В статье рассматриваются вопросы устойчивого развития регионов с позиции обеспечения экологической эффективности и экологического благополучия. Представлены подходы к исследованию взаимосвязи экономического роста и воздействия на окружающую среду. Предлагаются простые модели диагностики воздействия растущей экономики на окружающую среду, в том числе экологической эффективности региональной экономики. В основе авторской методики исследования лежит коэффициент экологической нагрузки, который рассчитывается как объём воздействия на окружающую среду на единицу валового регионального продукта, равного стоимостному эквиваленту фиксированного набора потребительских товаров и услуг. Показатель экологической эффективности строится на основе обратной величины коэффициента экологической нагрузки и отражает изменение экологичности экономики относительно базового периода. Исследование динамики экологической нагрузки даёт возможность проводить оценку экологической эффективности экономики, в том числе с позиций декаплинга.
В соответствии с авторской методикой в работе проводится диагностика экологической эффективности экономик регионов Приволжского федерального округа в 2010–2021 гг. на примере загрязнений атмосферного воздуха.
В целом наблюдается повышение экологической эффективности и экологического благополучия, но ситуация среди субъектов неоднородная и различается по разным видам загрязнений и по регионам. В некоторых случаях наблюдается ухудшение экологических факторов. Более детально представлен анализ экологической эффективности по Кировской области. Установлено, что регион входит в тройку лидеров антирейтинга экологической эффективности экономик субъектов Приволжского федерального округа относительно выбросов в атмосферный воздух твёрдых веществ, оксида азота и оксида углерода. В целом делается вывод о низкой экологической эффективности экономики Кировской области.
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
Проведено исследование возможности регенерационной утилизации отработанного раствора меднения промышленного предприятия г. Ижевска. В основу процесса был положен реагентный метод с применением в качестве веществ-осадителей растворов гидроксида натрия и карбоната натрия. Методами ИК-спектроскопии и синхронного термического анализа установлено, что при взаимодействии ионов меди с гидроксидом натрия образуется гидроксид меди(II), а с карбонатом натрия – дигидроксодикарбонат меди(II) – аналог природного материала азурита. Необходимое количество осадителя определяли методом потенциометрического титрования; установлено мольное соотношение для реагентов. Проведено моделирование технологической схемы регенерационной утилизации отработанных растворов меднения с получением новых рабочих электролитов, которые были подвергнуты испытаниям на качество наносимого медного покрытия. Оценка качества производимого медного покрытия показала, что раствор щёлочи является оптимальным вариантом для регенерации растворов меднения.
Статья опубликована в № 4 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-049-055
Просмотров: 11
Современное состояние древесного яруса среднетаёжных хвойных и лиственных насаждений (на примере тестового полигона «Ляльский», Республика Коми)
А.В. Манов, А.Ф. Осипов, С.В. Загирова
Раздел: Экология и климат
Леса занимают доминирующее положение в растительном покрове Республики Коми и играют ключевую роль
в поддержании экологического равновесия в Субарктическом регионе. В последние десятилетия они подвергаются
интенсивному освоению и техногенному воздействию, что приводит к деградации и уничтожению значительных
площадей таёжных лесов. Основными факторами, влияющими на состав, структуру и состояние этих лесов, являются рубки, пожары, ветровалы, вредители, болезни, аэротехногенные выбросы промышленных предприятий и объектов энергетики. Применение ландшафтного подхода в мониторинге и охране таёжных лесов предполагает оценку виталитетной структуры древостоев. Целью данной работы стала оценка жизненного состояния древостоев хвойных и лиственных лесов на тестовом полигоне «Ляльский», организованном в 2023 г. в средней тайге Республики Коми. Исследования проводили на 29 постоянных пробных площадях, заложенных в наиболее распространённых типах леса в регионе. Территория тестового полигона покрыта приспевающими и спелыми еловыми и сосновыми формациями, а также перестойными березняками и осинниками. Эти насаждения формируют смешанные по составу, средне- и низкобонитетные, разновозрастные древостои, представляющие различные типы растительных сообществ с разным уровнем влажности. Результаты показали, что древостои на территории полигона в целом характеризуются как здоровые, с высокими показателями жизненности деревьев. Лишь на отдельных участках с участием лиственных пород (берёзы, осины) отмечено незначительное ослабление их состояния, что обусловлено сохранением старых экземпляров деревьев или конкурентными взаимоотношениями между молодыми особями. Полученные результаты будут использованы для сопоставления данных о жизненном состоянии деревьев с оценками запасов фитомассы и углерода в лесах на особо охраняемых природных территориях, а также послужат основой для долговременного мониторинга на ландшафтном уровне.
Ключевые слова: средняя тайга, лесные экосистемы, жизненное состояние древостоев, ландшафтный подход, мониторинг лесов
Статья опубликована в № 4 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-201-210
Просмотров: 11
Методы контроля и мониторинга фосфорорганических соединений в природных средах
О.Ю. Растегаев, Т.Я. Ашихмина, С.Н. Черников
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
Предложены методы контроля и мониторинга фосфорорганических соединений в природных средах при
утилизации фосфорорганических соединений (ФОС – Vx). Установлено, что экологические нормативы контроля и нормативы качества природных сред при этом не превышены. Экологический контроль проводился как плановый контроль источников загрязняющих веществ (выбросов, сбросов, технологических вод, отходов и реакционных масс), а при экологическом мониторинге осуществлялся анализ основных объектов природной среды (атмосферный воздух, почвенный покров, поверхностные и грунтовые воды, снежный покров). Объём проводимых экоаналитических исследований в рамках экологического контроля и мониторинга составляли 200 участков и объектов контроля и мониторинга, более 250 показателей. Поверхностные и грунтовые воды, снежный покров контролировались по 57 показателям, атмосферный воздух – по 10 показателям, почвенный покров, донные отложения – по 11 показателям. Представлены сводные данные государственного экологического контроля и мониторинга в 2006–2009 гг. в период утилизации фосфорорганических соединений (ФОС – Vx). Дополнена и внедрена методическая база экоаналитического обеспечения при утилизации ФОС, разработано и адаптировано 14 методик определения фосфорсодержащих веществ: О-изобутилметилфосфоната, метилфосфоновой кислоты, их суммарного содержания (показатель «общий фосфор»). В основу разработки методик положено обоснование диапазонов определяемых концентраций с учётом технологических параметров процессов утилизации, экспериментальное обоснование методик пробоотбора, пробоподготовки и аналитического окончания на целевых веществах. Данные методики были апробированы на реальных объектах контроля и мониторинга и аттестованы в установленном порядке. Процесс утилизации ФОС проходил в штатном режиме – ФОС и продукты их деструкции в объектах окружающей среды за весь период наблюдений не обнаружены, отрицательного влияния на окружающую среду не установлено.
Ключевые слова: экологический контроль, экологический мониторинг, фосфорорганические соединения, экологические нормативы контроля, нормативы качества природных сред
Статья опубликована в № 4 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-089-095
Просмотров: 13
Источники кадмия, анализ пределов содержания, стратегии снижения в окружающей среде (обзор)
Д.В. Петухов, Е.В. Товстик
Раздел: Теоретические проблемы экологии
В работе проанализированы основные источники кадмия в окружающей среде и пути его миграции. Показано,
что кадмий является одним из приоритетных загрязнителей воздуха и почвы в промышленных регионах. Попадая
в организм человека, он блокирует функции ферментов и может вызывать серьёзные заболевания. В связи
с высокой опасностью содержание кадмия нормируется в почве (от 0,5 до 2,0 мг/кг), удобрениях (3 и 20 мг/кг P2O5), продуктах питания (0,02–1,0 мг/кг), продовольственном зерне (0,1 мг/кг), комбикормах для сельскохозяйственных животных (0,3–0,4 мг/кг). Противодействием попадания кадмия в пищевые цепи является фиторемедиация. В качестве гипераккумуляторов кадмия используют лантану сводчатую, горчицу сарептскую, рапс, клещевину, табак. Для повышения фиторемедиационной эффективности растений-гипераккумуляторов проводят их трансформацию фитохелатиновыми генами, кодирующими синтез металлсвязывающих пептидов; подкисляют почвы; используют штаммы эндофитных бактерий и органические добавки. Значительно уменьшить воздействие кадмия на организм человека позволяют агрономические методы, регулирующие поглощение ионов токсичного металла сельскохозяйственными культурами. Среди них повышение устойчивости растений к кадмиевому стрессу и снижение уровня накопления токсичного металла в них.
Статья опубликована в № 4 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-015-025
Просмотров: 17
Очистка сточных вод и отработанных технологических растворов с повышенным солесодержанием от ионов металлов и органических соединений с использованием метода сорбции в реакторе
Сточные воды химических, металлургических, обрабатывающих, обогатительных и, особенно, гальванохимических производств характеризуются повышенным содержанием ионов тяжёлых металлов (ТМ), крайне высоким
солевым фоном и содержанием органических загрязнителей. Тяжёлые металлы, сбрасываемые с промышленными
сточными водами, становятся угрозой для экосистем из-за их небиоразлагаемости и токсичности. Разработаны различные методы удаления ионов ТМ из промышленных стоков. Сорбционный метод остаётся одним из эффективных
методов благодаря простоте эксплуатации, экономичности, широкому спектру доступных адсорбентов и способности
удалять как органические, так и неорганические загрязнители. Исследовано влияние концентрации солевого фона
на эффективность удаления ионов меди, никеля и цинка из модельных сточных вод методом углеадсорбционной
очистки с использованием угля марки БАУ-А. Исследования проводились в присутствии хлорида и сульфата натрия
и их смеси в концентрациях до 200 г/л при pH 2,5. Установлено, что максимальная эффективность извлечения ионов
Cu(II) – 97% достигается в растворе с концентрацией 50 г/л NaCl. Максимальная эффективность извлечения ионов
Ni(II) и Zn(II) (58 и 75% соответственно) обнаружена в растворе, содержащем 50 и 150 г/л смеси NaCl и Na2SO4 (1:1), после двухчасового процесса сорбции в реакторе. Изучено влияние продолжительности процесса сорбционной обработки в реакторе на эффективность процесса извлечения ионов металлов. Максимальная эффективность процесса отмечена для ионов Cu(II) (98% в растворе, содержащем 100 г/л Na2
SO4), при продолжительности обработки 3 ч. Эффективность извлечения ионов металлов сорбцией снижается в ряду Cu – Zn – Ni. Концентрация солевого фона и время процесса оказывают существенное влияние на адсорбцию ионов ТМ.
Ключевые слова: сорбция, активный уголь, гальваника, тяжёлые металлы, сточные воды
Статья опубликована в № 4 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-129-137
Просмотров: 12
Фиторекультивация техногенных ландшафтов с использованием растений рода Salix L.
Е.Н. Теребова, Н.В. Орешникова, М.А. Павлова
Раздел: Ремедиация и рекультивация
Исследован фиторемедиационный потенциал видов рода Salix L. (Ивы) при рекультивации промышленной
свалки комбината ОАО «Карельский окатыш», на территории которой в 2014 г. была создана плантация
с использованием 7 видов рода Salix. Техногенный грунт ландшафта был загрязнён железом до 56 г/кг и беден основными макро- и микроэлементами. В течение 4 лет проводился анализ биоморфологических (рост, масса органов), физиологических показателей (содержание фотосинтетических пигментов, состав клеточной стенки листа) и накопления металлов (коэффициент биологического поглощения металлов (КБП)) растений ивы. Установлено, что максимальную приживаемость после посадки имели виды S. schwerinii (93%), S. phylicifolia (80%), S. viminalis(70%). Содержание фотосинтетических пигментов и специальный листовой индекс (SLA) листа S. phylicifolia, и S. shcwerinii позволили оценить фотосинтетическую функцию растений, как оптимальную. Средний ряд накопления металлов (КБП) целым растением видов рода Salix следующий: Zn (31,92) > Cd (11,83) > Mn (5,10) > Pb (4,64) >Cu (4,40) > Cr (1,47) > Co (1,45) > Li (0,41) > Fe (0,17). За счёт высокой ионообменной способности клеточной стенки листа ив (1120–2050 мкмоль/г сух. кл. ст.) металлы могут связываться в организме растений. Ивы и в дальнейшем будут выполнять функцию облесения техногенной территории, создавать условия для развития продуктивного лесного фитоценоза.
Статья опубликована в № 4 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-175-183
Просмотров: 20
Пищевые отходы и их валоризация в продукты с добавленной стоимостью (обзор международного опыта азиатских стран)
О.В. Байкова, В.Н. Пугач, А.В. Казаков
Раздел: Социальная экология
С изменением образа жизни и быстрой урбанизацией населения планеты увеличивается количество пищевых отходов из различных промышленных, сельскохозяйственных и бытовых источников. Пищевые отходы богаты органическими веществами, поэтому традиционные подходы к их захоронению на полигонах твёрдых коммунальных отходов и сжиганию могут привести к серьёзным последствиям для окружающей среды и здоровья человека. Использование биологических методов для обработки таких отходов предлагает устойчивый способ их валоризации. Будучи богатыми питательными веществами, пищевые отходы могут служить субстратом для роста микроорганизмов и последующего производства различных продуктов с добавленной стоимостью. В статье представлен обзор международных исследований сельскохозяйственного сектора Индии и Китая по валоризации отходов на основе ферментации для производства различных биопродуктов с добавленной стоимостью. Необходимо отметить, что данные страны выбраны не случайно, они являются передовыми странами Юго-Восточной Азии в области утилизации органических соединений с пользой для экономики и окружающей среды. Для достижения поставленной цели нами задействован обзорно-аналитический метод, который даёт возможность наглядно проиллюстрировать, как на основе применения валоризации можно выгодно использовать пищевые отходы в качестве сырья или ресурсов для производства новых продуктов, в том числе биотоплива, электроэнергии, биосурфактантов и т. д.
В рамках проводимой в настоящее время работы обеспечивается дальнейшее обобщение данных о тематических исследованиях сельскохозяйственного сектора Индии и Китая, касающихся успешных мероприятий по перепрофилированию пищевых отходов для производства новых продуктов.
Статья опубликована в № 4 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-225-234
Просмотров: 9
Рациональное использование земельных ресурсов при размещении объектов захоронения твёрдых коммунальных отходов
Е.В. Губарь, О.А. Самарина, О.В. Тупицына
Раздел: Экологизация производства
Разработаны критерии оценки экономических, технологических и экологических решений по реализации мероприятий обращения с отходами в отношении объектов, находящихся на инвестиционном этапе своего жизненного цикла. Разработаны научно-методические основы обоснования состава сооружений при проектировании объектов захоронения твёрдых коммунальных отходов (ТКО). Представлена оценка эффективности технологических решений объектов захоронения ТКО при ограничении площади земельного участка. Проведён сравнительный анализ технико-экономических и экологических характеристик строительства полигонов ТКО наиболее распространённого типа (площадь участка складирования отходов 3 га, годовая мощность до 30 тыс. т) для различных конструктивных схем организации – без разбивки на карты эксплуатации и с разбивкой на карты эксплуатации с их поочерёдным строительством. Оценка двух конструктивных схем организации участков складирования отходов основывалась на факторах воздействия на окружающую среду и стоимостных характеристиках строительства полигона ТКО. Полученные показатели позволили не только обосновать целесообразность и оценить экономическую эффективность инвестиций для каждой конструктивной схемы строительства, но и выявить избыточность технологических решений, применение которых привело к значительному увеличению финансовых и временных расходов. Так, вопрос разделения капитальных затрат на годы ввода в эксплуатацию отдельных карт полигонов ТКО с сокращением единовременных затрат в первый год реализации объекта является экономически целесообразным. Однако прогнозные изменения уровней цен на дату реализации каждой карты объекта, увеличение удельной стоимости размещения 1 м3 отходов и сокращение массы отходов, захораниваемых на 1 га, ставят под сомнение экономическую выгоду единовременного сокращения капитальных затрат.
Ключевые слова: рациональное использование земельных ресурсов, геоэкологические аспекты устойчивого развития регионов, нормирование в области геоэкологических аспектов природопользования
Статья опубликована в № 4 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-148-157
Просмотров: 7
Антифунгальная защита строительных материалов производными гуминовых кислот в оценке АТФ-метрией
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
В настоящей работе с использованием метода биолюминесцентного люциферазного определения внутриклеточной концентрации аденозинтрифосфата в клетках мицелиальных грибов, известных своей биодеструкционной активностью по отношению к образцам строительных материалов, была проведена оценка возможности применения различных производных природных гуминовых кислот в качестве антифунгальных препаратов. Грибковый биоцид ACTICIDE® OTP 10, содержащий 2-октил-4-изотиазолин-3-он, вводимый в затирку для заполнения межплиточных швов с целью предотвращения грибковых поражений в помещениях с высокой влажностью, применялся в работе как образец для сравнения. В качестве тест-культур использовались споры грибов Aspergillus niger F-1057 и Stachybotrys chartarum F-993, наиболее часто выявляемых среди грибных контаминаций строительных материалов. Среди этих исследованных веществ были образцы выделенного из угля (леонардита) гумата калия, модифицированного 2-метилгидрохиноном, 1,4-гидрохиноном и 2-гидрокси-1,4-гидроксинафтохиноном. При проведении экспериментов, направленных на изучение состояния межплиточных швов, была подтверждена антифунгальная активность гумата калия, модифицированного 2-гидрокси-1,4-гидроксинафтохиноном, к обоим объектам исследования. Это же соединение в концентрации 0,5–5,0 г/л проявляло заметный антифунгальный эффект при внесении в универсальный обойный клей, содержащий карбоксиметилцеллюлозу. Определение эффекта от воздействия той же добавки на споры мицелиальных грибов выявило такую антифунгальную активность, которая оказалась сопоставимой с действием коммерческого биоцида на начальном этапе исследования и превосходила его после 32 суток экспонирования грибов в контакте с изучаемой добавкой в конечной концентрации 5 г/кг строительного материала.