Роль окислительных процессов в токсигенизации природной воды после аварии в коммунальной сети
Л.Н. Шишкина, А.Ю. Повх, В.О. Швыдкий
Раздел: Экотоксикология
В настоящее время показано, что состояние процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), играющих
важную роль в регуляции метаболизма в различных биологических объектах, может служить основой экологического мониторинга. Однако изучению состояния процессов ПОЛ в природных водах после попадания в них стоков из канализационных коллекторов посвящены единичные исследования. Целью работы явилось изучение роли параметров физико-химической системы регуляции ПОЛ в формировании токсических свойств воды реки Дубна после аварии в коммунальной сети в рабочем посёлке Вербилки (июнь 2020 г.). Выявлено, что в воде р. Дубны после аварии наблюдается существенный рост гидрофобных соединений (легкоокисляемые фракции фосфолипидов, кетодиены, жирные кислоты) по сравнению с величинами аналогичных показателей в природной воде до аварии. Совокупность полученных результатов и анализ литературы позволяют заключить, что рост гидрофобных соединений, обладающих выраженными токсическими свойствами и оказывающих литическое действие на биологические мембраны, обусловливает токсигенизацию природной воды.
Статья опубликована в № 1 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-1-141-149
Просмотров: 2
Самоочищение атмосферного воздуха от пылевых частиц в условиях прибрежного морского климата
Л.В. Веремчук, Т.И. Виткина, Л.С. Барскова
Раздел: Экология и климат
Влияние климатических условий на распределение твёрдых взвешенных частиц в приземном слое атмосферы г. Владивостока зависит от интенсивности загрязнения воздушной среды, формируемого близостью расположения источников загрязнения, характером дорожного покрытия, интенсивностью автотранспорта, удалённостью от моря, топографией местности, плотностью селитебной застройки и наличием зелёной зоны. Целью исследования явилось определение гранулометрического состава твёрдых взвешенных частиц в приземном слое атмосферы и оценка условий самоочищения городского воздуха под влиянием прибрежного морского климата. Загрязнение атмосферы города оценивали по содержанию твёрдых взвешенных частиц, собранных в приземном слое воздуха в районах с разным уровнем загрязнения городской среды. Определяли показатели температуры, влажности, давления воздуха, направления и скорости ветра, использовали мониторинг метеоданных (точка росы, порывы ветра, облачность, туманы) ближайших районных метеостанций. В статистической обработке использовали модуль «Канонический анализ». В загрязнённом районе города наибольшее влияние на распределение опасных для здоровья частиц тонкодисперсного ряда (2,5–10 мкм) оказала циркуляция атмосферы (направление, скорость и порывы ветра). Воздействие температурно-влажностного режима снижено по мощности. На слабо загрязнённой островной части города влияние на ультрадисперсный спектр пыли формируется температурно-влажностным режимом, атмосферным давлением, облачностью с частыми туманами, эти факторы способствуют усилению процесса нуклеации наночастиц. Условия самоочищения воздуха от приземных пылевых частиц в загрязнённой и слабо загрязнённой частях г. Владивостока связаны с действием ветрового режима южного направления, что указывает на определяющую роль муссонного морского климата в очищении воздуха региона. Температурно-влажностный режим активно влияет на дисперсный состав пыли на обоих участках отбора проб, в островном районе он определяет содержание частиц фракции до 10 мкм, в континентальном – фракций размером 0,1–50 мкм.
Статья опубликована в № 1 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-1-199-208
Просмотров: 3
Факторы зональности и их влияние на зоопланктон озёр Среднего Поволжья
О.Ю. Деревенская, Н.М. Мингазова, Е.Н. Унковская
Раздел: Популяционная экология
Проанализированы результаты исследований 176 разнотипных водоёмов Среднего Поволжья (Россия).
Изучалось воздействие факторов окружающей среды (морфометрических показателей озёр, физико-химических показателей воды) на сообщества зоопланктона озёр двух ландшафтно-географических зон (лесной и лесостепной). Целью работы было выявление биоразнообразия пелагического зоопланктона и оценка роли факторов окружающей среды в развитии сообществ зоопланктона. В составе зоопланктона выявлено 230 видов, из них коловраток – 107 (45,6%), ветвистоусых ракообразных – 76 (33,6%), веслоногих ракообразных – 47 (20,8%). В озёрах лесной зоны выявлено большее число видов в пробе и более высокие количественные показатели по сравнению с озёрами лесостепной зоны. Величины этих показателей определяются комплексом факторов, важнейшими из которых являются морфометрические показатели озёр, содержание в воде минерального азота, кислорода, минерализация воды. Глубина водоёма может способствовать увеличению числа видов в пробе или их снижению, увеличение максимальной
глубины способствует снижению количественных показателей зоопланктона. Высокая минерализация и высокое
содержание биогенных элементов снижают число видов в пробе и количественные показатели зоопланктона. Рост концентрации минерального азота и среднего рангового показателя отрицательно связан с численностью зоопланктона, что обусловлено возникновением негативных последствий, связанных с антропогенным эвтрофированием. Большое влияние на состав и структуру сообществ зоопланктона в пределах ландшафтно-климатических зон оказывают местные условия, в том числе ионный состав воды и концентрация главных ионов, которые определяются не только принадлежностью к ландшафтно-географической зоне, но и преобладающим источником питания озера, а также степенью антропогенной трансформации водоёма.
Ключевые слова: зоопланктон, биоразнообразие, озеро, Среднее Поволжье, сообщество, структура
Статья опубликована в № 1 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-1-166-174
Просмотров: 10
Особенности создания систем автоматического контроля загрязняющих веществ от стационарных источников выбросов
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
На современном этапе развития промышленности наблюдается тенденция по усилению экологического контроля за объектами, оказывающими негативное воздействие на окружающую среду (НВОС). Предприятия теплоэнергетической, чёрной и цветной металлургии, нефтегазоперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности оказывают наибольший вред окружающей среде, выбрасывая в атмосферу преимущественно диоксид серы, монооксид углерода, диоксиды азота, углеводороды, взвешенные вещества. Для осуществления контроля за количеством выбрасываемых загрязняющих веществ на законодательном уровне по объектам I категории НВОС установлено требование об обязательном оснащении стационарных источников выбросов системами непрерывного автоматического контроля (САК). Тематика внедрения САК является актуальной ввиду наличия в настоящее время ограниченного числа предприятий, имеющих САК. Целью исследования является рассмотрение особенностей создания САК стационарных источников выбросов, их состава, функционального назначения и внедрения на промышленных предприятиях.
Ключевые слова: система автоматического контроля, окружающая среда, загрязнение атмосферного воздуха, выбросы, промышленные предприятия
Статья опубликована в № 4 за 2023 год DOI: 10.25750/1995-4301-2023-4-035-043
Просмотров: 37
Комплексный экологический мониторинг негативного воздействия нефтесодержащих отходов в районах нефтяных месторождений как объекта экологического риска
А.В. Васильев
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
В работе рассматриваются проблемы негативного воздействия нефтесодержащих отходов на человека и биосферу и подходы к его оценке. Для оценки экологических рисков негативного воздействия нефтесодержащих отходов в районах нефтегазовых месторождений предложено учитывать не только их токсикологические и количественные характеристики, но также деградацию территорий месторождений, потенциальную рекультивационную способность месторождений, пригодность отходов к утилизации и др. Следует исследовать негативное экологическое воздействие не только от действующих, но и от законсервированных нефтяных скважин. Описаны результаты комплексных экспериментальных исследований негативного воздействия нефтесодержащих отходов в районах разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений. В ряде случаев установлено повышенное содержание нефтепродуктов и тяжёлых металлов в почве и водной среде. Для нефтяных скважин Могутовского месторождения установлены острая токсичность проб почвы вблизи скважин, а также превышение предельно допустимых концентраций по метану. Результаты мониторинга токсикологического воздействия нефтесодержащих отходов в районах различных месторождений Самарской области, а также на нефтеперерабатывающих предприятиях, с использованием методов биотестирования показали, что ряд проб обладают повышенной токсичностью и оказывают острое токсическое действие на тест-организмы: зелёные водоросли Chlorella vulgaris Beijer и Scenedesmus quadricauda (Turpin) Brébisson, рачков Daphnia magna Straus. Таким образом, установлено, что негативное воздействие нефтесодержащих отходов в районах нефтяных месторождений носит комплексный характер и может создавать значительные экологические риски как для воздушной и водной сред, так и для почвы. Результаты работы позволяют осуществлять более эффективный и качественный мониторинг негативного воздействия нефтесодержащих отходов и оценку возникающих при этом экологических рисков, разрабатывать мероприятия по снижению негативного воздействия.
Производство почвогрунтов – продуктов твёрдофазного ферментирования твёрдых бытовых отходов является
одним из основных направлений переработки отходов мегаполисов, содержащих органические вещества, и яв-
ляется «зелёной» альтернативой их сжиганию или захоронению. В работе исследована возможность применения
искусственных почвогрунтов – продуктов аэробного твёрдофазного ферментирования отходов – для выращивания
лекарственных растений чабера горного (Satureja montana L.), базилика обыкновенного (Ocimum basilikum L.), алтея лекарственного (Althaea officinalis L.), душицы обыкновенной (Origanum vulgare L.). Выявлено, что оптимальная всхожесть растений проявляется на почвогрунтах «Klasmann Substrates Select» и «Grunt ECO Питательный» и сравнима с контрольной почвой полевого севооборота. Показано изменение биохимических параметров растений (активности ферментов и содержания хлорофилла), выращиваемых на почвогрунтах, в норме, при действии тяжёлых металлов и при пониженной температуре. Отмечено высокое содержание хлорофилла у всех исследованных растений, однако у чабера горного, выращенного на субстрате «Veltorf», выявлены деструктивные явления, выражающиеся в снижении содержания хлорофилла а с одновременным повышением содержания хлорофилла b. Активность ферментов каталазы и кислой фосфатазы у исследованных растений находится в пределах нормы. Действие неблагоприятных факторов – пониженной температуры и тяжёлых металлов приводит к повышению активности ферментов, что является признаком формирования адаптации. При оценке всхожести растений различных видов и их биохимических показателей установлено, что отечественный почвогрунт компании «Grunt ECO» оптимален для выращивания лекарственных растений и может быть использован для целей лекарственного растениеводства.
Статья опубликована в № 4 за 2023 год DOI: 10.25750/1995-4301-2023-4-157-164
Просмотров: 27
Экологическая безопасность через призму правового регулирования возобновляемой энергетики в России
Е.С. Кощеева, М.А. Смирнов
Раздел: Социальная экология
Статья посвящена актуальной проблеме в сфере экологической безопасности – правовому регулированию
возобновляемой энергетики в России на уровне федерального законодательства, а также тенденциям в сфере программного нормативного регулирования в контексте долгосрочного планирования до 2050 г. Выбранный законодателем способ специального нормативного регулирования в сфере возобновляемой энергетики обусловлен направлениями государственного регулирования в рассматриваемой сфере. Основой долгосрочного программного правового регулирования выступает сочетание традиционной и возобновляемой энергетики, что необходимо для энергетической безопасности страны. С другой стороны, выявлена серьёзная проблема правового регулирования: на уровне федерального законодательства наличие правового пробела в вопросе соотношения понятий «энергетический ресурс» и «невозобновляемые источники энергии», что является поводом для доработки действующего законодательства. Результатом исследования являются рекомендации об отражении в правовом регулировании возобновляемой энергетики, которое носит программный и долгосрочный характер, не принципа приоритета возобновляемых источников энергии, а принципа сочетания традиционной и возобновляемой энергетики и её развития с учётом интересов энергетической безопасности страны. Таким образом, фактическое сохранение приоритета традиционной энергетики и развитие энергетики на основе возобновляемых источников энергии в рамках нормативного долгосрочного планирования на основе государственной поддержки определяют основное
направление разработки системы экологической безопасности страны на ближайшие десятилетия.
Статья опубликована в № 4 за 2023 год DOI: 10.25750/1995-4301-2023-4-199-207
Просмотров: 11
Рациональная утилизация серосодержащих отходов
Н.В. Сырчина, С.Г. Скугорева, Т.И. Кутявина
Раздел: Агроэкология
Хранение извлекаемой из углеводородного сырья серы (S0) на открытых площадках (серных картах) приводит к загрязнению серы грунтом. Поскольку серо-грунтовая смесь (СГС) не пригодна для дальнейшей химической переработки, а разделение её на отдельные компоненты экономически не рентабельно, её отправляют на специализированные полигоны в качестве отхода IV класса опасности под названием «грунт, загрязнённый серой при ремонте ямы хранения серы, серных карт, серопроводов». Одним из вариантов использования соответствующего отхода без разделения его на отдельные компоненты может стать производство мелиорантов для щелочных засолённых почв. Выполненные исследования показывают, что внесение тонкоизмельчённой СГС в щелочную засолённую почву приводит к уменьшению содержания карбонатов и гидрокарбонатов, снижению рН, увеличению удельной электропроводности, повышению подвижности фосфора и калия, активному вытеснению катионов Nа+ из почвенного поглощающего комплекса (ППК) в раствор. Переход ионов из ППК в раствор значительно облегчает возможность удаления избытка солей из почвы методом промывания. Основной эффект от применения СГС проявляется в течение первых трёх недель после внесения мелиоранта и зависит от количества внесённой в почву серы. Мелиорирующее действие СГС обусловлено микробиологическими процессами окисления S0 до серосодержащих кислот. Внедрение технологии переработки СГС в мелиоранты позволит минимизировать количество складируемых на полигонах серосодержащих отходов и вывести на рынок бюджетный натуральный и эффективный агрохимикат для восстановления плодородия щелочных засолённых почв. Полученные результаты могут быть использованы в
качестве экспериментальной основы для разработки новых направлений переработки СГС в товарные продукты.
На примере техносолей, сформировавшихся на территории бывшего хвостохранилища жидких отходов химического предприятия в долине реки Вятки, изучены состав и таксономическая структура филума Actinobacteria. Исследовано разнообразие актинобактерий в образцах почв, отобранных с трёх пространственно удалённых площадок мониторинга (СГ, СУ1 и СУ2), различающихся по комплексу физико-химических свойств и характеру растительного покрова. Результаты сопоставлены с фоном – аллювиальной почвой (ФП), отобранной на территории ГПЗ «Нургуш». Исследования проведены с использованием высокопроизводительного секвенирования по технологии Illumina и культуральным методом (посев). Культуральный метод выявил в составе актинобактериальных комлексов представителей родов Streptomyces, Micromonospora, Streptosporangium и ряд олигоспоровых форм. Общая численность актиномицетов в образцах техносолей изменялась от 2,4·104 до 1,8·105 КОЕ/г, а в фоновой почве составила 8,5 · 103 КОЕ/г. Семейства актиномицетов, установленные методом посева, были обнаружены и с помощью метода ампликонного секвенирования участка V4 гена 16S рРНК. Молекулярный метод вместе с тем позволил выявить в исследуемых образцах и ряд других таксонов, в том числе, не имеющих культивируемых представителей или пока неклассифицированных. C помощью ампликонного секвенирования было установлено, что представители филума Actinobacteria в образцах техногенных почв являются абсолютными доминантами по относительному обилию в общем бактериальном разнообразии. Доля актинобактерий в этих почвах колеблется от 33 до 41%, тогда как в фоновой почве составляет только 22%. Actinobacteria в образцах техносолей были представлены семействами Micromonosporaceae, Micrococcaceae, Nocardioidaceae, Microbacteriaceae, Thermomonosporaceae, Pseudonocardiaceae, Actinosynnemataceae и Intrasporangiaceae и др. Таксономический спектр актинобактерий в образце ФП был сходен с техносолями, но долевое соотношение таксонов при этом было иным. Полученные результаты будут использованы в дальнейших исследованиях почвенной актинобиоты в связи с изменениями экосистем, нарушенных хозяйственной деятельностью человека, а также представляют интерес для поиска и выделения природных штаммов актинобактерий в целях биотехнологии.
Загрязнение окружающей среды нефтепродуктами является серьёзной экологической проблемой. Существует несколько способов утилизации отработанных масел: регенерация, захоронение и сжигание. Сжигание отработанных масел широко распространено как в России, так и за рубежом. Одним из существенных недостатков метода является поступление в атмосферу вредных веществ. Представлены результаты исследований по разработке более совершенной установки термической утилизации отработанных масел, обеспечивающей полноту сгорания и сокращение вредных выбросов. Установка для термической утилизации отработанных масел состоит из печи и эмульсионной форсунки.
Печь из топочной камеры и камеры дожигания дымового газа обеспечивает двухзонное, двухстадийное горение масла. В топочной камере происходит сжигание масла (1-ая зона горения с t ≈ 600–700 оC). Затем дымовой газ поступает в камеру дожигания, где происходит полное его сгорание за счёт подвода дополнительного воздуха (2-ая зона горения с t ≈ 1200–1300 оC), благодаря повышению температуры токсичные вещества, содержащиеся в дыме, превращаются в безвредные за счёт полного их окисления.
Эмульсионная форсунка состоит из пересекающихся канавок, которые при подаче в неё воздуха и нагретого масла обеспечивают мелкодисперсное распыление масла путём образования во встречных канавках газожидкостных вихрей. С использованием программы ANSYS проведён расчёт угла факела эмульсионной форсунки. Установлено, что для изменения дальнобойности факела распыления и применения эмульсионных форсунок в печах разного объёма и мощности необходимо менять угол направления шнека.
Данное исследование способствует развитию отрасли переработки отходов производства и потребления. Предлагаемое решение позволяет применять установку не только в промышленных центрах, где накапливаются значительные объёмы отработанных масел, но и в малонаселённых пунктах, а также обеспечивает полноту сгорания нефтеотходов и снижение негативного воздействия на окружающую среду.
ISSN 1995-4301
Выбор параметров просмотра
