Сельскохозяйственная экология предлагает новые методы и подходы к осуществлению производственных процессов, которые позволят снизить вредное влияние на окружающую среду. В статье изложены подходы к формированию комбинированной расчётной схемы процесса фракционирования зерновых материалов воздушным потоком в горизонтальном канале. Основной идеей метода является последовательное уточнение взаимного влияния зернового и воздушного потоков при расчёте поля скоростей воздуха и траекторий дисперсных частиц. Математическая модель движения воздушного потока построена на основе решения методом конечных элементов уравнений Лапласа для плоского потенциального течения с переменной скважностью. Дифференциальные уравнения движения дисперсных частиц решались численно, с применением метода усреднённого ускорения, с итерациями на каждом шаге и учётом распределения в канале поля скоростей воздушного потока.Комбинированная расчётная схема выполняется из нескольких итераций с поэтапным приближением к моделируемому процессу пневмосепарации. На первом этапе конечно-элементная модель течения воздушного потока строится без учёта влияния потока зернового материала. На втором этапе решаются дифференциальные уравнения движения частиц зернового материала. По решениям этих уравнений определяется зона большей или меньшей пористости. На следующем этапе проводится перерасчёт скоростей воздушного потока в канале с учётом пористости различных конечных элементов. В зависимости от скоростей воздушного потока изменяется результат решения дифференциальных уравнений движения дисперсных частиц. Таким образом происходит последовательное приближение к описанию процесса взаимодействия зернового и воздушного потоков.По предложенному алгоритму на языке C# разработана программа, предоставляющая возможность графического и числового контроля результатов расчёта. Интерфейс программы содержит три экранные формы с табличными исходными данными и схемой расположения конечных элементов, на которую, после вычислений, наносятся вектора скоростей воздушного потока и траектории частиц с заданными аэродинамическими свойствами.Представлены примеры расчёта. По их результатам предложено изменение величины и распределение скоростей воздушного потока на входе в канал, определены положения приёмников фракций в нижней части горизонтального пневмосепарирующего канала.
Статья опубликована в № 4 за 2018 год DOI: 10.25750/1995-4301-2018-4-024-030
Просмотров: 9
Прокариотические тест-модели в экотоксикологических исследованиях: перспективы и классификация (обзор)
Н. В. Дудчик, С. И. Сычик, В. В. Шевляков
Раздел: Теоретические проблемы экологии
Биологическое моделирование в системной экологии является эффективной технологией оценки биологического
действия факторов окружающей среды. В работе дано концептуальное обоснование разработки прокариотических
лабораторно-аналитических моделей, оценены преимущества и ограничения их экспериментального использования.
Предложена классификация прокариотических тест-моделей по уровню структурно-экологической организации,
свойствам тест-объекта (клетки, сообщества, популяции, микробиоценоз) и совокупности тест-реакций
(биоиндикаторов и биомаркеров). Дано определение тест-модели как единой системы, включающей тест-организм,
систему биомаркеров / биоиндикаторов, методику испытаний в соответствии с принципами надлежащей лабораторной
практики, критериальный аппарат для качественной/количественной оценки факторов окружающей среды разной
природы. Обоснованы понятия субпопуляционных и надпопуляционных тест-моделей, основанных на свойствах
микробных сообществ как целостных биологических единиц, регулирующих параметры жизнедеятельности в
зависимости от внешних факторов. Показано, что микроорганизмы являются релевантными тест-объектами для
разработки инновационных методик оценки влияния на организм факторов среды физической, химической и
биологической природы, что основано на особенностях структурно-экологической организации и многообразии
метаболических, динамических, морфологических, молекулярно-генетических и других свойств микроорганизмов,
целостности микробной культуры как системы, циклическом развитии популяций микроорганизмов в природе и
их постоянном взаимодействии с факторами окружающей среды.
Ключевые слова: микробиотесты, прокариотические тест-модели, классификация, биомаркеры, биоиндикаторы, ассоциации микроорганизмов
Статья опубликована в № 4 за 2018 год DOI: 10.25750/1995-4301-2018-4-005-012
Просмотров: 76
Влияние лесных пожаров на свойства почв (обзор литературы)
А. А. Дымов, Е. В. Абакумов, И. Н. Безкоровайная, А. С. Прокушкин, Я. В. Кузяков, Е. Ю. Милановский
Раздел: Теоретические проблемы экологии
Морфологические признаки влияния пирогенеза (формирование пирогенного горизонта, частичное обугливание
подстилок и иллюирование органических соединений) наиболее чётко проявляются в первое десятилетие после
пожара. Устойчивые к разложению продукты пирогенеза (угли, сажа) сохраняются в почвах до нескольких столетий.
Наиболее общими изменениями физико-химических свойств почв после пожаров являются снижение кислотности на
1–2 ед. pH, возрастание степени насыщенности основаниями, увеличение гидрофобности поверхности минеральных
горизонтов почв. Пожары приводят к увеличению ароматических структур в составе почвенного органического
вещества. После пожаров увеличивается содержание полиароматических углеводородов в почвах, уменьшаются
концентрации водорастворимых органических соединений. Для восстановления близких к исходным свойствам
почв после пожара необходимо от десятилетия до нескольких столетий.
Статья опубликована в № 4 за 2018 год DOI: 10.25750/1995-4301-2018-4-013-023
Просмотров: 95
Почвообразование на техногенных озерных илах
Е. В. Дабах
Раздел: Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Статья посвящена почвам техногенного ландшафта (Technosols по WRB), формирующимся на загрязнённых
техногенных озёрных отложениях, вышедших на дневную поверхность после изменения гидрологического
режима и прекращения поступления в озеро загрязнённых сточных вод. Исследуемая территория расположена
в долине р.Вятки в районе хвостохранилищ химических предприятий г. Кирово-Чепецка (Кировская область,
Россия). Мощность почвенного профиля ограничена плотной гипсовой коркой, залегающей на глубине 30 см и
способствующей переувлажнению почв. В отличие от окружающих кислых аллювиальных почв, они характеризуются
щелочной реакцией, контрастностью верхней и нижней частей молодой почвы. Участие аллювиального процесса и
влаголюбивой растительности в формировании профиля приводит к изменению состава и свойств почвы, особенно
верхних горизонтов. По сравнению с донными осадками и нижними слоями почв в верхних горизонтах выше доля
алюмосиликатного компонента в минералогическом и химическом составах, ниже щёлочность, резко снижается
уровень загрязнения. По биологическим показателям оторфованная подстилка и гумусовый горизонт близки к
гумусовым горизонтам окружающих аллювиальных почв.
Почвенный и растительный покровы, формирующиеся на техногенных озёрных илах в пойме, препятствуют
активному размыву в паводок нижележащей неоструктуренной загрязнённой «надкорковой» илистой массы
и растворению гипсовых новообразований – кор, сдерживающих подвижность мощной толщи загрязнённых
техногенных отложений.
Статья опубликована в № 4 за 2018 год DOI: 10.25750/1995-4301-2018-4-024-033
Просмотров: 58
Влияние содержания тяжёлых металлов в воде малых рек, используемой для полива кукурузы армянской популяции
А. Р. Сукиасян
Раздел: Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Экологическая безопасность малых рек для населения региона, их роль в формировании биоты во многом
определяются химическим составом воды. При изменении интенсивности действия климатических и антропогенных
факторов химический состав и, как следствие, качество воды могут существенно изменяться. В связи с этим проведение мониторинговых исследований состава воды этих источников представляется весьма актуальным. Изучены
особенности миграции ряда тяжёлых металлов (ТМ) в триаде вода-почва-растение на примере однолетнего травянистого культурного растения – сахарной кукурузы, произрастающего на прибрежных территориях реки Шнох.
В качестве контрольного растения использовалась кукуруза инбредной линии В73. В специально оборудованной
системой кондиционирования климатической комнате моделировали засуху изменением оптимальной относительной
влажности почвы опытных вазонов. В контрольных вазонах оптимальная относительная влажность почвы (ОВП)
составляла 54%, в случае умеренной засухи – 43%, при этом визуально не наблюдалось увядания листьев растения.
Во время моделирования сильной засухи оптимальная относительная влажность почвы составляла 34%, а увядание
листьев наблюдалось в течение дня. Содержание ТМ в образцах речной воды, прибрежной почвы и зёрен растений
осуществлялось с помощью портативного анализатора «Thermo Scientific™ Niton™ XRF PortableAnalyser». Про-
ведён анализ кинетических данных роста растения в условиях моделируемой засухи. Определены кинетические па-
раметры роста растений в трёх условиях моделируемой засухи. Установлена корреляционная связь между скоростью
роста биологических образцов и засухой, кинетические параметры роста растений в условиях моделируемой засухи.
Выявлена корреляционная связь между величиной водного потенциала и осмотического давления у трёхдневных
побегов пятого листа кукурузы в условиях засухи. Рассмотрен физиологический ответ роста растения по степени
засухи, показателям водного потенциала и осмотического давления. Выявлена определённая пространственная
динамика распределения некоторых ТМ в триаде вода-почва-растение. Полученный экспериментальный материал
позволяет осуществить комплекс мероприятий по мониторингу степени загрязнённости речной воды, которую используют в оросительных целях с учётом почвенно-климатических условий произрастания.
Статья опубликована в № 4 за 2018 год DOI: 10.25750/1995-4301-2018-4-034-039
Просмотров: 50
Оценка состояния почв особо охраняемых природных территорий Кировской области
Т. А. Адамович, Е. В. Товстик, Е. С. Соловьёва, Т. Я. Ашихмина, Г. И. Березин, А. М. Прокашев, В. П. Савиных
Раздел: Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
The assessment of the state of the specially protected natural areas (SPNA) of the regional (the “Pizhemsky” zakaznik)
and of the federal significance (the “Nurgush” nature reserve) located in the Kirov region is given in the article.
The predominant type of soils of the SPNRs under the study is alluvial turf soils, with strongly and slightly acidic reaction
of the medium. The content of organic matter in the soils of the “Pizhemsky” zakaznik varies from 3.1 to 4.7% for
meadow and from 1.2 to 7.3% for forest phytocenoses. For the territory of the “Nurgush” nature reserve the content of
organic matter in the soils of forest phytocenoses ranges from 2.0 to 6.7%. The content of nitrate nitrogen in the soils of
the studied SPNR corresponds to the average level of soil supply with nitrogen. A decrease in the content of ammonium
nitrogen down the soil profile was noted for the studied sites. The content in the soils of heavy metals (Zn, Mn, Fe, Cu, Pb,
Cd) is at a stable level within the ecological norm. In all studied soil samples, the main content of metals was manganese
and iron, both for active and for gross form. The maximum content of active forms of manganese and iron is found in soil
samples of the upper horizons. Insignificant amounts of copper, lead and cadmium indicate the absence of man-caused
contamination of the soil in these sites. Among the gross forms of heavy metals, iron predomination in soil samples of
the upper and lower horizons was recorded. The maximum content of gross iron form was noted in the samples from the
territory of the “Nurgush” nature reserve.
Статья опубликована в № 4 за 2018 год DOI: 10.25750/1995-4301-2018-4-040-045
Просмотров: 44
Фитопоглощение радия-226 из техногенно загрязнённых почв на примере Chamaenerion angustifolium, Lathirus pratensis и L. vernus
Л. М. Шапошникова
Раздел: Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Исследовано влияние физико-химического состава радиоактивно загрязнённых почв на поглощение
радия-226 иван-чаем узколистным (Chamaenerion angustifolium) и чиной (Lathirus pratensis, L. vernus). Методами
корреляционного и регрессионного анализа выявлено, что валовое содержание радия в исследуемых техногенных
почвах больше всего зависит от содержания в них органического углерода и фосфора, содержание подвижных форм
(ПФ) радионуклида связано с такими физико-химическими характеристиками как содержание органического
углерода, а также обменных катионов кальция и магния. Межвидовых различий в накоплении радия указанными
растениями выявлено не было. При этом содержание радия в растениях в большей степени было связано с валовым
содержанием радионуклида в почвах, в то время как с содержанием ПФ радионуклида корреляция была менее
значима. Основные факторы, влияющие на распределение радионуклида в почве, опосредованно влияли и на его
содержание в растениях. К числу наиболее значимых можно отнести содержание органического вещества, фосфора,
калия, соотношение физического песка (ФП) и физической глины (ФГ).
Ключевые слова: радий-226, биологическое поглощение, формы радия, факторы подвижности радия
Статья опубликована в № 4 за 2018 год DOI: 10.25750/1995-4301-2018-4-046-053
Просмотров: 22
Применение глауконита для стабилизации и улучшения агрохимических свойств аммиачной селитры
Ю. Н. Терентьев, Н. В. Сырчина, Н. Н. Богатырёва, Т. Я. Ашихмина, А. В. Сазанов, М. Л. Сазанова, В. А. Козвонин, А. А. Бурков, В. П. Савиных
Раздел: Экологизация производства
Разработка новых форм азотсодержащих минеральных удобрений, соответствующих мировым нормам
безопасности, является на данный момент достаточно актуальной задачей. Существующие формы комбинированных
удобрений, включающие аммиачную селитру и карбонаты, обладают рядом недостатков (гигроскопичность,
слёживаемость, потеря части аммонийного азота), поэтому ведётся активный поиск новых компонентов, обладающих
определёнными преимуществами. При этом их введение в состав удобрений должно обеспечивать высокий уровень
усвоения азота растениями, исключать загрязнение окружающей среды и соответствовать принципам Зелёной
химии, важным фактором так же является невысокая стоимость и возможность получения в крупнотоннажных
объёмах на территории Российской Федерации.
В качестве такого компонента рассматривается глауконитовый песок Белоозёрского месторождения
Лысогорского района Саратовской области. Установлен его химический состав масс-спектральным с индуктивно-
связанной плазмой и атомно-эмиссионным с индуктивно-связанной плазмой методами. Отработана методика
введения данного компонента в состав комбинированного минерального удобрения с аммиачной селитрой.
Подобраны процентные соотношения аммиачной селитры и глауконита, обеспечивающие термостабильность
удобрения и отвечающие критериям Европейского Союза. Оценка проводилась методом термогравиметрии и
дифференциально-термического анализа. Исследованы свойства полученного удобрения в эксперименте методом
биотестирования. Достоверно доказано, что полученное удобрение оказывает благоприятное влияние на прорастание
семян и развитие проростков.
Таким образом, получение гранулированной композиции, содержащей 80% аммиачной селитры и 20%
глауконита позволяет снизить содержание азота в готовой форме удобрения до 27–28%, что обеспечивает требуемый
уровень пожаро- и взрывобезопасности, устраняет опасность слёживаемости гранул при хранении, способствует
повышению агрохимической эффективности удобрения, позволяет снизить нормы внесения удобрения в почвы и
уменьшить таким образом экологическую нагрузку на окружающую среду.
Статья опубликована в № 4 за 2018 год DOI: 10.25750/1995-4301-2018-4-054-060
Просмотров: 64
Биодеструкция полимерных композиционных материалов микроскопическими грибами
Э. Х. Сакаева, Ю. В. Куликова, Л. В. Рудакова
Раздел: Экологизация производства
Показана возможность биологической деструкции полимерных композиционных материалов на примере
стеклопластиков на основе фенолоформальдегидной смолы и стекловолокна (марки АГ – 4 и ДСВ), органопластики
(марки ОП-ЖА) и углепластиков (УП-Урал-Тр-СФ, УТЗФ2УМН, ЭПАН-2Б) микроскопическими грибами. Степень
биодеструкции зависит от состава полимерных композиционных материалов. Наименее стойкими к биодеструкции
являются органопластики на основе эпоксидных компонентов. Выявлено, что основными биодеструкторами
полимерных композитных материалов являются представители микроскопических грибов р. Pеnicillium и р. Aspergillus: P. chrysogenum, P. funiculosum, P. cyclopium, A. terreus, A. niger, A. oryzae. Уровень стойкости полимерных
композиционных материалов к воздействию плесневых грибов по ГОСТ 9.049-91 варьировал от 4 до 5 баллов.
Ключевые слова: биодеструкция, микроскопические грибы, грибостойкость, полимерные композиционные материалы
Статья опубликована в № 4 за 2018 год DOI: 10.25750/1995-4301-2018-4-061-068
Просмотров: 23
Исследование процессов миграции и трансформации смазочно-охлаждающих жидкостей в почве урбанизированной территории
Л. М. Щуклина, Г. М. Батракова, Т. В. Нурисламова
Раздел: Экологизация производства
Актуальность работы определяется требованиями экологической безопасности при строительстве на
территориях с выявленным техногенным загрязнением почв. В работе рассматривается применение хромато-
масс-спектрометрии в исследовании загрязнённого грунта с целью идентификации продуктов трансформации в
природных условиях многокомпонентных рецептур смазочно-охлаждающих жидкостей. Выполнена идентификация
и поиск по масс-спектрам компонентного состава продуктов трансформации индустриального масла, предложено
маркерное соединение. Показана возможность идентификации на основании регистрации масс-спектров
ионов химических соединений, определена структура и элементный состав. Поиск характеристических ионов
органических соединений выполнялся с помощью банка библиотеки масс-спектральных данных. Установлены
характеристические ионы (основной и подтверждающие ионы), характеризующие структуру химических соединений
и определено хроматографическое время удерживания. Для оценки миграции маркерного соединения выполнено его
количественное определение методом капиллярной газовой хроматографии в пробе воздуха и пробах загрязнённого
грунта; исследованы образцы грунта у основания ёмкости, образцы маслоудерживающей ткани и фильтрат из
поддона.
Результаты исследования направлены на обоснование методики оценки загрязнения промышленных площадок
смазочно-охлаждающими жидкостями с учётом трансформации органического загрязнителя и рекомендаций по
рекультивации загрязнённых технозёмов.
ISSN 1995-4301
Выбор параметров просмотра
