С целью интенсификации массообменных и реакционных процессов, протекающих в гетерогенных средах, разработана конструкция высокотехнологичного аппарата, в котором создаются гидродинамические условия, обеспечивающие высокую степень турбулизации жидкости в ядре потока и непрерывное обновление поверхности твердофазного реагента жидкостью. Повышение диффузных и кинетических характеристик этих процессов приводит к сокращению времени пребывания гетерогенной системы в реакционной зоне аппарата и повышению его производительности.

Исследована возможность использования технологии микробиологической деградации для утилизации отходов растительного происхождения с образованием биогаза и дальнейшей генерацией электрической и тепловой энергии на базе контактной газотурбинной установки (ГТУ) небольшой мощности с глубокой утилизацией высокопотенциальной и низкопотенциальной теплоты газопаровой смеси, выходящей из газовой турбины. Более низкий температурный режим (в сравнении с ГТУ-ТЭЦ) в утилизационном теплообменнике конденсационного типа позволит применить более дешевые материалы для его изготовления и увеличить ресурс работы оборудования. Приведены данные исследований ресурсосберегающих утилизационных ГТУ указанного типа. Показано, что при использовании технологии микробиологической биодеградации вырабатывается биогаз, который используется в когенерационной контактной ГТУ, что позволяет экономить топливо и одновременно решать актуальные проблемы современных городов, связанные с обезвреживанием ТКО.

С целью очистки воды от примесей синтезирован композит на основе активированного угля БАУ-А, диоксида кремния и коалина с добавкой серебра. Методом растровой микроскопии установлено повышение степени дисперсности до наночастиц фрагментов композита после обработки его раствором NaOH. Исследованы процессы сорбции ионов Mn2+ из водных растворов. Установлены физико-химические свойства (предельная удельная сорбция, коэффициент селективности, коэффициент распределения). Предложен механизм сорбции Mn2+, заключающийся в том, что при его малых концентрациях имеет место ионообменная сорбция, а при высоких — абсорбционный процесс с перераспределением ионов между равновесным раствором и поровым пространством. Выявлены концентрации, ниже которых сорбционная очистка достигает ПДК, а также верхний предел концентраций, при котором композит сохраняет селективность.

Рассмотрена возможность использования отходов сельского хозяйства – свекловичного жома – в альтернативном направлении: очистка сточных вод от нефтепродуктов и тяжелых металлов. Приведены результаты исследований по оценке нефтеемкости, сорбционной емкости по ионам железа(III), а также теплового эффекта при утилизации свекловичного жома термическим способом. В качестве объекта исследования взят свекловичный жом – побочный продукт переработки сахарной свеклы ООО "Буинского сахарного завода". Эксперименты проведены в соответствии с ГОСТ. Нефтеемкость определялась весовым методом. Измерения концентрации ионов железа(III) проводились фотоколориметрическим методом. Показано, что использование жома для очистки сточных вод промышленных предприятий в связи ограничениями по сезонности с будет возможно в составе сорбционных композиций.

Проведено моделирование железооксидных (магнетит, маггемит) и алюмосиликатных (силлиманит, кианит) отложений, формирующихся на поверхности отработанных ионообменных смол в процессе очистки жидких радиоактивных отходов, загрязнённых радионуклидами цезия и кобальта. Предложен метод глубокой дезактивации отработанных ионообменных смол, загрязнённых алюмосиликатными и железооксидными отложениями, с использованием щелочных и кислых, содержащих комплексы Zn-ЭДТА, растворов. Усовершенствован метод двухстадийного концентрирования радионуклидов цезия с использованием селективных сорбционных материалов (резорцинформальдегидной смолы и ферроцианидного сорбента Термоксид-35). Преимуществом метода является использование раствора, содержащего комплексы ЭДТА, для элюирования радионуклидов цезия из резорцинформальдегидной смолы с переносом на Термоксид-35. Показана высокая устойчивость резорцинформальдегидной смолы и Термоксида-35 при проведении концентрирования. Предложена схема дезактивации отработанных ионообменных смол, позволяющая снизить объёмы вторичных отходов благодаря использованию оборотного водопотребления.

Проведены пилотные испытания микробиологического метода утилизации отработанных нефтяных масел (ОМ) ранее разработанным консорциумом углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ): Aquamicrobium lusatiense штамм 854/1 (AM884147), Pseudomonas aeruginosa штамм HNYM10 (JN999888), Paracoccus aminophilus штамм ATCC 49673 (NR_042715), Gordonia hydrophobica strain DSM 44015 (NR_026254), Bacillus pumilus strain ATCC 7061 (NR_043242). При культивировании в проточных условиях на жидкой минеральной среде с отработанным маслом их численность возрастала с 1,5–2·104 КОЕ/мл до 5–6·109 КОЕ/мл, что сопровождалось значительным ростом их ферментативной активности. Эффективность биодеструкции масла при его исходной концентрации 25 и 50 % по массе составила 93–94 % за 60 сут. Все углеводороды в составе масла в той или иной степени подверглись микробиологическому окислению, и, в зависимости от строения, степень их утилизации составила 82–100 %.

Рассмотрен способ использования рисовой шелухи, являющейся отходом производства, в качестве сырья для получения диоксида кремния как альтернатива синтетическому диоксиду кремния – аэросилу. Предложен низкоэнергетический процесс извлечения диоксида кремния и целлюлозы из шелухи путем щелочной варки в среде раствора NaOH с последующей обработкой "черного щелока" раствором кислоты и прокаливанием осадка при температуре 575 °С в течение 5 ч. Выход неорганических продуктов из рисовой шелухи определяется исходя из зольности целлюлозы. Показано, что полученный продукт в основном состоит из диоксида кремния (SiO2) аморфной структуры, имеет средний размер частиц менее 100 нм, что позволяет характеризовать его как наносилику. При этом, диоксид кремния состоит из 51,7 % кремния и 48,3 % кислорода против теоретических количеств 30,4 % кремния и 69,6 % кислорода соответственно. Выход диоксида кремния составляет 8,8 % массы рисовой шелухи. Одновременно процесс позволяет получать другой ценный продукт – наноцеллюлозу.

Наиболее рациональным направлением утилизации промышленных отходов является их использование при получении продукции строительного назначения, например бетонов. Для целенаправленного регулирования структуры и свойств цементных растворов и бетонов широко используют специальные высокоэффективные добавки-модификаторы к бетону для повышения прочности и стойкости. В работе предложено использовать в качестве гидрофобизирующих добавок продукт утилизации тяжелых нефтяных остатков – композиционный материал в виде мелкодисперсного порошка. Продукты утилизации, содержащие в своем составе гидрофобные восковые вещества и кремнеземсодержащие сорбенты, придают прочность и водостойкость цементному камню благодаря проявлению приобретенного свойства объемной гидрофобизации. При выдерживании образцов в растворе Na₂SO₄ подтверждены гидрофобизирующие свойства продуктов утилизации. Наилучшими показателями обладает бетон с добавкой продукта утилизации, полученного на основе обезвреживающей композиции СаО:ОФДП:отработанный силикагель.

Приведена технология предпроектной сравнительной оценки альтернативных вариантов размещения производственных объектов, разработанная санкт-петербургской эколого-проектной компанией "Эко-Экспресс-Сервис". Сравнение вариантов проводится на основе многокритериальной балльно-рейтинговой оценки в два этапа: сначала – определение и сравнение значений критериев экологической безопасности, затем – обобщающая сводная оценка по всей совокупности критериев. Для сведения полученных результатов в общую сравнительную балльную оценку используются четыре конкурентных метода, различающиеся степенью детализации учета индикаторной значимости критериев и соотношения разнотипных участков объекта. Этапы применения технологии иллюстрируются конкретными примерами. Основные положительные эффекты и преимущества ее использования обусловливаются повышением экологической безопасности строительства и значительной (на порядок) экономией средств федерального, регионального и местного бюджета и инвесторов благодаря исключению неблагоприятных вариантов размещения объекта еще на ранних стадиях проработки.

Приведены данные исследований лесной рекультивации, проведенной угольным разрезом "Бородинский" на территории породных отвалов. Представлены результаты дешифрирования и обработки космических снимков, по которым установлена динамика формирования и развития растительной экосистемы на участках с лесной рекультивацией.

Приведены результаты изучения гидрогеохимических особенностей и оценки качества подземных вод водоносного комплекса верхнеюрских отложений юго-западных районов Крымского полуострова для целей питьевого и сельскохозяйственного водоснабжения. Напорные пластово-трещинные и трещинно-карстовые воды приурочены к средневерхнеоксфордско-кимериджскому водоносному горизонту. Установлено, что в исследуемом регионе развиты пресные подземные воды с величиной общей минерализации преимущественно до 1 г/дм³ и ниже HCO₃-Ca, HCO₃-Ca-Mg, реже HCO₃-Ca-Na и Na-Ca состава при доминировании первых. Подземные воды наивысшего качества характеризуются HCO₃-Ca составом с величиной общей минерализации до 0,6 г/дм³. Они изучены в пределах Родниковского участка Западно-Крымского месторождения подземных вод. Воды удовлетворительного качества характеризуются HCO₃-Ca и HCO₃-Ca-Mg составом и выявлены в скважинах, расположенных рядом с селами Россошанка, Орлиное, Родное, Плотинное и Голубинка. Воды низкого качества установлены в скважинах сел Соколиное и Черноречье северо-западнее и северо-восточнее Родниковского водозабора.

Безопасное удаление высокоминерализованных стоков при разработке коренных алмазных месторождений в Западной Якутии является важнейшей задачей обеспечения благоприятной геоэкологической обстановки в регионе. На примере большого экспериментального материала, собранного на территории промышленной площадки Удачнинского горно-обогатительного комбината АК "АЛРОСА" (ПАО), проведена оценка геоэкологической ситуации в районе подземных полигонов захоронения дренажных вод. В условиях сложной и динамичной криогидрогеологической обстановки на фоне увеличения объема поступления вод в горные выработки превышение емкостных возможностей резервуаров хранилищ дренажных рассолов может привести к серьезным геоэкологическим проблемам. Маркерами, идентифицирующими воздействие высокоминерализованных вод на основные абиотические компоненты экосистем региона – почвы, донные отложения и поверхностные воды, являются стронций и литий.