Архив

Актуальные выпуски:

Обзор краткого содержания статей

Выбор параметров просмотра

Получение сульфата натрия путём изогидрической кристаллизации при обратноосмотической очистке минерализованных сточных вод и обезвреживании растворов

И.А. Почиталкина, А.В. Десятов, Т.А. Павлищева, И.Б. Сибирякова, И.М. Костанов, А.В. Колесников

Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы

Статья посвящена проблеме обезвреживания промышленных сточных вод, содержащих высокотоксичные хлориды, сульфаты, нитраты, ионы тяжёлых и цветных металлов. Сточные воды, как правило, имеют кислую среду, и первая стадия их обезвреживания заключается в использовании щелочных реагентов (NaOH, Na2 CO3 , Ca(OH)2 ) для нейтрализации и формирования гибридных осадков железа, алюминия и других металлов. Суммарная концентрация солевых компонентов в технологических растворах составляет от 10 до 100 г/л, чаще всего это смесь Na2 SO4 , NaCl, NaNO3 , реже – другие соли. Технология глубокой переработки минерализованных вод заключается в умягчении, фильтрации на напорных фильтрах и микрофильтрации промышленного стока. Особенность предлагаемой схемы заключается в применении обратноосмотического метода обессоливания, в соответствии с которым, происходит концентрирование стока в 3–5 раз и упаривание до солесодержания 200–300 г/л. Такая схема позволяет получить концентрат и пресную воду, соответствующую экологическим требованиям. Концентрат после обессоливания воды поступает на изогидрическую кристаллизацию Na2 SO4 . 10H2 O путём охлаждения до 0 о С. Маточный раствор после центрифугирования пульпы смешивается с исходным потоком и направляется на обратноосмотическую установку, а кристаллогидрат – на сушку для получения безводной технической соли. На примере модельного технологического раствора, имитирующего жидкие техногенные отходы горнодобывающих предприятий, с помощью расчётно-экспериментальных исследований показана принципиальная возможность получения безводного сульфата натрия путём внутрицикловой изогидрической кристаллизации концентрата после обратноосмотической установки. Предложена принципиальная схема обезвреживания жидких неорганических отходов I и II классов опасности с получением вторичного продукта – Na2 SO4 , оценена возможность изоморфного захвата примесей при его кристаллизации.

Ключевые слова: сточные воды, обезвреживание, техногенные отходы, кристаллизация, обратноосмотические мембраны

Посмотреть дополнительный файл

Статья опубликована в № 4 за 2021 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-043-049

«Зелёный» метод получения мембран для микрофильтрации на основе поливинилиденфторида

Е.С. Широкова, П.А. Созинов, В.А. Черепанова, О.В. Елькин, С.В. Фомин, Д.А. Козулин, А.Н. Бушуев, И.В. Толстобров, И.С. Краева

Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы

Мембранная технология является важнейшим инструментом интенсификации технологических процессов в химической промышленности. Как и любое производство, производство мембран должно отвечать принципам «зелёной» химии: сокращение или устранение использования опасных соединений и минимизация затрат энергоресурсов. В качестве альтернативной технологии производства мембран предлагается использовать метод замораживания, в котором в качестве растворителя используется нетоксичный диметилсульфоксид (ДМСО), а сама технология требует меньших затрат энергии, что отвечает принципам «зелёной» химии. В ходе экспериментальной работы методом замораживания были получены микропористые мембраны на основе поливинилиденфторида (ПВДФ) толщиной от 100 до 250мкм. Была проведена оценка пористости, проницаемости, смачиваемости и физико-механических показателей полученных мембран, изучена их морфология. На основании проведённых исследований установлено, что наиболее оптимальной является концентрация ПВДФ 30 масс.%, так как в этом случае обеспечивается наилучшее сочетание технологических и эксплуатационных свойств мембраны. Эффективность процесса микрофильтрации с использованием полученных мембран продемонстрирована на примере фильтрации суспензии дрожжей Saccharomyces сerevisiae. Применение подобной технологии по сравнению с существующими лишено таких недостатков, как использование сложного оборудования, работы при высоких температурах, и, кроме того, она не требует высоких энергозатрат и применения токсичных растворителей.

Ключевые слова: «зелёная» химия, микрофильтрация, мембраны, поливинилиденфторид, метод вымораживания

Статья опубликована в № 4 за 2021 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-064-070

Флотационные технологии очистки фильтрационных вод полигонов твёрдых бытовых отходов

В.П. Мешалкин, В.С. Коваленко, Г.А. Щербакова, А.В. Колесников

Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы

Проведён анализ технологий, применяемых для очистки фильтрационных вод полигонов твёрдых бытовых отходов. Представлены результаты электрофлотационного извлечения коагулянта UltraPAC в присутствии поверхностно активных веществ (ПАВ), флокулянтов, различных реагентов Ca, Mg, Ba в водных растворах NaCl, Na2SO4. Приведены результаты исследования коагулянта UltraPAC на предмет определения размера частиц, заряда поверхности дисперсной фазы. Установлено, что ζ-потенциал Al(OH)2Cl в растворах NaCl в широком диапазоне pH 5–9 положителен (+5–+33 мВ). В растворах Na2SO4 при рН 7 наблюдается перезарядка поверхности, что объясняется специфической адсорбцией анионов SO4 2- на поверхности дисперсной фазы Al(OH)2Cl. Размер частиц изменяется от 38 мкм (рН 5) до 12 мкм (рН 9) – в растворах Na2SO4 и от 16 мкм (рН 5) до 19 мкм (рН 9) – в растворах NaCl. Установлено, что добавление в раствор реактивов для корректировки рН на основе Ca2+, Mg2+ приводит к подавлению электрофлотационного процесса. Введение анионного ПАВ стабилизирует процесс электрофлотации и повышает степени извлечения коагулянта до 75% (MgCl2 – 0,1 г/л) и 99% (CaCl2 – 0,1 г/л).

Ключевые слова: фильтрат полигонов ТБО, флотация, электрофлотация, коагулянт (Al), ПАВ, флокулянт

Статья опубликована в № 4 за 2021 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-020-027

Очистка сточных вод гальванического производства от ионов металлов с применением сорбции в статическом режиме и электрофлотации

А.М. Гайдукова, В.А. Колесников, А.А. Похвалитова

Раздел: Экологизация производства

Проведены исследования сорбционного процесса извлечения ионов Fe3+ и Al3+ из водных растворов солей хлорида, нитрата и сульфата натрия в статическом режиме на промышленном порошковом сорбенте марки «ОУ-А». Определено влияние анионов Cl-, NO3- и SO42- на величину сорбции катионов металлов. По характеру изотерм адсорбции ионов металлов сделано предположение о механизмах процесса. Получены значения электрокинетического потенциала частиц угля в растворах солей, на основании которых подобраны флокулянты и проведена оценка их влияния на эффективность электрофлотационного процесса извлечения отработанного углеродного сорбента. Установлено, что из растворов солей нитрата и хлорида натрия при добавлении флокулянтов катионного и неионного типов можно извлечь отработанный сорбент с ионами Fe3+ в количестве до 1 г/л, а сорбент с ионами Al3+ – до 1,6 г/л в течении 10 минут. Проведенные экспериментальные исследования показали, что использование комбинированного метода, включающего в себя сорбцию с последующим извлечением отработанного сорбента в процессе электрофлотации позволит не только сократить продолжительность обработки сточных вод, но и обеспечит высокую степень их очистки.

Ключевые слова: сорбция, порошковый углеродный сорбент, электрофлотация, тяжёлые металлы, сточные воды, флокулянты

Посмотреть дополнительный файл

Статья опубликована в № 4 за 2021 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-160-166

Каталитическая окислительная деструкция красителя азорубина в сточных водах

Т.В. Конькова, И.С. Белкина, А.Д. Стоянова, В.А. Колесников

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, гидро- фосфат- 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.

Ключевые слова: фосфатная руда, шламы, азотнокислотный способ переработки отходов, глауконитовый песок, глина, гидрофосфат кальция, нитрат кальция

Посмотреть дополнительный файл

Статья опубликована в № 4 за 2021 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-154-159

Методология определения региональных пороговых концентраций для расчёта нормативов допустимого сброса жидких производственных отходов в поверхностные воды

Ю.А. Тунакова, С.В. Новикова, Е.В. Байбакова, В.С. Валиев

Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы

Нормативы качества воды являются ключевым инструментом регулирования антропогенной нагрузки на водные объекты. Научно-обоснованным подходом для разработки региональных нормативов качества воды является использование современных математических методов анализа экспериментальных данных и информационных технологий. Нами разработана методология определения региональных пороговых нормативов допустимого сброса жидких производственных отходов для выделенных типов поверхностных вод. В представленной методологии использовано сочетание методов кластерного анализа и экспертной оценки, что позволяет повысить обоснованность полученных результатов. Типизация поверхностных вод проводилась для водных объектов территории Республики Татарстан на основании данных многолетних систематических наблюдений. Кластеризация осуществлялась по наборам всех определяемых гидрохимических показателей с помощью нейронных самоорганизующихся сетей Кохонена, реализованных в авторской модели нейросетевой фильтрации. В качестве экспертов для оценки однородности групп данных в каждом из выделенных кластеров выступали специалисты в соответствующей предметной области. Для каждой установленной экспертами неоднородной группы производилось разбиение на кластеры при помощи нейронной сети Кохонена до достижения требуемой однородности. На основе экспертного анализа были исключены из дальнейшей оценки гидрохимические показатели, которые имели равномерную изменчивость значений и не позволяли провести типизацию вод. По значениям остальных гидрохимических показателей выделены шесть типов вод. Определены пороговые значения гидрохимических показателей по кластерам, соответствующие верхнему порогу вариационного ряда значений. Полученные региональные пороговые концентрации для каждого типа вод предлагается использовать для расчёта нормативов допустимых сбросов при удалении жидких отходов в объекты водопользования, расположенные на участках Волжско-Камского бассейна.

Ключевые слова: жидкие производственные отходы, сброс, водные объекты, нейросетевые технологии, региональные пороговые концентрации, нормативы допустимых сбросов

Внешняя ссылка

Статья опубликована в № 4 за 2021 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-028-033

Последствия воздействия промышленных предприятий Армении на содержание тяжёлых металлов в почвах

А.Р. Сукиасян, С.З. Кроян, C.Г. Скугорева, А.А. Киракосян, У.К. Казарян

Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий

Проведены исследования по оценке степени загрязнения почв Армении тяжёлыми металлами (ТМ) вблизи действующих (Каджаранский медно-молибденовый комбинат и Разданский цементный завод) и не работающих в настоящее время (Алавердский горно-металлургический комбинат и Ванадзорский химический завод) промышленных предприятий. Отбор образцов почв осуществляли с площадок при удалении на 0,5; 1,5; 2,5; 5; 10; 15 и 25 км от источника загрязнения. Анализ результатов химического анализа почв показал, что на расстоянии до 5 км от техногенных источников почвы сильно загрязнены соединениями меди, цинка и свинца. По мере удаления от источника загрязнения до 25 км происходит достоверное снижение концентраций всех ТМ и сравнительный ряд представлен следующей последовательностью: Zn > Cu > Pb > Co > Mo. При удалении на 25 км отмечается существенное снижение антропогенной нагрузки на почву. Наибольшее 50-кратное снижение суммарного содержания ТМ установлено для почв вблизи с Алавердским горно-металлургическим комбинатом, а наименьшее – с Разданским цементным заводом. Для остальных рассмотренных предприятий снижение значения коэффициента суммарного загрязнения составило в среднем в 25 раз. Полученная информация может быть использована для учёта миграционной и накопительной способностей ТМ в почве при организации природоохранных мероприятий в зависимости от удалённости основного источника загрязнения.

Ключевые слова: почвы, тяжёлые металлы, антропогенное загрязнение, удалённость от источника загрязнения, суммарный коэффициент загрязнения почв

Посмотреть дополнительный файл

Статья опубликована в № 4 за 2021 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-090-097

Активные угли как важный фактор устойчивого развития экономики и качества жизни населения

В.М. Мухин, Н.В. Королёв

Раздел: Социальная экология

В статье обоснован магистральный путь защиты биосферы с использованием активных углей (АУ). Дано современное определение АУ как материала с развитой пористой структурой, имеющего высокие поглотительные характеристики по примесям, находящимся в очищаемых средах (воздух, газы, вода и растворы). Предложен новый подход к оценке адсорбционных свойств АУ, обоснованный академиком М.М. Дубининым, через адсорбционную активность на единицу объёма АУ (мг/см3 ). Показана возможность эффективного использования АУ в экологических технологиях защиты биосферы от поллютантов. Определены наиболее важные направления применения АУ, обеспечивающие детоксикацию почв, очистку питьевой и сточных вод от загрязняющих веществ, очистку отходящих газов мусоросжигательных заводов. Показано, что внесение в загрязнённую гербицидами почву АУ в дозах 100– 200 кг/га позволяет не только повысить урожайность сельхозкультур на 20–80%, но и получить экологически чистую продукцию растениеводства. Обосновано, что АУ марки ДАС на основе антрацита с высокой объёмной микропористостью (0,17 см3 /см3 ) существенно повышают эффективность очистки питьевой и сточных вод. Так, сорбционная ёмкость ДАС по фенолу, как наиболее распространённому загрязнителю природных и сточных вод, в 2,5–3,5 раза выше, чем у промышленного сорбента КАД-И на основе каменноугольного полукокса. Освещён ряд проблем защиты атмосферы с использованием АУ. Подчёркнута важная роль в применении АУ для детоксикации поллютантов организме человека. Описаны новые перспективные технологии производства АУ. Обоснована потребность в АУ для Российской Федерации в объёме не менее 70000 т/год, позволяющая обеспечить устойчивое развитие экономики и повышение качества жизни населения.

Ключевые слова: загрязнение окружающей среды, активный уголь, сорбент, технологии защиты биосферы, литосфера, детоксикация почв, гидросфера, очистка воды, атмосфера, мусоросжигательные заводы

Посмотреть дополнительный файл

Статья опубликована в № 4 за 2021 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-210-217

Биоиндикация нефтезагрязнённых почв с использованием беспозвоночных

Е.Н. Мелехина, А.А. Таскаева

Раздел: Популяционная экология

В статье рассматривается возможность применения коллембол (Collembola) как индикаторной группы почвенных беспозвоночных в случае нефтяного загрязнения, а также скорости процесса их восстановления в почвах, рекультивированных разными способами. Обследовано восемь опытных площадок с применением различных биопрепаратов и агрохимической обработкой почвы, а также фоновое сообщество в Усинском районе Республики Коми. Показано снижение разнообразия, численности ногохвосток, обеднение спектра их жизненных форм, перестройка структуры доминирования на опытных площадках спустя 12 лет после рекультивации. Чувствительными к нефтяному загрязнению оказались эуэдафические и гемиэдафические виды. Выявлены виды, характерные для начальных стадий восстановления почвенных сообществ после нефтяного загрязнения (Ceratophysella succinea, Proisotoma minima, Desoria hiemalis), а также вид, который может быть чувствительным к нефтяному загрязнению (Protaphorura jacutica). Анализ разнообразия ногохвосток может служить альтернативой экотоксикологическим тестам при оценке эффективности методов рекультивации и скорости процессов восстановления нарушенных почв.

Ключевые слова: ногохвостки, загрязнение наземных экосистем, рекультивация, европейская часть России

Статья опубликована в № 4 за 2021 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-181-186

Микробиологический мониторинг техногенно загрязнённых водоёмов Апшеронского промышленного региона

А.С. Гасымова, Н.М. Исмаилов, А.Г. Талыблы

Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий

Загрязнение водных объектов антропогенного происхождения на территории Апшеронского промышленного региона является одной из острых проблем. Многие озёра превратились в приёмники сточных и загрязнённых вод, они оказывают негативное воздействие на сопредельные среды – почвенный покров, грунтовые воды и атмосферу всего Апшеронского полуострова, включая столицу страны – г. Баку с его трёхмиллионным населением. Объектом исследований в 2016–2017 гг. были наиболее крупные и загрязнённые озёра Апшеронского полуострова – БеюкШор (поверхность водоёма составляет 1300 га) и Зых (20 га). Исследовали структуру микробиоценозов водоёмов, загрязнённых нефтью и нефтепродуктами, и самоочищающую способность озёр. В самоочищении изученных водоёмов большая роль принадлежит нефтеокисляющим микроорганизмам, численность которых в воде колеблется в пределах 103 –105 клеток/дм3 . Наиболее активное разложение органических веществ в водоёмах происходит летом– осенью. Этому благоприятствует, прежде всего, температурный фактор. Отличие в степени развития микроорганизмов в различных зонах водоёмов связано с высокими показателями содержания загрязняющих веществ углеводородного характера.

Ключевые слова: Апшеронский полуостров, водоёмы, загрязнённость, самоочищение, микроорганизмы, структура микробиоценоза

Статья опубликована в № 4 за 2021 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-083-089

Страницы: предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 следующая