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: 4
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: 14
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: 2
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.
Статья опубликована в № 1 за 2026 год DOI: 10.25750/1995-4301-2026-1-027-035
Просмотров: 13
Эктомикоризные симбионты и морфо-анатомическое строение корневых окончаний Pinus sylvestris L. на вырубках сосняка черничного средней тайги Республики Коми
Т.А. Сизоненко, Д.М. Шадрин
Раздел: Популяционная экология
Исследованы особенности микоризообразования сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на вырубках сосняка черничного средней тайги (вырубка 2008 г., вырубка 2015 г.). Получены данные по морфологии и анатомии эктомикориз, проведена молекулярная идентификация грибных симбионтов. Методом световой микроскопии обнаружено 10 подтипов грибных чехлов, встречаемость и богатство которых менялось в зависимости от возраста вырубки. Различия в количественных показателях эктомикоризных корней, как правило, были достоверны. В контрольном сосняке показатели, характеризующие состояние растительного компонента симбиоза (диаметр эктомикориз и собственно корня, проводящего цилиндра) были достоверно выше по сравнению с вырубкой 2008 г., а показатели, характеризующие грибной компонент (толщина и объёмная доля грибного чехла, плотность эктомикориз), наоборот, ниже. Для 42 из 70 отобранных образцов удалось выделить ДНК грибов, провести амплификацию и секвенирование ITS-региона. Из всех идентифицированных таксонов, достоверно относящихся к микоризообразователям, 15 видов из пяти семейств относятся к отделу Basidiomycota и один вид Cenococcum geophilum принадлежит отделу Ascomycota. Два вида – Tylospora fibrillosa и Cenococcum geophilum – встречались на всех исследованных участках. Наибольшим разнообразием грибов-микоризообразователей и подтипов грибных чехлов характеризовалась вырубка 2008 г. Наибольшей встречаемостью на всех участках характеризовались виды семейства Russulaceae.
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
Из-за изменения климата границы ареалов многих растений смещаются как в широтном, так и в высотном направлениях, в частности, граница лесов в горах смещается вверх. На склоне хребта Ергаки (Западный Саян)
была заложена трансекта с четырьмя пробными площадями, пересекающая верхнюю границу леса при переходе от горно-таёжного к гольцово-тундровому поясу. Выявлено, что растения сосны сибирской (Pinus sibirica Du Tour) используют различные стратегии выживания при распространении выше границы леса, что проявляется в изменении формы кроны со стволовой на стланниковую, а также в сезонных изменениях пигментного комплекса и параметров флуоресценции хлорофилла хвои. Во всех местообитаниях P. sibirica важным параметром для
прогнозирования увеличения массы хвои, которое, в свою очередь, обеспечивает продуктивность всего растения, является максимальная скорость нециклического переноса электронов в летнее время. Весной и осенью (при переходе от состояния зимнего покоя к вегетации и обратно) в пигментном комплексе хвои уменьшается соотношение хлорофиллов и каротиноидов от лесных к горно-тундровым фитоценозам. Экземпляры сосны сибирской, растущие выше границы леса и имеющие механизмы рассеивания избыточной световой энергии путём светоиндуцированного
нефотохимического тушения, имеют явное преимущество в наборе массы хвои перед другими растениями с тех же пробных площадей. Для деревьев с пробных площадей, расположенных в лесных фитоценозах, высокая доля нефотохимического тушения является скорее помехой. Рассмотренные параметры флуоресценции хлорофилла могут
быть использованы для выявления особей P. sibirica, устойчивых к условиям обитания выше границы леса, и их последующего использования в селекции для увеличения площади лесных массивов в условиях изменения климата.
Ключевые слова: Pinus sibirica, верхняя граница леса, флуоресценция, хлорофилл, каротиноиды
Статья опубликована в № 1 за 2026 год DOI: 10.25750/1995-4301-2026-1-056-064
Фтор – один из наиболее токсичных и широко распространённых промышленных загрязнителей природной среды. В экологических проблемах фторного загрязнения выявление наследственной компоненты его накопления играет особую роль как способствующей поддержанию его уровня в ряду поколений. Однако факторы индивидуальной изменчивости аккумуляции фтора у млекопитающих, в частности, наследственная составляющая вариабельности накопления, не выявлены. Это обусловлено методологическими особенностями исследования параметров депонирования фтора, недоступных для изучения в прямых экологических наблюдениях. Экспериментальное исследование на лабораторных мышах позволяет оценить величину наследственной компоненты депонирования фтора. Исследовали накопление фтора у потомства трёх линий инбредных мышей (внутрилинейная корреляция) в фоновых условиях и после хронического поступления токсиканта. Использовался также вариант семейного анализа (внутрисемейная корреляция). Это классический подход к оценке наследственной изменчивости количественных признаков. Самки получали фтор с пищей в течение всего периода беременности и до 1,5-мес. возраста потомства. При оценке учитывали эффект влияния пола животных и величины помёта в семье. Аккумуляция фтора у отдельных индивидов различалась в некоторых экспериментальных группах в 3–6,5 раз. В то же время особенности депонирования фтора оказались характерными для целых семейств. Общая наследственная составляющая (внутрилинейная и внутрисемейная) кумуляции фтора сопоставима с наследственной корреляцией морфологических признаков, имеющих высокую наследственную детерминацию развития (R = 0,50–0,56, p < 0,0001 и R = 0,45–0,53–0,58, p < 0,0001 соответственно). В зависимости от варианта анализа (вся выборка или только опытная группа), семейная составляющая изменчивости сопоставима или значительно выше (в 2–3 раза) эффекта линейной принадлежности животных. Для фоновых уровней фтора наследственная обусловленность его депонирования статистически незначима. Полученные результаты могут быть экстраполированы на полевых грызунов.
Ключевые слова: экологическая токсикология, фтор, костная ткань, линейные мыши, дисперсионный анализ, коэффициент внутриклассовой корреляции, метод семейного анализа
Статья опубликована в № 1 за 2026 год DOI: 10.25750/1995-4301-2026-1-177-188
Просмотров: 2
Распространение солеустойчивой растительности в поймах при техногенном засолении почв
О.З. Еремченко, Е.Е. Малышкина, И.В. Пахоруков
Раздел: Ремедиация и рекультивация
На основе маршрутных исследований было показано, что в составе изреженной астительности пойм двух малых рек (Чёрная и Лёнва), расположенных в зонах воздействия отходов калийного производства (Пермский край), доминировали рудеральные однолетние и многолетние травянистые виды, присутствовали факультативные и облигатные Spergularia salina J. et C. Presl, Triglochin maritimum L.) галофиты. На двух участках с солеустойчивой растительностью изучили почвенно-экологические условия произрастания. Почвенные пробы отбирали летом 2022 г. в четыре периода наблюдений в десятикратной повторности. В полевых условиях измеряли pH и Eh корнеобитаемого слоя почвы (0–10 см); в почвенных пастах при влажности 50 % определяли активность Na+, K+, Cl–. В пойме р. Чёрной поверхностный слой почвы характеризовался нейтральной и слабощелочной реакцией среды (pH 7,3–8,4) и слабо восстановительными условиями (Eh 139–282 мВ), засоление отсутствовало (по уровню активности Na+). В верхнем слое почвы поймы р. Лёнвы отмечалась значительная вариабельность pH (от 5,4 до 6,9); Eh колебалась от восстановительных (–135 мВ) до окислительных значений (468 мВ). В почве проявлялось засоление разной степени (от слабой до сильной), в ряде случаев засоление отсутствовало. Активность К+ в почве достигала уровня активности Na+, активность Cl– превышала суммарную активность засоляющих катионов. Изреженную растительность пойм оконтуривали с использованием летних спутниковых снимков в комбинации «Естественные цвета». За период с 2015 по 2021 гг. площадь, занятая солеустойчивой растительностью, в пойме р. Чёрной увеличилась в 1,8 раза и составила 8,7 га, а в пойме р. Лёнвы – в 1,6 раза и достигла 22,2 га.
Cd2+ – катион тяжёлого металла, имеющий как типичные для этого класса токсикантов, так и уникальные токсические свойства по отношению к живым компонентам водных экосистем. Целью исследования является анализ индуцированной Cd2+ экспрессии генов транспортных белков в ряде тканей рыбы и её возможной корреляции с накоплением Cd в тканях. Молодь обыкновенного карпа (Cyprinus carpio) инкубировали в растворе Cd2+ с сублетальной концентрацией для карповых (6,4 мг/л). Был сопоставлен уровень экспрессии генов субъединиц N-метил-D-аспартата (NR2A, NR2B) и белка 1 подсемейства С АТФ-связывающей кассеты (ABCC1) в тканях рыб, подвергавшихся и не подвергавшихся воздействию Cd2+, а также проанализирована степень биоаккумуляции Cd тканями рыб. Экспрессия NR2A в глазах (сосудистая оболочка + сетчатка), накапливавших Cd, усиливалась в 16,6 раз под его воздействием, и достоверно не менялась в мозге, не накапливавшем Cd. Этот эффект может быть обусловлен блокированием кальциевых каналов ионами Cd2+, имеющими очень близкий радиус иона к Ca2+. В результате установлено, что близость радиуса катиона тяжёлого металла к радиусу Ca2+ является основным фактором, определяющим способность катиона необратимо блокировать кальциевые каналы. Экспрессия ABCC1 усиливалась в 2,0 раза в жабрах и достоверно не менялась в печень, при этом обе ткани накапливали Cd в значительной степени. Этот эффект может быть обусловлен попаданием Cd в печень в уже инактивированном виде, а также возможными различиями в механизмах самозащиты от Cd2+ в жабрах и печени рыб.