ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ
Исследован процесс конверсии СО2 в синтетические углеводороды, включающий стадии получения синтез-газа на катализаторе НИАП 06-06 и синтеза углеводородов методом Фишера-Тропша на бифункциональном цеолитсодержащем катализаторе. Проведены экспериментальные исследования процесса каталитической конверсии CO2 в синтез-газ с целью получения газа с соотношением Н2/СО, близким к требуемому соотношению для синтеза Фишера-Тропша. Показана возможность получения бензиновой и дизельной фракций углеводородов с высоким содержанием изомерных структур, повышающих эксплуатационные характеристики моторных топлив. Установлено, что выход углеводородов С5+ с 1 м3 исходного СО2 и Н2 при температуре синтеза 220 °С составляет 44,5 г.
Представлены результаты получения и исследования свойств композита для ликвидации нефти и нефтепродуктов на водных акваториях при низких температурах на основе олигомера, полученного из карбамидной смолы, обработанного раствором полимеров в органическом растворителе. Сделан вывод о том, что предложенный композит имеет высокую степень очистки от нефти и нефтепродуктов, которая не изменяется при понижении температуры до -40 °С.
НАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ
Проанализирован характер изменения цветности воды в водоисточнике, который является основным при организации водоснабжения крупной городской агломерации. Показано, что корреляционный анализ характеризует связь между дозой коагулянта и цветностью воды как заметную (по шкале Чеддока), что предопределяет необходимость учета цветности воды как параметра, влияющего на выбор дозы коагулянта. Построены вариационные ряды, получены эмпирические и теоретические функции распределения цветности воды по месяцам. Достигнута возможность моделирования дозы реагентов по изменению цветности с учетом конкретных условий практически постоянного влияния сезонных и случайных факторов в выделенных периодах. Сделан вывод о том, что показатель цветности вносит значимый вклад в величину прогнозируемого значения дозы коагулянта.
Рассмотрены экологические особенности полигонов твердых коммунальных отходов в северо-западном регионе РФ. Отмечена невозможность целевого использования земель сразу после завершения размещения отходов, предусмотренного нормативными документами. Подчеркнута некорректность действующих нормативных документов применительно к северо-западному региону России. Обоснована целесообразность проведения рекультивации в две стадии: на первой стадии осуществляется санитарно-гигиеническое направление – создание фитоценозов противоэрозионного и эстетического назначения, на второй стадии (спустя 2–3 десятилетия и более) после оценки экологической ситуации в районе полигона выбирается направление рекультивации и устанавливается целевое (хозяйственное) использование земель.
Проанализирована возможность применения электродиализа для переработки слабых алюминатных растворов (подшламовой воды) с целью их концентрирования и каустификации. Для проведения испытаний применялась трехкамерная электродиализная ячейка с гетерогенными катионообменными мембранами МК-40. Определены оптимальные режимные параметры процесса: межполюсное расстояние 3–4 см и плотность тока 2 А/дм2 при рабочем напряжении на ячейке 20–26 В. Установлены удельный расход электроэнергии 9,7–20,6 кВт•ч/кг щелочи, эффективность каустификации 56,1–69,6 %, выход щелочи – 81 %.
Представлены результаты анализа производства конструкционных материалов, используемых для изготовления оборудования, обеспечивающего жизненный цикл водорода. Выявлены аспекты жизненного цикла основных конструкционных материалов (сталь, алюминий, никель, медь, титан, платина, углепластики), применяемых в водородной энергетике. Приведены результаты оценки углеродного следа при производстве данных материалов в зависимости от технологий производства, используемого источника энергии и вторичного сырья. Установлено, что при создании водородной газотурбинной установки (ГТУ) основной вклад в углеродный след оказывают титановые (50,9 %) и никелевые (37,6 %) сплавы, несмотря на то, что более чем на 50 % ГТУ состоит из стали. Определено, что при производстве твердополимерных топливных элементов основной вклад в углеродный след вносят наименьшие по содержанию конструкционные материалы – платина (78,1 %) и углепластики (15,7 %) ввиду того, что имеют наибольший углеродный след на кг производимого материала.
АНАЛИЗ. МЕТОДИКИ. ПРОГНОЗЫ
Описаны подходы к утилизации литий-ионных аккумуляторов с использованием методов гидрометаллургической и пирометаллургической переработки, рассмотрены их преимущества и недостатки. Обозначен глобальный характер проблемы, связанной с высокими темпами роста рынка литий-ионных аккумуляторов и неразвитостью инфраструктуры для их утилизации, что ведёт к загрязнению окружающей среды токсичными компонентами аккумуляторов. Сделан вывод о том, что разработку новых технических решений в этой области необходимо вести, соблюдая баланс между экономической эффективностью и соблюдением экологических норм.
Представлены результаты мониторинговых исследований лесной растительности вблизи предприятия по добыче гипса в Архангельской области. Выполнено исследование важнейших морфометрических показателей и жизненности растений всех основных ярусов лесных сообществ, а также внеярусной биоты, к которой были отнесены эпифитные и эпиксильные мхи и лишайники. Показано, что состав и структура древостоя, травяно-кустарничкового, мохово-лишайникового ярусов, а также внеярусной биоты не претерпели заметных изменений. Отмечено, что на большинстве пробных площадей, которые располагаются в непосредственной близости от границы карьера, произошло увеличение численности подроста, изменение высоты и виталитета кустов подлеска.
Проведен сравнительный анализ фактического нетто-стока парниковых газов российским сектором землепользования, который показал, что в зависимости от используемых методик и подходов, а также типа исходных данных информация о поглотительной способности может быть агрегирована в три группы: 1) исследования, основанные на процессном (инверсном) моделировании и методике ВНИИЛМ; 2) исследования со статистическим моделированием нетто-стока, а также подходы, регламентированные МГЭИК на базе государственного лесного реестра; 3) исследования, основанные на динамических глобальных моделях растительности (DGVM) и методике РОБУЛ, верифицированной МГЭИК, но с использованием в качестве исходных данных сведения государственного лесного реестра. Сформировано предположение, что существующая официальная российская методика РОБУЛ, совпадающая методологией МГЭИК, в настоящее время отражает консервативную оценку поглощающей способности российского сектора землепользования и может быть скорректирована с потенциальным увеличением до 35–45 % текущих значений за счет дополнительного учета в расчетах резервных лесов, а также результатов государственной инвентаризации лесов и нового государственного лесного реестра с высокой степенью пространственного разрешения.
Проведено морфологическое полевое описание почвенных профилей территории Иркутской области. Взяты образцы почв, почвообразующих пород, а также растительности для дальнейшего проведения физико-химических анализов с целью определения свойств почв на исследуемых территориях. Проведена пробоподготовка почв, сделан анализ фитотоксичности почв. Выполнена обработка полученных данных, в результате которой выявлен процент всхожести семян редьки в верхних горизонтах почв ключевых участков городов Иркутска и Ангарска, измерена длина отростков и длина корней в почвах исследуемых образцов, рассчитан индекс токсичности почвы.
Изучена почвенная и аэротехногенная миграция металлов в древесные растения (береза повислая (Betula pendula) и тополь бальзамический (Populus balsamifera)) из техногенных зон г. Тюмени. Отобраны пробы почвы и листьев деревьев на условно-фоновой территории, вблизи аэропорта, железнодорожного вокзала и автовокзала, а также в районе предприятий: моторостроительного, нефтеперерабатывающего, аккумуляторного и металлургического заводов. Определено содержание кислоторастворимой формы металлов в почвах и листьях методом атомно-эмиссионной спектроскопии. Выявлено, что накопление металлов в почвах из техногенных зон г. Тюмени по сравнению с контролем убывало в ряду Pb>Cd>Cr>Ni>Zn>Cu>Fe>Co>Mn и достигало 20 раз. Установлено накопление металлов листьями березы, которое относительно контроля убывало в ряду Pb>Cr>Fe>Co>Cu>Ni>Zn>Mn>Cd, и листьями тополя – Cr>Fe>Pb>Zn>Cd>Cu>Co>Mn>Ni. Выполнен анализ накопления и миграции металлов в почвах и деревьях из городской среды, позволивший выделить Cd, Pb и Cr как металлы с "наибольшим экологическим риском".
ISSN 2413-6042 (Online)