнены расчёты эмиссий CO2экв, SO2экв и PO4экв в течение жизненного цикла двух наземных ВЭС установленной мощностью 70 МВт с ВЭУ, отличающимися по параметрам и техническим характеристикам элементов. Рассчитаны эмиссии загрязняющих веществ, которые могут быть предотвращены при выборе в качестве источников энергоснабжения ВЭС и определён экологический эффект от их использования при сравнении с тепловыми электростанциями.
ISSN 2413-6042 (Online)