Получение безводного нитрата кальция и кристаллического сульфата аммония из отхода производства фосфорных удобрений
А.В. Шиляев, И.Д. Трошкина
Раздел: Экологизация производства
Производство экстракционной фосфорной кислоты и фосфорных минеральных удобрений приводит к образованию отходов, основным из которых является фосфогипс. Большая его часть размещается в отвалах на долгосрочное хранение. Фосфогипс можно рассматривать как потенциальный вторичный источник кальция, серы, фосфора и редкоземельных элементов цериевой группы. Описанные в литературе способы переработки фосфогипса не совершенны и не находят применения в промышленности из-за низкой стоимости основного продукта – сульфата кальция, а также высокой себестоимости выделяемых редкоземельных элементов (РЗЭ). Цель работы – разработка технологии получения безводного нитрата кальция, кристаллического сульфата аммония и концентрата РЗЭ из фосфогипса – отхода производства экстракционной фосфорной кислоты. Разработана принципиальная технологическая схема, позволяющая отделять концентрат РЗЭ от соединений кальция и серы, получая из последних продукты, цена которых в несколько раз выше стоимости основного вещества фосфогипса. С помощью предложенной технологии из фосфогипса получены кристаллический сульфат аммония, который можно использовать в качестве компонента минеральных удобрений, безводный нитрат кальция, отвечающий требованиям товарного продукта для сельского хозяйства и нефтедобычи, и концентрат РЗЭ.
Специфическими особенностями микроэлемента (МЭ) Se являются чрезвычайно низкие физиологические нормы потребления и узкий интервал между дефицитом и токсичностью. Недостаток селена в организме приводит к нарушению здоровья и сокращению продолжительности жизни. Основным источником Se для растений является почва, далее этот элемент передаётся по пищевым цепям. Концентрация Se в почвах обычно варьирует в пределах от 0,01 до 2,0 мг/кг при среднем глобальном значении 0,4 мг/кг. Большинство почв сельскохозяйственного назначения характеризуются выраженным дефицитом Se. Обогащение почв этим МЭ позволяет не только повысить содержание Se в сельскохозяйственной продукции, но и увеличить продуктивность агроценозов, снизить патогенную нагрузку на растения, повысить их стрессоустойчивость. Для обогащения почв могут найти применение Se-содержащие удобрения. Наиболее безопасными считаются удобрения, содержащие Se в виде органических соединений или биоформ, однако производство таких удобрений сопряжено с относительно высокими затратами. Чаще всего в качестве источника Se для растений применяют селенат натрия, его недостатком является высокая токсичность, ограничивающая возможность использования в сельском хозяйстве. Более безопасными считаются обогащённые Se комплексные удобрения. Производство и вывод на рынок доступных и эффективных Se-удобрений имеют большое социальное значение, однако технологические аспекты производства таких удобрений в научных публикациях не нашли должного отражения. Вопросы, касающиеся оптимальных норм внесения Se в почвы, до настоящего времени также не получили однозначного решения. В разных публикациях приводятся данные о достижении положительного эффекта при внесении от 4 до 200г Se на га под одну и ту же культуру. Дискуссионными являются вопросы, касающиеся оценки экологических рисков от масштабного использования Se-удобрений, однако в ряде публикаций приводятся сведения о том, что Se, благодаря образованию летучих соединений, не аккумулируется почвами и практически не мигрирует в подземные воды.
Ресурсы пресных подземных вод в Республике Башкортостан распределены крайне неравномерно. Особенно
вододефицитными являются её восточные районы. Оценка геохимии трещинных подземных вод Зилаирского
бассейна, относящегося к Уральской гидрогеологической складчатой области Южного Урала, помогает выявить
дополнительные источники пресных подземных вод для обеспечения потребностей населения республики. Согласно проведённому химическому анализу, изученные подземные воды этой территории пресные. Минерализация их составляет от 0,04 до 0,9 г/дм3. Общая жёсткость варьирует в пределах 0,2–3,39 ммоль/дм3. Подземные воды относятся к гидрокарбонатно-магниевому и кальциево-магниевому типам, приурочены к породам ультраосновного и основного составов, являются крайне редкими для Южного Урала. Ввиду низкой минерализации (до 1 г/дм3) и высокого содержания магния, необходимого для нормальной работы всего организма человека, они могут быть рекомендованы для использования в качестве столовых минеральных вод.
Статья опубликована в № 1 за 2026 год DOI: 10.25750/1995-4301-2026-1-096-104
Просмотров: 4
Мониторинг популяции прибрежницы одноцветковой и среды её произрастания в озере Свитязь (Республика Беларусь)
И.П. Вознячук, Н.Д. Грищенкова, Н.Л. Вознячук
Раздел: Популяционная экология
На основании многолетних исследований (2000–2023 гг.) проведена оценка состояния популяции исключительно редкого для Беларуси, исчезающего, охраняемого вида – прибрежницы одноцветковой (Littorella uniflora (L.) Aschers.), и среды её произрастания в единственно известном местонахождении в Беларуси – озере Свитязь. Выявлена ценотическая роль вида в сообществе, его динамика в зависимости от биотопических, экотопических и антропогенных факторов. Установлены границы распространения вида в пределах озера, проведена оценка изменений характера зарастания водоёма и физико-химических показателей воды. Выявлены основные угрозы и предложены меры по
восстановлению среды обитания L. uniflora. Обнаружены признаки прогрессирующего эвтрофирования: снижение содержания соединений азота и отсутствие фосфатов в поверхностном слое воды за счёт более активного развития фитопланктона; формирование сероводородной зоны в гиполимнионе; снижение содержания растворённого кислорода и прозрачности воды до 2–3 м; «цветение» воды; рост протяжённости тростниковых зарослей (до 52 % длины береговой линии) и увеличение их плотности; стремительная деградация пояса гидрофитной растительности (глубина максимального произрастания подводных растений сократилась с 7,0 до 2,5 м за 40-летний период). Анализ видового состава высшей водной растительности показал его сокращение с 14 до 8 видов за счёт выпадения
ряда видов погружённых растений, что свидетельствует о структурной перестройке растительных сообществ в сторону гелофитной растительности и ухудшении качества воды. В подводных сообществах L. uniflora сохраняет доминирующие позиции, однако её обилие снижается. Основной причиной деградации озера и популяции L. uniflora являются чрезмерная рекреационная нагрузка и изменение гидрологического режима. Предложены мероприятия по регулированию рекреационной нагрузки, улучшению санитарного состояния побережья и ряд внутренних мер. Рекомендации направлены на стабилизацию экологического состояния озера, поддержание устойчивости его экосистемы и охрану уникальной популяции L. uniflora.
Ключевые слова: прибрежница одноцветковая, Littorella uniflora (L.) Aschers., озеро Свитязь, водная растительность, мониторинг, рекреационная нагрузка, эвтрофирование, восстановление
Статья опубликована в № 1 за 2026 год DOI: 10.25750/1995-4301-2026-1-217-226
Просмотров: 4
Изучение возможности использования композиционных сорбентов для очистки вод от нефтепродуктов при пониженных температурах
Е.А. Татаринцева, Л.Н. Ольшанская
Раздел: Экологизация производства
Освоение нефтяных месторождений в Арктическом регионе связано с высокими рисками загрязнения окружающей природной среды. Увеличение объёмов добычи углеводородов сопровождается обеспокоенностью касательно уровня подготовки к возможным аварийным ситуациям, связанным с утечками нефти. Инфраструктура
большинства районов Крайнего Севера не соответствует требованиям для оперативного устранения масштабных
загрязнений окружающей среды, возникающих вследствие производственной деятельности нефтяных компаний. Целью работы явилось изучение возможности использования композиционных сорбционных материалов,
изготовленных из отходов промышленности, для очистки воды от разливов нефти при температурах от –5 до
+20 оС. Изучены физико-механические свойства материалов, которые являются важной характеристикой сорбентов: механическая прочность, удельная поверхность, которая составляет от 20 до 35 м2/г, плотность < 1 см3/г, пористость сорбентов, представляющая совокупность макро- и мезопор около 80–90 %. Показано, что предложенные сорбенты обладают гидрофобностью, которая подтверждается высокой величиной краевого угла смачивания (130–140о) и хорошей плавучестью в течение 96 ч. Время сорбции нефти с эффективностью очистки более 99,0 % составляет 20 мин. Нефтеёмкость полученных материалов для сбора нефти при пониженных температурах (–5 оС) составляет от 3 до 22 г/г. Получен сорбент с магнитными свойствами за счёт содержания ферритизированного гальваношлама, что значительно упрощает процесс сбора его с поверхности воды. Полученные сорбционные материалы решают проблему не только очистки воды от нефти, но и проблему получения дешёвых сорбентов из отходов промышленности, таких как полиэтилентерефталат, гальваношлам, древесные опилки.
Ключевые слова: сорбент, очистка воды, нефтезагрязнение, оксид графена, полиэтилентерефталат, ферритизированный гальваношлам, магнитосорбент, отходы промышленности
Статья опубликована в № 1 за 2026 год DOI: 10.25750/1995-4301-2026-1-145-153
Просмотров: 7
Инновационный подход к созданию композитных покрытий с применением вторичных ресурсов промышленности
С.Л. Фукс, К.О. Камалов
Раздел: Экологизация производства
Современные промышленные производства, такие как машиностроение и авиастроение, широко используют химические и гальванические покрытия, что приводит к образованию значительных объёмов сточных вод, загрязнённых тяжёлыми металлами, щелочами и кислотами, и создаёт серьёзную экологическую проблему. Для обеспечения экологической безопасности необходимо разработать эффективный метод снижения содержания тяжёлых металлов в окружающей среде. Предлагается использовать концентрированные сточные воды химического никелирования и твёрдые отходы, в частности, золу уноса теплоэлектростанций, превращая их в ценный компонент для создания композитного покрытия. Актуальность разработки обусловлена последовательностью получения дисперсной фазы взаимодействием золы уноса с жидким отходом химического никелирования и использованием её в композитных покрытиях. В процессе обработки золы уноса в отработанных растворах химического никелирования осуществляется активация, сопровождающаяся образованием металлических частиц никеля на её поверхности. Целью исследования является получение композитного покрытия никель–зола уноса с использованием мелкодисперсной фракции золы уноса. Полученная дисперсная фаза (ДФ) вводится в электролиты электрохимического икелирования, формируя композитное электрохимическое покрытие (КЭП) никель–активированная) зола уноса. Композиционные покрытия демонстрируют повышение микротвёрдости, снижение внутренних напряжений и повышение износостойкости по сравнению с традиционными никелевыми покрытиями. Полученные результаты позволяют повторно использовать промышленные отходы, сократить экологическую нагрузку и улучшить эксплуатационные характеристики композитных покрытий.
Статья опубликована в № 1 за 2026 год DOI: 10.25750/1995-4301-2026-1-124-133
Просмотров: 1
Биологическая очистка производственных сточных вод с использованием носителей из вторичных ресурсов
Е.В. Калинина, Л.В. Рудакова, А.А. Трефилова
Раздел: Экологизация производства
В настоящей работе обоснована целесообразность использования в качестве носителя закреплённой биомассы в процессе биологической очистки сточных вод вторичных материальных ресурсов: мелкой фракции (5–10 мм) хлопьев рециклированного полиэтилентерефталата (ПЭТ), лёгкой фракции отходов рециклинга ПЭТ бутылок (этикетки) и углеродно-синтетического носителя на основе остатков после термодесорбции нефтесодержащих отходов и отходов полиэтилена низкого давления. Наиболее эффективно закрепление биомассы происходит на
лёгкой фракции отходов рециклинга ПЭТ бутылок (2,25 г/г носителя) и углеродно-синтетическом носителе на основе остатков после термодесорбции нефтесодержащих отходов и отходов полиэтилена низкого давления (3,5 г/г носителя). Применение данных носителей биомассы позволяет повысить эффективность очистки нефтесодержащих сточных вод по сравнению с технологией со свободноплавающим илом на 7 % по нефтепродуктам и на 17 % по показателю химического потребления кислорода (ХПК). Это соответствует эффективности очистки 97 % по нефтепродуктам и 92 % по ХПК. Применение в процессе биологической очистки нефтесодержащих сточных вод носителей биомассы на основе вторичных материальных ресурсов приводит к повышению видового разнообразия свободноплавающих микроорганизмов активного ила почти в 2 раза, увеличению количества микроорганизмов высших трофических уровней, улучшению седиментационных свойств активного ила и повышению прозрачности очищенных сточных вод.
Статья опубликована в № 1 за 2026 год DOI: 10.25750/1995-4301-2026-1-113-123
Просмотров: 3
Механизм согласованной экологизации эксплуатируемых тепловозов
В.В. Цыганов, А.К. Еналеев, С.А. Савушкин
Раздел: Экологизация производства
Экологически безопасное развитие железнодорожного транспорта призвано обеспечить требования к экологичности тепловозов. Эти требования отражены в национальных и региональных стандартах допустимых выбросов основных вредных веществ – оксидов азота и углерода, углеводородов и твёрдых частиц. Однако эти стандарты остаются неизменными в течение десятилетий, несмотря на появление новых, более экологичных технологий. Тем не менее, до настоящего времени ни в России, ни в мире не разработаны механизмы, которые бы стимулировали применение таких технологий для повышения экологичности уже эксплуатируемых тепловозов, заведомо удовлетворяющих указанным неизменным стандартам. В работе предложен механизм стимулирования разработки и внедрения инноваций в области охраны окружающей среды на таких тепловозах в тот период, когда экологические стандарты остаются неизменными. Этот механизм включает процедуру формирования нормативов отнесения показателей выбросов вышеуказанных основных вредных веществ к одному из четырёх классов (неудовлетворительно, удовлетворительно, хорошо, отлично). При этом используются как отечественные стандарты, так и национальные и региональные требования к уровням выбросов основных вредных веществ за рубежом. Класс каждого показателя определяется путём сопоставления его фактического значения с соответствующим нормативом. Далее, путём объединения указанных классов, определяется класс экологичности тепловоза, в зависимости от которого стимулируются заинтересованные лица – исследователи и разработчики инноваций, производственный персонал, экологи и менеджеры. Тем самым, интересы последних согласуются с интересами экологизации железнодорожного транспорта. Такой согласованный механизм призван поощрять исследования, разработки и внедрение инноваций в процессе эксплуатации тепловозов для повышения их экологичности. Рассмотрены примеры определения классов экологичности отечественных и зарубежных тепловозов. Результаты работы были использованы при разработке концепции требований к тепловозам ОАО «РЖД» в области охраны окружающей среды.
Ключевые слова: окружающая среда, вредные факторы, железные дороги, выброс загрязняющих веществ, оценка выбросов, контроль выбросов, парниковые газы, углеводороды, стимулирующие механизмы
Статья опубликована в № 1 за 2026 год DOI: 10.25750/1995-4301-2026-1-134-144
Просмотров: 0
Параметры осенней миграционной остановки молодых зябликов (Fringilla coelebs Linnaeus, 1758) в восточной части Русской равнины
Г.Л. Накул
Раздел: Популяционная экология
За пятилетний период осуществлён отлов молодых зябликов с целью определения параметров их миграционной остановки (сроки и динамика пролёта, длительность миграционной остановки, линька в процессе миграции и скорость жиронакопления птиц во время миграционной остановки) в условиях таёжной зоны на востоке Русской равнины. Были проанализированы данные первичных отловов 416 птиц, из которых повторно было отловлено 20 особей. Средняя длительность миграционной остановки для молодых зябликов составила 1 день. В первые сутки птицы теряют около 5 % от среднего значения массы тела, но в последующие дни происходит восстановление потерь. Более длительные остановки значительно выгодней для молодых птиц, поскольку позволяют им увеличить запасы «топлива» и повысить шансы благополучно провести следующий миграционный бросок. Остаётся открытым вопрос, насколько оптимальны экологические условия миграционных остановок в речных долинах на востоке Русской равнины.
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
Использование искусственных экосистем является удобным инструментом для изучения влияния факторов окружающей среды на функционирование различных элементов в модельной системе и взаимосвязи между ними. Повышение их продуктивности может быть связано с введением в них естественных редуцентов (дождевых червей), которые изменяют качественный и количественный состав почвенной микробиоты, ускоряют процессы минерализации органических отходов, увеличивают супрессивную активность субстратов, положительно влияют на рост и развитие растений. В ходе лабораторных экспериментов установлено влияние биотического фактора (популяции дождевых червей Eisenia fetida) на продуктивность модельной системы (биомасса растений салата). Дождевых червей вносили в количестве 6, 12, 25, 37 и 62 особей/кг субстрата (торф и 10 % навоза крупного рогатого скота). В конце эксперимента измерены высота каждого растения, площадь листьев, биомасса (свежая и сухая), содержание фотосинтетических пигментов и параметры фотохимической активности фотосистемы II; учтено количество и масса дождевых червей, количество коконов, а также выход копролита. Установлено, что дождевые черви успешно размножались во всех микрокосмах, увеличивая свою популяцию. Численность популяции дождевых червей в микрокосме влияла на вегетативный рост и физиологические и биохимические параметры и продуктивность растений салата, а также коэффициенты фотохимического тушения. Влияние численности популяции дождевых червей на продуктивность модельной системы имело классическую экологическую форму и описано кривой оптимума (закон толерантности Шелфорда). Максимальная продуктивность растений и вегетативный рост достигались при 25 и 37 дождевых червях/кг субстрата. Эти данные могут быть экстраполированы на естественные элементы биосферы и использованы для создания искусственных экосистем и повышения продуктивности тепличных систем.
ISSN 1995-4301
Выбор параметров просмотра
