Совершенствование методики определения растворённого органического углерода в морской воде
А.С. Почтовалова, А.Ю. Кожевников, Д.С. Косяков
Раздел: Химия природных сред и объектов
В статье рассмотрена методика определения содержания растворённого органического углерода (РОУ) в морской воде методом высокотемпературного каталитического окисления. Исследования проводились при помощи
элементного анализатора и инфракрасного детектора C-NDIR. В качестве объектов исследования использовали
модельные растворы и пробы воды, отобранные в Баренцевом море. При определении в морской воде содержания
РОУ в диапазоне массовых концентраций 10–250 мгС/дм3
в качестве холостой пробы предложено использовать
раствор NaCl в воде со значением солёности, соответствующей анализируемой пробе. Предложено использование
стандартных растворов с заданным значением солёности для построения градуировочной зависимости для определения растворённого углерода с концентрацией до 10 мг/дм3
. Применение данного подхода позволяет снизить
погрешность определения РОУ в морской воде с 20 до 7%. Проведён анализ серии проб воды из Баренцева моря.
Полученные значения содержания РОУ составили от 1,60 до 4,20 мг/дм3
. Низкие концентрации РОУ наблюдаются
на участках, соответствующих залеганию менее тёплых атлантических водных масс или арктических и баренцевоморских вод. В южной части Баренцевого моря максимальные концентрации углерода обусловлены в основном
высокой продуктивностью прибрежных вод, поступающих с материковым стоком и втекающих из Норвежского
моря с прибрежным течением вдоль берегов Норвегии.
Статья опубликована в № 1 за 2022 год DOI: 10.25750/1995-4301-2022-1-097-101
Просмотров: 16
Очистка модельных вод от ионов алюминия сточными водами натронной варки целлюлозы из плодовых оболочек злаковых культур
С.В. Степанова, А.А. Алексеева
Раздел: Экологизация производства
Ионы алюминия, содержащиеся в воде, не относятся к ионам с явно выраженным токсическим действием. Растворы
солей алюминия отличаются высокой стабильностью, но при постепенном накоплении в организме человека и животных
оказывают вредное действие, особенно при наличии дисфункций выделительной системы. Поэтому проблема очистки
промышленных стоков и подготовки воды для технических и хозяйственно-питьевых целей с каждым годом приобретает всё большее значение. Авторами изучена возможность применения щелочных сточных вод, образующихся
при получении целлюлозы из отходов сельского хозяйства (плодовых оболочек пшеницы, овса и ячменя) натронным
способом в качестве реагентов-флокулянтов для очистки сточных вод от загрязнения ионами алюминия. Определены
значения рН, при которых происходит наиболее полное осаждение аквагидроксокомплексов алюминия: при применении щелочных сточных вод рН 6,0, а для раствора NaOH – рН 5,0. Показано увеличение скорости осаждения
частиц, образующихся при очистке модельных вод от ионов алюминия щелочными реагентами из отходов злаковых
культур, и укрупнение образующихся флоккул на 35%. Определено, что по эффективности удаления ионов Al3+ из
модельных вод из предложенных реагентов не уступает традиционным щелочная сточная вода производства целлюлозы из плодовых оболочек овса (при низких концентрациях ионов Al3+ – на 20% возрастает). Очистка вод происходит
в результате взаимодействия ионов Al3+ с функциональными группами целлюлозы и лигнина, пентозанов и других полисахаридов, а также с непрореагировавшим NaOH, придающим щёлочность реагентам из отходов злаковых культур.
Ключевые слова: ионы алюминия, щелочные сточные воды, флокуляционная очистка
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
В работе рассматривается проблема безопасного использования родников Саратовской области в качестве
альтернативных источников водоснабжения. Был исследован 31 родник. В связи с повышенной антропогенной нагрузкой особое внимание было уделено 11 родникам на территории г. Саратова. Исследования проводили в течение
2011–2018 гг. по 25 химическим показателям в соответствии с СанПиН 1.2.3685-21.
Качество воды 65% обследованных родников по химическим показателям соответствует санитарным нормам,
для 35% исследованных родников отмечено превышение нормативов хотя бы по одному показателю, для 23% – по
нескольким показателям. Наиболее часто превышения установленных нормативов отмечаются по общей жёсткости
(31%), содержанию марганца (31%), нитратов (23%), железа общего (8%). В зависимости от вклада в величину
риска ольфакторно-рефлекторных эффектов показатели качества воды можно расположить в порядке убывания:
марганец, жёсткость, хлориды, нитраты, железо. Загрязнение родниковой воды в Саратовской области может быть
обусловлено особенностями осадочных пород водоносных горизонтов, а также сельскохозяйственной деятельностью.
Ключевые слова: родники, санитарно-химические показатели качества воды, органолептический риск, марганец, железо, нитраты
Статья опубликована в № 1 за 2022 год DOI: 10.25750/1995-4301-2022-1-050-055
Просмотров: 24
Производство пигментов для бетона на основе железосодержащих промышленных отходов (обзор)
Н.В. Сырчина, Л.В. Пилип
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
Железосодержащие промышленные отходы (Fe-отходы) могут найти применение в качестве вторичных сырьевых ресурсов для получения железооксидных пигментов (ПЖО). Базовую основу ПЖО составляют гематит Fe2O3 (красный цвет), гётит FeOOH (жёлтый цвет), магнетит Fe3O4 (чёрный цвет). Для переработки в ПЖО пригодны пиритные огарки, отработанные железооксидные катализаторы, отходы синтеза пигментного TiO2, кислые шахтные воды, шламы газоочистки конверторного производства, отходы переработки бокситов в глинозём, отработанные травильные растворы и др. К основному потребителю ПЖО относится строительная промышленность. Широкая цветовая гамма, устойчивость к воздействию солнечного света, атмосферных факторов, щелочей и слабых кислот, благоприятные гигиенические характеристики позволяют использовать ПЖО в качестве наполнителей для окрашивания бетона, кирпича, тротуарной плитки, черепицы в различные оттенки красного, жёлтого, оранжевого, коричневого цветов. Цветовая гамма ПЖО может быть расширена за счёт включения в их состав некоторых добавок: оксидов различных металлов, органических хромофоров и др. Для переработки Fe-отходов в пигменты могут использоваться классические технологические процессы Лаукса и Пеннимана, методы осаждения и термического разложения, а также широкий спектр упрощённых технологических решений, основанных на прокаливании богатых железом соединений. Пигменты, получаемые классическими методами, отличаются стабильным составом и более высоким качеством, чем пигменты, получаемые упрощёнными способами. К достоинствам последних следует отнести минимальное количество образующихся вторичных отходов, невысокие затраты на внедрение технологий в практику, умеренную стоимость получаемых ПЖО. Общим недостатком классических и предлагаемых упрощённых технологических решений является недостаток внимания к вопросам утилизации образующихся вторичных отходов. Рациональное решение соответствующей проблемы позволит успешно реализовать комплексный подход к переработке сырьевых ресурсов и вернуть в экономический оборот тысячи тонн складированных на полигонах Fe-отходов.
Ключевые слова: железосодержащие отходы, пигменты для бетона, железооксидные пигменты, технология железооксидных пигментов
Статья опубликована в № 4 за 2021 год DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-050-057
Просмотров: 42
Полициклические ароматические углеводороды: характеристики, источники, нормирование, спектроскопические методы определения (обзор)
О.А. Плотникова, Г.В. Мельников, Е.И. Тихомирова
Раздел: Теоретические проблемы экологии
В обзоре представлена актуальная информация об известных экотоксикантах– полициклических ароматических углеводородах (ПАУ). Данные вещества встречаются в природе повсеместно: в геологических отложениях, почве, воздухе, воде, снеге, в растительных и животных тканях. Многие из представителей ПАУ проявляют канцерогенную, мутагенную и тератогенную активность, что диктует необходимость постоянного контроля и мониторинга их содержания в различных средах. В нашей стране контроль за содержанием вредных веществ регулируется санитарно-гигиеническими нормами. Индикаторным представителем ПАУ признан бенз[а]пирен, отнесённый к 1 классу опасности. Для данного канцерогена установлены следующие нормативы содержания: в атмосферном
воздухе поселений предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКс.с.= 0,000001 мг/м3, в воздухе рабочей зоны предельно допустимая концентрация среднесменная ПДКс.с. = 0,00015 мг/м3, в воде ПДК = 0,00001 мг/л, в почве ПДК = 0,02 мг/кг.
Широкое распространение ПАУ в следовых концентрациях и их способность накапливаться в различных
объектах вызывает необходимость разработки эффективных методов их анализа. Особое внимание в обзоре уделено современным спектроскопическим методам определения ПАУ в объектах окружающей среды: спектрофотометрическим и люминесцентным. Сравнительный анализ методов позволяет заключить, что по чувствительности
методы молекулярного люминесцентного анализа, как правило, превосходят методы спектрофотометрии. Главные
ограничения методов люминесцентного анализа связаны с недостаточно высокой универсальностью и селективностью. Перспективными являются дальнейшие исследования по усовершенствованию спектроскопических методов
контроля, направленные на устранение мешающих воздействий и улучшение селективности и чувствительности
методов анализа многокомпонентных смесей ПАУ в экологическом мониторинге окружающей среды.
Ключевые слова: полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), источники ПАУ, влияние на здоровье, спектроскопические методы, поглощение, люминесценция
Статья опубликована в № 4 за 2021 год DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-012-019
Просмотров: 52
Возможность утилизации отходов пластмасс с использованием микромицетов Fusarium solani и Trichoderma lignorum
Исследовано влияние микромицетов Fusarium solani и Trichoderma lignorum на биодеградацию пластмасс (сэвилен, полистирол, полиэтилен, полиамид, поликарбонат, фторопласт-4) по истечении 10 лет экспонирования в водной среде в замкнутой системе. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии показано, что наиболее полно деструкция происходила в случае с полиамидом, менее интенсивно – в случае с сэвиленом.
Культивирование микромицетов в среде с данными полимерами приводило к значительному подщелачиванию среды, росту удельной электропроводности и концентрации неорганических ионов в водной суспензии, что связано с жизнедеятельностью микробных клеток. В суспензии трёх полимеров – полиамида, полистирола и поликарбоната – создаются благоприятные условия для жизнедеятельности исследуемых микромицетов, особенно для T. lignorum, что может косвенно свидетельствовать о возможности использования продуктов деструкции данных полимеров грибами в качестве источника питания.
Максимальные значения содержания взвешенных веществ и минимальные коэффициента светопропускания в суспензии, косвенно свидетельствующие о большей массе мицелия, установлены для вариантов полиамида, поликарбоната и полистирола с микромицетами.
Максимальное содержание органических веществ в суспензиях, определённое по показателю ХПК, отмечено для образцов сэвилена, полистирола и полиэтилена (контрольных и с микромицетами), минимальное – для образцов фторопласта-4.
Доказательством жизнеспособности F. solani и T. lignorum по истечении 10 лет экспонирования явилось мощное разрастание мицелия на поверхности питательной среды во всех вариантах при их микробиологическом посеве, что свидетельствует о том, что в течение продолжительного времени источником углерода для грибов служили исследованные полимеры.
Результаты проведённого исследования показали, что наиболее утилизируемым исследованными видами микромицетов полимерами оказались полиамид, поликарбонат и полистирол. Для ускорения биодеградации полимеров необходимо оптимизировать условия, в частности, проводить процесс с внесением определённых питательных веществ, ускоряющих рост грибов.
Статья опубликована в № 4 за 2021 год DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-193-202
Просмотров: 29
Проблемы правового регулирования утилизации медицинских отходов
Е.Д. Ветошкина, Е.С. Кощеева, М.А. Смирнов
Раздел: Социальная экология
Статья посвящена актуальной проблеме в сфере экологической безопасности – правовому регулированию
обращения с медицинскими отходами на уровне федерального законодательства, а также тенденциям в сфере
нормативного закрепления создаваемой системы утилизации медицинских отходов. Выбранный законодателем
способ специального нормативного регулирования в сфере утилизации медицинских отходов является наиболее
оптимальной моделью правового регулирования. Изъятие указанной категории из сферы действия Федерального
закона от 24.06.1998 № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» способствует обеспечению экологической
безопасности в вопросах утилизации медицинских отходов. С другой стороны, выявлена серьёзная проблема
правового регулирования: на уровне федерального законодательства определяется лишь понятие и классификация медицинских отходов, ключевые вопросы действия системы устанавливаются на уровне подзаконных
нормативных актов (санитарных норм и правил), что является причиной возможного ухода от ответственности.
Результатом исследования являются рекомендации о необходимости специального правового регулирования
системы обращения с медицинскими отходами на уровне федерального закона. Нормативная модель специального регулирования на примере законопроекта «О проведении эксперимента по организации и осуществлению
централизованного обращения с медицинскими и биологическими отходами в Московской области и о внесении
изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» оценивается авторами положительно в части разграничения понятий «медицинские отходы» и «биологические отходы», но критике подвергается идея
внедрения регионального оператора и принципов государственно-частного партнёрства (по аналогии с моделью
утилизации твёрдых бытовых отходов).
Ключевые слова: медицинские отходы, нормативное регулирование, ответственность в сфере оборота медицинских отходов, модель правового регулирования
Статья опубликована в № 4 за 2021 год DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-224-229
Просмотров: 29
Технологические решения и опыт промышленной переработки жидких кислотно-щелочных отходов
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
На промышленных предприятиях имеются остатки материалов и сырья, которые образовались в ходе производства и утратили начальные свойства. Эти материалы принято называть техногенными отходами. Анализ отходов I и II классов опасности из перечня Федерального классификационного каталога отходов показал, что необходима переработка таких жидких отходов, как отработанные кислоты (серная, соляная, азотная, фосфорная), остатки щелочных реагентов (гидроксидов калия и натрия), отработанные растворы обработки металлических поверхностей (фосфатирования, оксидирования, обезжиривания, пассивации, травления и других), отработанные электролиты (никелирования, цинкования, кадмирования и другие) и др. Характерной особенностью данного вида отходов является значительное содержание токсичных ионов тяжёлых металлов, нефтепродуктов, повышенный солевой фон. Перечисленные отходы являются близкими к тем, которые образуются в гальванических производствах и в производствах неорганических материалов. Это позволило подготовить предложения по технологическим решениям для комплексной переработки жидких отходов I и II классов опасности.
В работе приведены данные лабораторных исследований и промышленных испытаний процесса очистки кислотно-щелочных сточных вод и отработанных технологических растворов от малорастворимых соединений металлов, а также органических соединений различной природы. Показана высокая эффективность совместного использования реагентного метода, методов электрофлотации, мембранной фильтрации и сорбции для очистки сточных вод от ионов металлов и органических загрязнений. Достигнуты следующие технологические показатели эффективности очистки: эффективность извлечения ионов металлов в виде малорастворимых соединений 96–99%, эффективность извлечения нефтепродуктов, промышленных масел и поверхностно-активных веществ более 90%.
Статья опубликована в № 4 за 2021 год DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-034-042
Просмотров: 19
Экология и устойчивое развитие: приоритеты науки и образования
Д.С. Ермаков
Раздел: Хроника
Представлены итоги обсуждения состояния и перспектив научных исследований в области экологии и устойчивого развития на всероссийском научно-практическом семинаре «Экология и устойчивое развитие: приоритеты науки и образования» (31 мая 2021 г., Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова Российской академии наук, г. Москва), в котором приняли участие сотрудники научно-исследовательских институтов и природоохранных учреждений, педагогические работники школ и вузов, представители органов исполнительной и законодательной власти, общественных организаций. Специалисты в области экологии, географии, социологии, экономики, политологии, педагогики обсудили важность изучения и решения проблем устойчивого развития, которые в настоящее время рассматриваются, в основном, в социально-экономическом аспекте, прежде всего с экологической точки зрения. Нужны специальные исследования, позволяющие связать механизмы обеспечения устойчивости природных систем разного уровня и общества, а также реализовать их на практике при активном содействии системы образования и просвещения, заинтересованном участии лиц, принимающих решения, и широких слоёв населения. Подчёркнута необходимость экологизации экономики и природопользования, совершенствования законодательства, государственного и местного управления, сохранения биологического разнообразия и средообразующих функций естественных экосистем, смягчения и предупреждения негативных последствий изменения климата, предоставления достоверной информации о состоянии окружающей среды и преодоления «научных мифов» об устойчивом развитии, подготовки квалифицированных кадров и развития талантов в области экологии. По итогам семинара отмечено, что в глобальном плане нужны новые смыслы и приоритеты развития. При этом актуальные научные результаты и экспертные оценки должны вовлекаться в процесс принятия политических и социально-экономических решений, разработки государственных, региональных и муниципальных программ, доводиться до сведения широкой общественности (в том числе через средства массовой информации, в популярной форме), использоваться при реализации учебных курсов и просветительских проектов.
Ключевые слова: экология, устойчивое развитие, научные исследования, образование, семинар
Статья опубликована в № 4 за 2021 год DOI: -
Просмотров: 27
Комплексная переработка отходов обогащения фосфатных руд
Д.Ю. Тураев, И.А. Почиталкина
Раздел: Экологизация производства
Производство высококачественных фосфатных удобрений, в частности кислых фосфатов кальция, требует
использования руды, богатой фосфатами (выше 28% P2O5
) и содержащей минимальное количество примесей,
в числе которых и вредные. Отсутствие таких крупных природных месторождений приводит к необходимости
обогащения имеющейся фосфатной руды, содержащей среднее количество фосфатов (14–23% P2O5
) и загрязнённой различными примесями. Обогащение полиминеральных фосфатных руд приводит к получению их
концентратов и отходов (шламов). Шлам представляет собой смесь из глинистых примесей, соединений железа,
фосфора, содержащихся в исходной руде, а также токсичных поверхностно-активных веществ, используемых при
её флотационном обогащении. Это препятствует использованию шлама в качестве вторичного источника сырья
в какой-либо отрасли промышленности и его возврату в отработанные месторождения.
Отсутствие методов переработки шламов приводит к их накоплению и загрязнению окружающей среды: сокращается площадь плодородных земель, увеличивается загрязнение близлежащих природных водоёмов. Предлагаемая
комплексная физико-химическая технология переработки отходов обогащения фосфатных руд с использованием
азотной кислоты направлена на улучшение экологической обстановки в регионах-производителях фосфатного
сырья и получение ряда ценных продуктов, важных для народного хозяйства: глауконитовый песок, глина, гидрофосфат- и нитрат кальция. Экспериментальным путём установлен выход продуктов переработки шлама, который
составил: 68,6% глауконита, 6,91% глины, 12,9% технического гидрофосфата кальция, 18,2% технического нитрата
кальция. Продукты переработки – глина и глауконитовый песок наиболее широко используются в строительной
промышленности, в частности, в производстве кирпичей и бетона. Глауконитовый песок и глина используются
в производстве сорбентов, красок и грунтовок. Гидрофосфат и нитрат кальция используются в сельском хозяйстве
в качестве фосфор- и азотсодержащих удобрений, соответственно.