/ 
Архив журнала по годам
№1
Водопользование
Дремичева Е. С., Шамсутдинов Э. В.ИНТЕНСИФИКАЦИЯ СЕДИМЕНТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ
Dremicheva E. S., Shamsutdinov E. VINTENSIFICATION OF SEDIMENTATION TREATMENT OF WASTEWATER FROM OIL PRODUCTS
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.3–8
Разделение водонефтяных эмульсий в гравитационных отстойниках является наиболее простым в аппаратурном оформлении процессом. Однако при использовании в качестве отстойников полых емкостей эффективность процесса разделения ограничивается целым рядом факторов. В статье рассмотрен способ разделения водонефтяных эмульсий для очистки нефтесодержащих сточных вод в гравитационных отстойниках по аналогии с разделением эмульсий при добыче нефти. Проведены экспериментальные исследования, по результатам которой получена зависимость всплытия, согласующаяся с аналогичными работами других авторов.
Для интенсификации процесса разделения была рассмотрена возможность добавления ПАВ, которая повысила эффективность гравитационного осаждения с 50 до 75 %. Также была оценена эффективность при изменении кислотности и солесодержании среды. Полученные положительные результаты могут быть использованы для выделения нефтепродуктов из сточных вод при помощи ПАВ на существующем типовом оборудовании, а также при модернизации промышленных отстойных аппаратов.
Ключевые слова: очистка сточных вод, водонефтяные эмульсии, отстаивание, деэмульгатор, ПАВ.
Список литературы: 1. Веприкова, Е. В., Терещенко, Е. А., Чесноков, Н. В. (2010). Особенности очистки воды от нефтепродуктов с использованием нефтяных сорбентов, фильтрующих материалов и активных углей. Journal of Siberian Federal University. Chemistry, № 3, сс. 285–303.
2. Гладий, Е. А., Кемалов, А. Ф., Гайнуллин, В. И., Бажиров, Т. С. (2015). Оценка эффективности широко применяемых реагентов-деэмульгаторов для обезвоживания нефти термохимическим способом. Экспозиция нефть газ, № 5 (44), сc. 16–18.
3. Зачиняев, Я. В., Сергиенко, Ю. В., Гладилин, Ю. А.,
Харитоненко, А. Л. (2012). Модульные передвижные установки с воздействием на водонефтяные эмульсии магнитным полем. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук, № 3, сc. 46–51.
4. Кашаев, Р. С., Фасхиев, Н. Р. (2011). Обезвоживание
нефтей во вращающемся магнитном поле и контроль процесса методом ЯМР-релаксометрии. Нефтепромысловое дело, № 6, cс. 49–55.
5. Лаптев, А. Г., Сергеева, Е. С. (2011). Водоподготовка и водоочистка в энергетике. Часть 2. Вода: химия и экология,
№ 4, cс. 32–37.
6. Минздрав России (2000). Гигиенические требования
к охране поверхностных вод. СанПиН 2.1.5.980–00. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России.
7. Позднышев, Г. Н. (1982). Стабилизация и разрушение эмульсий. М.: Недра, 221 с.
8. Путилов, В. Я. (ред.) (2003). Экология энергетики. М.: МЭИ, 715 с.
9. Расулов, С. Р., Рзаев, А. Г., Нуриева, И. А. (2016). Определение агрегативной устойчивости и дисперсного состава нефтяной эмульсии. В: Сб. Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию высшего образования в Республике Татарстан «Достижения, проблемы и перспективы развития нефтегазовой отрасли». Альметьевск: АГНИ, сс. 48–51.
10. Семихина, Л. П., Москвина, Е. Н., Кольчевская, И. В.
(2012). Влияние физико-химических свойств реагентов на
кинетику разрушения водонефтяных эмульсий при различных температурах. Вестник Тюменского государственного университета, № 5, сс. 72–79.
11. Семихина, Л. П., Семихин, Д. В., Перекупка, А. Г.
(2003). Подбор деэмульгаторов с учетом температурного режима подготовки нефти. Нефтяное хозяйство, № 9, сс. 25–27.
12. Таранцев, К. В., Коростелева, А. В. (2013). Топливные водонефтяные эмульсии как способ утилизации нефтесодержащих вод. Экология и промышленность России, № 2, сс. 14–17.
13. Фахретдинов, Р. Р. (2003). Совершенствование технологии предварительного обезвоживания нефти на промыслах: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Уфа, 21 с.
14. Шаврин, А. М. (2013). К вопросу интенсификации предварительного обезвоживания нефти на удаленных необустроенных скважинах. Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов, № 4 (94), сс. 72–76.
15. Shuncun, S., Tongqing, Z., Jianxian, Z. (2003). Sewage
treatment from petrochemical manufacture. Gongyeshui chuli =
Ind. Water Treat, № 23, pр. 23–25.
Назаренко М. Ю., Кондрашева Н. К., Салтыкова С. Н. ХАРАКТЕРИСТИКА ОТХОДОВ СЛАНЦЕПЕРЕРАБОТКИ ДЛЯ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ ФИЛЬТРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ
Nazarenko M. Yu., Kondrasheva N. K., Saltykova S. N.THE CHARACTERISTIC OF WASTE OF OIL SHALE PROCESSING FOR USE AS FILTERING MATERIALS
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.9–16
Статья посвящена изучению физико-химических свойств (истираемости, неоднородности и др.) отходов сланцепереработки — сланцевой мелочи и сланцевой золы. Дан детальный анализ их химического и минерального составов с целью определения возможности использования данного материала в качестве фильтрующего материала для очистки воды от органических загрязнителей. Определено, что сланцевая мелочь и сланцевая зола удовлетворяют требованиям ГОСТ Р 51641–200 «Материалы фильтрующие зернистые». По данному ГОСТу прирост сухого остатка не должен превышать 20 мг/дм3 (сланцевая мелочь — 4 мг/дм3, сланце-
вая зола — 10 мг/дм3), значение измельчаемости не должно превышать 4 % сланцевая мелочь — 0,3–0,5 %, сланцевая зола — 0,7–0,8 %), а значение истираемости — 0,5 % (сланцевая мелочь — 0,1 %, сланцевая зола — 0,4–0,5 %). Сланцевую золу и сланцевую мелочь, насыщенные нефтью или нефтепродуктом после процесса сорбции, целесообразно
утилизировать в качестве топлива, поскольку они с адсорбированным продуктом будут обладать высокой теплотворной способностью.
Ключевые слова: сланцевая зола, сланцевая мелочь, минеральные сорбенты, удерживающая способность, органические загрязнители, фильтрующий материал.
Список литературы: 1. Ватин, Н. И., Петросов, Д. В., Калачев, А. И. (2011).
Применение зол и золошлаковых отходов в строительстве.
Инженерно-строительный журнал, № 4, сс. 16–21.
2. Герасимов, А. М., Сыроежко, А. М., Дронов, С. В. (2012). Влияние минеральной части горючего сланца на процесс его совместной термохимической переработки с гудроном. Кокс и Химия, № 4, сс. 37–47.
3. Игоева, Т. Е., Каминский, Ю. Д. (2011). Кызылский золоотвал как источник неблагоприятного воздействия на окружающую среду. Сибирский экономический журнал, № 6, сс. 885–892.
4. Климов, Е.С. (ред) (2011). Природные сорбенты и комплексоны в очистке сточных вод. Ульяновск: УлГТУ, 201 с.
5. Минаков, В. В., Кривенко, С. М., Никитина, Т. О. (2002). Новые технологии очистки от нефтяных загрязнений. Экология и промышленность России, № 5, сс. 45–49.
6. Назаренко, М. Ю., Бажин, В. Ю., Салтыкова, С. Н., Шариков, Ф. Ю. (2014). Изменение состава и свойств горючих сланцев во время термической обработки. Кокс и Химия, № 10, сс. 46–49.
7. Назаренко, М. Ю., Кондрашева, Н. К., Салтыкова, С. Н. (2015). Исследования продуктов пиролиза горючих сланцев. Кокс и Химия, №4, сс. 38–42.
8. Назаренко, М. Ю., Кондрашева, Н. К., Салтыкова, С. Н. (2016). Эффективность применения горючих сланцев и сланцезольных отходов для очистки воды от органических загрязнителей. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, № 9 (327), сс. 95–103.
9. Рудина, М. Г. (ред.) (1988). Справочник сланцепереработчика. Ленинград: Химия, 256 с.
10. Смирнова, Т. С., Вахидова, Л. М., Мирабидинов, Ш. Н. У. (2013). Минерально-сырьевые ресурсы России и мировой опыт природопользования. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело, № 7, сс. 7–17.
11. Стрижакова, Ю. А, Усова, Т. В., Третьяков, В. Ф. (2006). Горючие сланцы — потенциальный источник сырья для топливно-энергетической и химической промышленности. Вестник МИТХТ, Химия и технология органических веществ, № 4, сс. 76–85.
12. Шашкова, И. Л., Ратько, А. И., Мильвит, Н. В. (2000). Извлечение ионов тяжелых металлов из водных растворов с использованием природных карбонатсодержащих терпелов. Журнал прикладной химии, № 6 (73), сс. 914–919.
13. Юдович, Я. Э. (2013). Горючие сланцы Республики Коми. Проблемы освоения. Сыктывкар: Геопринт, 90 с.
14. Leimbi-Merike, R., Tiina, H., Eneli, L. (2014). Composition and properties of oil shale ash concrete. Oil shale, № 2 (34), рр. 147–160.
15. Liu, H. (2011). Pyrolysis of oil shale mixed with lowdensity
polyethylene. Oil shale, № 1 (28), pp. 42–48.
16. Raado, L-M., Rein, K., Hain, T. (2014). Oil shale ash based stone formation – hydration, hardening dynamics and phase transformations. Oil shale, № 1 (34), pp. 91–101.
17. Xie, Y., Xue, H., Wang, H. (2011). Kinetics of isothermal
and non-isothermal pyrolysis of oil shale. Oil shale, № 3(28),
pp. 415–424.
Протасовский Е. М., Бубырев Д. И. ВОДОПРОВОДНАЯ ОЧИСТНАЯ СТАНЦИЯ ПОДЗЕМНОЙ ВОДЫ ГОРОДСКОГО ОКРУГА АРМЯНСК РЕСПУБЛИКИ КРЫМ
Protasovsky E. M., Bubyrev D. I.WATER PURIFICATION PLANTOF UNDERGROUND WATER URBAN DISTRICT OF ARMYANSK REPUBLIC OF CRIMEA
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.17–21
Городской округ Армянск, расположенный на Крымском полуострове, получает воду только из артезианских скважин Исходненского водозабора. Подземные воды обладают высокими жесткостью и минерализацией и не могут быть использованы в хозяйственно-бытовых целях без опреснения.
Статья посвящена разработке технологии очистки подземной воды Исходненского водозабора, технологическая схема состоит из фильтрования, обессоливания методом обратного осмоса и кондиционирования, путем смешения обессоленной и исходной подземной воды. Концентрат от обратноосмотических установок сбрасывается в канализационную сеть г. Армянска и далее в Черное море через глубоководный выпуск.
Ключевые слова: очистные сооружения, подземные воды, обратный осмос, опреснение.
Список литературы: 1. (2017). Федеральный закон № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (ред. от 29.07.2017) (с изм. и доп., вступ. в силу с 30.09.2017).
2. (2017). Федеральный закон от 07.12.2011 № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» (ред. от 29.07.2017).
3. Главный государственный санитарный врач Российской Федерации (2001). СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.
4. Министерство регионального развития Российской Федерации (2012). Свод правил СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М., 2012.
5. Всеволожский, В. А. (2007). Основы гидрогеологии. М.: Изд-во МГУ, 448 с.
6. Рипский, Е. В. (ред.) (1971). Гидрогеология СССР, т. VIII, Крым. М., Недра, 364 с.
7. Тарасенко, В. С. (ред.) (2003). Устойчивый Крым. Водные ресурсы. Симферополь: Таврия, 413 с.
8. Туабе, П. Р., Баранова, А. Г. (1983). Химия и микробилогия воды. М.: Высшая школа, 280 с.
9. Кульский, Л. А., Строкач, П. П. (1986). Технология очистки природных вод. Киев: Вища школа, 240 с.
10. Кульский, Л. А., Гороновский, И. Т., Когановский, А. М. (1980). Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. Киев: Наукова думка, 1206 с.
11. Крылов, А. С., Лавыгин, В. М., Очков, В. Ф. (2006). Водоподготовка в энергетике. М.: Издательский дом МЭИ, 309 с.
12. Гужулев, Э. П., Гриценко, В. И., Таран, М. А. (2005). Водоподготовка и водно-химические режимы в энергетике. Омск: Изд-во ОмГТУ, 384 с.
13. Мудлер, М. (1999). Введение в мембранную технологию. М.: Мир, 513 с.
14. Духин, С. С., Сидорова, М. П., Ярощук, А. Э. (1991). Электрохимия мембран и обратный осмос. Л.: Химия, 192 с.
15. Дытнерский, Ю. И. (1986). Баромембранные процессы. Теория и расчет. М.: Химия, 272 с.
Рукобратский Н. И., Малыгин К. А.МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ДИСТИЛЛЯТА ФИЛЬТРОВАНИЕМ ЧЕРЕЗ ГРАНУЛИРОВАННЫЕ ПРИРОДНЫЕ МИНЕРАЛЫ
Rukobratsky N. I., Malygin K. A.MINERALIZATION OF DISTILLATE BY FILTRATION THROUGH GRANULATED NATURAL MINERALS
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.22–30
Приведены данные по минерализации дистиллята фильтрованием через гранулированные природные минералы: мрамор, доломит, гипс, смесь доломита и гипса. Рассмотрено влияние скорости фильтрования, температуры и содержания углекислого газа на обогащение дистиллята ионами Ca2+, Mg2+. Фильтрование дистиллята без предварительного введения СО2 через мраморную, доломитовую загрузку обеспечивает его насыщение солями жесткости до 0,2–0,3 мг-экв./л. Наилучшие результаты по минерализации дистиллята до требований, предъявляемых к питьевой, получены при фильтровании через загрузку — смесь доломита и гипса, фракционном составе зерна доломита 1–3 мм, гипса 60–70 мм. На основании проведенных исследований разработан и испытан опытный образец фильтра-минерализатора производительностью 1 м3/час, обеспечивающий насыщение дистиллята ионами Ca2+, Mg2+ до требований
ГОСТ 2.1.4.1074–01 «Вода питьевая…». Фильтр-минерализатор предназначен для использования на нефте-газодобывающих буровых платформах, а также других автономных объектах.
Ключевые слова: минерализация, дистиллят, доломит, гипс, автономный объект, питьевая вода.
Список литературы: 1. Азаров, И. И., Батуков, С. С., Жолус, Б. И. (2016). Питьевая вода моряков. История и современность. Морская медицина, т. 2, №3, сс. 25–29.
2. Веселов, Ю. С., Лавров, И. С., Рукобратский, Н. И. (1985). Водоочистные оборудования: конструирование и использование. Л.: Машиностроение, 232 с.
3. Государственный стандарт Российской Федерации (1998) «Вода питьевая» ГОСТ PSI 232–98.
4. Главный государственный санитарный врач РФ (2001). Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПин 2.1.4.1074–01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
5. Главный государственный санитарный врач РФ (2002). Постановление от 19 марта № 12. О введении в действие санитарно-эпидемиологических правил и нормативов «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды расфасованной в емкость. Контроль качества», СанПин 2.1.4.1116–02.
6. Ерохин, М. А., Какуркин, Н. П., Десятов, А. В. (2008). Минерализация опресненной воды с применением материалов, содержащих CaCO3. Химическая промышленность сегодня, № 4, сс. 17–22.
7. Жолус, Б. И. (1979). Физиолого-гигиенические обоснования рекомендаций по кондиционированию питьевой воды на кораблях ВМФ. Канд. техн. наук. СПб.: ВМедА, 184 с.
8. Кульский, Л. А. (1980). Теоретические основы и технология кондиционирования воды. Киев; Наукова думка,с. 564.
9. Ломов, О. П. (1993). Судовая гигиена. Л.: Медицина, с. 175.
10. Малыгин, К. А., Рукобратский Н. И. (2003). Разработка малогабаритного оборудования для минерализации, дезодорации и обеззараживания питьевой воды. В: Гигиенические проблемы водообеспечения населения и войск. СПб.:ВМедА, сс. 89–90.
11. Рахманин, Ю. А., Мельникова, А. И. (1980). Санитарно-микробиологическая оценка дистилляционного метода опреснения воды. М.: Гигиена и санитария, № 1, с. 12.
12. Рахманин, Ю. А., Вахнин, Г. Н., Масин, В. И. (1989).
Санитарно-технологические основы коррекции состава опресненной воды гашеной известью. М.: Гигиена и санитария, № 6, сс. 66–69.
13. Рахманин, Ю. А., Филиппова, А. В., Михайлова, Р. Н. (1990). Гигиеническая оценка минерализующих материалов известняков для коррекции солевого состава маломинерализованной воды. Гигиена и санитария, № 8, сс. 4–8.
14. Рахманин, Ю. А., Михайлова, Р. Н. (1991). Гигиеническая оценка способов кондиционирования воды на морских судах. Гигиена и санитария, № 1, сс. 17–19.
15. Рахманин, Ю. А., Красовский, Т. Н., Егорова, Н. А. (2016). Гигиенические нормативы качества и безопасности воды. В: Здоровье здорового человека. Научные основы организации здравоохранения, восстановительной и экологической медицины. М.: Издательство АНО «Международный Университет Восстановительной медицины», сс. 302–309.
16. Сергеев, Е. П. (ред.) (1974). Руководство по гигиене водного транспорта. М.: Медицина, 296 с.
17. Чижов, С. В., Синяк, Ю. Е. (1973). Водоснабжение экипажей космических кораблей. М.: Наука, сс. 150–158.
18. Эльпинер, Л. И. (1975). Водоснабжение морских судов. М.: Транспорт, 200 с.
Столбихин Ю. В., Федоров С. В., Кудрявцев А. В.РЕКОНСТРУКЦИЯ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕОКОНТЕЙНЕРОВ
Stolbikhin Iu. V., Fedorov S. V., Kudryavtsev A. V.RECONSTRUCTION OF THE SEWAGE TREATMENT PLANT USING “GEO-CONTAINERS”
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.31–38
В статье решается комплексная задача по устранению высоких концентраций загрязняющих веществ, содержащихся в грунтовых водах, поступающих с инфильтрационным стоком в ливневую канализацию бывшей промышленной площадки. Данная проблема является актуальной, так как она приводит к нарушению правил приема сточных вод в городскую канализацию и влечет за собой выплату крупных штрафов собственником территории. Эта проблема была решена сотрудниками кафедры водопользования и экологии СПбГАСУ на одном из объектов в Санкт-Петербурге. Цель: доведение концентраций загрязняющих веществ в поверхностном стоке до нормативных требований на прием в городскую канализацию при условии обеспечения более низких капитальных и эксплуатационных затрат по очистке воды по сравнению с готовыми комплексными очистными сооружениями, представленными на рынке. Результаты: разработана технологическая схема очистки сточных вод с использованием сорбционных фильтров в геоконтейнерах (геотекстильный
мешок большого объема), обеспечивающих возможность быстрой замены или регенерации загрузки. Технологическая схема реализована на практике. Проведены пусконаладочные работы. На основании проведенных исследований качества очищаемой воды предложены рекомендации по эффективной работе очистных сооружений. Практическая значимость:
технологические и конструктивные решения очистных сооружений и рекомендации по эксплуатации, представленные в статье, могут использоваться на аналогичных промышленных площадках в России. Устройство сорбционного фильтра в мягком геоконтейнере существенно упрощает эксплуатацию очистных сооружений.
Ключевые слова: очистка поверхностного стока, геоконтейнер, геотекстильный мешок, сорбционная загрузка.
Список литературы: 1. Феофанов, Ю. А., Кудрявцев, А. В., Федоров, С. В. (2017). Решение задачи ненормативного сброса сточных вод с бывшей промышленной площадки. Вестник гражданских инженеров, № 5 (64), сс. 116–122.
2. Феофанов, Ю. А., Мишуков, Б. Г. (2017). Особенности
формирования состава поверхностных сточных вод и выбора объектов для их очистки. Вода и экология: проблемы и решения, № 4, сс. 13–25.
3. Министерство регионального развития Российской Федерации (2012). СП 32.13330.2012. Свод правил. Канализация. Наружные сети и сооружения.
4. Charters, F., Cochrane, T., O’Sullivan, A. (2016). Untreated runoff quality from roof and road surfaces in a low intensity rainfall climate. Science of The Total Environment, vol. 550, pp. 265–272.
5. Bonneau, J., Fletcher, T., Costelloe, J. (2017). Stormwater infiltration and the urban karst. Journal of hydrology, vol. 552, pp. 141–150.
6. Langeveld, J., Liefting, H., Boogaard, F. (2012). Uncertainties of stormwater characteristics and removal rates of stormwater treatment facilities: Implications for stormwater handling, Water Research, vol. 46, issue 20, pp. 6868–6880
7. Ким, А. Н., Захаревич, М. Б., Романова, Ю. В. (2014). Актуальные проблемы поверхностного стока с территории городов и практические пути их решения. Вестник гражданских инженеров, № 1 (42), pp. 87–94.
8. Langeveld, J. (2015). Comment on «Life cycle assessment of urban wastewater systems: Quantifying the relative contribution of sewer systems». Water research, № 84, pp. 375–377.
9. (2018) Геотуба (геоконтейнер) — МИАТУБА. Доступно по: http://miakom.ru/production/geotuby/geotubageokonteyner-miatuba
10. Меркулова, Т. Н., Кравченко, Т. С. (2012). Проблемы очистки водных объектов от техногенных загрязнений. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: технические науки, Южный Федеральный Университет, №3, сс. 74–78.
11. Рублевская, О. Н., Панкова, Г. А., Леонов, Л. В. (2016). Апробация искусственного алюмосиликатного сорбента «ГЛИНТ» для доочистки биологически очищенных коммунальных сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника, № 5, сс. 30–37.
12. Комитет по энергетике и инженерному обеспечению Правительства Санкт-Петербурга (2012). Распоряжение от 06.09.2016 № 163 «О внесении изменений в распоряжение Комитета по энергетике и инженерному обеспечению от 08.11.2012 № 148»
13. Инструкция по применению адсорбента глинт. Доступно по: http://kvantmineral.com/filtruyushhij-material/
instrukciya-adsorbent.
ЭКОЛОГИЯ
Комина Г. ПЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЖИГАНИЯ ГАЗОВ В ЗАМКНУТОМ КОЛЬЦЕВОМ ПЛАМЕНИ
Komina G. P.ENVIRONMENTAL CHARACTERISTICS OF COMBUSTION OF GASES IN A CLOSED RING FLAME
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.39–47
Введение: приведены результаты исследования газогорелочных устройств вихревого типа, без каких-либо реконструкций позволяющих сжигать как природные газы, так и биогазы. Экологические характеристики таких горелок недостаточно изучены, поэтому представляют интерес результаты исследования количества вредных примесей в продуктах сгорания газов, сжигаемых в вихревом потоке. Цель исследования: выявить геометрические размеры горелки и камеры горения для создания вихревых потоков обеспечивающих стабилизацию пламени при сжигании природного газа и биогаза. Определить интенсивность крутки для исследуемых вихревых горелок с внутренней стабилизацией пламени, в зависимости от геометрических характеристик газогорелочных устройств. Провести исследование полноты сгорания газов при минимальном количестве оксидов азота и бенз(а)пирена образующихся в продуктах сгорания. Результаты: Сравнительные анализы вредных компонентов в продуктах сгорания газа традиционного и кольцевого факелов показали, что экологическая характеристика у кольцевого пламени значительно выше, чем у традиционного. Содержание оксидов азота снижается в несколько раз, так как крутка потоков газа и воздуха позволяет получить гомогенную смесь, необходимую для сжигания газов без химического недожега, с минимальным количеством бенз(а)пирена и оксидов азота. Вихревое сжигание газов в кольцевом пламени позволяет одновременно использовать несколько способов снижения вредных веществ для снижения вредных компонентов в продуктах сгорания. Практическая значимость: получены оптимальные значения соотношения диаметра сопла и диаметра камеры, а также соотношение сечение входа и поперечного сечение тангенциального лопаточного завихрителя, при которых создается пламя в виде замкнутого объемного кольца типа «тора» с внутренней стабилизацией. Кольцевое пламя позволяет повысить экологическую эффективность газогорелочных устройств.
Ключевые слова: вихревое сжигание газов, газовая горелка, кольцевое пламя, экологическая безопасность.
Список литературы: 1. Тюкин, К. К. (2005). Эффективность использования топлива в вихревых бесфутеровочных топках. СПб.: Недра, 176 с.
2. Ляховский, Д. Н. (1958). Исследование аэродинамики циклонной камеры. В Вопросы аэродинамики и теплопередачи в котельнотопочных процессах. М.: Госэнергоиздат, сс. 114–150.
3. Хавкин, Ю. И. (1990). Методика расчета энергетических топочных камер. В Рациональное использование газа в энергетических установках. Л.: Недра, сс. 91–142.
4. Мариненко, Е. Е., Комина, Г. П. (1990). Экологические аспекты использования биогаза в СССР и за рубежом. М.: ВНИИЭгазпром, 45 с.
5. Главный государственный санитарный врач Российской Федерации (2017). Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.3492-17. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений.
6. Вербовецкий, Э. Х. (ред.). (2013). Методические указания по проектированию топочных устройств энергетических котлов. СПб.: ВТИ-АООТ «НПО ЦКТИ», 257 с.
7. Соболев, В. М. (2012). Современные технологические решения при разработке топочно-горелочных устройств. Новости теплоснабжения, № 10 (146), сс. 23–29.
8. Мариненко, Е. Е., Комина, Г. П. (2013). Снижение эмиссии парниковых газов в системах биоконверсии многокомпонентных органических отходов с получением биогаза. В Юбилейный выпуск статей и публикаций к 55-летию кафедры Теплогазоснабжения и охраны воздушного бассейна. СПб.: СПбГАСУ, сс. 99–104.
9. Худокормов, Н. Н. (2015). Создание биосферосовместимых энергоэффективных технологий за счет применения интегрально (комплексного) подхода на объектах городского хозяйства (в котельных малой и средней мощности). Курск: Изд-во Курского института менеджмента, экономики и бизнеса, 259 с.
10. Комина, Г. П. (2005). Нетрадиционные ресурсы газообразного топлива и его использование. Вестник гражданских инженеров, № 3, сс. 67–72.
11. Комина, Г. П. (2007). Охрана атмосферы при сжигании газообразного топлива. Газинформ, № 9, сс. 8–14.
12. Комина, Г. П., Яковлев, В. А. (2016). Эффективные технологии сжигания невзаимозаменяемых газов. Газинформ, № 4 (54), сс. 54–60.
13. Минздрав России (2003). ГН 2.1.6.1338–03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.
14. Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды (1999). Методика определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал в час, № 335/33–15.
15. Воликов, А. Н., Шаврин, В. И, Прохоров, С. Г. (2012). Энергоэкологическая эффективность природоохранных технологий и аппаратов при сжигании топлива (Часть 1). СПб.: СПбГАСУ, 168 с.
16. Худокормов, Н. Н, Комина, Г. П, Качанов, А. Н. (2015). Сжиганию природного газа — комплексный подход. Берг коллегия, № 3 (126), сс. 22–29.
17. Воликов, А. Н., Новиков, О. Н., Окатьев, А. Н. (2012). Энергоэкологическая эффективность сжигания газового и жидкого топлива в котлах малой и средней мощности. Современные проблемы науки и образования, № 4, с. 102.
18. Глебов, Г. А. (2012). Вихревое горелочное устройство. Классы МПК: F23D5/12. Детали, конструктивные элементы. Патент РФ № 2443941.
Малинин В. Н., Гордеева С. М., Митина Ю. В., Павловский А. А.НЕГАТИВНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ШТОРМОВЫХ НАГОНОВ И «ВЕКОВОГО» РОСТА УРОВНЯ В НЕВСКОЙ ГУБЕ
Malinin V. N., Gordeeva S. M., Mitina Iu. V., Pavlovsky A. A.THE NEGATIVE CONSEQUENCES OF STORM SURGES AND THE “AGE-OLD” LEVEL RISE IN THE NEVA BAY
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.48–58
Обсуждаются негативные следствия от возможных изменений уровня в Невской губе к концу столетия за счет векового роста уровня и экстремальных штормовых нагонов для территории Санкт-Петербурга. К ним относятся затопление, подтопление, размыв берегов и заболачивание прибрежных районов. Показано, что наиболее реалистичным прогнозом уровня в г. Кронштадте к концу столетия является его рост до 34–59 см БС, а согласно «пессимистическому» прогнозу существует вероятность его повышения до 80–90 см БС.
В этом случае будут затапливаться значительные площади Адмиралтейского, Василеостровского, Кировского и Петроградского районов города. Приводятся результаты оценки границ зоны затопления территории города для уровней воды однопроцентной обеспеченности.
При экстремальном штормовом нагоне возможный подъем уровня севернее ст. Горской может составить 600 см БС. Особенно сильно эффект затопления от штормовых нагонов проявляется вблизи г. Сестрорецка. Уже при высоте нагонной волны 4 м суммарная площадь возможного затопления Курортного района превышает 1260 га, причем все пляжи будут полностью потеряны.
Ключевые слова: морской уровень, Невская губа, штормовой нагон, прогноз, затопление и подтопление побережья.
Список литературы: 1. Гордеева, С. М., Малинин, В. Н. (2014). Изменчивость морского уровня Финского залива. СПб.: РГГМУ, 178 с.
2. Захарчук, Е. А., Сухачев, В. Н., Тихонова, Н. А. (2017). Механизмы опасных подъемов уровня моря в Финском заливе. СПб.: Петербург-XXI век, 152 с.
3. Клеванный, К. А., Аверкиев, А. С. (2011). Влияние работы комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений на подъем уровня воды в восточной части Финского залива. Общество. Среда. Развитие, № 1, сс. 204–209.
4. Малинин, В. Н. (2012). Уровень океана: настоящее и будущее. СПб.: РГГМУ, 260 с.
5. Малинин, В. Н., Гордеева, С. М., Митина, Ю. В. (2016). Изменчивость невских наводнений и морского уровня в современных климатических условиях. Водные ресурсы, № 5, сс. 544–557.
6. Малинин, В. Н., Менжулин, Г. В., Павловский, А. А. (2016). Градостроительное планирование Санкт-Петербурга в условиях cовременных изменений климата. Ученые записки РГГМУ, вып. 43, сс. 140–147.
7. Малинин, В. Н., Митина, Ю. В., Шевчук, О. И. (2013). К оценке затопления побережья Курортного района Санкт-Петербурга при прохождении экстремальных наводненческих циклонов. Ученые записки РГГМУ, вып. 29, сс. 138–145.
8. Павловский, А. А. (2016). Об определения зон затопления на территории Санкт-Петербурга. Ученые записки РГГМУ, вып. 43, сс. 39–50.
9. Павловский, А. А., Малинина (Митина), Ю. В. (2010). Повышение уровня Финского залива в XXI веке: сценарии и последствия. К вопросу о затоплении береговой зоны в пределах Курортного района Санкт-Петербурга. Общество. Среда. Развитие, № 4, сс. 219–226.
10. Павловский, А. А., Митина, Ю. В. (2012). Возможные последствия повышения уровня Финского залива в XXI столетии для прибрежных территорий Санкт-Петербурга. Общество. Среда. Развитие, № 1, сс. 221–227.
11. Правительство Российской Федерации (2014). Правила определения границ зон затопления, подтопления. (Утверждены постановлением от 18.04.2014 № 360).
12. Пыляев, М. И. (2007). Старый Петербург. СПб.: СТД, 512 с.
13. Рябчук, Д. В., Сергеев, А. Ю., Ковалева, О. А. (2016). Проблемы абразии берегов восточной части Финского залива: состояние, прогноз, рекомендации по берегозащите. Ученые записки РГГМУ, вып. 44, сс. 187–203.
14. Hurrell, J., Kushnir, Y., Ottersen, G. (2003). The North Atlantic Oscillation: Climatic Significance and Environmental Impact, Geophysical Monograph Series, American Geophysical Union, vol. 134, pp. 1–36.
15. Boschung J. (ed.) (2013). IPCC. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 1535 p.
16. Meier, H., Broman, B., Kjellström, E. (2004). Simulated
sea level in past and future climates of the Baltic Sea. Climate
Research, vol. 27, pр. 59–75.
17. Morice, C., Kennedy, J., Rayner, N. (2012). Quantifying uncertainties in global and regional temperature change using an
ensemble of observational estimates: The HadCRUT4 dataset.Journal of Geophysical Research, vol. 117, pр. 58–80.
18. The BACC II Autor Team (2015). Second Assessment of Climate Change for the Baltic Sea Basin. Cham: Springer International Publishing, 501 с.
Малкова М. А., Вождаева М. Ю., Кантор Е. А.ОЦЕНКА КАНЦЕРОГЕННОГО РИСКА ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ, СВЯЗАННОГО С КАЧЕСТВОМ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ВОДОЗАБОРОВ ПОВЕРХНОСТНОГО И ИНФИЛЬТРАЦИОННОГО ТИПОВ
Malkova M. A., Vozhdaeva M. Yu., Kantor E. A.ASSESSMENT OF CARCINOGENIC RISK TO POPULATION HEALTH DUE TO THE QUALITY OF DRINKING WATER OF SURFACE AND INFILTRATION WATER INTAKES
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.59–64
В статье приводится сопоставление качества воды с величиной канцерогенного риска, который определяется содержанием известных канцерогенных веществ — компонентов тригалогенметанов, которые образуются в процессе хлорирования воды. Оценка канцерогенного риска для здоровья человека, возникающего при потреблении питьевой воды водозаборов поверхностного и инфильтрационного типов, проводится согласно методическим рекомендациям (МР 2.1.4.0032–11). В качестве исходных данных использованы среднегодовые концентрации компонентов тригалогенметанов (ТГМ) и стандартные значения факторов экспозиции.
Установлено, что питьевая вода, получаемая на поверхностном водозаборе, имеет большее значение суммарного канцерогенного риска. Это объясняется используемой технологией двойного хлорирования и повышенной по сравнению с применяемой на инфильтрационных водозаборах (ИВ1 и ИВ2) дозой хлора. Так, значения суммарного канцерогенного риска по ПВ составляют 1,18×10–5÷3,25×10–6, а по ИВ1 и ИВ2 9,29×10–6÷ ÷5,99×10–6 и 5,08×10–6÷3,30×10–6 соответственно.
Впервые показано, что наибольший вклад в суммарные величины канцерогенного риска в питьевой воде на водозаборах нфильтрационного типа вносит бромдихлорметан, на водозаборе поверхностного типа ПВ — бромдихлорметан и хлороформ. Полученные результаты свидетельствуют о несколько более высоком качестве питьевой воды инфильтрационных водозаборов по сравнению с водозаборами поверхностного типа по такому показателю, как суммарный канцерогенный риск. С другой стороны, дибромхлорметан является наиболее опасным среди постоянно присутствующих ТГМ в питьевой воде, а его содержание в воде инфильтрационных водозаборов выше, чем в поверхностном.
Ключевые слова: хлорирование питьевой воды, тригалогенметаны, канцерогенный риск, поверхностный водозабор, инфильтрационный водозабор.
Список литературы: 1. Мазаев, В. Т., Королев, А. А., Шлепника, Т. Г. (2005). Коммунальная гигиена. М.: ГЭОТАР-Медиа, 304 с.
2. Пивоварова, Е. А. (2016). Оценка канцерогенного риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих питьевую воду. В Инновационные исследования: проблемы внедрения результатов и направления развития. Сборник статей Международной научно-практической конференции, сс. 125–127.
3. Сулейманов, Р. А., Валеев, Т. К., Егорова, Н. Н. (2016). Эколого-гигиенические риски здоровью человека при употреблении питьевых вод в условиях промышленного города. Уфа: Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека, 19 с.
4. Авчинников, А. В. (2001). Гигиеническая оценка современных способов обеззараживания питьевой воды. Гигиена и санитария, № 2, сс. 11–20.
5. Малкова, М. А., Кантор, И. В., Кантор, Е. А. (2015). Оценка загрязненности тригалогенметанами питьевой воды. В: Фундаментальные и прикладные исследования в технических науках в условиях перехода предприятий на импортозамещение: проблемы и пути решения, УГНТУ, сс. 409–411.
6. Кантор, Е. А., Малкова, М. А., Жигалова, А. В. (2016). Содержание тригалогенметанов в питьевой воде некоторых водозаборов г. Уфы. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2016620652 от 23.05.2016.
7. Малкова, М. А. (2016). Некоторые проблемы образования тригалогенметанов при хлорировании питьевой воды. Вестник молодого ученого УГНТУ, № 3 (7), сс. 68–74.
8. Малкова, М. А., Хузиахметова, А. А. (2015). Проблема образования тригалометанов при хлорировании воды. В: Материалы IX Всероссийской научной интернет-конференции: Интеграция науки и высшего образования в области био и органической химии и биотехнологии, с. 113.
9. Малкова, М. А., Хусаинова, И. А., Хузиахметова, А. А. (2016). Оценка изменения качества питьевой воды по тригалогенметанам в период 1993–2013 гг. на некоторых водозаборах г. Уфы . В: Материалы 67-й Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ. Уфа: Издательство УГНТУ, cc. 491–492.
10. Малкова, М. А., Хузиахметова, А. А., Жигалова, А. В. (2017). Сопоставление качества питьевой воды по содержанию тригалогенметанов с заболеваемостью населения. Современные проблемы науки и образования, № 3, с. 145.
11. Минздрав России (2002). СанПиН 2.1.4.1074–01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения.
12. Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора (2012). Методические рекомендации МР 2.1.4.0032–11. Интегральная оценка питьевой воды по показателям химической безвредности.
13. Вождаева, М. Ю., Цыпышева, Л. Г., Кантор, Л. И. (2005). Эффективность сочетания масс-селективного и атомно-эмиссионного детектирования при хроматографическом анализе качества воды. Масс-спектрометрия, т. 2, № 3, сс. 229–235.
14. Вождаева, М. Ю., Цыпышева, Л. Г., Кантор, Л. И. (2001). Анализ органических загрязнителей воды методами газовой хроматографии с различными видами детектирования. Аналитика и контроль, т. 5, № 2, сс. 171–185.
15. Холова, А. Р., Вождаева, М. Ю., Вагнер, Е. В. (2017). Содержание органических соединений в питьевой воде, транспортируемой по распределительной водопроводной сети г. Уфы. В: Актуальные направления фундаментальных и прикладных исследований материалы XI международной научно-практической конференции. НИЦ «Академический», сс. 172–175.
Неверова-Дзиопак Е., Цветкова Л. И.МЕРОПРИЯТИЯ ПО РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЭВТРОФИРОВАННЫХ ВОДОЕМОВ
Neverova-Dziopak E., Tsvetkova L. I.RECLAMATION METHODS FOR EUTROPHIICATED WATER BODIES
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.65–70
В статье рассматриваются гидротехнические мероприятия по восстановлению экологического состояния уже эвтрофированных водоемов: увеличение проточности и водообмена, промывание, аэрирование и др. Обсуждаются также биологические способы борьбы с «цветением», разведение раститетельноядных рыб, вселение организмов-антагонистов фитопланктона, использование макрофитов для аккумуляции биогенов и др.
Ключевые слова: эфтрофирование, биогенные вещества, вторичные загрязнения, аэрирование, гидродинамика водоема, рекультивация, биологические методы.
Список литературы: 1. Алексеев, М. И., Цветкова, Л. И., Неверова-Дзиопак, Е. В. (1999). Обеспечение экологической безопасности водоемов при сбросе сточных вод. В: Сб. докл. науч. чтений, посвящ. 100-летию со дня рождения С. М. Шифрина. СПб.: СПбГАСУ, сс. 8–17.
2. Фурман, Е., Мунстерхьелм, Р., Салемаа, Х. (2002). Балтийское море. Окружающая среда и экология. Хельсинки: Digitone Oy, 24 с.
3. Neverova-Dziopak, E. (2007). Ekologizne aspekty ochzony wod powierzchniowych. Rzeszow: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, 103 с.
4. Neverova-Dziopak, E. (2010). Podstawy zarzadzania procesem eutrofizacji antropogenicznej. Krakow: AGH, 132 с.
5. (2008). План действий Хелком по Балтийскому морю, Министерское заседание Хелком, Краков, Польша, 15 ноября 2007 г. СПб.: Изд-во «Диалог», 112 с.
6. Неверова-Дзиопак, Е. (2003). Теоретическое, методологическое и инженерное обеспечение охраны поверхностных вод от антропогенного эвтрофирования. Дис. ... д.т.н. СПб., 342 с.
7. Ministry of Foreign Affairs of Finland (1993). Advanced Environmental Technology from Finland. Helsinki: WSOY, 380 p.
8. Bierman, V. I. (1979). A Comparison of models developed for phosphorus management in the Great Lakes. In: Proceedings of the IJC/Cornell University Conference on “Phosphorus Management Strategies for the Great Lakes”, Rochester, New York, pp. 178–186.
9. Chapra, S. (1977). Total phosphorus model for the Great Lakes. Journal of the environmental engineering division, vol. 103, № EE2, pp. 147–161.
10. Moss, B. (1982). Studies on Gull Lake Michigan. II Eutrophication evidence and prognosis. Fresh-water boil, vol. 2, № 4, pp. 18–25.
11. Нежиховский, Р. А. (1985). Вопросы формирования качества воды реки Невы и Невской губы. Л.: Гидрометеоиздат, 106 с.
12. Абросов, В. И., Бауэр, О. Н. (1955). О разведении белого амура в СССР. Вопросы ихтиологии, № 3, сс. 129–134.
13. Танасийчук, Н. Н. (1961). Об акклиматизации белого амура в низовьях Волги. Вопросы ихтиологии, вып. 17, сс. 176–178.
14. Торканов, А. М. (2004). Акклиматизация рыб на камчатке в ХХ веке. В: Сб. «Камчатка: прошлое и настоящее». Петропавловск-Камчатский, сс. 213–218.
15. Богданов, Н. И. (2008). Биологические основы предотвращения «цветения» Пензенского водохранилища сине-зелеными водорослями. Пенза: РИО ПГХСА, 76 с.
16. Бульон, В. В. (ред.) (2008). О книге Н. И. Богданова «Биологические основы предотвращения "цветения" Пензенского водохранилища сине-зелеными водорослями». СПб: Лемма, 17 с.
17. (2014). Решение XI съезда ГБО РАН. Доступно по: http:gboran.ru/wp-content/uploads/2014/12/pdf.
18. Цветкова, Л. И. (ред.) (2012). Экология. 3-е изд. СПб.: Изд-во ООО «Новый журнал», 452 с.
Савкин В. М., Двуреченская С. Я.ВЛИЯНИЕ МНОГОЛЕТНЕГО КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ НА ЭКОСИСТЕМУ НОВОСИБИРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
Savkin V. M., Dvurechenskaya S. Ya.INFLUENCE OF LONG-TERM COMPLEX USE OF WATER RESOURCES ON THE ECOSYSTEM OF THE NOVOSIBIRSK RESERVOIR
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.71–82
Введение: в бассейне Верхней Оби в настоящее время функционирует многоотраслевой водохозяйственный комплекс, основными участниками которого являются хозяйственно-питьевое, промышленное, сельскохозяйственное водоснабжение и энергетика. Многолетнее использование водных ресурсов Новосибирского водохранилища, наряду с положительными аспектами, имело ряд негативных последствий для сложившихся водных экосистем, при этом экосистема собственно водохранилища оказывалась под воздействием антропогенной нагрузки, что не могло не отразиться на ее функционировании. Цель исследования: анализ многолетней водохозяйственной обстановки в бассейне Верхней Оби для выработки рекомендаций по управлению и рациональному использованию водных ресурсов водохранилища. Результаты: приведены основные характеристики, цели создания и использования водных ресурсов Новосибирского водохранилища — единственного искусственного водоема на р. Оби. В результате выполнения исследований и обобщения многолетних результатов изложены особенности гидрологического и гидрохимического режимов этого крупного водоема, рассматриваемого как источник водоснабжения и получения питьевой воды нормативного качества. Показана социально-экономическая роль водохранилища в развитии хозяйства региона. Отмечены его «болевые точки», связанные с малым полезным объемом и необходимостью трансформации волн половодья и дождевых паводков для исключения процессов подтопления территории г. Новосибирска. Выявлен усиливающийся антропогенный пресс на водные ресурсы водохранилища, в том числе развитие негативных процессов: продолжающаяся переработка берегов, повышенное содержание в воде некоторых химических соединений, посадки уровней воды ниже плотины ГЭС. Указана позитивная роль водохранилища в обеспечении судоходной обстановки на участке р. Оби от г. Новосибирска до устья р. Томи. Установлены лимитирующие факторы для водохозяйственной ситуации в маловодные годы и сезоны, обусловленные меженным стоком реки. Практическая значимость: даны рекомендации по улучшению водно-экологической и водохозяйственной обстановки на р. Верхней Оби.
Ключевые слова: водохранилище, водопользование, водоснабжение, уровень, регулирование стока.
Список литературы: 1. Савкин, В. М. (2000). Эколого-географические изменения в бассейнах рек Западной Сибири. Новосибирск: Издательство Наука, 152 с.
2. Савкин, В. М., Двуреченская, С. Я. (2009). Водоснабжение как основной компонент водохозяйственного комплекса Новосибирского водохранилища. В: Труды международной научно-практической конференции «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов». Пермь: Пермский Гос. университет, сс. 162–167.
3. Савкин, В. М., Двуреченская, С. Я. (2009). Особенности гидрологических условий и проблемы водопользования Новосибирского водохранилища. В: Вопросы гидрологии и гидроэкологии Урала. Пермь: Пермский. Гос. университет, сс. 8–14.
4. Васильев, О. Ф., Бураков, Д. А., Вострякова, Н. В. (1990). Перспективы регулирования стока в Обь-Иртышском бассейне в связи с мелиоративным освоением территории. Гидрологическое обоснование водохозяйственных мероприятий». В: Труды V Всесоюзного гидрологического съезда. Л.: Гидрометеоиздат, сс. 159–164.
5. Савкин, В. М., Двуреченская, С. Я. (2016). Новосибирское водохранилище как источник водоснабжения». В: Человек и вода, история. Материалы Международной научной конференции. Новосибирск: Сибирский государственный университет водного транспорта Министерства транспорта РФ, сс.18–26.
6. Савкин, В. М., Двуреченская, С. Я. (2011). Эколого-водохозяйственные особенности многолетнего использования водных ресурсов Новосибирского водохранилища. В: Устойчивость водных объектов, водосборных и прибрежных территорий; риски их использования. Калининград: Капрос, сс. 354–360.
7. Савкин, В. М., Двуреченская, С. Я. (2014). Ресурсные и водно-экологические проблемы комплексного использования Новосибирского водохранилища, Водные ресурсы, т .41, № 4, сс. 456–465.
8. Савкин, В. М. Кондакова, О. В. (2011). Влияние особенностей гидрологического режима Новосибирского водохранилища на развитие береговых процессов. В: Труды 2-й Международной конференции «Создание и использование искусственных земельных участков на берегах и акватории водоемов». Новосибирск: СО РАН, сс. 293–297.
9. Хабидов, А. Ш., Леонтьев, И. О., Марусин, К. В. (2009). Управление состоянием берегов водохранилищ. Новосибирск: СО РАН, 239 с.
10. Васильев, О. Ф., Савкин, В. М., Двуреченская, С. Я. (1997). Водохозяйственные и экологические проблемы Новосибирского водохранилища. Водные ресурсы, т. 24, № 5, сс. 581–589.
11. Савкин, В. М., Двуреченская, С. Я., Орлова, Г. А. (2003). Формирование гидролого-гидрохимического режима Верхней Оби на участке Новосибирского водохранилища в условиях изменения природно-техногенной ситуации. Сибирский экологический журнал, т. 10, № 2, сс. 171–179.
12. Алекин, О. А. (1970). Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат. 442 с.
13. Monyque Palagano da Rocha, Priscila Leocadia Rosa Dourado, Mayara de Souza Rodrigues, Jorge Luiz Raposo, Alexeia Barufatti Grisolia, Kelly Mari Pires de Oliveira. (2015). «The influence of industrial and agricultural waste on water quality in the Água Boa stream (Dourados, Mato Grosso do Sul, Brazil)», Environmental Monitoring and Assessment. V. 07. P. 4475.
13. da Rocha, M., Dourado, P., de Souza Rodrigues, M. (2015). The influence of industrial and agricultural waste on water quality in the Água Boa stream (Dourados, Mato Grosso do Sul, Brazil), Environmental Monitoring and Assessment, vol. 7, pp. 441–453.
14. Calijuri, M., Castro, J., Costa, L. (2015). Impact of land use/land cover changes on water quality and hydrological behavior of an agricultural subwatershed, Environmental Earth Sciences, vol. 9, pp. 74–80.
15. Setegn, S. (2015). Water Resources Management for Sustainable Environmental Public Health. Sustainability of Integrated Water Resources Management: Water Governance, Climate and Ecohydrology, chapter 15, pp. 275–287.
16. Розенберг, Г. С., Евланов, И. А., Селезнев, В. А. (2011). Опыт экологического нормирования антропогенного воздействия на качество воды (на примере водохранилищ Средней и Нижней Волги). В: Вопросы экологического нормирования и разработка системы оценки состояния водоемов. Материалы Объединенного Пленума Научного совета ОБН РАН по гидробиологии и ихтиологии Гидробиологического общества при РАН и Межведомственной ихтиологической комиссии. М.: Товарищество научных изданий КМК, сс. 8–29.
17. Двуреченская, С. Я. (2012). Анализ роли различных источников поступления химических веществ в воды Новосибирского водохранилища. Сибирский экологический журнал, т. 19, № 4, сс. 473–478.
18. Ермолаева, Н. И., Двуреченская, С. Я. (2014). Влияние повышенной антропогенной нагрузки на структурные изменения сообществ зоопланктона Новосибирского водохранилища. В: Сб. V Всероссийской конференции по водной экотоксикологии «Антропогенное влияние на водные экосистемы». Ярославль: Филигрань, т. 1, сс. 66–70.
Цветкова Л. И., Иваненко И. И., Новикова А. М.ВОССТАНОВЛЕНИЕ Cr(6+) КУЛЬТУРОЙ РSEUDOMONAS MENDOSCINA В ЛАБОРАТОРНОМ БИОРЕАКТОРЕ
Tsvetkova L. I., Ivanenkо I. I., Novikova A. M.Cr(6+) RECOVERY BY РSEUDOMONAS MENDOSCINA CULTURE IN LABORATORY BIOREACTOR
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.83–90
Проведенными в рамках гранта СПбГАСУ исследованиями показано, что биохимический процесс восстановления Сr (6+) в биомембранном реакторе с иммобилизованными бактериальными клетками является значительно более эффективным по сравнению с использованием свободноплавающих микроорганизмов. Доказана возможность проведения
хроматредукции с помощью иммобилизованных в биокаталитических мембранах бактериальных клеток. Выявлено, что эффективное восстановление Сr (6+) происходит при равных скоростях диффузии и биохимического процесса. Установлено, что редукцию Сr(6+) в мембранном биореакторе можно получить при порционном введении Сr(6+), при этом концентрация соединения не должна превышать 20 мг/дм3. Иммобилизованные бактерии Р. mendocina Р-13 снижают содержи-
мое Сr(6+) с 20 до 0 мг/дм3 при пятиразовом введении его с линейной скоростью, после чего реакция прекращается из-за образования клеточных метаболитов. Продолжение процесса очистки возможно только после замены культуральной среды на свежий раствор. Контроль биохимического процесса возможно вести путем мониторинга окислительно-восстановительного потенциала (ОВП). Установлено, что при использовании иммобилизованных на мембранах клеток Р. mendocina
эффективно процесс хроматредукции протекает при значениях ОВП ниже 400 мВ, то есть в диапазоне протекания аэробных процессов. Таким образом, восстанавливать Сr(6+), могут представители разных родов и видов факультативно и облигатно-анаэробных бактерий, а также аэробов, способных к анаэробному дыханию, причем некоторые из них могут с успехом использоваться для очистки загрязненной воды от этого токсичного соединения.
Ключевые слова: биохимический процесс, мембраны, иммобилизованные микроорганизмы, хроматредукция, окислительно-восстановительный потенциал.
Список литературы: 1. Елисеева, Г. С., Клюшникова, Т. М., Касаткина, Т. П., Серпокрылов, Н. С. (1991). Восстановление тяжелых металлов микроорганизмами в средах с непищевым и пищевым растительным сырьем. Химия и технология воды, т. 13, сс. 72–76.
2. Дмитренко, Г. Н., Овчаров, Л. Ф. (1997). Использование биотехнологии очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Химия и технология воды, т. 19, № 5, сс. 544–548.
3. Романенко, В. И., Кореньков, В. Н. (1977). Чистая культура бактерий, использующих хроматы и бихроматы в качестве акцептора водорода при развитии в анаэробных условиях. Микробиология, т. 46, № 3, сс. 414–417.
4. Гвоздяк, П. И., Могилевич, Н. Ф., Рыльський, А. Ф., Грищенко, Н. И. (1985). Восстановление шестивалентного хрома коллекционными штаммами бактерий. Микробиология, т. 55, № 5, сс. 962–965.
5. Квасников, Е. И., Клюшникова, Т. М., Касаткина, Т. П. (1988). Бактерии, восстанавливающие тяжелые металлы в природе. Микробиология, т. 57, № 4, сс. 680–685.
6. Квасников, Е. И., Клюшникова, Т. М., Касаткина, Т. П. (1988). Резистентность бактерий к соединениям тяжелых металлов. Микробиологический журнал, т. 50, № 6, сс. 24–27.
7. Fujie, К., Hong-Ying, H., Xia, H., Tanaka, Y., Urario, K., Ohtake, H. (1996). Optimal operation of bioreactor system developed for the treatment of chromate wastewater using Enterobacter cloacae HO-1, Water Science and Technology, vol. 34,
№ 5–6, pр. 173–182.
8. Chirwa, E. M., Wang, Y. T. (1997). Hexavalent chromium reduction by Bacillus sp. in packed-bed bioreactor, Environmental
Science & Technology, vol. 31, № 5, pр. 1446–1451.
9. Карначук, O. E. (1995). Влияние шестивалентного хрома на образование сероводорода сульфатредуцирующими бактериями. Микробиология, т. 64, № 3, сс. 315–319.
10. Lovley, U. R., Phillips, E. J. P. (1994). Reduction of chromate by Desulfovibrio vulgaris and its С3 cytochrome, Applied
and Environmental Microbiology, vol. 60, № 2, pр. 726–728.
11. Ohtake, H., Fujii, E. Toda, K. (1990). Redaction of toxic chromate in industrial effluent by use of a chromate-reducing strain of Emterobacter cloacae. Environmental Technology Letters,
vol. 2, pр. 663–668.
12. McLean, J., Beveridge, T. (2001). Chromate reduction by a Рseudomonad isolated from a site contaminated with chromated copper arsenate, Applied and Environmental Microbiology, vol. 67, № 3, pр. 1076–1084.
13. Pettrilli, F. L., De Flora, S. (1977). Toxicity and mutagenicity of hexavalent chromium on Salmonella typhimurium. Applied and Environmental Microbiology, vol. 33, № 4, pр. 305–309.
14. Shen, H., Pritchard, P. H., Sewell, G. W. (1996). Microbial
reduction of Сr(VI) during anaerobic degradation of benzoate, Environmental Science & Technology, vol. 30, № 5, pр. 1667–1674.
15. Shen, H., Wang, Y. (1993). Characteristic enzymatic reduction of hexavalent chromium by Echerichia coli, Applied and Environmental Microbiology, vol. 59, № 6, pр. 3771–3777.
16. Shen, H., Wang, Y. (1995). Simultaneous chromium reduction and phenol degradation in a coculture of Escherichia coli and Pseudomonas putida, Applied and Environmental Microbiology, vol. 61, № 7, pр. 754–758.
17. Wang, Y., Mori, R., Komori, K. (1989). Isolation and characterization of an Enterobacter cloacae strain that reduces
hexavalent chromium under anaerobic conditions, Applied and Environmental Microbiology, vol. 55, № 3, pр. 1665–1669.
18. Chirva, E. N., Wang, Y. T. (1997). Chromium (VI) reduction by Pseudomonas fluorescens LB3GG in fixed-film bioreactor, Journal of Environmental Engineering, vol. 123, № 8, р. 760–766.
19. Chirva, E. N., Wang, Y. T. (2000). Simultaneous Cr(VI) reduction and phenol degradation by an anaerobic consortium of bacteria, Water Resources, vol. 34, № 8, pр. 2376–2384.
20. Shen, H., Wang, Y. T. (1994). Modeling hexavalent chromiurn reduction in Escherichia coli АГСС 33456, Biotechnology and Bioengineering, vol. 43, № 4, pр. 293–300.
21. Chirva, E. N., Wang, Y. T. (2001). Simultaneous chromium (VI) reduction and phenol degradation in a fixed-film coculture bioreactor: reactor performance, Water Resources, vol. 35, № 8, pр. 1921–1932.
22. Сиденко, В. П., Мордвинова, Д. И., Яроцкая, Н. Е. (1986). Использование иммобилизованных культур микробов-деструкторов для доочистки нефтесодержащих вод, Микробиологический журнал, т. 48, № 5, сс. 26–29.
№2
ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ
Баранчикова Н. И., Епифанов С. П., Зоркальцев В. И.МЕТОДИКА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Baranchikova N. I., Epifanov S. P., Zorkaltsev V. I.METHODS OF HYDRAULIC CALCULATION OF AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHING SYSTEMS
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.2.3–9
Введение: за последние десятилетия в России ведется интенсивное строительство высотных зданий, многофункциональных комплексов, складов и автостоянок, в том числе подземных, возгорания в которых иногда приводят к человеческим жертвам и большим материальным потерям. Поэтому важно эффективно решать задачу оборудования зданий и сооружений автоматическими системами противопожарной защиты для подавления очагов пожара автоматическими установками пожаротушения, использующими воду или растворы на ее основе в качестве огнетушащего вещества. Запроектированные автоматические установки пожаротушения должны обеспечивать требуемую интенсивность орошения в течение определенного времени и не допускать избыточного попадания огнетушащего вещества в помещения, где нет возгорания, чтобы избежать порчи имущества и оборудования. Методы и материалы: в статье приводится математическая модель потокораспределения в автоматических системах пожаротушения и водяных завесах, на основе которой ставится задача потокораспределения с нефиксированными отборами у потребителей. Предлагаемая модель позволяет получать более реалистичные величины отборов воды через насадки (распылители) и давлений в узлах. Приводится простой и достаточно эффективный алгоритм решения рассмотренной задачи потокораспределения в виде системы нелинейных алгебраических уравнений. Дается краткая характеристика программного комплекса в сети Интернет, предназначенного для моделирования гидравлических режимов в системах наружного и внутреннего водопровода, в том числе системах автоматического пожаротушения с учетом местных сопротивлений. Результаты: предложена модель потокораспределения с нефиксированными отборами в виде системы нелинейных алгебраических уравнений, позволяющая одновременно находить все искомые параметры потокораспределения в многокольцевых автоматизированных установках пожаротушения. Заключение: предложенная постановка задачи может быть использована для гидравлического расчета совмещенных противопожарных водопроводов (внутреннего противопожарного водопровода и автоматической установки пожаротушения) и водяных завес. Приведенная в статье модель потокораспределения использована в программном комплексе ИСИГР и апробирована на многочисленных примерах.
Ключевые слова: задача потокораспределения, нефиксированные отборы, системы автоматического пожаротушения, оросители, пьезометрические
напоры, давление, программный комплекс.
Список литературы:
1. Шушкевич, Е. В., Бастрыкин, Р. И., Алешина, Е. В. (2010). Особенности режима работы системы подачи и распределения воды в условиях снижения водопотребления. Водоснабжение и санитарная техника, № 10, ч. 1, сс. 16–19.
2. Бубырь, Н. Ф., Бабуров, В. П., Мангасаров, В. И. (1984). Пожарная автоматика. М.: Стройиздат, 208 с.
3. Герловин, Е. Н. (1974). Автоматические средства обнаружения и тушения пожаров. М.: Стройиздат, 240 с.
4. Баратов, А. Н., Иванов, Е. Н., Корольченко, А. Я. (1987). Пожарная безопасность. Взрывобезопасность. М.: Химия, 272 с.
5. МЧС РФ (2009). СП 5.13130. 2009. Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. М.: МЧС РФ, 100 с.
6. ГУГПС МВД РФ (2001). НПБ 88-2001*. Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования. М.: ГУГПС МВД РФ, 51 с.
7. Груданова, О. В. (2006). Аналитический метод гидравлического расчета автоматических установок водяного пожаротушения в градостроительстве. Канд. техн. наук. Санкт-Петербург.
8. Иванов, Е. Н. (1990). Расчет и проектирование систем противопожарной защиты. М.: Химия, 384 c.
9. Национальное объединение строителей, Национальное объединение проектировщиков (2014). Устройство систем водоснабжения, канализации и водяного пожаротушения. СТО НОСТРОЙ/НОП 2.15.71–2012. М.: Издательство «БСТ», 36 с.
10. Качалов, А. А., Кузнецова, А. Е., Богданова, Н. В. (1975). Противопожарное водоснабжение. М.: Стройиздат, 272 с.
11. МЧС РФ (2009). СП 10.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод. Требования пожарной безопасности. М.: МЧС РФ, 13 с.
12. Мешман, Л. М., Цариченко, С. Г., Былинкин, В. А., Алешин, В. В., Губин, Р. Ю. (2002) Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. М.: ФГУ ВНИИПО МВД России, 413 с.
13. Сенчишак, Т. И. (2003). Защитные водяные завесы для борьбы с газопаровоздушными облаками горючих газов и токсичных веществ. Канд. техн. наук. Москва.
14. Меренков, А. П., Хасилев, В. Я. (1985). Теория гидравлических цепей. М.: Наука, 294 с.
15. Министерство морского флота СССР (1987). ВСН 12-87/ММФ. Причальные комплексы для перегрузки нефти и нефтепродуктов, Противопожарная защита. Нормы проектирования. М.: Министерство морского флота СССР, 13 с.
16. Болдырев, В. В. (2016). Гидравлический расчет водяной завесы как трубопровода с попутным расходом. Водоснабжение и санитарная техника, № 11, сс. 64–68.
17. Епифанов, С. П., Зоркальцев, В. И. (2012). Задача потокораспределения с нефиксированными отборами. Водоснабжение и санитарная техника, № 9, сс. 30–35.
18. Евстигнеев, В. А., Касьянов, В. Н. (1999). Толковый словарь по теории графов в информатике и программировании. Новосибирск: Наука, 288 с.
19. Штеренлихт, Д. В. (2006). Гидравлика. М.: КолосС, 656 с.
20. Новицкий, Н. Н., Михайловский, Е. А. (2016). Программно-вычислительный комплекс «ИСИГР» для применения методов теории гидравлических цепей в сети Интернет. Научный вестник НГТУ, № 3(64), сс. 30–43.
21. Новицкий, Н. Н., Михайловский, Е. А. (2017). Инновационный программный комплекс «ИСИГР» для моделирования режимов работы систем водоснабжения. Водоснабжение и санитарная техника, № 12, сс. 45–49.
22. Баранчикова, Н. И., Епифанов, С. П., Зоркальцев, В. И. (2014). Неканоническая задача потокораспределения с заданными напорами и отборами в узлах. Вода и экология: проблемы и решения, № 2, сс. 31–38.
Дзюбо В. В., Алферова Л. И., Васильев В. М.О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ ОЗОНИРОВАНИИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Dzjubo V. V., Alferova L. I., Vasiliev V. M.ON SOME FEATURES OF OZONE TREATMENT OF GROUND WATERS
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.2. 10–16
Введение: предметом исследований авторов являются технологические параметры процесса озонирования как ступени предварительной обработки подземных вод перед фильтрованием в технологической схеме их водоподготовки. Методы и материалы: в задачу исследований входило установить дозы (концентрации) растворенного озона, необходимые для окисления растворенных в воде форм железа (Fe 2+) и марганца(Mn 2+) в различных концентрациях; определить предельные дозы растворенного озона в зависимости от концентрации железа и марганца; экспериментально установить качество получаемой обработанной воды озонированием с последующим фильтрованием в зависимости от исходных концентраций железа и марганца и дозы озона. Результаты: влияние температуры на эффективность удаления железа при озонировании заметно сказывается при дозах озона до 1,5–1,8 мг/л, при более высоких дозах озона влияние температуры воды не значительно. В исследованных интервалах продолжительности контакта от 2 до 8 мин и доз озона от 2,5 до 1,2 мг/л эффективность удаления железа составляет 86,4–99,8 % соответственно. Марганец достаточно легко удаляется невысокими дозами озона с последующим фильтрованием, если его концентрации не превышают 0,3 мг/л, практически при любых концентрациях растворенного Fe 2+. Необходимая доза озона для удаления марганца до требуемых норм (0,1 мг/л) составляла 2,1–2,8 мг/л. При дозах озона в обрабатываемой воде до 5,5 мг/л и ее фильтровании со скоростью не выше 12 м/ч, остаточная концентрация марганца уменьшалась до «следовой» величины. Заключение: в определенных условиях при окислении озоном растворенное в воде железо (Fe2+) оказывает конкурирующее действие в отношении растворенного марганца (Mn2+), который при этом полностью не окисляется и, как следствие, полностью не извлекается из воды при последующем фильтровании. Увеличение (свыше 3 мг/л) дозы растворенного озона при обработке подземных вод, содержащих растворенное железо в концентрации до 3,5 мг/л и
марганец в концентрации до 0,3 мг/л, приводит к обратному эффекту — ухудшению качества обработанной воды по остаточному содержанию марганца.
Ключевые слова: подземные воды, обработка воды озоном,окисление примесей озоном, доза растворенного озона, параметры озонирования.
Список литературы:
1. Апельцина, Е. И., Алексеева, Л. П., Черская, Н. О. (1992). Проблемы озонирования при подготовке питьевой воды. Водоснабжение и санитарная техника, № 4, сс. 22–27.
2. Hoigne, J. (1988). The chemistry of ozone in water. Process technologies for water treatment: Plenum Publ. Corp., pp. 16–22.
3. Бо, Д. (2000). Практика озонирования в обработке питьевых вод. Водоснабжение и санитарная техника, № 1, сс. 26–29.
4. Bernhardt, H., Hoyer, O., Schoenen, D. (1996). UVdisinfections of treated surface water. In: Ozone, Ultraviolet light, Advanced Oxidation Processes in Water Treatment. Amsterdam, p. 68–74.
5. Дзюбо, В. В., Алферова, Л. И. (1997). Исследование возможности и эффективности озонирования подземных вод Западной Сибири для питьевого водоснабжения. Известия вузов. Строительство, № 6, сс. 85–89.
6. Драгинский, В. Л., Алексеева, Л. П. (1996). Применение озона в технологии подготовки воды. Информационный центр «Озон». Информационные материалы, вып. 2, сс. 4–6.
7. Разумовский, С. Д., Заиков, Г. Е. (1974). Озон и его реакция с органическими соединениями. М.: Наука, 322 с.
8. Жуков, Н. Н., Драгинский, В. Л., Алексеева, Л. П. (2000). Озонирование воды в технологии водоподготовки. Водоснабжение и санитарная техника, № 1, сс. 2–4.
9. Кожинов, В. Ф., Кожинов, И. В. (1974). Озонирование воды. М.: Стройиздат, 159 с.
10. Grasso, D., Weber, W. J., Dekam, J. A. (1989). Effects of preoxidation with ozone on water quality: a case study. American Water Works Association Journal, vol. 81, p. 22–28.
11. Артеменок, Н. Д. (1987). Особенности показателей качества подземных вод Западно-Сибирского артезианского бассейна. В: Рациональное использование природных вод, улучшение их качества и очистка производственных стоков на железнодорожном транспорте. Днепропетровск: Изд-во ДИИТ, сс. 66–72.
12. Алексеев, М. И., Дзюбо, В. В., Алферова, Л. И. (1999). Формирование состава подземных вод ЗападноСибирского региона и особенности их использования для питьевого водоснабжения. Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета, № 1, сс. 183–199.
13. Ермашова, Н. А. (1982). Некоторые геохимические особенности подземных вод палеогенового комплекса юго-восточной части Западно-Сибирского артезианского бассейна. В: Вопросы изучения поверхностных и подземных вод Сибири, Иркутск, сс. 90–96.
14. Дзюбо, В. В. (2007). Подготовка подземных вод для питьевого водоснабжения малых населенных пунктов Западно-Сибирского региона. докт. техн. наук. Томск.
15. Алферова, Л. И., Дзюбо, В. В. (2005). Интенсификация стадии аэрации в технологиях очистки подземных вод. Вода и экология: проблемы и решения, № 3, сс. 3–7.
16. Дзюбо, В. В., Алферова, Л. И. (2003). Аэрация-дегазация подземных вод в процессе очистки. Водоснабжение и санитарная техника, № 6, сс. 21–25.
17. Драгинский, В. Л., Алексеева, Л. П. (1997). Очистка подземных вод от соединений железа, марганца и органических загрязнений. Водоснабжение и санитарная техника, № 12, сс. 16–19.
Кармазинов Ф. В., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Кузнецов П. Н., Феськова А. Я.МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РАСХОДОВ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА
Karmazinov F. V., Ignatchik S. Yu., Kuznecova N. V., Kuznecov P. N., Fes’kova A. YaMETHODS FOR CALCULATING THE SURFACE RUN-OFF
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.2.17–24
Введение: требования по очистке и отведению поверхностного стока в последнее время ужесточаются. По этой причине, например, стали типовыми ситуации, связанные с отказами территориальных управлений Государственной экспертизы и Росрыболовства в согласовании осуществления деятельности по проектируемым объектам капитального строительства на основании статьи 60 Водного кодекса РФ, запрещающей осуществлять сброс в водные объекты сточных вод, не подвергшихся санитарной очистке и обезвреживанию. В этих условиях очень важной является информация о фактических расходах, образующихся в результате выпадения дождей, отличных от расчетных. В первую очередь сверхрасчетных дождей, расходы стока от которых невозможно измерить в связи с переходом сетей в напорный режим и подтоплением расходомеров. Цель исследования: совершенствование методов расчета расходов поверхностного стока, направленных на повышение достоверности их оценки и обоснования резервов в таких системах для сокращения затрат на стадии строительства и эксплуатации. Результаты: для обоснования методов расчета расходов сточных вод общесплавных систем водоотведения проведены экспериментальные исследования на одном из бассейнов водоотведения Санкт-Петербурга общей площадью 96,97 га, максимальным уклоном поверхности — 0,006 и средневзвешенным коэффициентом стока ψср = 0,46. В результате экспериментально установлено, что применение упрощённого гидравлического моделирования с учетом только уличных сетей (без включения дворовых) приводит к завышению расчетных расходов до 20 %. При этом экспериментально обоснован экспресс-метод оценки расходов сточных вод общесплавных систем водоотведения, допускающий применение гидравлического моделирования с учетом только уличных сетей, на которых смоделированы виртуальные емкости по объему, равные объему дворовых сетей, подключенных к ним. Экспериментально подтверждена возможность применения нормативных методик для определения на стадии эксплуатации максимального расхода сточных вод в зависимости от фактической q20ф интенсивности дождя. Для повышения достоверности расчетов обязательным условием является применение коэффициента β не в виде константы, а определение его в зависимости от фактической q20ф-интенсивности дождя по формуле β = 1,2915∙q20ф– 0,055. Заключение: применение разработанных методов позволяет: на стадии проектирования обосновать решения, позволяющие уменьшить на 12 % расчетную производительность дождевых и общесплавных систем водоотведения; снизить трудозатраты и продолжительность подготовки исходных данных для гидравлического моделирования водоотводящих сетей и коллекторов.
Ключевые слова: системы водоотведения, канализационные насосные станции (КНС), сточные воды, поверхностный сток, расходомеры, поверхность водосбора.
Список литературы:
1. Федеральный закон РФ (2011). «О водоснабжении и водоотведении». № 416-ФЗ от 07.12.2011 г.
2. Федеральный закон РФ (2011). «Водный Кодекс Российской Федерации». № 416-ФЗ от 07.12.2011 г.
3. Федеральный закон РФ (2015). «Об охране окружающей среды». № 7-ФЗ от 10.01.2002 г. (в редакции от 29.12.2015 г.).
4. Минрегион России (2012). СП 32.13330.2012. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Минрегион России, 85 с.
5. Госстрой СССР (1986). СНиП 2.04.03–85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 84 с.
6. НИИ ВОДГЕО (2014). Рекомендации по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты. М.: ОАО «НИИ ВОДГЕО», 89 с.
7. Игнатчик, В. С., Ивановский, В. С., Игнатчик, С. Ю., Кузнецова, Н. В. (2015). Система диагностики расхода воды. № 2557349.
8. Кармазинов, Ф. В., Пробирский, М. Д., Игнатчик, В. С. (2016). Система диагностики притока воды. № 2596029.
9. Игнатчик, В. С., Ивановский, В. С., Игнатчик, С. Ю., Кузнецова, Н. В. (2016). Система оценки сбросов сточных вод в окружающую среду. № 2599331.
10. Кармазинов, Ф. В., Панкова, Г. А., Михайлов, Д. М., Курганов, Ю. А. (2017). Система для оценки и прогнозирования сбросов сточных вод. № 2606039.
11. Кармазинов, Ф. В., Панкова, Г. А., Михайлов, Д. М., Игнатчик, С. Ю. (2016). Методика оценки объемов аварийных сбросов сточных вод в окружающую среду. Водоснабжение и санитарная техника, № 6, сс. 49–54.
12. Кармазинов, Ф. В. (2000). Повышение эксплуатационной надежности, управляемости и эффективности системы водоотведения крупного города: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Санкт-Петербург, 87 с.
13. Игнатчик, С. Ю., Кузнецов, П. Н. (2017). Методы оценки и пути снижения сбросов сточных вод в окружающую среду. Часть 1. Методы оценки и пути снижения сбросов сточных вод при засорениях или авариях на участках водоотводящих сетей. Вода и экология: проблемы и решения, № 1, сс. 13–23.
14. Кармазинов, Ф. В., Панкова, Г. А., Михайлов, Д. М., Игнатчик, С. Ю. (2016). Методика оценки объемов аварийных сбросов сточных вод в окружающую среду. Водоснабжение и санитарная техника, № 6, сс. 49–54.
15. Игнатчик, В. С., Кузнецов, П. Н. (2016). Оптимизация систем водоснабжения и водоотведения. Вода и экология: проблемы и решения, № 4, сс. 26–35.
16. Игнатчик, С. Ю. (2010). Обеспечение надёжности и энергосбережения при расчёте сооружений для транспортирования сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника, № 8, сс. 56–62.
Касымбеков Ж. КВАКУУМНАЯ ОЧИСТКА КАНАЛИЗАЦИОННЫХ КОЛОДЦЕВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ ВЫХЛОПНОГО ГАЗА ТРАКТОРА
Kassymbekov Zh. K.VACUUM CLEANING OF SEWERAGE WELLS USING THE EXHAUST GAS ENERGY OF THE TRACTOR
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.2.25–31
Введение: изложены результаты разработки установки для вакуумной очистки канализационных колодцев и испытания ее в лабораторных и натурных условиях. В ней, в отличие от существующих способов, вакуумирование осуществляется за счет использования энергии выхлопного газа базового трактора с помощью эжекторного напорно-вакуумного устройства, устанавливаемого на выхлопной трубе. Методы и материалы: на основе испытания эжекторного устройства выявлено, что при малых значениях относительного перепада давлений, увеличение глубины всаса приводит к снижению коэффициента эжекции по воде, а при повышении перепада давлении, наоборот, значение коэффициента увеличивается. При стабильном режиме работы эжектора достигается нормализация степени эжекции отсасываемого газа, которая положительно влияет на всасывающую способность устройства по пульпе. Снижение степени сжатия особо не влияет на всасывающую способность эжектора. Результаты: установлено, что предложенная конструкция работоспособна и может быть применена для очистки смотровых колодцев от песчано-гравелистых отложений крупностью до 10...15 мм со степенью очистки до 96–98 %
Ключевые слова: смотровые колодцы, очистка, энергия выхлопного газа, вакуумно-эжекторная установка, испытание.
Список литературы:
1. Алексеев, М. И., Ермолин, Ю. А. (2010). Надежность систем водоотведения. СПб.: СПбГАСУ, 165 с.
2. Дрозд, Г. Я. (1997). Повышение эксплуатационной долговечности и экологической безопасности канализационных сетей. Донбасская гос. академия строительства и архитектуры.
3. Минрегион России (2012). СП 32.13330.2012. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Росстандарт, 91 с.
4. Зенитов, Н. А. (2000). Машины и оборудования для содержания канализационных и водосточных сетей. Водоснабжение и санитарная техника, № 9, сс. 17–22.
5. (2003). Современные коммунальные машины для содержания водосточных и канализационных сетей. Водоснабжение и санитарная техника, № 2, с. 16.
6. Машины для вакуумной очистки смотровых колодцев (2009). [online] Доступно по ссылке: https://vektornpo.ru/ catalog [дата обращения 17.02.2018].
7. Машина для очистки смотровых и дождевых колодцев МОК–188 (2017). [online] Доступно по ссылке: http://www. oborudunion.ru/mashina-dlya-ochistki-smotrovyh-i-dojdevyhkolodcev-mok-188-999800836 [дата обращения 17.02.2018].
8. Касымбеков, Ж. К. (2003). Гидроциклонно-эжекторные технологии подъема воды и очистки сооружений сельскохозяйственного водоснабжения. Тараз.
9. Соловьев, А. (2012). Использование энергии выхлопных газов в силовых газовых турбинах. [online] Доступно по ссылке: http://www.magistrblog.ru/view_post.php?id=787 [дата обращения 17.02.2018].
10. Кургинян, А. (2014). Энергия выхлопных газов. [online] Доступно по ссылке: http://trial-news.ru/zdorovie/ energiya-vyhlopnyh-gazov/ [дата обращения 11.03.2018].
11. Вахитов, Ю. Р. (2012). Агрегаты наддува двигателей. Уфа: УГАТУ, 158 с.
12. Колчин, А. И., Демидов, В. П. (2008). Расчет автомобильных и тракторных двигателей. М.: Высшая школа, 496 с.
13. Исаев, С. В. (2013). Процесс эжекции и смешения потоков газа в аппаратах циклонного типа. Санкт-Петербург.
14. Лагуткин, М. Г., Исаев, С. В. (2012). Расчет параметров работы вихревого эжектора. В: XXV Международная научная конференция «Математические методы в технике и технологиях». Волгоград: ВолгГТУ, сс. 29–30.
15. Сейтасанов, И. С. (2014) Исследование закрученного течения в гидроэлеваторах. Молодой ученый, № 1, сс. 116–119.
16. Сыченков, В. А., Панченко, В. И., Халиулин, Р. Р. (2014). Исследование многофазных эжекторов. Вісник НТУ «ХПI», № 13 (1056), сс. 72–76.
Кошелев А. В., Веденеева Н. В., Заматырина В. А., Тихомирова Е. И., Скиданов Е. В. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ БЕНТОНИТОВЫХ ГЛИН ДЛЯ СИСТЕМ ОЧИСТКИ ВОДЫ
Koshelev А. V., Vedeneeva N. V., Zamatyrina V. A., Tichomirova E. I., Skidanov E. VDEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR OBTAINING SORBENTS BASED ON BENTONITE CLAYS FOR WATER PURIFICATION SYSTEMS
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.2.32–39
Введение: статья посвящена технологии создания сорбентов на основе бентонитовых глин. Актуальность разработки определяется возрастающим интересом к созданию новых экологически безопасных сорбентов из природных алюмосиликатов. Однако сдерживающим фактором широкого использования бентонитов для очистки воды является отсутствие эффективных технологий гранулирования, поскольку глинистые минералы подвержены в водных средах эффекту диспергирования. Методы и материалы: для обоснования возможности применения разработанной технологии гранулирования бентонита, а также полученных образцов сорбентов в процессе водоподготовки, у гранул были изучены минералогический состав методом рентгенофазового анализа, проведен анализ удельной поверхности, пористости (объем пор, распределение пор по радиусу) методом сорбции и капиллярной конденсации газов, определены их химическая и механическая стойкости. После исследования физических свойств оценивали сорбционную емкость образцов в отношении цветных и мутных растворов, а также растворов, содержащих тяжелые металлы. Результаты: подробный анализ физических и химических свойств разработанных сорбентов показал, что разработанные сорбенты соответствуют требованиям ГОСТ и эффективны для использования, как в качестве самостоятельного фильтрующего материала, так и составляющей в системах водоочистки.
Ключевые слова: сорбенты, бентонитовые гранулы, сорбционная емкость, водоочистка, алюмосиликаты.
Список литературы:
1. Borden, D., Giese, R. F. (2001). Baseline studies of the clay minerals society source clays: cation exchange capacity measurements by the ammonia-electrode method. Clays Clay Miner, vol. 49, pp. 444–445.
2. Lin, S. H., Juang, R. S. (2002). Heavy metal removal from water by sorption using surfactant-modified montmorillonite. Journal of Hazardous Materials, vol. 92, № 3, pp. 315–326.
3. Браун, Г. (1965). Рентгеновские методы изучения и структура глинистых минералов. М.: МИР, 307 с.
4. Веденеева, Н. В., Кошелев, А. В., Заматырина, В. А. (2017). Оценка эффективности сорбции веществ гумусовой природы на модельных растворах. В: Экологические проблемы промышленных городов, сс. 424–428.
5. Беликов, С. Е. (ред.) (2007). Водоподготовка: справочник. М.: Аква-Терм, 240 с.
6. Годовиков, А. А. (1983). Минералогия. М.: Недра, 460 с.
7. Госстандарт России (2000). ГОСТ Р 51641–2000. Материалы фильтрующие зернистые. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 13 с.
8. Карнаухов, А. П. (1999). Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука, Сиб. Предприятие РАН, 470 с.
9. Кирсанов, Н. В. (1981). Генетические типы и закономерности распространения месторождений бентонитов в СССР. М.: Недра, 214 с.
10. Комаров, В. С. (1997). Адсорбенты: вопросы теории, синтеза и структуры. Минск: Беларуская навука, 287 с.
11. Комов, Д. Н., Никитина, Н. В., Казаринов, И. А. (2015). Сорбенты на основе природных бентонитов, модифицированные полигидроксокатионами железа (III) и алюминия методом «золь-гель». Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология, т. 15, № 2, сс. 27–34.
12. Куковский, Е. Г. (1966). Особенности строения и физико-химические свойства глинистых минералов. Киев: Наукова думка, 128 с.
13. Орлов, А. А., Спирин, В. Ф. ( 2006). Гигиенические вопросы сельского водоснабжения в современных условиях. В: Экология человека, гигиена и медицина окружающей среды на рубеже веков: состояние и переспективы развития, Москва, сс. 375–379.
14. Осипов, В. И., Соколов, В. Н., Румянцев, Н. А. (1989). Микроструктура глинистых пород. М.: Недра, 211 с.
15. Осипов, В. И., Соколов, В. Н. (2013). Глины и их свойства. Состав, строение и формирование свойств. М.: ГЕОС, 576 с.
16. Рафф, П. А., Селюков, А. В., Байкова, И. С. (2011). Технология контактного осветления воды в условиях Волжского водозабора г. Казани. Водоснабжение и санитарная техника, № 6, сс. 25–29.
17. Тарасевич, Ю. И. (1975). Адсорбция на глинистых минералах. Киев: Наукова думка, 351 с
Олькова А. С. АКТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ МЕТОДОЛОГИИ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ВОДНЫХ СРЕД
Olkova A. S.CURRENT TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF THE METHODOLOGY OF BIOASSAY AQUATIC ENVIRONMENTS
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.2.40–50
Введение: современная методология биотестирования развивается по следующим направлениям: создание и внедрение новых методик биотестирования, разработка специальных приборов для биотестирования, обнаружение новых информативных тест-функций лабораторных организмов, основанных на учете сублетальных эффектов, оценка и интерпретация результатов токсикологического анализа компонентов окружающей среды. Методы и материалы: в целях выявления методологических аспектов развития группы методов в исследованиях с использованием биотестирования проанализирован опыт мировых ученых. Предлагаемые подходы оптимизации методов биотестирования разработаны с использованием собственного накопленного материала токсикологических анализов. Результаты: предложено три направления для оценки и оптимизации подходов и методов биотестирования. Во-первых, разработан алгоритм выбора биотестов, позволяющий использовать наиболее чувствительные методы. Второе направление оптимизации методов биотестирования — это контроль здоровья тест-культур в течение всего жизненного цикла особей биологического вида. Третья часть нашей работы — это создание системы тест-функций лабораторных животных, которые последовательно проявляются в течение токсикологического эксперимента. Система позволяет оценивать предлетальные, летальные, хронические и отсроченные токсикологические эффекты. Заключение: предложенные нами направления оптимизация биотестирования учитывают многофакторность получения объективных результатов токсикологических анализов. Три части оценки и оптимизации подходов биотестирования необходимо последовательно осуществлять на этапе планирования экологических исследований и продолжать внедрять в процессе исследований.
Ключевые слова: биотестирование, методология биотестирования, методы биотестирования, тест-функции, тесторганизмы.
Список литературы:
1. Белинская, Е. А., Мазина, С. Е., Зыкова, Г. В., Зволинский, В. П. (2017). Биотестирование стойких органических загрязнителей и полициклических ароматических углеводородов. Успехи современной науки, № 5 (1), сс. 35–43.
2. Воробъева, О. В., Филенко, О. Ф., Исакова, Е. Ф. (2013). Изменения плодовитости лабораторной культуры D. magna. Перспективы науки, № 9 (48), сс. 11–14.
3. Куценко, С. А. (2004). Основы токсикологии. СПб.: Фолиант, 720 с.
4. Лесников, Л. А., Мосиенко, Т. К. (1992). Приемы биоиндикации, биотестирования при текущем надзоре за загрязненностью водных объектов и выявлении превышения их ассимилирующей способности. СПб.: ГосНИОРХ, 79 с.
5. Маторин, Д. Н., Венедиктов, П. С. (2009). Биотестирование токсичности вод по скорости поглощения дафниями микроводорослей, регистрируемых с помощью флуоресценции хлорофилла. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология, № 3, сс. 28–33.
6. Мисейко, Г. Н., Тушкова, Г. И., Цхай, И. В. (2001) Daphnia magna (Crustacea Cladocera) как тест-объект в оптимальных условиях лабораторного культивирования. Известия Алтайского государственного университета, № 3, сс. 83–86.
7. Никаноров, А. М., Жулидов, А. В. (1991). Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. Л.: Гидрометеоиздат, 312 с.
8. Никаноров, А. М., Трунов, Н. М. (1999). Внутриводоемные процессы и контроль качества природных вод. СПб.: Гидрометеоиздат, 150 с.
9. Никаноров, А. М., Хоружая, Т. А., Бражникова, Л. В., Жулидов А. В. (2000). Мониторинг качества вод: оценка токсичности. СПб.: Гидрометеоиздат, 159 с.
10. Олькова, А. С., Санникова, Е. А., Будина, Д. В., Кутявина, Т. И., Зимонина, Н. М. (2017). Оценка токсичности природных и техногенных сред по двигательной активности Daphnia magna. [online]. Современные проблемы науки и образования, № 3. Доступно по ссылке: https://www.scienceeducation.ru/ru/article/view?id=26428 [дата обращения: 05.06.2017].
11. Минприроды России (2014). Приказ № 536 от 4 декабря 2014 г. Об утверждении Критериев отнесения отходов к I–V классам опасности по степени негативного воздействия на окружающую среду.
12. Синовец, С. Ю., Пяткова, С. В., Козьмин, Г. В. (2009). Экспериментальное обоснование использования аллиум-теста в радиологическом мониторинге. Известия высших учебных заведений. Радиоэнергетика, № 1, сс. 32–38.
13. Филенко, О. Ф., Терехова, В. А. (2016). Экологическое предназначение биотестирования. Биодиагностика и оценка качества природной среды: подходы, методы, критерии и эталоны сравнения в экотоксикологии: Материалы международного симпозиума и школы. М.: МГУ, сс. 232–239.
14. ФР.1.39.2007.03222. (2007). Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. М.: Акварос, 51 с.
15. Brack, W., Ait-Aissa, S., Burgess, R. M. (2016). Effectdirected analysis supporting monitoring of aquatic environments. An in-depth overview. Science of The Total Environmental, vol. 544, pp. 1073–1118.
16. Beuth Verlag (2009). DIN EN ISO 15088:2009-06. Water quality. Determination of the acute toxicity of waste water to zebrafish eggs (Danio rerio) (ISO 15088:2007) [online] Доступно по ссылке: https://www.beuth.de/en/standard/din-eniso-15088/113162875 [дата обращения 07.06.2018]
17. Isidori, M., Lavorgna, M., Nardelli, A., Pascarella, L., Parrella, A. (2005). Toxic and genotoxic evaluation of six antibiotics on nontarget organisms. Science of the total environment, vol. 346, pp. 87–98.
18. ISO 6341:2012. (2012). Water quality. Determination of the inhibition of the mobility of Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea). Geneva: International Organization for Standardization, 22 p.
19. Kramer, K. J., Botterweg, J. (1991). Aquatic biological early warning systems: an overview. Bioindicators and environmental management. London: Academic Press, pp. 95–126.
20. Lammer, E., Carr, G. J., Wendler, K. (2009). Is the fish embryo toxicity test (FET) with the zebrafish (Danio rerio) a potential alternative for the fish acute toxicity test? Comparative Biochemistry and Physiology. Part C: Toxicology & Pharmacology, № 149 (2), pp. 196–209.
21. Mikol, Y. B., Richardson, W. R., Van der Schalie, W. H. (2007). An online real-time biomonitor for contaminant surveillance in water supplies. Journal american water works association, № 99 (2), pp. 107–115.
22. Odum, E. P., Odum, H. T. (1953). Fundamentals of Ecology. Philadelphia: W. B. Saunders, 574 p.
23. Olkova, A. S., Kantor, G. Y., Kutyavina, T. I. Ashikhmina, T. Y. (2018). The importance of maintenance conditions of Daphnia magna Straus as a test organism for ecotoxicological analysis. Environmental Toxicology and Chemistry, 37(2), pp. 376–384.
24. Ostfeld, A., Salomons, E. (2004). Optimal layout of early warning detection stations for water distribution systems security. Journal of water resources planning and management, 130 (5), pp. 377–385.
25. Pandard, P., Devillers, J., Charissou, A. M., Poulsen, V. (2006). Selecting a battery of bioassays for ecotoxicological characterization of wastes. Science of the total environment, vol. 363, pp. 114–125.
26. Passos, J. L., Barbosa, L. C. A., Demuner, A. J., Barreto, R. W. (2010). Effects of Corynespora cassiicola on Lantana camara. Planta Daninha, vol. 28, pp. 229–237.
27. Poirier, D. G., Westlake, G. F., Abernethy, S. G. (1988). Daphnia magna acute lethality toxicity test protocol. Ontario: Queen’s Printer for Ontario, 32 с.
28. Repetto, G., Jos, A., Hazen, M.J., Molero, M. L. (2001). A test battery for the ecotoxicological evaluation of pentachlorophenol. Toxicol in Vitro, vol. 15, pp. 503–509.
29. Storey, M. V., Van der Gaag, B., Burns, B. P. (2011). Advances in on-line drinking water quality monitoring and early warning systems. Water Research, 45(2), pp. 741–747.
30. Tousova, Z., Oswald, P., Slobodnik, J., Blaha, L. (2017). European demonstration program on the effect-based and chemical identification and monitoring of organic pollutants in European surface waters. Science of the total environment, vol. 601–602, pp. 1849–1868.
31. Biesinger, K., Williams, L., van der Schalie, W. (1987). Users Guide: Procedures for conducting Daphnia magna toxicity bioassays. Las Vegas: US Environmental Protection Agency, 56 p.
Ермолин Ю. А., Алексеев М. И.МЕРА НАДЕЖНОСТИ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ
Ermolin Y. A., Alexeev M. I.RELIABILITY MEASURE OF A SEWER NETWORK
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.2.51–58
Введение: рассматривается типичная для крупного города разветвленная канализационная система, предназначенная для приема и отведения бытовых и промышленных сточных вод. Рассмотрение ограничивается подсистемой транспортировки воды (канализационной сетью). Методы и материалы: предлагается под мерой надежности системы в целом понимать относительный объем неочищенной сточной воды, потенциально сбрасываемой в окружающую среду вследствие случайного выхода из строя компонентов канализационной сети. Результаты: разработан простой метод быстрого и точного расчета этого объема. Задача сводится к определению количества неочищенной воды, потенциально сбрасываемой из сети, и решается при следующих допущениях и ограничениях: городская система водоотведения, с математической точки зрения, представляется односвязным, ациклическим, ориентированным графом (так называемым «деревом»); при аварии трубы ее пропускная способность считается равной нулю; специфические особенности каждой трубы (материал, диаметр, возраст, условия работы и т. п.) интегрально проявляются в интенсивности ее отказов; канализационные насосные станции сети полагаются абсолютно надежными. В основе метода лежит представление канализационной сети в виде комбинации структурообразующих фрагментов. Каждый такой фрагмент формально заменяется одной фиктивной эквивалентной трубой, интенсивность отказов которой определяется из условия равенства расходов воды на входах и выходе фрагмента и заменяющей его трубы. Заключение: расчет меры надежности канализационной сети сводится к последовательному рассмотрению простых подзадач, решение каждой из которых элементарно и не вызывает трудностей.
Ключевые слова: канализационная сеть, надежность, сброс сточной воды, Y-образный фрагмент сети, метод декомпозиции и эквивалентирования.
Список литературы:
1. Alekseev, M. I., Ermolin, Yu. A. (2010). Extension of the decomposition-equivalenting technique at the estimating of sewer network reliability. In: Proc. of the Conference in memory of academician S. V. Iakovlev, St. Peterburg: St. Peterburg State University of Architecture and Civil Engineering, pp. 19–21. (in Russian).
2. Bao, Y., Mays, L. W. (1990). Model for water distribution system reliability. J. of Hydraulic Engineering, vol. 116, pp. 1119–1137.
3. Yen, B. C., Tung, Y.-K. (ed.) (1993). Reliability and Uncertainty Analyses in Hydraulic Design. New York: American Society of Civil Engineers, 305 p.
4. Engelhardt, M. O., Skipworth, P. J., Savic, D. A., Saul, O. A. (2000). Rehabilitation strategies for water distribution networks: a literature review with a UK perspective. Urban Water, vol. 2, pp. 153–170.
5. Ermolin, Y. A. (2001). Estimation of raw sewage discharge resulting from sewer network failures. Urban Water, vol. 4, pp. 271–276.
6. Ermolin, Y. A. (2009). Reliability Estimation of Urban Wastewater Disposal Networks. In: Reliability Engineering Advances, New York: Nova Science Publishers, pp. 379–397.
7. Fujiwara, O., Ganesharajah, T. (1993). Reliability assessment of water supply systems with storage and distribution networks. Water Resources Research, vol. 29, pp. 2917–2924.
8. Gheisi, A., Forsyth, M., Naser, Gh. (2016). Water Distribution Systems Reliability: A Review of Research Literature. J. of Water Resources Planning and Management, vol. 142, issue 11, pp. 83–94.
9. Haghighi, A., Bakhshipour, A. E. (2016). Reliability-based layout design of sewage collection systems in flat areas. Urban Water Journal, vol. 13, issue 8, pp. 780–802.
10. Jin, Y., Mukherjee, A. (2010). Modeling blockage failures in sewer systems to support maintenance decision making. J. of Performance of Constructed Facilities, vol. 6, pp. 622–633.
11. Korn, G., Korn, T. (1961). Mathematical Handbook for Scientists and Engineers. New York, Toronto, London: McGraw-Hill Company, Inc., 943 p.
12. Kwietniewski, M., Lesniewski, M. (2006). The reliability assessment of a typical structure fragment of a stormwater collection network including uncertainty. In: Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments IV, Wilga.
13. Mays, L. M. (ed.) (1989). Reliability analysis of water distribution systems. New York: American Society of Civil Engineering, 544 p.
14. Quimpo, R. G., Shamsi, U. M. (1991). Reliability based distribution system maintenance. J. of Water Resources Planning and Management Division, vol. 117, pp. 321–339.
15. Su, Y. C., Mays, L. W., Duan, N., Lansey, K. E. (1987). Reliability-based optimization model for water distribution systems. J. of Hydraulic Engineering, vol. 114, pp. 1539–1556.
16. Ventzel, E. (2001). Issledovanie operacij: zadachi, principy, metodologiya [Operations Analysis: Problems, Principles and Methodology]. M.: Vysshaja Shkola, 318 p. (in Russian).
17. Wagner, J. M., Shamir, U., Marks, D. H. (1988). Water distribution reliability. Analytical methods. J. of Water Resources Planning and Management Division, vol. 114, pp. 253–275.
18. Yermolin, Yu. A., Alexeev, M. I. (2012). Nadezhnost’ vodootvodyashchih setej i puti ee povysheniya [Reliable operation of wastewater collection systems and ways of its improvement]. Water Supply and Sanitary Technique, vol. 1. pp. 13–16. (in Russian).
Невский А. В., Кашина О. В., Ся Д., Сунь Л., Чжао Х., Чжун Х.НАУЧНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ СИСТЕМ ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Nevsky A. V., Kashina O. V., Xia, D., Sun, L., Zhao, H., Zhong, H.SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL BASES FOR DESIGN OF INDUSTRIAL ENTERPRISE’S RESOURCE-SAVING WATER MANAGEMENT SYSTEMS
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.2.59–69
Введение: концептуальные положения теории устойчивого социально-экономического развития предусматривают создание ресурсосберегающего экологически безопасного производства, основой которого служат эффективно действующие ресурсосберегающие водопотребляющие процессы (РСВП) промышленных предприятий. Таким образом, целью данного исследования было развитие методологии проектирования научно обоснованных ресурсосберегающих систем водного хозяйства текстильных предприятий, использующих базовые красильно-отделочные технология обработки тканей. Методы и материалы: термодинамический эксергетический метод и термодинамический водный пинч-метод синтеза РСВП промышленных предприятий были использованы нами и доработаны. На модельных и реальных стоках исследована эффективность предложенных методов очистки сточных вод: электрокаталитической деструкции, каталитической деструкции пероксидом водорода, коагуляции, фильтрации, магнитной обработки. В качестве катализаторов использовали оксиды металлов. Предложена специфическая методика по реализации технологии утилизации ионов тяжелых металлов в качестве полезных продуктов, таких как минеральные пигменты. Результаты: разработана семиэтапная схема проектирования: 1) сбор исходных данных: экологический анализ (инвентаризация) технологии промышленного предприятия; 2) разработка интегрированной ресурсосберегающей системы водного хозяйства промышленного предприятия; 3) проектирование повторно-последовательной схемы водопотребления промышленного предприятия (технологических линий); 4) разработка методов очистки сточных вод; 5) разработка интеллектуальной (компьютерной) системы управления ресурсосберегающей схемой водного хозяйства промышленного предприятия; 6) оценка технологических рисков и управление системой технической безопасности; 7) оценка экологической и экономической эффективности проекта. Заключение: разработана методология проектирования РСВП текстильных предприятий. Предложена функциональная схема РСВП красильно-отделочного производства текстильного предприятия. Разработаны структура интеллектуальной (компьютерной) системы и программное обеспечение для проектирования и эксплуатации РСВП. Исследованы методы очистки сточных вод. Показано, что методы электро-, фотокаталитической деструкции и коагуляции являются наиболее перспективными в практике обработки сточных вод. Проведена оценка основных технико-экономических показателей проекта.
Ключевые слова: методология проектирования систем водного хозяйства, водопотребляющие технологические процессы, термодинамический эксергетический метод, термодинамический водный пинч-
метод, методы очистки сточных вод, электрокаталитический метод,
технологический риск, эколого-экономическая эффективность.
Список литературы:
1. Nevsky, A. V., Meshalkin, V. P., Sharnin, V. A. (2004). Analiz i sintez vodnyh resursosberegayushchih himiko-tekhnologicheskih system [Analysis and synthesis of water resource chemical processes systems]. Moscow: Nauka, 212 p. (in Russian).
2. Nevsky, A. V., Kashina, O. V. (2012). Resursosberegayushchaya sistema vodnogo hozyajstva maslozhirovyh proizvodstv [Resource-saving system of water management for oils and fats production]. Saarbrucken: Lambert Academic Publishing, 254 p. (in Russian).
3. Nevsky, A. V., Kashina, O. V., Xia, D., Sun, L. (2015). Thermodynamic exergy analysis for designing optimal water-use chemical processes. Invited Report. In: XX International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia. Nizhni Novgorod: Nizhni Novgorod University Press, 371 p.
4. Nevsky, A. V., Kashina, O. V. (2015). Termodinamicheskij podhod k proektirovaniyu optimal’nyh ehnergoresursosberegayushchih sistem vodnogo hozyajstva [Thermodynamic approach to the design of optimal energy-resource-saving water management systems]. Vodoochistka. Vodopodgotovka. Vodosnabzhenie, № 1, pp. 22–31. (in Russian).
5. Kashina, O. V., Bushuev, M. V., Nevsky, A. V. (2012). Eksergeticheskij analiz effekta massovoj nagruzki pri proektirovanii energoresursosberegayushchih sistem vodnogo hozyajstva [Exergic analysis of the mass load effect in the design of energy-resource-saving water management systems]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Khimiya khimicheskaya tekhnologiya, vol. 55, № 9, pp. 97–103. (in Russian).
6. Nevsky, A. V., Vatagin, V. S., Sharnin, V. A., Usanova, O. A., Bushuev, M. V. (2010). Termodinamicheskij podhod k proektirovaniyu energoresursosberegayushchih himiko-tekhnologicheskih sistem vodopotrebleniya [The thermodynamic approach to designing of energy-efficient chemical process systems of water consumption]. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, № 2, pp. 145– 148. (in Russian).
7. Jeżowski, J., Poplewski, G., Jeżowska, A. (2003). Optimization of water usage in chemical industry. Environmental Protection Engineering, vol. 29, № 1, pp. 97–117.
8. Seager, T. P., Theis, T. L. (2003). A thermodynamic basis for evaluating environmental policy trade-offs. Clean Technologies and Environmental Policy, vol. 4, № 4, pp. 217–226.
9. Prakash, R., Shenoy, U. V. (2005). Targeting and design of water networks for fixed flowrate and fixed contaminant load operations. Chemical Engineering Science, vol. 60, № 1, pp. 255–268.
10. Pillai, H. K., Bandyopadhyay, S. (2007). A rigorous targeting algorithm for resource allocation networks. Chemical Engineering Science, vol. 62, № 22, pp. 6212–6221.
11. Tan, R. R., Col-long, K. J., Foo, D. C. Y. (2008). A methodology for the design of efficient resource conservation networks using adaptive swarm intelligence. Journal of Cleaner Production, vol. 16, № 7, pp. 822–832.
12. Kleidon, A., Schymanski, S. (2008). Thermodynamics and optimality of the water budget on land: a review. Geophysical Research Letters, vol. 35, № 20, pp. L20404.
13. Statyukha, G., Kvitka, O., Dzhygyrey, I., Jezowski, J. (2008). A simple sequential approach for designing industrial wastewater treatment networks. Journal of Cleaner Production, vol. 16, № 2, pp. 215–224.
14. Dzhygyrey, I., Kvitka, O., Jezowski, J., Statyukha, G. (2009). Distributed wastewater treatment network design with detailed models of processes. Computer Aided Chemical Engineering, vol. 26, pp. 853–858.
15. Nikanorov, A. M., Trofimchuk, M. M. (2010). Peculiarities in thermodynamics of intrabasin processes in fresh-water ecosystems under anthropogenic impact. Doklady Earth Sciences, vol. 433, № 1, pp. 954–956.
16. Estupiñan Perez, L., Martinez Riascos, C. A., Dechaine, G. P. (2015). Simplified conceptual design methodology for double-feed extractive distillation processes. Industrial and Engineering Chemistry Research, vol. 54, № 20, pp. 5481–5493.
17. Kutepov, A. M., Meshalkin, V. P., Nevsky, A. V. (2002). Modified water pinch method for designing resource-efficient chemical engineering systems. Doklady Chemistry, vol. 383, № 4–6, pp. 123–127.
18. Alva-Argáez, A., Kokossis, A. C., Smith, R. (2007). The design of water-using systems in petroleum refining using a water-pinch decomposition. Chemical Engineering Journal, vol. 128, № 1, pp. 33–46.
19. Khezri, S. M., Lotfi, F., Erfani, Z., Tabibian, S. (2010). Application of water pinch technology for water and wastewater minimization in aluminum anodizing industries. International Journal of Environmental Science and Technology, vol. 7, № 2, pp. 281–290.
20. Zhao, H., Zhong, H., Sun, L., Xia, D., Nevsky, A. V. (2018). Acid Orange 52 dye degradation efficiency by electrocatalytic method. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol., vol. 61, № 3, pp. 64–69.
21. Zhao, H., Zhong, H., Sun, L., Xia, D., Nevsky, A. V. (2018). Acid Orange 52 dye degradation by electrocatalytic plus photocatalytic technique and intermediates detection. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Khimiya khimicheskaya tekhnologiya, vol. 61, № 4–5. pp. 111–118.
22. Vatagin, V. S., Nevsky, A. V. (2008). Ocenka riska avarijnyh situacij na himicheskih predpriyatiyah s pomoshch’yu metoda “dereva sobytij” [Risk assessment of accidents at industrial plants with the use of “Tree of events” method]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Khimiya khimicheskaya tekhnologiya, vol. 51, № 2, pp. 101–104. (in Russian).
23. Nevsky, A. V., Xia, D., Sun, L., Zhao, H. (2016). Advanced oxidation processes in industry and risk assessment. Invited Report. In: XX Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry, Ekaterinburg LLC JiLime PH, vol. 3, pp. 273.
ЭКОЛОГИЯ
Александрова М. А., Васильев А. М., Карташов М. В.ОЦЕНКА МОРСКИХ ЭКОСИСТЕМНЫХ УСЛУГ НА БАЗЕ ОСНОВНЫХ ПРОМЫСЛОВЫХ БИОРЕСУРСОВ КАК ОСНОВА УСТОЙЧИВОГО СОСТОЯНИЯ БОЛЬШОЙ МОРСКОЙ ЭКОСИСТЕМЫ И СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ
Aleksandrova M. A., Vasiliev A. M., Kartashov M. V.ESTIMATION OF MARINE ECOSYSTEM SERVICES BASED ON THE MAIN COMMERCIAL BIORESOURCES AS A BASIS FOR THE SUSTAINABLE STATUS OF THE LARGE MARINE ECOSYSTEM AND BIODIVERSITY CONSERVATION
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.2.70–86
Введение: экосистемные услуги можно определить как выгоды, которые люди получают от экосистем. Морские экосистемные услуги способствуют предотвращению глобальных экологических проблем, таких как изменение климата, сохранение биоразнообразия и др. Одной из важных причин деградации морских экосистем является недооценка их реальной экономической ценности. Методы и материалы: разработанная методика оценки морских экосистемных услуг обосновывет целесообразность использования для оценки экосистемных услуг морей и океанов стоимость биоресурсов в воде, по которым они продаются на аукционах. В качестве базовой цены для расчета экосистемных услуг в рыболовстве предлагается использовать аукционную стоимость основного промыслового объекта — в данном случае трески. Стоимость других гидробионтов дифференцируется по соотношению оптовых цен на рыбопродукцию. Результаты: проведенные исследования показали, что в 2016 г. экосистемой Баренцева моря и сопредельных вод было произведено 1475 тыс. т обеспечивающих услуг на сумму 1568,6 млн долл. США (61 709 млн руб.). Доля России составила 610,4 тыс. т стоимостью 666,2 млн долл. США (26 066,8 млн руб.) — 42 % от общего объема услуг. Поддерживающие услуги моря в натуральном измерении определились в 22 667 тыс. т (по норвежским данным — в 25 958 тыс. т), в стоимостном измерении, соответственно, в 22 827 млн долл. (898 034 млн руб.) и в 24 251 млн долл. (в 954 038 млн руб.), что в 14,5 раз и в 15,5 раз больше стоимости обеспечивающих услуг. Заключение: анализ оценки морских экосистемных услуг зарубежными и отечественными исследователями показывает, что этот процесс требует дальнейших исследований и совершенствования методик.
Ключевые слова: морские экосистемы, услуги, экосистемный подход, предосторожный подход, промысловый запас, нерестовый запас, зарубежный и российский опыт, Баренцево море и сопредельные воды, промысловые биоресурсы, оценка, биоразнообразие.
Список литературы:
1. Александрова, М. А. (2014). Морские биоресурсы в системе рационального природопользования: проблемы, пути решения. В: Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы и тенденции инновационного развития Европейского Севера». Мурманск, Изд- во МГТУ, сс. 55–59.
2. Александрова, М. А. (2015). Экосистемный подход и его роль в управлении рациональным пользованием водными биологическими ресурсами. В: Статистика и вызовы современности. Москва: МЭСИ, сс. 93–99.
3. Александрова, М. А. (2015). Экологические проблемы промысла и биоэкономические пути их решения. В: Инновационные технологии в науке и образовании. Чебоксары: ЦНС «Интерактив плюс», сс. 292–293.
4. Александрова, М. А. (2015). К вопросу о потенциальной стоимости экосистемных услуг Баренцева моря на базе основных промысловых биоресурсов. В: Современные организационно-экономические тенденции и проблемы развития Европейского Севера, Мурманск: МГТУ, сс. 7–12.
5. Millennium Ecosystem Assessment (2005). Ecosystems and Human Well-being: Synthesis. Washington, DC: Island Press, 137 с.
6. Food and Agriculture Organization of the United Nations (2015). Achieving. Blue Growth through implementation of the Code of Conduct for Responsible Fisheries [online]. Доступно по ссылке: http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/ newsroom/docs/BlueGrowth_LR.pdf [дата обращения 15.12.16].
7. Costanza, R., Groot, R., Sutton, P. (2014). Changes in the global value of ecosystem services. Global Environmental Change, vol. 26, pp. 152–158.
8. Costanza, R. (2001). Visions, values, valuation and the need for an ecological economics. BioScience, vol. 51, pp. 459–468.
9. Costanza, R. (2008). Ecosystem services: multiple classification systems are needed. Biological Conservation, vol. 141, pp. 350–352.
10. Costanza, R., d’Arge, R., de Groot, R. (1997). The value of the world’s ecosystem services and natural capital. Nature, vol. 387, pp. 253–260.
11. Александрова, М. А. (2016). Оценка природного ка¬питала как путь к комплексному управлению природопользования. Экономика и предпринимательство, № 10 (ч. 3), сс. 1052–1056.
12. Бобылев, С. Н., Захаров, В. М. (2009). Экосистемные услуги и экономика. М.: ООО «Типография ЛЕВКО», Инс-титут устойчивого развития/Центр экологической политики России, 72 с.
13. Бобылев, С. Н. (2002). Подмосковные пожары и Йоханнесбург (экология крепнет экономическими за¬конами). [online] Пожары в России. Доступно по ссылке: http://www.inauka.ru/catalogue/article32421 [дата обращения 18.10.16].
14. Бобылев, С. Н. (2004). Экосистемные услуги и эколого-экономический механизм их компенсации регионам. Аграрная Россия, № 4, сс. 36–40.
15. Magnussen, K., Kettunen, M. (2013). TEEB Nordic Case: Marine Ecosystem Services in the Barents Sea and Lofoten Islands, A Scoping Assessment. [online]. Доступно по ссылке: http://doc.teebweb.org/wp-content/uploads/2013/01/TEEB-case_TEEBNordic_Marine-ecosystem-services_Barents-Sea-and-Lofoten-Islands.pdf [дата обращения 05.12.16].
16. Mangos, A., Bassino, J-P., Sauzade, D. (2010). The Economic Value of Sustainable Benefits Rendered by the Mediterranean Marine Ecosystems. Valbonne: Plan Bleu, 78 p.
17. UNEP (2006). Marine and coastal ecosystems and human well-being: A synthesis report based on the findings of the Millennium Ecosystem Assessment. UNEP, 76 p.
18. Naber, H., Lange, G-M., Hatziolos, M. (2008). Valuation of Marine Ecosystem Services: A Gap Analysis [online]. Доступно по ссылке: https://www.cbd.int/marine/voluntary-reports/vr-mc-wb-en.pdf [дата обращения 16.05.2013].
19. UK National Ecosystem Assessment (2011). The UK National Ecosystem Assessment Technical Report. Cambridge: UNEP-WCMC, 1466 p.
20. Ширкова, Е. Э., Ширков, Э. И., Дьяков, М. Ю. (2014). Природно-ресурсный потенциал Камчатки, его оценка и проблемы использования в долгосрочной перспективе. Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана, вып. 35, сс. 5–21.
21. Лукьянова, О. Н., Волвенко, И. В., Огородникова, А. А., Анферова, Е. Н. (2016). Оценка стоимости биоресурсов и экосистемных услуг Охотского моря. Известия ТИНРО, т. 184, сс. 85–92.
22. Синяков, С. А. (2006). Рыбная промышленность и промысел лососей в сравнении с другими отраслями экономики в регионах Дальнего Востока. Петропавловск-Камчатский: КамчатНИРО, Камчатская лига независимых экспертов, 64 с.
23. Титова, Г. Д. (2007). Биоэкономические проблемы рыболовства в зонах национальной юрисдикции. СПб.: ВВМ, 386 с.
24. Титова, Г. Д. (2014). Оценка услуг морских экосистем как комплексная междисциплинарная проблема: на пути к решению. Вестник СПбГУ. Серия 7. Геология. География, вып. 3, сс. 46–56.
25. TEEB (2010). The Economics of Ecosystems and Biodiversity: Mainstreaming the Economics of Nature: A synthesis of the approach, conclusions and recommendations of TEEB, 36 p.
26. Васильев, А. М. (2007). Налогообложение в рыбной отрасли. Федерализм, № 2, сс. 141–154.
27. Государственный научно-исследовательский институт системного анализа Счетной палаты Российской Федерации (2007). Об основных направлениях налоговой политики на 2007–2009 годы: [online]. Доступно по ссылке: http://www.niisp.ru/News/Events/art80 [дата обращения 16.05.2013].
28. Счетная палата РФ (2005). Отчет о результатах проверки в Федеральном агентстве по рыболовству Камчатской и Магаданской областях, Корякском и Чукотском автономных округах, эффективности использования квот на вылов (добычу) водных биологических ресурсов, распределенных между пользователями в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 20 ноября 2003 года № 704, влияния обоснованности их распределения на полноту финансовых поступлений в доходную часть федерального и региональных бюджетов в 2004 году, а также на финансово-экономическое состояние рыбохозяйственных организаций. Бюллетень Счетной палаты РФ №12 (96) 2005 г. [online]. Доступно по ссылке: http://www.ach.gov.ru/ ru/bulletin/155/ [дата обращения 16.05.2013].
29. Шамрай, Е. А. (ред.) (2015). Состояние сырьевых биологических ресурсов Баренцева моря и Северной Атлантики в 2015 г. Мурманск: ПИНРО, 96 с.
30. ICES (2016). Report of the Arctic Fisheries Working Group (AFWG). [online]. Доступно по ссылке: http:// www.ices.dk/sites/pub/Publication%20Reports/Expert%20 Group%20Report/acom/2016/AFWG/01%20AFWG%20 Report%202016.pdf [дата обращения 15.12.16].
31. Матишов, Г. Г., Денисов, В. В., Дженюк, С. Л., Макаревич, П. Р. (2011). Большие морские экосистемы шельфовых морей российской Арктики. В: Наземные и морские экосистемы, М., СПб.: ООО «Паулсен», сс. 71–97.
32. Матишов, Г. Г., Денисов, В. В., Жичкин, А. П., Моисеев Д. В. (2011). Современные климатические тенденции в Баренцевом море. Доклады Академии наук, т. 441, № 3, сс. 395–398.
33. Sherman, K., Alexander, L. M. (ed). (1989). Biomass Yields Geography of Large Marine Ecosistems. Boulder: West View Press, 493 p.
34. Kanu, E. J., Tyonum, E. T., Uchegbu, S. N. (2018). Public participation in environmental impact assessment (EIA): a critical analysis. Architecture and Engineering, vol. 3 (1), pp. 7–12. DOI: 10.23968/2500-0055-2018-3-1-7-12
Сукиасян А. Р., Пирумян Г. П.ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ И ПОЧВЕ НА ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ СТРЕСС РАСТЕНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ РЕСПУБЛИКИ АРМЕНИЯ
Sukiasyan A. R., Pirumyan G. P.IMPACT OF HEAVY METALS CONTENT IN WATER AND SOIL ON THE ECOLOGICAL STRESS OF PLANTS IN DIFFERENT CLIMATIC ZONES OF THE REPUBLIC OF ARMENIA
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.2.87–94
Введение: изучены особенности миграции ряда тяжелых металлов в триаде вода–почва–растение на примере бассейна рр. Дебет и Аракс. Выполнен анализ речной воды, прибрежной почвы и однолетнего растения (Maize Zea). Методы и материалы: в экспериментах образцы кукурузы отличались по основному ареалу произрастания, в отличных по геохимическим показателям регионах Армении, в качестве контрольного растения использовалась кукуруза инбредной линии В73. Моделирование засухи осуществлялось путем изменения относительной влажности почвы режимом полива. В случае умеренной засухи она составляла 43 %, при этом визуально не наблюдалось увядания листьев растения, во время моделирования сильной засухи — 34 %, в течение дня наблюдалось увядание листьев. Содержание тяжелых металлов осуществлялось с помощью портативного анализатора «Thermo Scientific™ Niton™ XRF Portable Analyser». Результаты: выявлена определенная пространственная динамика распределения химических элементов. Показано, что прибрежная почва выполняет роль природного фильтра при использовании антропогенно загрязненной речной воды, которая является практически активным источником распространения опасных микроэлементов в рассмотренных регионах. Так как основным переносчиком данных элементов в растениях является вода, рассмотрена физиологическая реакция отличных по региону произрастания растений на различные степени засухи. В большинстве пунктов (р. Дебет — Одзун, Шнох и Техут) наблюдений уровень содержания тяжелых металлов в условиях засухи находится в определенной корреляционной зависимости. Под действием усиленной засухи (р. Аракс — Ушакерт) наблюдается торможение роста растений на фоне повышенного содержания исследуемых микроэлементов. Заключение: полученные результаты позволяют осуществлять комплекс мероприятий по мониторингу степени загрязненности речной воды, которую используют в оросительных целях.
Ключевые слова: речная вода, загрязнение, тяжелые металлы, качество воды, экология.
Список литературы:
1. Barceló, J., Poschenrieder, Ch. (1990). Plant water relations as affected by heavy metal stress. A review. Journal of Plant Nutrition, vol. 13, № 1, pp. 1–37.
2. Dalvi, A., Bhalerao, S. A. (2013). Response of plants towards heavy metal toxicity: an overview of avoidance, tolerance and uptake mechanism. Annals of Plant Sciences, vol. 2, № 9, pp. 362–368.
3. Feleafel, M. N., Mirdad, Z. M., Hassan, A. Sh. (2014). Effecte of NPK Fertigation Rate and Starter Fertilizer on the Growth and Yield of Cucumber Grown in Greenhouse. Journal of Agricultural Science, vol. 6, № 9, pp. 81–92.
4. Flora, S. J. S., Mittal, M., Mehta, A. (2008). Heavy metal induced oxidative stress & its possible reversal by chelation therapy. Indian Journal of Medical Research, vol. 128, № 4, pp. 501–523.
5. Hall, J. L. (2002). Cellular mechanisms for heavy metal detoxification and tolerance. Journal of Experimental Botany, vol. 53, № 366, pp. 1–11.
6. Hossain, M. A., Piyatida, P., da Silva, J. A. T., Fujita, M. (2012). Molecular mechanism of heavy metal toxicity and tolerance in plants: central role of glutathione in detoxification of reactive oxygen species and methylglyoxal and in heavy metal chelation. Journal of Botany, vol. 2012, pp.1–37.
7. Khan, H., Ali, E., Sajad, M. A. (2013). Phytoremediation of heavy metals — concepts and applications. Chemosphere, vol. 91, № 7, pp. 869–881.
8. Levitt, J. (1972). Responses of Plants to Environmental Stresses. New York: Academic Press, 698 p.
9. Furini, A. (ed.) (2012). Plants and Heavy Metals. Dordrecht: Springer, 86 p.
10. McMullen, M. D. (2009). Genetic Properties of the Maize Nested Association Mapping Population. Science, vol. 325 (737), pp. 737–740.
11. Moussa, H. R., Abdel-Aziz, S. M. (2008). Comparative response of drought tolerant and drought sensitive maize genotypesto water stress. Australian Journal of Crop Science, vol. 1, pp. 31–36.
12. Nagajyoti, P. C., Lee, K. D., Sreekanth, T. V. M. (2010). Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: a review. Environmental Chemistry Letters, vol. 8, № 3, pp. 199–216.
13. Omae, N., Kumar, A., Egawa, Y. (2005). Midday Drop of Leaf Water Content Related to Drought Tolerance in Snap Bean (Phaseolus vulgaris L.). Plant Production Science, vol. 8, № 4, pp. 465–467.
14. Patra, M., Bhowmik, N., Bandopadhyay, B., Sharma, A. (2004). Comparison of mercury, lead and arsenic with respect to genotoxic effects on plant systems and the development of genetic tolerance. Environmental and Experimental Botany, vol. 52, № 3, pp. 199–223.
15. Rascio, N., Navari-Izzo, F. (2011). Heavy metal hyper accumulating plants: how and why do they do it? And what makes them so interesting? Plant Science, vol. 180, № 2, pp. 169–181.
16. Rucinska-Sobkowiak, R. (2016). Water relations in plants subjected to heavy metal stresses. Acta Physiol Plant, vol. 38, pp. 257–269.
17. Schutzendube, L. А., Polle, A. (2002). Plant responses to abiotic stresses: heavy metal-induced oxidative stress and protection bymycorrhization. The Journal of Experimental Botany, vol. 53, № 372, pp. 1351–1365.
18. Seregin, I. V., Ivanov, V. B. (2001). Physiological Aspects of Cadmium and Lead Toxic Effects on Higher Plants. Russian Journal of Plant Physiology, vol. 48, № 4, pp. 523–544.
19. Sharp, R. E., Poroyko, V., Hejlek, L. G., Spollen, W. G. (2004). Root growth maintenance during water deficits: physiology tofunction algenomics. Journal of Experimental Botany, vol. 55, pp. 2343–2351.
20. Solanki, R., Dhankhar, R. (2011). Biochemical changes and adaptive strategies of plants under heavy metal stress. Biologia, vol. 66, № 2, pp. 195–204.
21. Sukiasyan, A., Kirakosyan, A., Tadevosyan, A., Aslikyan, M., Gharajyan, K. (2017). Peculiarities of accumulation of some heavy metals on the chain of water-soil-plant. International Journal of Advanced Engineering and Management Research, vol. 2, № 5. pp. 1534–1541.
22. Sukiasyan, A. R. (2016). Regulation of Water Balance of the Plant from the Different Geo-Environmental Locations. International Journal of Environmental and Ecological Engineering, vol. 8, № 3, pp. 846–849.
23. Tangahu, B. V, Abdullah, S. R. S., Basri, H., Idris, M. (2011). A review on heavy metals (As, Pb, and Hg) uptake by plants through phytoremediation. International Journal of Chemical Engineering, vol. 2011, pp. 1–32.
24. Vaculík, M., Landberg, T., Greger, M., Luxová, M., Stoláriková, M., Lux, A. (2012). Silicon modifies root anatomy, and uptake and subcellular distribution of cadmium in young maize plants. Annals of Botany, vol. 110, № 2, pp. 433–443.
25. Viehweger, K. (2014). How plants cope with heavy metals. Botanical Studies, vol. 55, № 35, pp. 1–12.
26. Wuana, R. A., Okieimen, F. E. (2011). Heavy metals in contaminated soils: a review of sources, chemistry, risks and best available strategies for remediation. ISRN Ecology, vol. 2011, pp. 1–21.
27. Zengin, F. K., Munzuroglu, O. (2005). Effects of some heavy metals on content of chlorophyll, proline and some antioxidant chemicals in bean (Phaseolus vulgaris L.) seedlings. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica, vol. 47, № 2, pp. 157–164.
28. Кабата-Пендиас, А., Пендиас, Х. (1989). Микроэле¬менты в почвах и растениях. М.: «Мир», 440 с.
29. Киракосян, А. А., Сукиасян, А. Р. (2005). Использо¬вание языка MATLAB в качестве экспресс-метода оценки экспериментальных результатов. В: Информационные тех¬нологии, Ереван, сс. 34–37.
30. Сукиасян, А. Р., Тадевосян, А. В., Пирумян, Г. П. (2016). Миграция ряда тяжелых металлов в системе почва– растение на фоне процессов водопоглощения в растении. Естественные и технические науки, № 3, сс. 32–34.
31. Титов, А. Ф., Таланова, В. В., Казнина, Н. М., Лайди¬нен, Г. Ф. (2007). Устойчивость растений к тяжелым метал¬лам. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 172 с.
№3
ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ
Адеева Л. Н., Диденко Т. А., Платонова Д. С.СОРБЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
Adeeva L. N., Didenko T. A., Platonova D. S.SORPTION EXTRACTION OF HUMIC ACIDS FROM AQUEOUS SOLUTIONS
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.3–8
Введение: статья посвящена изучению возможности извлечения гуминовых кислот из водных растворов сорбционным методом. Методы и материалы: в качестве сорбентов использовали гелевый анионит Purolite A830 W — макропористый низкоосновный анионообменник с полиаминами в качестве функциональных групп и углеродминеральный сорбент, полученный карбонизацией сапропеля и модифицированный полигексаметиленгуанидином. Для модификации использовали препарат Биопаг-Б, представляющий собой 20 %-й раствор хлорида полигексаметиленгуанидина. Вследствие нанесения на поверхность полигексаметиленгуанидина, содержащего первичные аминогруппы, поверхность углеродминерального сорбента приобретает анионообменные свойства. Для изучения процессов сорбции были приготовлены растворы гуминовых кислот, выделенных из нативного сапропеля. Результаты: установлены оптимальные условия сорбции гуминовых кислот в статических условиях. Показано, что наиболее полное извлечение гуминовых кислот наблюдается при рН = 7,0 ± 0,1. Определена величина статической обменной емкости, которая для смолы Purolite А 830 W составила 0,13 ± 0,01 мг/г, для модифицированного углеродминерального сорбента — 0,066 ± 0,003 мг/г. Степень извлечения гуминовых кислот для анионита и модифицированного сорбента составила 88 % и 97 %, соответственно. Экспериментальные кинетические кривые обрабатывались по методу Бойда-Адамсона. Установлено, что лимитирующей стадией сорбции гуминовых кислот на обоих сорбентах является внутридиффузионная. Получены коэффициенты диффузии для смолы Purolite A830 W — 5,5∙10-12 м2/с, для модифицированного углеродминерального сорбента — 5,8∙10-12 м2/с. Заключение: таким образом, как анионит Purolite A830 W, так и углеродминеральный сорбент, модифицированный полигексаметиленгуанидином, могут быть использованы для извлечения гуминовых кислот из воды. Модифицированный углеродминеральный сорбент сопоставим по эффективности с анионитом Purolite A 830 W и может быть рекомендован для предварительного удаления гуминовых кислот из воды перед ионообменной очисткой. Извлечение гуминовых кислот с помощью модифицированного углеродминерального сорбента позволит избежать дезактивации дорогостоящих синтетических ионоообменных смол гуминовыми кислотами, снижающими их обменную емкость и увеличивающими расход воды на регенерацию ионитов.
Ключевые слова: сорбция гуминовых кислот, анионит, модифицированный углеродминеральный сорбент, кинетические свойства.
Список литературы: 1. Гончарук, B. B., Страхов, Б. Э., Волошинова, A. M. (1996). Эксплуатационная надежность оборудования электростанций в зависимости от органических примесей в технологических водных средах. Химия и технология воды, т. 18, № 2, сс. 162–166.
2. Мартынова, О. И., Копылов, A. C., Мамет, B. A. (1975). Обратный осмос — новый эффективный метод обработки добавочных и сточных вод на электростанциях. Теплоэнергетика, № 7, сс. 87–89.
3. Славинская, Г. В. (2003). Очистка природных вод от гумусовых веществ сочетанием анионитов и активных углей. Сорбционные и хроматографические процессы, т. 3, вып. 3, сс. 286–292.
4. Глянцев, Н. И., Котов, В. В., Стекольникова, И. М. (2006). Сорбционные свойства некоторых анионитов и углей при очистке воды от органических веществ. Сорбционные и хроматографические процессы, т. 6, № 2, сс. 302–306.
5. Славинская, Г. В., Селеменев, В. Ф. (2007). Органические вещества как фактор, осложняющий кондиционирование воды промышленного и питьевого назначения. Сорбционные и хроматографические процессы, т. 7, вып. 2, сс. 297–302.
6. Лосев, В. Н., Дидух, С. Л., Буйко, Е. В. (2009). Применение кремнезема, модифицированного полигексаметиленгуанидином и 8-оксихинолин-5-сульфокислотой, для концентрирования и сорбционно-атомно-эмиссионного определения металлов в природных водах. Аналитика и контроль, т. 13, № 1, сс. 33–39.
7. Адеева, Л. Н., Платонова, Д. С., Масоров, М. С., Диденко, Т. А. (2013). Гуминовые кислоты из кремнеземистого сапропеля: ИК-спектроскопический и термический анализ. Бутлеровские сообщения, т. 34, № 6, сс. 65–69.
8. Платонова, Д. С., Адеева, Л. Н. (2015). Химический состав и кислотно-основные свойства гуминовых кислот, выделенных из сапропеля Омской области. Известия Высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология, т. 58, № 8, сс. 35–38.
9. Платонова, Д. С., Диденко, Т. А., Адеева, Л. Н. (2014). Исследование состава гуминовых кислот из сапропеля. Вестник Омского университета, № 2, сс. 87–89.
10. Platonova, D., Didenko, T., Adeeva, L. (2013). Some characteristics of the humic acids emitted from sapropel of Omsk region. In: Applied nanotechnology and nanotoxicology: second international school-conference, Listvyanka, pp. 146–147.
11. Macroporous Weak Base Anion Exchange Resin Purolite A830 (2018). Official product data information. [online] Доступно по ссылке: https://www.purolite.com/product/a830 [дата обращения: 12.09.2018].
12. Адеева, Л. Н., Коваленко, Т. А. (2011). Способ комплексной очистки сточных вод углеродминеральным сорбентом из сапропеля. Патент № 2414430.
13. Коваленко, Т. А., Адеева, Л. Н. (2010). Углеродминеральный сорбент из сапропеля для комплексной очистки сточных вод. Химия в интересах устойчивого развития, т. 18, № 2, сс. 189–195.
14. Адеева, Л. Н., Коваленко, Т. А. (2012). Очистка воды от органических веществ и ионов металлов углеродминеральным сорбентом из сапропеля. Журнал прикладной химии, т. 85, № 4, сс. 535–541.
15. Платонова, Д. С., Гурин, А. В., Адеева, Л. Н. (2016). Модифицированные сорбенты из сапропеля для очистки сточных вод. Экология и промышленность России, т. 20, № 11, сс. 20–25.
16. Адеева, Л. Н., Диденко, Т. А., Платонова, Д. С. (2016). Применение углеродминерального сорбента в реагентно-сорбционной схеме очистки подземной воды. Вода: химия и экология, № 11, сс. 66–71.
17. Гавриленко, М. А., Ветрова, О. В. (2010). Способ получения сорбента для очистки воды от органических веществ. Патент № 2404850.
18. Госстандарт России (1997). ГОСТ 9517-94. Топливо твердое. Методы определения выхода гуминовых кислот. М.: ИПК Издательство стандартов, 8 с.
19. Кокотов, Ю. А., Пасечник, В. А. (1970). Равновесие и кинетика ионного обмена. Л.: Химия, 336 с.
20. Полянский, Н. Г., Горбунов, Г. В., Полянская, Н. Л. (1976). Методы исследования ионитов. М.: Химия, 208 с.
Зубрилов С. П.МИКРОЗАГРЯЗНИТЕЛИ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ ГОРОДОВ
Zubrilov S. P.MICROPOLLUTANTS IN CITY’S DRINKING WATER SUPPLY
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.9–18
Введение: новые химические вещества высокой токсичности требуют новых подходов к их очистке. В статье представлена краткая характеристика современного состояния экосистем. Обозначена проблема, связанная с поступлением в окружающую среду (в том числе в водные объекты) микрозагрязнителей. Указаны основные источники этих веществ и виды воздействия отдельных из них на организм человека. Методы и материалы: дана оценка современных технологий очистки сточных вод, обоснована необходимость их модернизации с целью предотвращения загрязнения водной среды микрозогрязнителями. При этом в качестве основного направления модернизации рассматривается внедрение безреагентных технологий обработки воды, в частности ультразвуковое, возбуждающее кавитацию (кавитационная обработка), и ультрафиолетовое облучения. Рассмотрен вопрос о возможности применения для очистки сточных вод от микрозагрязнителей кавитационной обработки. Результат: в краткой форме представлены теоретические и практические результаты многолетних исследований воздействия кавитации на водные системы. Заключение: приведены примеры успешного внедрения кавитационных технологий в практику очистки сточных вод.
Ключевые слова: микрозагрязнители, кавитация, спиральная камера, очистка, сточные воды, водные объекты.
Список литературы: 1. Брызгало, В. А., Никоноров, А. М., Решетняк, О. С. (2013). Изменчивость экологического состояния речных зон устьевых экосистем крупных рек России. Вода: химия и экология, № 12, сс. 15–21.
2. Росгидромет (2006). РД 52.24.661—2004. Рекомендации по оценке риска антропогенного воздействия приоритетных загрязняющих веществ на поверхностные воды суши. М.: Метеоагенство Росгидромета, 22 с.
3. Эльпинер, Л. И. (2009). Влияние водного фактора на формирование здоровья человека. Вода: химия и экология, № 3, сс. 6–10.
4. Эльпинер, Л. И. (1983). Проблемы питьевого водоснабжения в США. М.: Наука, 168 с.
5. Эльпинер, Л. И., Бейм, В. М. (1982). Экологические аспекты современной гигиены воды. Водные ресурсы, № 2, сс. 3–19.
6. Черников, Н. А., Бегунов, П. П., Дюба К. М. (2012) Еще раз к вопросу о законодательной базе в области водоснабжения и водоотведения. Вода и экология: проблемы и решения, № 2–3, сс. 6–12.
7. Рахманин, Ю. А. (ред.) (2011). Итоги и перспективы научных исследований по проблемам экологии человека и гигиены окружающей среды. М.: Центра стратегического планирования, 280 с.
8. Багров, В. В., Графов, Д. Р., Десятов, А. В. (2013). Возможность интенсификации окислительно-востановительных процессов при очистке воды за счет использования эффекта кавитации. Вода: химия и экология, № 12, сс. 35–37.
9. Батоева, А. Н., Асеев, Д. Г., Сизых, М. Р., Хандархаева, М. С. (2011) Перспективы применения низко-напорной гидродинамической кавитации в процессах очистки сточных вод. Вода: химия и экология, № 9, сс. 27–31.
10. Ульянов, А. Н. (2009). Технология лазурь – новый шаг в обеззараживании воды и стоков. Вода: химия и экология, № 3, сс. 11–15.
11. Зубрилов, С. П. (1989). Физическая активация растворов. Л.: Внешторгиздат, 187 с.
12. Маргулис, М. А. (1984). Основы звукохимии: химические реакции в акустических полях. М. Высшая школа, 272 с.
13. Зубрилов, С. П. (2008). Физико-химические свойства воды и прикладные аспекты гидродинамической кавитации. СПб.: СПГУВК, 111 с.
14. Ивченко, В. М., Кулагин, В. А., Немчин, А. Ф. (1990). Кавитационная технология. Красноярск: КГУ, 200 с.
15. Зубрилов, С. П., Селиверстов, В. М., Браславский, М. И., Филиппов, А. Н. (1983). Генератор кавитации. Патент № 1233578.
16. Зубрилов, С. П. (1993). Очистка органо-металлосодержащих сточных вод на заводах передвижными установками по безреагентным технологиям. СПб.: СПГУВК, 78 с.
17. Растрыгин, Н. В. (1997). Применение в судовой энергетической установке ультразвуковой кавитации для очистки нефтесодержащих вод. канд. техн. наук. Санкт-Петербург.
18. Зубрилов, С. П., Селиверстов, В. М., Браславский, М. И. (1989). Ультразвуковая кавитационная обработка топлив на судах. Л.: Судостроение, 80 с.
19. Зубрилов, С. П., Зубрилов, А. С. (1997). Способ очистки загрязненных вод. Патент № 2078048.
20. Сиротюк, М. Г. (1970). Стабилизация газовых пузырьков в воде. Акустический журнал, т. 16, вып. 2, сс. 286-290
21. Сиротюк, М. Г. (2008). Акустическая кавитация. М.: Наука, 271 с.
22. Кулагин, В. А. (2004). Методы и средства технологической обработки многокомпонентных сред с использованием эффектов кавитации. д-р. техн. наук. Красноярск.
23. Криволуцкий, А. С. (2007). Повышение эффективности работы тепловых сетей за счет кавитационной обработки воды. канд техн. наук. Красноярск.
24. Евстигнеев, В. В. (2012). Совершенствование технологии кондиционирования сточных вод энергетических систем и комплексов. канд. техн. наук. Красноярск.
25. Шиян, Л. Н. (2004). Химия воды и водоподготовка. Томск: ТПУ, 72 с.
26. Всемирная организация здравоохранения (2011). Фармацевтические средства в питьевой воде. [online] Доступ по ссылке: http://www.who.int/water_sanitation_health/emerging/info_sheet_pharmaceuticals/ru/ [дата обращения 09.01.2018]
27. Баренбойм, Г. М., Чиганова, М. А. (2015). Загрязнение природных вод лекарствами. М.: Наука, 285с
28. Зубрилов, С. П. (2015). Питьевая вода городов. Технологии очистки вод. СПб.: ГУМРФ, 154 с.
29. Зубрилов, С. П, Потапов, И. О., Яковлев, А. В. (2017). Комплексное использование водных объектов. СПб.: ГУМРФ, 136 с.
Койда А. Н.ЗАМЕНА ОБОРУДОВАНИЯ В СЛОЖНЫХ ВОДОПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ
Koida A. N.REPLACEMENT OF THE EQUIPMENT IN COMPLEX WATER SUPPLY SYSTEMS
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.19–23
Введение: элементы систем водоснабжения имеют ограниченный срок нормальной (исправной) эксплуатации. Правильная и разумная организация обслуживания таких систем является достаточно сложной задачей. На последовательность замен оборудования существенное влияние оказывает как стоимость приобретаемого на замену нового оборудования, так и стоимость ремонта изношенного оборудования, а также затраты связанные с простоями самого оборудования и всей системы в целом. Методы и материалы: для обоснования необходимости грамотной организации процесса обслуживания сложных водопроводных систем используется общий алгоритмический метод ветвей и границ. Результаты: предложено математическое решение выбора оптимального алгоритма организации последовательности замен оборудования в водопроводных системах. Рассмотрены стратегии замен как после выработки ресурса одного агрегата, так и при замене всех агрегатов одновременно. Заключение: предложенная стратегия замен может использоваться при планировании ремонтов (замен) во внутренних водопроводных сетях зданий.
Ключевые слова: существенное состояние, обслуживание оборудования, системы водоснабжения, простой оборудования, замена агрегатов, стратегия замен.
Список литературы: 1. Корбут, А. А., Филькельштейн, Ю. Ю. (1969). Дискретное программирование. М.: Наука, 368 с.
2. Кофман, А. (1975). Введение в прикладную комбинаторику. М.: Наука, 480 с.
3. Сигал, И. Х., Иванова, А. П. (2002). Введение в прикладное дискретное программирование: модели и вычислительные алгоритмы. М.: Физматлит, 240 с.
4. Присыпкин, М. А., Сигал, И. Х. (2005). Исследование алгоритмов параллельных вычислений в задачах дискретной оптимизации ранцевого типа. Журнал вычислительной математики и физики, т. 45, № 10, сс. 1801–1809.
5. Присыпкин, М. А., Сигал, И. Х., Галимьянова, Н. Н. (2005). Алгоритмы параллельных вычислений для решения некоторых классов задач дискретной оптимизации. М.: ВЦ РАН, 43 с.
6. Зойтендек, Г. (1963). Методы возможных направлений. М.: Издательство иностранной литературы, 175 с.
7. Рыбашов, М. В., Дудников, Е. Е. (1970). Градиентные методы решения линейных равенств, неравенств и задач линейного программирования на АВМ. М.: Советское радио, 144 с.
8. Land, A. H., Doig, A. G. (1960). An automatic method of solving discrete programming problems. Econometrica, vol. 28, pp. 497–520.
9. Little, J.D.C., Murty, K.G., Sweeney, D.W., Karel, C. (1963). An algorithm for the traveling salesman problem. Operations Research, vol. 11, pp. 972–989.
10. Береснев, В. Л., Гимади, Э. Х., Дементьев, В. Т. (1978). Экстремальные задачи стандартизации. Новосибирск: Наука, 336 с.
11. Рейнгольд, Э., Нивергельт, Ю., Део, Н. (1980). Комбинаторные алгоритмы. Теория и практика. М.: Мир, 478 с.
12. Меламед, И. И., Сергеев, С. И., Сигал, И. Х. (1969) Задача коммивояжера. Точные алгоритмы. Автоматика и телемеханика, № 10, сс. 3–29.
13. Данциг, Дж. (1966). Линейное программирование, его обобщения и применения. М.: Прогресс, 602 с.
14. Иоффе, А. Д., Тихомиров, В. М. (1968). Двойственность выпуклых функций и экстремальные задачи. Успехи математических наук, № 6, сс. 51–116.
15. Аксенова, О. П., Аксенов, К. А., Попов, М. В., Неволина, А. Л. (2012). Решение задачи замены оборудования сети связи на основе интеграции объектно-ориентированного подхода, экспертных систем и деревьев решений. Современные проблемы науки и образования, № 6 [online] Доступно по ссылке: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=7931 [дата обращения: 13.09.2018].
16. Соловьева, М. Х. (2008). Методы эффективного управления процессом замены оборудования предприятия. канд. техн. наук, Москва.
Косарев А. В., Атаманова О. В., Тихомирова Е. И., Истрашкина М. В.КИНЕТИКА АДСОРБЦИИ 2-МЕТИЛАНИЛИНА МОДИФИЦИРОВАННЫМ БЕНТОНИТОМ ПРИ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД
Kosarev A. V., Atamanova O. V., Tikhomirova E. I., Istrashkina M. V.KINETICS OF ADSORPTION OF 2-METHYLALININE BY MODIFIED BENTONITE AT SEWAGE TREATMENT
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.24–31
Введение: в настоящее время возрастает актуальность разработки подходов к решению проблемы очистки сточных вод на основе разработки технологий, основанных на применении адсорбционных процессов. Методы и результаты: работа выполнена на основе моделирования кинетики адсорбции 2-метиланилина бентонитом, модифицированным поверхностно-активными веществами. Результат: установлено, что эффективность адсорбции увеличивается в ряду: этиленгликоль-глицерин-полиэпоксид. Предложена кинетическая модель, позволяющая определить взаимосвязь степени извлечения загрязнителя из воды с кинетическими характеристиками процесса адсорбции. В этом же ряду возрастают коэффициент диффузии, динамическая адсорбционная емкость, коэффициент защитного действия адсорбента и снижается период полуотработки адсорбционной емкости. Данные закономерности объясняются увеличением межслоевого расстояния при модификации адсорбента, снижением полярности микроокружения адсорбата в структуре модифицированного адсорбента и возрастанием эффективности взаимодействия адсорбента и модификатора. Предельная емкость модифицированного бентонита возрастает по сравнению с немодифицированным: в 2,1 раза при модификации бентонита этиленгликолем; в 2,4 раза — при модификации глицерином; в 3,1 раза — при модификации полиэпоксидом. Заключение: при помощи разработанных моделей возможно усовершенствование адсорбционного процесса очистки промышленных сточных вод от ароматических аминов с помощью модификации алюмосиликатных адсорбентов малополярными поверхностно-активными веществами.
Ключевые слова: адсорбция, бентонит, модификаторы, кинетика, эффективность водоочистки
Список литературы: 1. Ануров, С. А., Анурова, Т. В., Секу, Б. (2012). Кинетика адсорбции автомобильных расходных жидкостей из водной среды глинистыми материалами. Вода: химия и экология, № 6, сс. 70–75.
2. Бадмаева, С. В., Ханхасаева, С. Ц. (2014). Оценка эффективности сорбции ионов железа на бентонитовой глине Мухорталинского месторождения. Вода: химия и экология, № 5, сс. 110–115.
3. Ермаков, Д. В., Свиридов, А. В., Ибатулина, Ю. Р. (2004). Извлечение катионов меди (II) с помощью коллоидных сорбентов. Известия Челябинского научного центра, № 1 (22), сс. 164–168.
4. Иванов, В. Б. и др. (2014). Адсорбция и молекулярная динамика низкомолекулярных веществ на наночастицах модифицированного монтмориллонита. Химическая физика, т. 33, № 3, сс. 84–91.
5. Карнаухов, А. П. (1999). Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука, 470 с.
6. Коренман, И. М (1970). Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений. M.: Химия, 343 c.
7. Ланина, Т. Д. (2009). Применение природных сорбентов для очистки буровых сточных вод. Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе, № 9, сс. 55–56.
8. Микитаев, А. К., Каладжян, А. А., Леднев, О. Б. и др. (2004). Нанокомпозитные полимерные материалы на основе органоглин. Пластические массы, № 12, сс. 45–50.
9. Тарасевич, Ю. И., Трифонова, М. Ю., Бондаренко, С. В. и др. (2010). Взаимодействие кристаллического фиолетового с природными и модифицированными органическими катионами слоистыми силикатами. Коллоидный журнал, т. 72, № 4, сс. 555–559.
10. Тарасевич, Ю. И., Поляков, В. Е., Трифонова, М. Ю. (2013). Микрокалориметрическое исследование взаимодействия воды с поверхностью каолинита, модифицированного полигексаметиленгуанидином. Коллоидный журнал, т. 75, № 1, сс. 123–127.
11. Gullick, R. W., Weber, W. J. (2001). Evaluation of Shale and Organoclays as Sorbent Additives for Low-permeability Soil Containment Barriers. Environmental Science&Technology, vol. 35, issue 7, pp. 1523–1530.
12. Ismadji, S., Soetaredjo, F. E., Ayucitra, A. (2015). Modification of Clay Minerals for Adsorption Purpose. In: Clay Materials for Environmental Remediation, Jaipur, pp. 39–56.
13. Khenifi, A., Bouberka, Z., Sekrane, F. (2007). Adsorption study of an industrial dye by an organic clay. Adsorption, vol. 13, issue 2, pp. 149–158.
14. Ma, J., Xu, H., Ren, J. H. (2003). A new approach to polymer/montmorillonite nanocomposites. Polymer, vol. 44, № 16, pp. 4619–4624.
15. Miyamoto, N. (2000). Adsorption and aggregation of a cationic cyanine dye on layered clay minerals. Applied Clay Science, vol. 16, pp.161–170.
16. Sandy, Maramis, V., Kurniavan, A. (2012). Removal of copper ions from aqueous solution by adsorption using LABORATORIES-modified bentonite (organo-bentonite). Frontiers of Chemical Science and Engineering, vol. 6, issue 1, pp. 58–66.
17. Vaia, R. A., Giannelis, E. P. (1997). Polymer Melt Intercalation in Organically-Modified Layered Silicates: Model Predictions and Experiment. Macromolecules, vol. 30, pp. 8000–8009.
Петевотян Р. А., Карамян А. С.УЛУЧШЕНИЕ РАБОТЫ ПЛОТИННОГО ВОДОЗАБОРНОГО УЗЛА НА ГОРНЫХ РЕКАХ В ЦЕЛЯХ ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ
Petevotyan R. A., Karamyan A. S.IMPROVEMENT OF DIVERSION DAM UNIT OPERATION ON MOUNTAIN RIVERS FOR SUPPLY IN SETTLEMENTS
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.32–38
Введение: в Республике Армения для хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов в основном используются подземные водоисточники, которые не нуждаются в очистке. В тех регионах, где отсутствуют подземные источники или эти ресурсы существуют в недостаточном количестве, в качестве водоисточника используются горные реки. Существующие конструкции сооружений водоприемных узлов, сложные условия эксплуатации систем водоснабжения, питающихся из горных рек, приводят к существенному снижению качества водоснабжения. Опыт эксплуатации водозаборных узлов, построенных на горных реках, показывает, что особенности этих рек являются: большое сезонное колебание расходов — до 100 и более раз; огромное количество взвешенных веществ в период паводка — мутность воды до 10 тыс. мг/л и более; содержание в водном потоке донных наносов, плавника, шуги и т. д. создают эксплуатационные проблемы. Весь объем водохранилища плотинного водозабора наполняется внезапно поступающими наносами, засоряются сооружения предварительной очистки воды (песколовки, отстойники). Цель исследования: выявление недостатков конструктивных решений водоприемных сооружений, для разработки правил проектирования и дальнейшего обеспечения условий их нормального функционирования. Результаты: проектирование водозаборных сооружении на горных реках для систем водоснабжения населенных пунктов не регламентируется специальными строительными нормами и правилами. На основании анализа существующей по этой проблеме литературы и опыта эксплуатации, разработана общая схема водозаборного узла на горных реках. Предложенная схема целесобразно принимать для плотинных водозаборов на верхних участках горных рек. Заключение: по разработанной схеме регулируется речной поток, поступающий на водоприемный бассейн и на сооружение предварительной очистки воды, что способствует эффективной предварительной очистки воды и повышению надежности работы систем водоснабжения в целом.
Ключевые слова: верхние участки горных рек, плотинные водозаборные сооружения, донные наносы, взвешенные вещества, предварительная очистка речных потоков, паводок, регулирование речного потока, верхний и нижний бьеф, забравная стена.
Список литературы: 1. Алтунин, С. Т. (1950). Регулирование русел рек при водозаборе. М.: Сельхозгиз, 248 с.
2. Алтунин, С. Т. (1962). Регулирование русел. М.: Сельхозгиз, 352 с.
3. Асатрян, О. (2017). Улучшение работы горизонтальных отстойников предварительной очистки воды. Научные труды Национального университета архитектуры и строительства Армении, т. III, вып. 66, сс. 3–9.
4. Асатрян, О. (2016). Особенности работы водоприемных сооружений на горных реках и пути их улучшения. Научные труды Национального университета архитектуры и строительства Армении, т. IV, вып. 63, сс. 19–24.
5. Бондарь, Ф. И., Ереснов, Н. В., Семенов, С. И., Суров, И. Е. (1963). Специальные водозаборные сооружения. М.: ГИЛСАС, 362 с.
6. Васильева, И. А., Журавлев, Г. И., Корюкин, С. Н. (1978). Гидротехнические сооружения. М.: Стройиздат, 647 с.
7. Волков, И. М., Кононенко, П. Ф., Федичкин, И. К. (1968). Гидротехнические сооружения. М.: Колос, 464 с.
8. Гришин, М. М. (ред.) (1979). Гидротехнические сооружения. М.: Высшая школа, 615 с.
9. Логинов, Г. И. (2007). Русловые и гидравлические процессы при водозаборе из горных рек в гидроэнергетические и ирригационные системы. автореф. дис. докт. тех. наук, Бишкек.
10. Мамедов, А. Ш. (2001). Способы очистки горизонтальных отстойников. Водоснабжение и санитарная техника, № 12, сс. 15–16.
11. Мамедов, А. Ш. (2003). Водозаборно-очистные сооружения для горных рек. Водоснабжение и санитарная техника, № 8, сс. 18–19.
12. Недрига, В. П. (ред.) (1983). Справочник проектировщика. Гидротехнические сооружения. М.: Стройиздат, 543 с.
13. Николадзе, Г. И., Сомов, М. А. (1995). Водоснабжение. М.: Стройиздат, 688 с.
14. Орлов, Е. В. (2015). Водозаборные сооружения. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 136 с.
15. Петевотян, Р. А.., Саакян, А.., Саркисян, В. (2015). Изменение теплового режима рек Республики Армения в результате хозяйственной деятельности. Известия Национального университета архитектуры и строительства Армении, т. I, вып. 45, сс. 3–7.
16. Петевотян, Р. А., Асатрян О. (2017). Использование габионных структур для регулирования русла и совместного приема поверхностных и подрусловых стоков горных рек. Известия Национального университета архитектуры и строительства Армении, № 4(57), сс. 59–63.
17. Минстрой России (2004). СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: ФГУП ЦПП, 128 с.
18. Хачатрян, А. Г. (1957). Отстойники на оросительных системах. М.: Сельхозгиз, 342 с.
19. Чугаев, Р. Р. (1985). Гидротехнические сооружения, ч. II. М.: Агропромиздат, 302 с.
20. Wegelin, M. (1997). Traitement d'Eau de surface par des Prefiltres a Gravier. Dübendorf: Centre de cooperationsuisse pour la technologie et la management, 82 p.
Попович В. Ф., Дунаева Е. А.ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТАНДАРТИЗИРОВАННОГО ИНДЕКСА ОСАДКОВ ДЛЯ АНАЛИЗА РЕЖИМА РАБОТЫ ВОДОХРАНИЛИЩ
Popovych V. F., Dunaieva Ie. A.STANDARDIZED PRECIPITATION INDEX USAGE FOR RESERVOIRS OPERATION REGIME ANALYSIS
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.39–47
Введение: проанализирована взаимосвязь уровня доступности водных ресурсов водохранилищ городского водного цикла засушливой зоны с значениями стандартизированного индекса осадков (Standardized Precipitation Index, SPI). Научная новизна работы заключается в выявлении возможности использования SPI при принятии адекватных управляющих решений, связанных с необходимостью существенного ограничения использования водных ресурсов. Методы и материалы: водообеспеченность территории проанализирована с помощью стандартизированного индекса осадков, использованы временные интервалы SPI с периодами от полугода и более. Результаты: на примере городского водного цикла г. Симферополя показана взаимосвязь суммарного дефицита водного баланса города и периодов низких значений SPI, особенно при совместном анализе годового, двух- и трехлетнего циклов. Заключение: предложено использовать SPI, наряду с инструментарием гидрологического и агрогидрологического моделирования для прогнозирования наступления водохозяйственной засухи в водоограниченных регионах. Для моделирования наступления вододефицитных периодов Симферопольского водохранилища наиболее эффективно совместное использование 24-х и 36-ти месячных расчетных интервалов SPI.
Ключевые слова: обеспеченность, водные ресурсы, доступность, водохранилище, стандартизированный индекс осадков
Список литературы: 1. Дунаева, Е. А., Попович, В. Ф., Ляшевский, В. И. (2015). Анализ динамики количественных и качественных характеристик водных ресурсов с использованием открытых ГИС и агрогидрологических моделей. Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(17), cc. 127–141.
2. Дюличев, В. П. (2005). Рассказы по истории Крыма. Симферополь: Квадранал, 320 с.
3. Королюк, В. С., Портенко, Н. И., Скороход, А. В., Турбин, А. Ф. (1985). Справочник по теории вероятностей и математической статистике. М.: Наука, 640 с.
4. Минприроды России (2011). Методические указания по разработке правил использования водохранилищ. Утв. приказом Мин. природных ресурсов и экологии РФ № 17 от 26.01.2011. [online] Доступно по ссылке: http://www.gostrf.com/normadata/1/4293791/4293791463.pdf [дата обращения 14.05.2018].
5. Мотовилов, Ю. Г., Балыбердин, В. В., Гарцман, Б. И. (2017). Краткосрочный прогноз притока воды в Бурейское водохранилище на основе модели ECOMAG с использованием метеорологических прогнозов. Водное хозяйство России, № 1, сс. 78–102.
6. Попович, В. Ф., Дунаева, Е. А. (2015). Моделирование притока в водохранилища для оценки доступности водных ресурсов в рамках городского водного цикла. Пути повышения эффективности орошаемого земледелия, № 2(58), сс. 114–120.
7. Пьянков, С. В., Шихов, А. Н. (2017). Геоинформационное обеспечение моделирования гидрологических процессов и явлений. Пермь: Перм. гос. нац. исслед. ун-т, 148 с.
8. Свобода, М., Хайес, М., Вуд, Д. (2012). Руководство для пользователей стандартизированного индекса осадков. Всемирная Метеорологическая Организация (ВМО-№ 1090). [online] Доступно по ссылке:
http://www.droughtmanagement.info/literature/WMO_standardized_precipitation_index_user_guide_ru_2012.pdf [дата обращения: 25.05.2018].
9. Стрелец, Б. И. (ред.) (1987). Справочник по водным ресурсам. К.: Урожай, 304 с.
10. Arnold, J. G., Kiniry, J. R., Srinivasan, R. (2012). Soil and Water Assessment Tool. Input/Output Documentation. Version 2012. Technical report: № 439. Доступно по ссылке: https://swat.tamu.edu/documentation/ [дата обращения: 11.05.2018]
11. Arnold, J. G., Moriasi, D. N., Gassman, P. W. (2012). SWAT: model use, calibration, and validation. Trans. ASABE, vol. 55(4), pp. 1491–1508.
12. Guttman, N. B. (1999). Accepting the Standardized Precipitation Index: a calculation algorithm. Journal of the American water resources association, JAWRA, vol. 35, № 2, pp. 311–322.
13. Leon, L. F. (2014). MapWindow Interface for SWAT (MWSWAT). [online] Доступно по ссылке: http:waterbase.org./documents.html [дата обращения: 14.05.2018].
14. McKee, T. B., Doesken, N. J., Kleist, J. (1993). The relationship of drought frequency and duration to time scales. In Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology, Anaheim, CA, USA, 17–22 January 1993, pp. 179–184.
15. Popovych, V., Dunaieva Ie. (2014). Monitoring and Evaluation of Water Availability of the South of Ukraine and Russian Federation with Usage of the Standardized Precipitation Index. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), vol. 3, issue 9, pp. 24–27.
16. Qi, Z. , Kang, G. , Chu, C. (2017). Comparison of SWAT and GWLF Model Simulation Performance in Humid South and Semi-Arid North of China. Water, vol. 9 (567), 19 p.
17. The National Climatic Data Center (NCDC). Доступно по ссылке: ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/gsod (дата обращения: 11.06.2018)
18. Zhang, C., Peng, Y., Chu, J. (2012). Integrated hydrological modelling of small- and medium-sized water storages with application to the upper Fengman Reservoir Basin of China. Hydrol. Earth Syst. Sci., vol. 16, pp. 4033–4047.
Старчак В. Г., Цыбуля С. Д., Иваненко К. Н., Буяльская Н. П., Костенко И. А.ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОДООЧИСТКИ — ПУТЬ К ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЮ
Starchak V. G., Tsybulia S. D., Ivanenko K. N., Buialska N. P., Kostenko I. A.IMPROVING WATER PURIFICATION EFFICIENCY AS A WAY TO ENVIRONMENTAL SAFETY AND RESOURCE SAVING
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.48–53
Введение: прогрессирующее техногенное загрязнение водоемов не только ухудшает качество воды, но и создает высокий уровень экологической опасности в связи с риском техногенных аварий на оборудовании водоочистки, водоотведения и водоснабжения, трубопроводах. Это требует разработки новых защитных композиций не только с высокой эффективностью водоочистки, особенно от тяжелых металлов, но и одновременно повышающих стойкость оборудования, трубопроводов к наиболее опасным коррозионно-механическим разрушениям (основной причине техногенных аварий). Методы и материалы: для разработки таких защитных композиций исследовали новые синергичные полифункциональные добавки, способные реагировать не только с загрязнителями воды, но и с поверхностными атомами металла. Оптимальную синергичную добавку определяли компьютерным моделированием. Результаты: предложена синергичная защитная композиция на вторичном сырье (с утилизацией региональных отходов). Заключение: предложенная синергичная защитная композиция при использовании в комплексной водоочистке позволяет обеспечить надежную эксплуатацию оборудования, трубопроводов, повысить экологическую безопасность водоемов.
Ключевые слова: водоочистка от тяжелых металлов, защитная композиция, повышение стойкости оборудования к коррозионно-механическому разрушению и техногенным авариям.
Список литературы: 1. Данилов-Данильян, В. И. (ред.) (1997). Экология, охрана природы и экологическая безопасность. М.: Наука, 424 с.
2. Реймерс, Н. Ф. (1990). Природопользование. М.: Наука, 634 с.
3. Ваганов, П. А. (2002). Человек. Риск. Безопасность. СПб: Издательство Санкт-Петербургского университета, 160 с.
4. Орлов, Д. С., Садовникова, Л. К., Лозановская, И. Н. (2002). Экология и охрана биосферы при химическом загря-знении. М.: Высшая школа, 334 с.
5. Походня, І. К. (ред.) (1998). Сучасне матеріалознавство ХХІ ст. Киев: Наукова думка, 658 с.
6. Шлугер, М. А., Ажогин, Ф. Ф., Ефимов, Е. А. (1995). Коррозия и защита металлов. М.: Металлургия, 216 с.
7. Старчак, В. Г. (1992). Влияние коррозионной ситуации на состояние экосистем. Монтажные и спецработы в строительстве, № 10, сс. 11–12.
8. Козьменко, С. Н. (1997). Экономика катастроф. Киев: Наукова думка, 203 с.
9. Белов, С. В. (2006). Охрана окружающей среды. М.: ИНФРА, 425 с.
10.Сидоренко, С. Н., Черных, Н. А. (2002). Коррозия металлов и вопросы экологической безопасности магистра-льных трубопроводов. М.: РУДН, 83 с.
11. Мельник, Л. Г. (2002). Екологічна економіка. Суми: Університет. книга, 346 с.
12. Старчак, В. Г., Цибуля, С. Д., Буяльська, Н. П. (2012). Вплив екологічної ситуації на протикорозійний захист ме-талоконструкцій. Фіз.-хім. механіка матер., спецвип. № 9, т. 2, сс. 767–772.
13. Давыдова, С. Л., Тагасов, В. И. (2002). Тяжелые металлы как супертоксиканты ХХI века. М.: РУДН, 140 с.
14. Стадницкий, Г. В., Родионов, А. И. (1998). Экология. М.: Высшая школа, 298 с.
15. Корте, Ф. (1997). Экологическая химия. М.: Мир, 188 с.
16. Головко, А. И., Куценко, С. А. (1999). Экотоксикология. М.: НИИХВ СПбГУ, 452 с.
17. Цибуля, С. Д. (2004). Запобігання техногенних аварій підвищенням корозійної тривкості металоконструкцій. Еко-логія довкілля та безпека життєдіяльності, № 4, сс. 35–41.
18. Старчак, В. Г., Буяльська, Н. П., Цибуля, С. Д. (2004). Наукові основи підвищення екологічної безпеки металоко-нструкцій у протикорозійному захисті. Фіз.-хім. механіка матер., спецвип. № 4, т. 2, сс. 853–859.
19. Старчак, В. Г., Алексеенко, С. А., Буяльская, Н. П. (2008). Роль гетероатомов в образовании металлохелатных наноструктур при поверхностной модификации материалов. Наноструктурное материаловедение, № 2–4, сс. 70–84.
20. Хільчевський, В. К. (1999). Водопостачання та водовідведення. Гідрологічні аспекти. Киев: КДУ, 319 с.
21. Жук, Н. П. (2006). Курс теории коррозии и защиты металлов. М.: Альянс, 472 с.
22. Старчак, В. Г., Мачульський, Г. М., Цибуля, С. Д., Мачульський, О. М. (2014). Оцінка техногенного впливу на екологічну безпеку техноприродних систем. Стандартизація. Сертифікація. Якість, № 3(88), сс. 53–58.
23. Гордон, А., Форд, Р. (1986). Спутник химика. М.: Мир, 543 с.
24. Бабей, Ю. И., Сопрунюк, Н. Г. (1991). Защита стали от коррозионно-механических разрушений. Киев: Техника, 126 с.
25. Walters, F. H. (1991). Design of Corrosion inhibitors use the Hard and Soft Acid-Base (HSAB) Theory. Chemical Edu-cation, vol. 68, № 1, pp. 29–31.
ЭКОЛОГИЯ
Дрегуло А. М., Кудрявцев А. В.ТРАНСФОРМАЦИЯ ТЕХНОПРИРОДНЫХ СИСТЕМ ВОДООТВЕДЕНИЯ В ОБЪЕКТЫ ПРОШЛОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА: ПРОБЛЕМЫ НОРМАТИВНО-ЗАКОНОДАТЕЛЬНОЙ БАЗЫ
Dregulo A. M., Kudryavtsev A. V.TRANSFORMATION OF TECHNO-NATURAL SYSTEMS OF WATER TREATMENT TO OBJECTS OF PAST ENVIRONMENTAL DAMAGE: PECULIARITIES OF THE LEGAL AND REGULATORY FRAMEWORK
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.54–62
Введение: при эксплуатации техноприродных систем водоотведения, в частности иловых площадок, отмечаются существенные недостатки, связанные с технологическими и конструкционными нарушениями, практически всегда сопряженных с негативным воздействием на окружающую среду. Причиной этому служат, в частности, противоречия нормативных и законодательных требований. Методы и материалы: в качестве метода исследования использован анализ понятийного аппарата рационального природопользования, ряда природоохранных требований и официальных комментариев надзорных органов. Результаты: выявлены значительные разночтения в понимании природоохранной деятельности при эксплуатации иловых площадок. Показано, что отсутствие ясности в данном вопросе приводит к искажению понимания природопользователями существующего законодательства, что способствует трансформации объектов санитарно-технических сооружений по обработке осадков сточных вод в объекты накопленного экологического ущерба. Заключение: положения статьи могут быть использованы при разработке методологии (мероприятий) по идентификации, систематизации и ликвидации объектов прошлого экологического ущерба в системах ЖКХ, а также в поиске технологически и экономически приемлемых путей утилизации осадков сточных вод.
Ключевые слова: осадки сточных вод, иловые площадки, природопользование, эксплуатация сооружений, природно-хозяйственные системы, нормативно-законодательная база, накопленный экологический ущерб.
Список литературы: 1. Веригина, Е. А. (2000). Интенсификация работы иловых площадок. канд. тех. наук. Московский государственный строительный университет.
2. Госкомсанэпиднадзор России (1997). САНПИН 2.1.7.573-96. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. М.: Минздрав России, 55 с.
3. Дрегуло, А. М. (2016). Проблемы загрязнения окружающей среды осадками иловых карт различных сроков жизненного цикла. Агрохимия, № 8, сс. 88–92.
4. Дрегуло, А. М., Кулибаба, В. В., Гильдеева, И. М. (2016). Иловые площадки как специфические объекты накопленного экологического ущерба (в частном бассейне Финского залива). Общество. Среда. Развитие, № 3 (40), сс. 115–119.
5. Дрегуло, А. М., Витковская, Р. Ф., Петров, А. Н. (2016). Объекты прошлого экологического ущерба и проблемы почвенной утилизации илов и осадков сточных вод. Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1: естественные и технические науки, № 1, сс. 68–71.
6. Дрегуло, А. М., Питулько, В. М. (2018). Анализ технических решений извлечения тяжелых металлов из гетерогенных отходов систем водоотведения. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле, № 2, сс. 27–39.
7. Кулибаба, В. В., Дрегуло, А. М., Витковская, Р. Ф. (2017). Экономика и менеджмент безопасности. Прошлый экологический ущерб. СПб.: Изд. СПбГУПТД, 100 с.
8. Минрегион Росии (2012). СП 32.13330.2012. Канализация. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85. М., 91 с.
9. Панов, В. П., Дрегуло, А . М. (2010). Содержание тяжелых металлов в избыточных илах и осадках биологических очистных сооружений (на примере г. Санкт-Петербурга). Безопасность в техносфере, № 3, сс. 37–39.
10. Панов, В. П., Дрегуло, А. М. (2010). Содержание тяжелых металлов в органических веществах активных илов и осадков сточных вод. Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1: естественные и технические науки, № 4, сс. 33–35.
11. Росприроднадзор (2015). Письмо от 7 декабря 2015 г. № АС-03-02-36/21630 «О направлении разъяснений». [online] Доступно по ссылке: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_195497 [дата обращения 25.06.2018]
12. Минприроды России (2014). Письмо от 18 августа 2014 г. № 05-12-44/18132 «По вопросу разъяснения применения природоохранного законодательства Российской Федерации при отнесении иловых осадков к отходам производства». [online] Доступно по ссылке: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/70646668/#ixzz5JpokxFk1 [дата обращения 27.06.2018].
13. Минстрой России (2015). Письмо от 03.02.2015 № 2279-01/04 «По вопросу отнесения полигона складирования осадка сточных вод к объектам водоотведения». [online] Доступно по ссылке: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_137913/ [дата обращения 28.06.2018].
14. Питулько, В. М., Кулибаба, В. В., Дрегуло, А. М. (2016). Экологические риски Северо-Западного региона в связи с объектами прошлого накопленного ущерба. Региональная экология, № 1 (43), сс. 28–37.
15. Минприроды РФ, Роскомзем (1995). Приказ от 22 декабря 1995 г. № 525/67 «Об утверждении Основных положений о рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы» [online] Доступно по ссылке: http://base.garant.ru/2107557/#ixzz5O2hV89GB [дата обращения 27.06.2018]
16. Комитет Совета Федерации по аграрно-продовольственной политике и природопользованию (2017). Совещание «О практических аспектах утилизации прошедших обработку осадков сточных вод». [online] Доступно по ссылке: http://agrarian.council.gov.ru/activity/activities/other_activities/79450/ [дата обращения 25.06.2018].
17. Соловьянов, А. А. (2016). О ликвидации накопленного (прошлого) экологического вреда. Нефтегазохимия, № 1, сс. 28–33.
18. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (2012). ГОСТ Р 54535-2011. Ресурсосбережение. Осадки сточных вод. Требования при размещении и использовании на полигонах. М.: Стандартинформ, 6 с.
19. Федеральный закон РФ (1998). «Об отходах производства и потребления» № 89-ФЗ от 24.06.1998.
20. Casado-Vela, J., Selles, S., Diaz-Crespo, C., Navarro-Pedreno, J. (2007). Effect of composted sewage sludge application to soil on sweet pepper crop (Capsicum annuum var. annuum) grow under two explotitation regimes. Waste Management, № 27(11), pp. 1509–1518.
21. Song, U., Lee, E. J. (2010). Environmental and economical assessment of sewage sludge compost application on soil and plants in landfill. Resources, Conservation and Recycling, vol. 54, pp. 1109–1116.
22. Wei, Y., Liu, Y. (2005). Effects sewage sludge compost application on crops and cropland in a 3-year study. Chemosphere, vol. 59, pp. 1257–1265.
23. Советский районный суд г. Брянска (Брянская область) (2015). Решение № 2-2400/2015 2-2400/2015(2-8324/2014;)~М-7380/2014 2-8324/2014 М-7380/2014 от 21 июля 2015 г. по делу № 2-2400/2015 [online] Доступно по ссылке: http://sudact.ru/regular/doc/5t46mIvuCrJR/ [дата обращения 19.08.2018]
24. ВладимирOnline.ru (2017). Реабилитация канализационного наследства [online] Доступно по ссылке: http://vladimironline.ru/society/id_120199/ [дата обращения 19.08.2018]
Евдокимов А. А., Кисс В. В.О ТЕХНОЛОГИИ ОТМЫВКИ И СОСТАВЕ РАБОЧИХ ТЕЛ
Evdokimov A. A., Kiss V. V.ABOUT WASHING TECHNOLOGY AND THE WORKING LIQUIDS CONTENT
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.63–67
Введение: воду, захваченную углеводородным слоем в процессе разделения продуктов промывки, можно полностью отделить на специальной станции обезвоживания. Состав используемых жидкостей практически не влияет на качество отмывки и споласкивания оборудования. Учитывая эти особенности, нет необходимости использовать высокоэффективные средства разделения продуктов промывки. Методы и материалы: за основу рабочего тела принят продукт, образованный в результате предыдущей промывки. Результат: предложен оригинальный способ внутренней отмывки оборудования от углеводородных загрязнений. Заключение: предложенный способ позволяет значительно упростить технологическую схему промывочного комплекса, дооборудованного станцией обезвоживания обводнённых углеводородов, отказаться от использования природной воды, снизить энергозатраты и избежать загрязнения природной среды.
Ключевые слова: промывочный комплекс, углеводороды, загрязнение природной среды, станция обезвоживания, разделение эмульсии.
Список литературы: 1. Евдокимов, А. А., Кисс, В. В., Каржаубаев, А. А., Шапошникова, М. М. (2014). Перспективы рационального использования природной воды. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Экономика и экологический менеджмент, № 2(17), сс. 175–182.
2. Евдокимов, А. А. (2015). Теория и практика защиты водоёмов от углеводородных загрязнений. Саарбрюкен: Lambert Academic Publishing, 126 с.
3. Москвин, Л. Н. (2017). Классификация методов разделения. Вестник Санкт-Петербургского университета. Физика и химия, т. 4, №2, сс. 163–214.
4. Магид, А. Б., Насыров, Ф. Ф. (2016). Универсальная схема очистных сооружений. Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний, № 4, сс. 46–48.
5. Коваленко, В. П., Улюкин, Е. А. (2009). Очистка нефтесодержащих поверхностных вод на объектах системы нефтепродуктообеспечения сельскохозяйственных предприятий. Международный технико-экономический журнал, № 5, сс. 40–45.
6. Лурье, И. Е. (1990). О расчёте канализационных отстойников с тонкослойными блоками. Водное хозяйство и гидротехническое строительство, № 19, сс. 41–43.
7. Черкасов, В. Г. (2007). Влияние геометрии тонкослойного пространства на разделительную способность гидровзвеси в гравитационных сепараторах. Горный информационно-аналитический бюллетень, т. 10, сс. 343–349.
8. Фарахов, М. И., Лаптев, А. Г., Афанасьев, И. П. (2005). Сепарация дисперсной фазы из жидких углеводородных смесей в нефтепереработке и энергосбережение. Казань: КГЭУ, 134 с.
9. Назаров, В. В., Кушнаренко, В. Л. (2011). Очистка и сепарация нефтепродуктов реоцентрифугированием. Вестник Оренбургского государственного университета, № 10, сс. 205–210.
10. Мингазетдинов, И. Х., Кулаков, А. А., Газеев, Н. Х. (2016). Новые устройства очистки сточных вод от загрязняющих веществ. Экология и промышленная безопасность, № 2(66), сс. 32–33.
11. Лаптев, А. Г., Фарахов, М. И., Минеев, Н. Г. (2011). Энергоресурсосберегающие модернизации промышленных установок на предприятиях нефтегазохимического комплекса. Вестник Казанского государственного энергетического университета, № 2(9), сс. 150–158.
12. Лаптев, А. Г., Башаров, М. М. (2011). Определение эффективности тонкослойных отстойников при турбулентном режиме. Вода: химия и технология, № 5, сс. 33–39.
13. Евдокимов, А. А., Кисс, В. В. (2016). Тонкослойная сепарация эмульсий. Вода и экология: проблемы и решения, № 1(65), сс. 52–62.
14. Евдокимов, А. А., Богданов, А. Ф., Смолянов, В. М. (2002). Высокоэффективная технология очистки котлов железнодорожных цистерн. В: Повышение надёжности и совершенствование методов ремонта подвижного состава, СПб: ПГУПС, сс. 154–179.
15. Геллер, С. В. (2010). Водомазутная эмульсия — основа устойчивой и экономичной работы котлоагрегатов на любых видах топочного мазута. Экология и промышленность России, № 2, сс. 10–12.
16. Иоффе, О. Б., Евдокимов, А. А. (2010). Результаты испытаний пилотной установки обезвоживания вязких нефтепродуктов. Экология и промышленность России, № 2, сс. 22–25.
17. Евдокимов, А. А., Иоффе, О. Б., Матвеев, В. И. (2008). Станция обезвоживания нефтепродуктов. Патент № 2327504.
18. Евдокимов, А. А. (2008). Способ обезвоживания нефтепродуктов. Патент № 2315803.
19. Евдокимов, А. А, Кисс, В. В, Шерматова, Ф. M. (2017). Двухступенчатый способ очистки поверхности от загрязнений нефтепродуктами. Патент № 2592521.
Ковшов С. В., Гридина Е. Б., Иванов В. В.УСТАНОВКА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ НА КАРЬЕРАХ ОТКРЫТОГО ТИПА ПУТЕМ ОРОШЕНИЯ
Kovshov S. V., Gridina E. B., Ivanov V. V.INSTALLATION FOR MODELING THE PROCESS OF DUST SUPPRESSION IN OPEN-PIT MINES BY WETTING
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.68–75
Введение: угольная пыль, образующаяся при добыче полезных ископаемых, является главным вредным фактором производства и способна участвовать в образовании взрывоопасных смесей. Одним из эффективных методов пылеподавления является орошение пыли водой. Цель исследования — определение оптимальных параметров пылеподавления: давления воды и диаметра форсунки, исследование уровня запыленности при изменении скорости ветра, определение эффективности пылеподавления. Методы и материалы: создание лабораторной установки для орошения пыли, моделирование процесса гидропылеподавления — варьирование давления воды, диаметра форсунки и скорости ветра. Результаты: установлено, что чем выше давление подачи воды и больше диаметр форсунки распыла, тем ниже концентрация пыли в лабораторном стенде. При этом существенную роль играет скорость ветра — максимальный скачок в уровне запыленности достигается при росте скорости ветра от 2 до 4 м/с. Эффективность обеспыливания увеличивается с 82 % при давлении воды 60 бар и диаметре форсунки 0,2 мм до 92 % при давлении воды 120 бар и диаметре форсунки 0,6 мм. Дальнейшее увеличение давления нецелесообразно, вследствие значительного роста энергозатрат. Заключение: предлагаемый принцип очистки от пыли может быть внедрен на карьерах с большим содержанием грунтовых вод. Затраты на очистку карьерных вод довольно велики. Используя простейшую фильтрацию карьерной воды с последующим орошением пылевых поверхностей по системе «труба – шланг – форсунка», можно добиться эффективного обеспыливания добычного борта и карьерных автодорог. Таким образом, нет необходимости во внешнем источнике воды и очистке карьерных вод, что обуславливает экономический эффект.
Ключевые слова: карьер, пылеподавление, пыль, форсунка, орошение.
Список литературы: 1. Kovshov, S., Barkan, M. (2016). Reduction of Dust Emission in Transshipping Processes at Sea Ports. International Journal of Ecology & Development, 31(2), pp. 50–59.
2. Korshunov, G. I., Kovshov, S. V., Safina, A. M. (2017). Dust control methods in open-pit mining. Current state of physical & chemical research. Ecology, Environment and Conservation, vol. 23, issue 2, pp. 883–889.
3. Шувалов, Ю. В., Ильченкова, С. А., Гаспарьян, Н. А., Бульбашев, А. П. (2004). Снижение пылеобразования и переноса пыли при разрушении горных пород. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), № 10, сс. 75–78.
4. Gendler, S. G., Kovshov, S. V. (2016). Investigation into Adhesive Properties of Sodium Carboxymethyl Cellulose Aiming at Development of Dust Suppression Layer. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 7(1), pp. 2084–2090.
5. Kovshov, S. V., Kovshov, V. P. (2014). Biogenic Fixation of Dusting Surfaces. Life Science Journal, 11 (9), pp. 401–404.
6. Gendler, S., Kovshov, S. (2016). Estimation and Reduction of Mining-Induced Damage of the Environment and Work Area Air in Mining and Processing of Mineral Stuff for the Building Industry. Eurasian Mining, 1, pp. 45–49.
7. Коршунов, Г. И., Ковшов, В. П., Ковшов, С. В., Ерзин, А. Х. (2014). Новый химический способ пылеподавления при складировании горной массы. Записки Горного института, 207, сс. 116–120.
8. Коршунов, Г. И., Мазаник, Е. В., Ерзин, А. Х., Корнев, А. В. (2014). Эффективность применения поверхностно-активных веществ для борьбы с угольной пылью. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 3, сс. 55–61.
9. Смирнов, Ю. Д., Каменский, А. А., Иванов, А. В. (2010). Использование пароконденсационного способа пылеподавления при различных технологических операциях добычи полезных ископаемых. Записки Горного института, 186, сс. 82–85.
10. Смирнов, Ю. Д., Иванов, А. В. (2013). Определение оптимальных параметров пневмогидравлической форсунки для наиболее экономичного и эффективного пылеподавления. Записки Горного института, 203, сс. 98–103.
11. Смирнов, Ю. Д., Ковшов, С. В., Иванов, А. В. (2012). Разработка инновационного пылеподавляющего устройства для условий северных регионов. Записки горного института, 195, сс. 133–137.
12. Каменский, А. А. (2011). Исследования коагуляции пылевой фракции при применении аэропенного способа пылеподавления. Записки Горного института, 189, сс. 138–140.
13. Wang, D., Lu, X., Wang, H., Chen, M. (2016). A new design of foaming agent mixing device for a pneumatic foaming system used for mine dust suppression. International journal of mining science and technology, 26(2), сс. 187–192.
14. Далбаева, Е. П. (2014). Обоснование эффективных мер борьбы с пылью на карьерах криолитозоны. Записки Горного института, 207, сс. 110–111.
15. Seaman, C. E., Shahan, M. R., Beck, T. W., Mischler, S. E. (2018). Comparison of the CAS-POL and IOM samplers for determining the knockdown efficiencies of water sprays on float coal dust. Journal of occupational and environmental hygiene, vol. 15, issue 3, pp. 214–225.
16. Wang, H., Wang, C., Wang, D. (2017). The influence of forced ventilation airflow on water spray for dust suppression on heading face in underground coal mine. Powder Technology, 320, pp. 498–510.
17. Cybulski, K., Malich, B., Wieczorek, A. (2015). Evaluation of the effectiveness of coal and mine dust wetting. Journal of Sustainable Mining, 14(2), pp. 83–92.
18. Yao, Q., Xu, C., Zhang, Y., Zhou, G., Zhang, S., & Wang, D. (2017). Micromechanism of coal dust wettability and its effect on the selection and development of dust suppressants. Process Safety and Environmental Protection, 111, pp. 726–732.
19. Kovshov, S., Kovshov, V. (2015). Chemical Technology of Dust Suppression on Open-Pit Mines. International Journal of Ecology & Development, 30(3), pp. 55–67.
20. Kovshov, S., Erzin, A., Kovshov, V. (2015). Bonding dust with environmentally safe compositions on open dust-forming surfaces in coal producing enterprises. International Journal of Ecology & Development, 30(1), pp. 11–23.
Юрлов А. А., Сунцова Н. А., Мусихина Т. А., Земцова Е. А., Кошкина Н. А., Девятерикова С. В., Казиенков С. А.ВЛИЯНИЕ СТОКОВ ПРОИЗВОДСТВА ФТОРПОЛИМЕРОВ НА БИОТУ
Iurlov A. A., Suntsova N. A., Musikhina T. A., Zemtsova E. A., Koshkina N. A., Devyaterikova S. V., Kazienkov S. A. EFFECTS OF EFFLUENT PRODUCTION OF FLUOROPOLYMERS ON BIOTA
DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.76–84
Введение: производственная деятельность человека, ее влияние на природные компоненты требует изучения и разработки научно обоснованных мер по снижению экологических последствий. Особое место занимают вопросы влияния на биоту отходов производства, содержащих комплекс поллютантов нового поколения, воздействие которого на окружающую среду во многом не изучено. К такого рода отходам можно отнести маточные растворы СКФ-26 — жидкие отходы производства фторполимеров. Сейчас остро стоят вопросы утилизации этих отходов из-за их химической и биологической инертности. Методы и материалы: изучено влияние МР СКФ-26 на тест-объекты разных систематических групп. Оценка токсичности производилась согласно научным разработкам и действующим нормативам в области фитотестирования, жизнеспособность клеток цианобактерий изучалась тетразольно-топографическим методом. Также применялись анафазно-метафазный метод анализа и микроядерный тест микропрепаратов. Результат: показано, что всхожесть семян горчицы белой (Sinapis alba L.), выживаемость Daphnia Magna Straus и цианобактерий (Nostoc paludosum Kutz) снижаются под воздействием маточного раствора СКФ-26 при снижении кратности его разбавления. У сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) митотическая активность понижается, а доля цитогенетических нарушений повышается со снижением степени разбавления указанного маточного раствора. Заключение: доказано негативное влияние МР на биоту и необходимость утилизации МР, исключающей его сброс в окружающую среду.
Ключевые слова: поллютанты, фторполимеры, маточные растворы, биотестирование, цитогенетика, анафазно-телофазный метод.
Список литературы: 1. Алексеев, В. А. (1989). Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев. Лесоведение, 4, сс. 51–57.
2. Алов, И. А. (1965). Патологии митоза. Вестник АМН СССР, № 11, с. 58–66.
3. Амосова, А. А. (2004). Эколого-генетическая оценка влияния солей тяжелых металлов на лук репчатый в условиях модифицирующего эффекта активного ила. автореф. дис. канд. биол. наук. Самара.
4. Белоусов, М. В. (2011). Влияние тяжелых металлов на цитогенетическую изменчивость сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). канд. биолог. наук. Воронеж.
5. Воловик, Е. В. (2015). Механизм выживания бактерий в окружающей среде. [online] Доступно по ссылке: https://www.scienceforum.ru/2015/pdf/13008.pdf [дата обращения 18.05.2018]
6. Гланц, С. (1999). Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 459 с.
7. Далян, Е. Б., Варданян, И. В. (2008). Влияние рН на взаимодействие CuTOEPyP4 с ДНК. Ученые записки еврейского государственного университета, вып. 3, сс. 97–100.
8. Домрачева, Л. И., Кандакова, Л. В., Ашихмина, Т. Я. (2008). Применение тетразольно-топографического метода определения дегидрогеназной активности цианобактерий в загрязненных средах. Теоретическая и прикладная экология, № 2, сс. 23–28.
9. Дорошев, С. А. (2004). Влияние антропогенных стрессоров на изменчивость цитогенетических показателей у сосны обыкновенной. канд. биолог. наук. Воронеж.
10. Дубинина, Л. Г. (1978). Структурные мутации в опытах с Crepis capillaries L. М.: Наука, 188 с.
11. Елькина, Т. С., Хитрин, С. В, Фукс, С. Л., Девятерикова, С. В. (2013). Тестирование отходов производства фторпластов на токсичность к почвенной микрофлоре и высшему растению. В: Материалы Всероссийской научно-практической конференции-выставки экологических проектов с международным участием «Бизнес. Наука. Экология родного края: проблемы и пути их решения», Киров, сс. 281–285.
12. Елькина, Т. С., Домрачева, Л. И., Хитрин, С. В. (2014). Определение степени токсичности отходов производства фторполимеров по реакции почвенной микрофлоры и цианобактерии Nostoc paludosum Kütz. Принципы экологии, т. 3, № 1, сс. 43–52.
13. Жмур, Н. С. (1997). Государственный и производственный контроль токсичности вод методами биотестирования в России. М.: Международный Дом Сотрудничества, 114 с.
14. Земцова, Е. А. (2017). Экологические аспекты применения маточных растворов производства фторполимеров Ф-4Д, СКФ-26, СКФ-32 при получении композиционных электрохимических покрытий на основе цинка. канд. хим. наук, Киров.
15. Калаев, В. Н. (2000). Цитогенетический мониторинг загрязнения окружающей среды с использованием растительных тест-объектов: автореф. дис. канд. биол. наук. Воронеж.
16. Калаев, В. Н., Карпова, С. С. (2004). Цитогенетический мониторинг: методы оценки загрязнения окружающей среды и состояния генетического аппарата организма. Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», 80 с.
17. Маковлева, О. А. (2013). Цитогенетика: методические указания к лабораторным работам. Бузулук: Бузулукский гуманитарно-технолог. ин-т. (филиал) ОГУ, 135 с.
18. Министерство природных ресурсов Российской Федерации (2002). Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. Москва: РЭФИА, НИА-Природа, 61 с.
19. Паушева, З. П. (1988). Практикум по цитологии растений. М.: Агропромиздат, 27 с.
20. Правдин, Л. Ф., Бударагин, В. А., Круклис, М. В., Шершукова, О. П. (1972). Методика кариологического изучения хвойных пород. Лесоведение, № 2, сс. 67–75.
21. Сенькевич, Е. В. (2007). Цитогенетика сосны обыкновенной и березы повислой в районе Нововоронежской АЭС в связи с вопросами оценки загрязнения окружающей среды. канд. биолог. наук. Воронеж, 284 с.
22. Танделов, Ю. П. (2012). Фтор в системе почва–растение. Красноярск: Красноярская городская типография, 146 с.
23. Терехова, В. А., Воронина, Л. П., Гершкович, Д. В. (2014). Биотест-системы для задач экологического контроля: Методические рекомендации по практическому использованию стандартизованных тест-культур. М.: Доброе слово, 48 с.
24. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (2006). ГОСТ Р 52325-2005. Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия. Москва: Стандартинформ, 22 с.
25. Фукс, С. Л., Хитрин, С. Б., Девятерикова, С. Б. (2015). Изучение влияния отходов фторполимерного производства на ячмень сорта Эльф. Теоретическая и прикладная экология, № 4, сс. 52–58.
26. Шафикова, Л. М. (1999). Цитогенетические особенности сосны обыкновенной в условиях промышленного загрязнения. канд. биолог. наук. Уфа, 147 с.
27. Butorina, A. K., Evstratov, N. (1996). The first detected case of amitosis in pine. Forest Genetics, vol. 37, № 11, pp. 137–139.
28. Geras’kin, S. A., Kyu Kimb, J, Oudalova, A. A. (2005). Bio-monitoring the genotoxicity of populations of Scots pine in the vicinity of a radioactive waste storage facility. Mutation Research, № 583, pp. 55–66.
№4
ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ
Аминова А. Ф., Сухарева И. А., Мазитова А. К.ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ ДЕСТРУКЦИЯ ФЕНОЛА РЕАКТИВОМ ФЕНТОНА
Aminova A. F., Sukhareva I. A., Mazitova A. K.OXIDATIVE BREAKDOWN OF PHENOL WITH FENTON’S REAGENT
DOI: 10.23968/2305-3488.2018.23.4.3-8
Сточные воды деревообрабатывающих предприятий содержат фенол, который является высокотоксичным веществом. В литературе уделено недостаточно внимания использованию новых методов для их очистки. Поэтому, на наш взгляд, представляет научный и практический интерес исследование закономерности окислительной деструкции токсичных органических соединений, содержащихся в данных сточных водах. Целью работы является исследование способа очистки сточных вод доступным окислителем — реактивом Фентона (пероксид водорода: сульфат железа (II)). Оптимальные условия очистки определяли по кинетическим кривым разложения фенола экспериментальным методом. Подобраны оптимальные условия окисления: соотношение пероксид водорода: сульфат железа (II) — 1,82:0,08 (мг) на один дм3 сточной воды, продолжительность обработки 60 минут. Провели доочистку сточной воды с помощью коагулянта 1 % оксихлорида алюминия при дозе 165 мг/дм3 и флокулянта 0,1 % катионного полиакриламида марки REF FC при дозе 40 мг/дм3 до нормативных показателей качества. Максимальная степень очистки после окисления составила 89 %, а после обработки коагулянтом и флокулянтом — 94 % (по показателю химического потребления кислорода (ХПК)). Приведены физико-химические показатели качества исходной сточной воды и после очистки. Степень токсичности анализируемой воды классифицируется как «допустимая», индекс токсичности равен 0,40. Достоинством данного метода является дешевизна реагентов, отсутствие концентрата, загрязняющего окружающую среду.
Ключевые слова: окислительная деструкция, фенол, реактив Фентона, сточные воды деревообрабатывающей промышленности.
Список литературы: 1. Драгинский, В. Л., Алексеева, В. А. и Усольцев, В. А. (1995). Повышение эффективности очистки воды с использованием технологии озонирования и сорбции на активных углях. Водоснабжение и санитарная техника, вып. 5, сс. 8–10.
2. Дресвянников, А. Ф., Желовицкая, А. В., Цыганова, М. А. и Пронина, Е. В. (2007). Окисление компонентов сточных вод производства текстильной промышленности электрохимическим способом. Вестник Казанского технологического университета, № 3–4, сс. 172–177.
3. Емжина, В. В, Мирзоева, С. Н. и Иванцова, Н. А. (2014). Окислительная деструкция модельных сточных вод, содержащих фармацевтические препараты, реактивом Фентона. Успехи в химии и химической технологии, т. 28, № 5 (154), сс. 22–25.
4. Селюков, А. В, Бурсова, С. Н. и Тринко, А. И. (1990). Применение экологически чистых окислителей для очистки сточных вод: обзорная информация. М.: ВНИИНТПИ, 48 с.
5. Сыроватский, И. П., Гончикова, Ю. А. (2017). Использование окислительно-восстановительных методов для количественного анализа лекарственных средств. Иркутск: ИГМУ, 35 с.
6. Сычев, А. Я., Исак, В. Г. (1995). Соединения железа и механизмы гомогенного катализа активации О2, Н2О2 и окисление органических субстратов. Успехи химии, № 64 (12), сс. 1183–1209.
7. Фрумин, Г.Т. (2013). Экологическая токсикология (экотоксикология). Курс лекций. СПб.: РГГМУ, 179 с.
8. Ягафарова, Г. Г., Аминова, А. Ф., Сухарева, И. А., Хангильдин, Р. И. и Хангильдина, А. Р. (2016). Разработка метода очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений. Вода: химия и экология, № 1 (91), сс. 24–29.
9. Daines, C., Schrotter, J.-Ch., Paillard, H. (2005). Installation et procede d’epuration d’un effluent aqueux par oxydation et par filtration membranaire. № EP1711435A1.
10. Dasong, Zh., Hongge, G., Jie, Sh. (2011). Experimental study on treatment of wastewater containing highly concentrated phenol with UV/Fenton reagent. Journal of Shandong University of Science and Technology (Natural Science), vol. 30 (1), pp. 92–95.
11. Gottschalk, C., Libra, J. A., Saupe, A. (2010). Application of ozone in combined processes. ozonation of water and waste water: a practical guide to understanding ozone and its applications. Second edition. Weinheim: Wiley-VCH, 378 p.
12. Katsoyiannis, I. A., Canonica, S., von Gunten, U. (2011). Efficiency and energy requirements for the transformation of organic micropollutants by ozone, O3/H2O2 and UV/H2O2. Water Research, vol. 45, issue 13, pp. 3811–3822. https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.04.038
13. Si, L., Ruixue, K., Lin, S., Sifan, L., Shuangchun, Y. (2013). Study on treatment methods of phenol in industrial wastewater. International Journal of Scientific & Engineering Research, vol. 4, issue 5, pp. 230–232.
14. Liu, L., Xiao, Y.-B., Gao, M. (2009). Study on phenol degradation in water with UV-Fenton reagent. Journal of Changchun University of Technology (Natural Science Edition), pp. 25–29.
15. Maya, N., Evans, J., Nasuhoglu, D., Isazadeh, S., Yargeau, V., Chris, D. M. (2018). Evaluation of wastewater treatment by ozonation for reducing the toxicity of contaminants of emerging concern to rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Environmental Toxicology and Chemistry, vol. 37, issue 1, pp. 274–284. https://doi.org/10.1002/etc.3952
16. Pisarenko, A. N., Stanford, B. D., Yan, D., Gerrity, D., Snyder, S. A. (2012). Effects of ozone and ozone/peroxide on trace organic contaminants and NDMA in drinking water and water reuse applications. Water Research, vol. 46, issue 2, pp. 316–326. DOI: 10.1016/j.watres.2011.10.021
17. Rakovsky, S., Anachkov, M., Zaikov, G. (2009). Fields of ozone applications. Chemistry and Chemical Technology, vol. 3, issue 2, pp. 139–163.
18. Sanchez-Polo, M., von Gunten, U., Rivera-Utrilla, J. (2005). Efficiency of activated carbon to transform ozone OH radicals: influence of operational parameters. Water Research, vol. 39, issue 14, pp. 3189–3198. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.05.026
19. Sobczyński, A., Dobosz, A. (2001). Water purification by photocatalysis on semiconductors. Polish Journal of Environmental Studies, vol. 10, No. 4, pp. 195-205.
20. Song, N., Zhaoxi, Zh. (2011). Experimental study on the oxidation degradation of phenolic compound from refinery wastewater by three-dimensional electrode. Advances in Fine Petrochemicals, vol. 12 (5), pp. 28–31.
Иванютин Н. М., Подовалова С. В.ИЗУЧЕНИЕ ТРАНСФОРМАЦИИ КАЧЕСТВА ВОД РЕКИ АЛЬМА ПОД ВЛИЯНИЕМ АНТРОПОГЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Ivanyutin N. M., Podovalova S. V.STUDYING ALMA RIVER WATER QUALITY TRANSFORMATION UNDER THE INFLUENCE OF ANTHROPOGENIC ACTIVITY
DOI: 10.23968/2305-3488.2018.23.4.9-19
Главной целью работы было изучение влияния антропогенной деятельности на экологическое состояние и качественные характеристики вод реки Альма, с использованием нескольких методов (оценки качества вод по результатам химического анализа, расчет интегрального показателя качества воды - индекса загрязнения воды (ИЗВ), а также с помощью метода фитотестирования). В результате исследований были определены характерные для водотока загрязняющие вещества, зафиксированные по всей его длине, это фосфаты (превышение в 7-11,45 раз), сульфаты (превышение в 1,4-3,2 раза), БПК5 (превышение в 1,6 раз), соли жесткости (превышение в 2,15 раз), а также ряд тяжелых металлов – свинец, кадмий, медь, присутствие которых в водных объектах оказывают прямое или косвенное токсическое воздействие сначала на водную флору и фауну, а через них и на организм человека. Фитотестирование также выявило негативные тенденции ухудшения качества вод реки и присутствие в ее водах токсических веществ. Все тест-культуры хорошо проявили себя в опытах (показали хорошие тест-отклики на присутствие в воде поллютантов) и могут быть рекомендованы для использования в качестве тест-объектов при проведении комплексных геоэкологических исследований. Сочетание применяемых в данной работе методов исследований может быть использовано при проведении комплексной экологической оценки и определении степени загрязнения поверхностных водоемов. Полученная в ходе исследования информация о современном экологическом состоянии водотока и ее сравнение с ретроспективными данными поможет в решении проблем загрязнения реки и разработке необходимых средозащитных мероприятий, направленных на охрану водных ресурсов от загрязнения и истощения.
Ключевые слова: р. Альма, р. Бодрак, экологическое состояние, биотестирование, токсичность, мониторинг, тест-культура.
Список литературы: 1. Ермакова, Н. Ю. (1993). Биологическое тестирование состояния геологической среды в сфере влияния крупных промышленных предприятий Крыма. Экологическая гидрогеология стран Балтийского моря. Тезисы докладов Международного семинара. СПб: СПбГУ, с. 139.
2. Ермакова, Н. Ю. (2000). Рекомендации по применению биотестирования для экспрессных геотоксикологических исследований подземной гидросферы и других объектов геологической среды. Минеральные ресурсы Украины, 2, сс. 41–42.
3. Ермакова, Н. Ю. (2017). Выявление очагов загрязнения природных вод методом биологического тестирования и актуальность его применения в экологическом мониторинге гидросферы Крыма. В: Сборник «Полевые практики в системе высшего образования. Материалы Пятой Всероссийской конференции. Посвящается 65-летию Крымской учебной практики по геологическому картированию Ленинградского-Санкт-Петербургского государственного университета». Под редакцией В. В. Аркадьева, сс. 150–152.
4. Peltier, W. H. (1986). Impact of an industrial effluent on aquatic organisms: EPA region IV case history. Environmental Hazard Assessment of Effluents. Proceedings of the Pellston Environmental Workshop. Cody, Wyoming, pp. 216–227.
5. United States Environmental Protection Agency (EPA) (2002). Methods for measuring the acute toxicity of effluents and receiving waters to freshwater and marine organisms. Fifth Edition. U. S. Environmental Protection Agency, Office of Water (4303T), Washington, DC20460, 266 p.
6. Иванютин, Н. М. и Подовалова, С. В. (2017). Использование растительных тест-систем в мониторинге экологического состояния водных объектов реки Салгир. Экология и строительство, № 3, сс. 17–23.
7. Подовалова, С. В. и Иванютин, Н. М. (2017). Оценка качества вод реки Салгир с использованием метода биотестирования. Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 3(27), сс. 127–143.
8. Иванютин, Н. М. и Подовалова, С. В. (2018). Результаты комплексного экологического мониторинга реки Славянка. Пути повышения эффективности орошаемого земледелия, № 1 (69), сс. 34–42.
9. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (2016). Приказ № 552 от 13.12.2016 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения». М.: Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, 153 с.
10. Главный государственный санитарный врач РФ (2003). СанПиН 2.1.4.1175-02. Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников. М.: Минздрав России, 20 с.
11. Госкомсанэпиднадзор РФ (1997). СанПиН 2.1.7.573-96. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. М.: Минздрав России, 55 с.
12. Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ (2015). ГОСТ 32627—2014. Методы испытаний химической продукции, представляющей опасность для окружающей среды. Наземные растения. Испытание на фитотоксичность. М.: Стандартинформ, 20 с.
13. Гидрохимический институт (2016). РД 52.24.309-2016. Организация и проведение режимных наблюдений за состоянием и загрязнением поверхностных вод суши. Ростов-на-Дону: ФГБУ ГХИ, 100 с.
14. Тимченко, З. В. (2002). Водные ресурсы и экологическое состояние малых рек Крыма. Симферополь: Доля, 152 с.
15. Шабанов, В. В. и Маркин, В. Н. (2014). Методика эколого-водохозяйственной оценки водных объектов. Монография. – М.: ФГБОУ ВПО РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева, 166 с.
16. Гидрохимический институт (2002). РД 52.24.643-2002. Методические указания. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. СПб.: Гидрометеоиздат, 50 с.
17. Лопарева, Т. Я. и Шарипова, О. А. (2013). Оценка качества воды озера Балхаш согласно комплексным индексам загрязнения. Гидрометеорология и экология, № 1 (68), сс. 145–149.
18. Дан, Е. Л. и Капустин, А. Е. (2016). Индекс загрязнения воды как показатель экологического состояния водоемов г. Мариуполя. В: «Актуальные проблемы современной науки». Сборник тезисов научных работ ХІV Международной научно-практической конференции. Международный научный центр, сс. 28–30.
19. Клёпов, В. И. и Рагулина, И. В. (2017). Оценка качества водных ресурсов в верхней части бассейна реки Москвы. Природообустройство, № 3, сс. 14–21.
20. Смирнов, Ю. Д. и Сучкова, М. В. (2017). Комплексная оценка экологического состояния вод Муринского ручья в г. Санкт-Петербурге. Вода и экология: проблемы и решения, № 3 (71), сс. 35–48.
21. Двуреченская, С. Я. и Булычева, T. М. (2017). Определение качества воды водохранилища по интегральным показателям в периоды разной водности. Вода и экология: проблемы и решения, № 1(69), сс. 44–53.
Орлов А.С., Бровко О.С., Зубов И.Н.ОЦЕНКА МЕШАЮЩЕГО ВЛИЯНИЯ ГУМУСОВЫХ ВЕЩЕСТВ НА ТОЧНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛИГНОСУЛЬФОНАТОВ В ВОДНЫХ СРЕДАХ
Orlov A.S., Brovko O.S., Zubov I.N.ASSESSMENT OF THE INTERFERING EFFECT OF HUMIC SUBSTANCES ON THE ACCURACY OF LIGNOSULFONATES DETERMINATION IN AQUEOUS MEDIA
DOI: 10.23968/2305-3488.2018.23.4.20-26
Выполнена экспериментальная оценка корректности определения технических лигносульфонатов в водных растворах по методу Пирла-Бенсона и охарактеризовано мешающее влияние высокомолекулярных компонентов природного фона водоема-приемника лигносульфонат-содержащих сточных вод. Показано, что присутствие ароматических соединений, в частности гумусовых кислот в водоемах может вносить значительную погрешность в значение определяемых концентраций технических лигнинов (лигносульфонатов). Установлено, что погрешность определения достигает 50 %. Экспериментально обосновано оптимальное значение аналитической длины волны (430 нм) для спектрального определения лигносульфоновых кислот в природных и сточных водах обогащенных соединениями ароматической природы. Выполнен расчет коэффициентов чувствительности и селективности метода Пирла-Бенсона для исследуемых веществ, показывающий, что данный метод чувствителен и обладает высокой избирательностью к лигносульфонатам в присутствии гумусовых кислот. Показано, что фотометрический метод определения содержания лигносульфонатов применим для мониторинга многокомпонентных водных сред в ограниченных диапазонах концентраций определяемого компонента и природных примесей.
Ключевые слова: лигносульфонаты, гуминовые вещества, метод Пирла-Бенсона, природные воды, сточные воды.
Список литературы: 1. Пересыпкин, В. И. и Романкевич, Е. А. (2010). Биогеохимия лигнина. М.: ГЕОС. 340 с.
2. Байкова, И. С., Штамм, Е. В., Скурлатов, Ю. И., Швыдкий, В. О. и Вичутинская, Е. В. (2015). Природа токсического воздействия сточных вод предприятий целлюлозно-бумажного производства на водные экосистемы. Химическая физика, т. 34. № 6, сс. 22–29.
3. Дейнеко, И. П. (2012). Утилизация лигнинов: достижения, проблемы и перспективы. Химия растительного сырья, № 1, сс. 5–20.
4. Богомолов, Б. Д. и Сапотницкий, С. А. (ред.) (1989). Переработка сульфатного и сульфитного щелоков. М.: Лесная промышленность, 360 с.
5. Левандовская, Т. В. (2008). Химическая переработка растительного сырья. Архангельск: Поморский университет, 97 с.
6. Trufanova, M. V., Parfenova, L. N., Yarygina, O. N. (2010). Surfactant properties of lignosulfonates. Russian Journal of Applied Chemistry, vol. 83, issue 6, pp. 1096–1098. https://doi.org/10.1134/S1070427210060352
7. Селянина, С. Б., Афанасьев, Н. И., Тельтевская, С. Е. и Селиванова, Н. В. (2007). Влияние лигносульфонатов на разрушение лигно-талловой эмульсии. Вестник Поморского Университета. Сер. «Естественные и точные науки», вып. 1 (11). сс. 88–93.
8. Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия (2011). ПНД Ф 14.1: 2.216-06. Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации лигнинсульфоновых (лигносульфоновых) кислот и их солей в поверхностных природных и сточных водах фотометрическим методом. М.: Федеральная служба по надзору в сфере природопользования, 18 с.
9. Филиал ОАО «Группа «Илим» в г. Усть-Илимске (2009). Методика выполнения измерений массовой концентрации лигнина сульфатного в пробах природных поверхностных, природных подземных и сточных вод фотометрическим методом (свидетельство об аттестации № 224.01.03.033/209). Усть-Илимск: ОАО «Группа «Илим», 11 с.
10. Хабаров, Ю. Г. и Песьякова, Л. А. (2008). Аналитическая химия лигнина: монография. Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 172 с.
11. Бровко, О. С, Орлов, А. С., Зубов, И. Н. и Парфенова, Л. Н. (2016). Оценка мешающего влияния соединений ароматической природы на точность определения лигнинных веществ в водных средах. Вода: химия и экология, № 1 (91), сс. 62–68.
12. Вальков, В. Ф., Казеев, К. Ш. и Колесников, С. И. (2004). Почвоведение. Ростов-на-Дону: Издат. центр «МарТ», 496 с.
13. Попов, А. И. (2004). Гуминовые вещества: свойства, строение, образование. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 248 с.
14. Орлов, Д. С., Садовникова, Л. К. и Суханова, Н. И. (2005). Химия почв: учебник. М.: Высш. шк., 558 с.
15. Косов, В. И. (ред.) (2007). Торф. Ресурсы, технологии, геоэкология. М.: Наука, 452 с.
16. Орлов, А. С. и др. (2015). Исследование мешающего влияния соединений ароматической природы на точность определения лигнинных веществ по методу Пирла-Бенсона. Материалы докладов V Международной молодежной научной конференции «Экология-2015». Архангельск: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт экологических проблем Севера Уральского отделения Российской академии наук, сс. 39–40.
Федоров С. В., Столбихин Ю. В., Новикова А. М.МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЗЕРВУАРНОГО ПАРКА НА ПЛОЩАДКЕ ВОДОПРОВОДНЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Fedorov S. V., Stolbikhin Iu. V., Novikova A. M.MODELLING A GROUP OF RESERVOIRS AT A WATER PURFICATION PLANT SITE
DOI: 10.23968/2305-3488.2018.23.4.27-33
Введение: в статье рассматривается методика создания комплексной гидравлической модели системы водоснабжения, включающей в себя резервуарный парк с трубопроводной обвязкой, насосную станцию второго подъема, напорные водоводы и городскую сеть. Модель создана в программе EPANET 2.0. Модель является временной, позволяет учесть неравномерность водопотребления и оценить изменение уровней воды в резервуарах, изменение напоров в узлах, распределение расходов на участках сети. В статье показаны основные этапы конструирования модели, и в статье приведен метод учета переливных расходов в резервуарах. Цель: построение гидравлической модели системы водоснабжения в программе EPANET 2.0, обеспечивающей определение уровней воды в резервуарах чистой воды с учетом изменяющегося водопотребления населенного пункта, и оценка их взаимного функционирования. Результаты: на основании модельных расчетов были подтверждены данные службы эксплуатации действующего объекта, разработаны рекомендации по оптимизации работы системы. Практическая значимость: выработанный подход позволяет решать подобные задачи по расчету систем водоснабжения в проектных и эксплуатационных организациях.
Ключевые слова: EPANET 2.0, гидравлическая модель, резервуар чистой воды, модель водопотребления, моделирование, водоснабжение.
Список литературы: 1. Родин Н. В., Трошкова Е. А., Григорук А. Н. и Бычков Д. А. (2014). Реконструкция скорых фильтров на водопроводных очистных сооружениях г. Тюмени. Водоснабжение и санитарная техника, № 6, cc. 25–31.
2. Щербаков В. И., Дроздов Е. В. и Помогаева В. В. (2013). Проблемы систем водоснабжения малых городов и сельских поселений. Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. серия: высокие технологии. Экология, № 1, сc. 38–42.
3. Данилова Е. В. (2011). Водоканалу г. Чистополя — 100 лет. Водоснабжение и санитарная техника, № 11, cc. 59–63.
4. Минрегион России (2011). СП 31.13330.2012. Свод правил. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Минрегион России, 123 с.
5. Римос (2018). Насосы двухстороннего входа Д 2000-100-2. [online] Доступно по ссылке: http://www.rimos.ru/catalog/pump/12739 [Дата обращения 18.11.2018].
6. Васильев В. М., Федоров С. В. и Кудрявцев А. В. (2017) Насосы и насосные станции: учебное пособие. Ч. 1. СПб: СПбГАСУ,131 с.
7. Rossman L. A. (2000). EPANET 2 Users Manual. Cincinnati: U.S. Environmental Protection Agency, 200 p.
8. EPA (2018). EPANET. Application for modeling drinking water distribution systems. [online] Доступно по ссылке: https://www.epa.gov/water-research/epanet [Дата обращения 18.11.2018].
9. Xu, Y., Zhang, X-Y. (2012). Research on pressure optimization effect of high level water tank by drinking water network hydraulic models. Procedia Engineering, 31, pp. 958–966. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.01.1127
10. Mohapatra, S., Sargaonkar, A., Labhasetwar, P. K. (2014). Distribution network assessment using EPANET for intermittent and continuous water supply. Water Resources Management, vol. 28, issue 11, pp. 3745–3759. https://doi.org/10.1007/s11269-014-0707-y
11. Kovalenko, Y., Alvarez, R., Gorev, N., Kodzhespirova, I., Prokhorov, E. (2012). Zero flow problem in the EPANET solver. In: 14th Water Distribution Systems Analysis Conference, WDSA 2012, pp. 168–178.
12. Burger, G., Sitzenfrei, R., Kleidorfer, M., Rauch, W. (2016). Quest for a new solver for EPANET 2. Journal of Water Resources Planning and Management, vol. 142, issue 3, pp. 04015065 1-11. DOI: 10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0000596
13. Gorev, N. B., Kodzhespirova, I. F. (2013). Noniterative implementation of pressure-dependent demands using the hydraulic analysis engine of EPANET 2. Water Resources Management, vol. 27, issue 10, pp. 3623–3630. https://doi.org/10.1007/s11269-013-0369-1
14. Abdy Sayyed, M. A. H., Gupta, R., Tanyimboh, T. T. (2014). Modelling pressure deficient water distribution networks in EPANET. Procedia Engineering, vol. 89, pp. 626–631. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.11.487
15. Jinesh Babu, K. S., Mohan, S. (2012). Extended period simulation for pressure-deficient water distribution network. Journal of Computing in Civil Engineering, vol. 26, issue 4, pp. 498–505. DOI: 10.1061/(ASCE)CP.1943-5487.0000160
16. Игнатчик, В. С., Саркисов, С. В. и Обвинцев В. А. (2017). Исследование коэффициентов часовой неравномерности водопотребления. Вода и экология: проблемы и решения, № 2, сс. 27–39.
ЭКОЛОГИЯ
Аверьянов В. К., Мартьянова А. Ю., Суханова И. И.ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСЧЕТА СИСТЕМ ВАКУУМНОЙ УБОРКИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ
Averyanov V. K., Martyanova A. Yu., Sukhanova I. I.INCREASING EFFICIENCY OF VACUUM CLEANING SYSTEMS’ DESIGN TO REDUCE EMISSIONS IN THE ATMOSPHERE
DOI: 10.23968/2305-3488.2018.23.4.34-41
Приведены результаты лабораторных и теоретических исследований аэродинамических характеристик современных систем вакуумной пылеуборки, обеспечивающих снижение концентрации пыли как в воздушной среде производственных помещений, так и на территории промышленных предприятий. Выполнен качественный и количественный анализ пылевыделений и содержания пыли в воздухе цехов предприятий строительного комплекса и в атмосферном воздухе. Разработана экспериментальная установка для изучения скорости витания совокупности твердых частиц, характерных для предприятий по производству сухих строительных смесей и цемента. Представлены результаты экспериментальных исследований для расчета систем вакуумной уборки производственных помещений с выделениями отходов и просыпей. На основании трехфакторного эксперимента получено регрессионное уравнение для определения скорости витания в зависимости от диаметра, плотности и массовой концентрации частиц. Предложено критериальное уравнение для нахождения числа Рейнольдса, определенного по скорости витания шарообразных частиц.
Ключевые слова: совокупность твердых частиц, скорость витания, система вакуумной уборки, критериальное уравнение, число Рейнольдса.
Список литературы: 1. Беляева, В. И. и Классен, В. К. (2008). Энергосбережение и снижение выбросов загрязняющих веществ при обжиге цементного клинкера. Безопасность жизнедеятельности, № 6, сс. 26–28.
2. Бретшнайдер, Б., Курфюрст, И., Вашкевич, Н. и Туболкин, А. (1989). Охрана воздушного бассейна от загрязнений: технология и контроль. Л.: Химия, 288 с.
3. Воскресенский, В. Е. (2008). Системы пневмотранспорта, пылеулавливания и вентиляции на деревообрабатывающих предприятиях. Теория и практика: в 2 т. Т. 1: аспирация и транспортные пневмосистемы. СПб.: Политехника, 430 с.
4. Донат, Е. В. (1960). Пневматическая уборка пыли в цехах промышленных предприятий. М.: Издательство Профиздат, 170 с.
5. Калинушкин, М. П. и Грачев, Ю. Г. (1987). Вакуумная пылеуборка на предприятиях легкой промышленности. М.: Легпромбытиздат, 72 с.
6. Кафаров, В. В. и Глебов, М. Б. (1991). Математическое моделирование основных процессов химических производств: учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 400 с.
7. Кузнецов, Ю. М. (2005). Пневмотранспорт: теория и практика. Екатеринбург: УрО РАН, 61 с.
8. Логачев, И. Н. и Логачев, К. И. (2005). Аэродинамические основы аспирации: Монография. СПб.: Химиздат, 659 с.
9. Малевич, И. П., Серяков, В. С. и Мишин, А. В. (1984). Транспортировка и складирование порошкообразных строительных материалов. М.: Стройиздат, 184 с.
10. Мартьянова, А. Ю. и Суханова, И. И. (2015). Определение скорости витания монодисперсных строительных материалов по данным экспериментальных исследований. Вестник гражданских инженеров, № 5 (52), сс. 186–190.
11. Мартьянова, А. Ю. (2017). Совершенствование методов расчета вакуумных систем обеспыливания на предприятиях по производству цемента и сухих строительных смесей. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, 192 с.
12. Микульский, В. Г., Куприянов, В. Н., Козлов, В. В., Хрулев, В. М., Горчаков, В. И., Сахаров, Г. П., Орентлихер, Л. П. и Рахимов, Р. З. (2007). Строительные материалы. Материаловедение. Технология конструкционных материалов. М.: АСВ, 520 с.
13. Минко, В. А. (1981). Обеспыливание технологических процессов производства строительных материалов. Воронеж: изд-во ВГУ, 176 с.
14. Полонский, В. М. (2006). Охрана воздушного бассейна заводов строительной индустрии: учебное пособие. Самара: изд-во СГАСУ, 200 с.
15. Нейков, O. Д. и Логачев, И. Н. (1981). Аспирация и обеспыливание воздуха при производстве порошков. 2-е издание. М.: Металлургия, 192 с.
16. Полушкин, В. И., Ситников, Э. А. и Суханова, И. И. (2008). Пневматическая пылеуборка в производственных помещениях. Безопасность жизнедеятельности, № 5, сс. 23–27.
17. Разумов, И. М. (1979). Пневмо- и гидротранспорт в химической промышленности. Серия «Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии». М.: Химия, 248 с.
18. Сотников, А. Г. (2007). Процессы, аппараты и системы кондиционирования воздуха и вентиляции. Теория, техника и проектирование на рубеже столетий. Том II, ч. 2. СПб: AT-Publishing, 512 с.
19. Сугак, Е. В., Войнов, Н. А. и Николаев, Н. А (1999). Очистка газовых выбросов в аппаратах с интенсивными гидродинамическими режимами. Казань: РИЦ «Школа», 224 с.
20. Goodfellow, H. D., Tahti, E. (2001). Industrial ventilation design guidebook. San-Diego, CA: Academic Press, 1519 p.
21. Tiu.ru (2018). OOO «Нойеро». [online] Доступно по ссылке: http://neuero.tiu.ru/ (Дата обращения 03.12.2018)
Асонов А. М., Ильясов О. Р., Борисова Г. М., Холопов Ю. А.ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СТОКОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СТАНЦИЙ И ПУТЕЙ
Asonov A. M., Ilyasov O. R., Borisovа G. M., Kholopov Yu. A.ECOLOGICAL AND ECONOMIC EFFICIENCY OF MODERN TECHNOLOGIES FOR TREATMENT OF SURFACE RUNOFF FROM RAILWAY STATIONS AND TRACKS
DOI: 10.23968/2305-3488.2018.23.4.42-50
Рассмотрены причины загрязнения поверхностных вод нефтепродуктами, тяжелыми металлами и другими загрязнителями, поступающими с объектов железнодорожного транспорта. Отмечено, что часто это связано с нарушением правил обращения с нефтепродуктами, с отсутствием мер и специальных средств по предотвращению утечек и разливов, а также с поверхностным стоком, затрагивающим железнодорожные пути. Особую опасность представляют топливные склады и объекты прошлого (накопленного) экологического ущерба. При этом малые реки являются наиболее уязвимыми от внешних воздействий водными объектами, а крупные собирают совокупное загрязнение водосборных территорий. При компактном размещении потенциально опасных объектов (депо, станции) и их близости к естественным водоемам необходимы значительные инвестиции для строительства стационарных очистных сооружений. Так, на территории ремонтного локомотивного депо Бугульма-Грузовая строительство очистных сооружений на основе комплекса ЭКО-ЛС-10/6 для очистки ливневых и талых сточных вод потребовало значительных инвестиций и позволило перевести сточные воды в объеме 26,7 тыс. м3/год из категории «недостаточно-очищенных» в категорию «нормативно-чистые», нивелировать риски возможных платежей за возмещение ущерба, причиненного окружающей среде и водному объекту (до 900 тыс. руб./год). Показана эколого-экономическая эффективность использования аккумуляционного фитофильтра, позволяющего обеспечить несколько ступеней очистки на основе физико-химических методов (пруд-отстойник, тонкослойный отстойник), которые дополняются деструкцией и утилизацией загрязнений высшей водной растительностью и микробиотой в вегетационный период. Фильтрующие полосы в составе железнодорожных насыпей позволяют обеспечить эффект очистки от нефтепродуктов 98,5–99,0 % при годовом предотвращенном экологическом ущербе для рассматриваемого участка насыпи 8094,7 тыс. руб.
Ключевые слова: поверхностный сток, технологии очистки, железнодорожная насыпь, нефтепродукты, тяжелые металлы, эколого-экономическая эффективность, аккумуляционный фитофильтр, фильтрующая полоса.
Список литературы: 1. Алексеев, М. И. и Курганов, А. М. (2000). Организация отведения поверхностного (дождевого и талого) стока с урбанизированных территорий. СПб.: СПбГАСУ, 352 с.
2. Анфилофьев, Б. А., Баранова, М. Н., Васильева, Д. И., Шиманчик, И. П. и Холопов, Ю. А. (2018). Эколого-экономические проблемы эффективного использования городских земель с накопленным экологическим ущербом. Экология и промышленность России, т. 22, № 7, сс. 59–65. DOI: 10.18412/1816-0395-2018-7-59-65
3. Асонов, А. М. и Ильясов О. Р. (1998). Фитофильтр для очистки сточных вод. Патент RU2149836C1.
4. Асонов, А. М., Ильясов, О. Р. и Борисова, Г. М. (2014). Фильтрующая полоса в составе железнодорожной насыпи. Транспорт Урала, № 3 (42), сс. 73–77.
5. Асонов, А. М. и Ковалёв, Д. О. (2014). Защита ландшафта от загрязнения поверхностным стоком с железнодорожной насыпи. Инновационный транспорт, № 3 (13), сс. 16–19.
6. Розенберг, Г. С. (2011). Волжский бассейн. Устойчивое развитие: опыт, проблемы, перспективы. М.: Институт устойчивого развития Общественной палаты Российской Федерации. Центр экологической политики России, 104 с.
7. Гунькова, А. Г. и Холопов, Ю. А. (2017). Улучшение эколого-экономических показателей предприятия на основе внедрения наилучших доступных технологий. Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 3: Экономика. Экология, т. 19, № 3, сс. 235–242. DOI: 10.15688/jvolsu3.2017.3.22
8. Дружина, Н. А., Васильева, Д. И., Шиманчик, И. П. и Холопов, Ю. А. (2017). Учет прошлого (накопленного) экологического ущерба в природоохранной работе ОАО «РЖД». Самарский научный вестник, т. 6, № 1 (18), сс. 27–32.
9. Дружина, Н. А., Челноков, В. Н. и Холопов, Ю. А. (2016). Использование современных технологий для организации приема и очистки ливневых и талых сточных вод с территории ремонтного локомотивного депо Бугульма—Грузовая. Наука и образование транспорту, № 2, сс. 128–130.
10. Зинченко, Т. Д. и Розенберг, Г. С. (2012). Большие проблемы малых рек. Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии, т. 21, № 4, сс. 207–213.
11. Инчагов, А. Д. (2018). Сброс сточных вод на водосборные площади: ни запрета, ни разрешения. Экология производства, № 6, сс. 64–69.
12. Коронкевич, Н. И. и Долгов, С. В. (2017). Сток с водосбора как источник диффузного загрязнения рек. Вода и экология: проблемы и решения, № 4 (72), сс. 103–110. DOI: 10.23968/2305-3488.2017.22.4.103-110
13. Липкинд, Т. А. (2006). Защита водных объектов от загрязнения углеводородами поверхностного стока предприятий железнодорожного транспорта. Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление, № 3, сс. 86–92.
14. Мануйлов, М. Б. и Московкин, В. М. (2016). Влияние поверхностного стока (дождевых и талых вод) на экологическую и техногенную ситуацию в городах. Вода и экология: проблемы и решения, № 2 (66), сс. 35–47.
15. Минприроды России (2009). Методика исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нарушения водного законодательства. М.: Минприроды России, 35 c.
16. Новикова, О. К., Грузинова, В. Л. и Прищепов, А. О. (2017). Оценка поверхностных сточных вод с железнодорожных путей. Наука и образование транспорту, т. 2, сс. 68–69.
17. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (2018). О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2017 году: государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 268 с.
18. Петрова, Н. (2011). Очистка поверхностного стока железнодорожной станции. Сантехника, отопление, кондиционирование, № 3 (111), cc. 22–23.
19. Стрелков, А. К., Теплых С. Ю. и Горшкалев, П. А. (2017). Технологические схемы сбора, отведения и очистки поверхностных сточных вод предприятий железнодорожного транспорта. Промышленное и гражданское строительство, № 3, сс. 73–78.
20. Стрелков, А. К., Теплых, С. Ю., Горшкалев, П. А. и Саргсян, А. М. (2013). Экологические аспекты воздействия поверхностных сточных вод с железнодорожных станций. Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура, № S4 (13), сс. 83–88. DOI: 10.17673/Vestnik.2013.S4.23
21. Теплых, С. Ю. и Саргсян, А. М. (2012). Влияние поверхностного стока с путей на водные объекты. Путь и путевое хозяйство, № 5, сс. 27–29.
22. RG.ru (2011). Федеральный закон от 7 декабря 2011 г. N 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении». [online] Доступно по ссылке: https://rg.ru/2011/12/08/voda-site-dok.html [Дата обращения 27.07.2018].
23. Хрипченко, Т. А. и Холопов Ю. А. (2014). Топливные склады как объекты потенциальной опасности аварийных ситуаций на железнодорожном транспорте. В: Перелыгин, Ю. П. (ред.) Экологическая безопасность регионов России и риск от техногенных аварий и катастроф. Сборник статей XIV Международной научно-практической конференции. Пенза: Приволжский Дом знаний, сс. 100–103.
24. Яшин, И. М., Васенев, И. И., Гареева, И. В. и Черников, В. А. (2015). Экологический мониторинг вод Москвы-реки в столичном мегаполисе. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии, № 5, сс. 8–25.
25. Anfilofev, B. A., Vasilieva, D. I., Shimanchik, I. P., Kholopov, Yu. A. (2017). Objects of accumulated environmental damage as a factor of reducing ecological and economic efficiency of urbanized territories use. In: Proceedings of the Sixth International Environmental Congress (Eighth International Scientific Conference) “Ecology and Life Protection of Industrial-Transport Complexes” ELPIT 2017, 20–24 September, 2017, Samara–Togliatti, Russia: Edition ELPIT, Publishing House of Samara Scientific Center, pp. 7–14.
Карпенко Н. П., Супрун В. А.ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА ПРИ СБРОСЕ ШАХТНЫХ ВОД ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В РЕКУ БЕРЕЗОВКА
Karpenko N. P., Suprun V. A.ASSESSMENT OF ENVIRONMENTAL DAMAGE UPON DISCHARGE OF MINE WATERS OF THE GOLD ORE DEPOSIT INTO THE BEREZOVKA RIVER
DOI: 10.23968/2305-3488.2018.23.4.51-60
В статье рассматриваются результаты проведенных исследований по изучению геоэкологических условий разработки Березовского золоторудного месторождения в Свердловской области и его влияния на окружающую среду. Установлено, что ухудшение состояния окружающей обстановки тесным образом связано с длительной эксплуатацией месторождения и сбросом в больших объемах шахтных и рудничных вод в поверхностные водные объекты. Выполнено обследование шахтных вод, изучен состав, концентрации загрязняющих веществ, в том числе тяжелых металлов, нефтепродуктов и взвешенных частиц. Для оценки экологического ущерба, причиненного реке Березовка, были использованы основные теоретические и методологические положения теории анализа геоэкологических рисков и оценки экологического ущерба, причиненного водному объекту в результате сброса загрязненных рудничных вод. Проведена количественная оценка эколого-экономического ущерба, причиненного реке Березовка в результате сброса некачественных шахтных вод при эксплуатации «Березовского рудника». Практическая значимость исследований заключается в том, что рассчитанный эколого-экономический ущерб может быть направлен на разработку компенсационных природоохранных мероприятий по реализации инновационных современных технологий глубокой очистки шахтных вод, применение которых позволит получить питьевую воду для населения и улучшить экологическую ситуацию в рассматриваемом регионе.
Ключевые слова: золоторудное месторождение, окружающая среда, геоэкологический риск, шахтные воды, водопритоки, эколого-экономический ущерб, питьевое водоснабжение, природоохранные технологии.
Список литературы: 1. Бородаевский, Н. И. и Бородаевская, М. Б. (1947). Березовское рудное поле. М.: Металлургиздат, 264 с.
2. Войтинская, Е. Е., Чечвий, Т. С. и Шайдурова, Н. А. (2008). Под знаком золота: Березовский рудник. Прошлое, настоящее, будущее: XVIII — начало XXI века. Екатеринбург: Сократ, 60 с.
3. Гольдберг В. М. и Газда В. И. (1984). Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. М.: Недра, 262 с.
4. Жабин, В. Ф., Карпенко, Н. П. и Ломакин, И. М. (2013). Фильтрационная расчетная схематизация тонкослоистых сред и надежность инженерных решений. Природообустройство, № 2, сс. 65–71.
5. Жабин, В. Ф., Карпенко, Н. П. и Ломакин, И. М. (2013). Формирование гетерогенной среды и регулирование режима грунтовых вод в задачах природообустройства. Монография. М.: МГУП, 208 с.
6. Земских, В. Е. (2015). Золото и люди Березовского рудника. Екатеринбург: Издательство УГГУ, сс. 39–47.
7. Калыбеков, Т. К. (2011). Обоснование возникновения экологического риска при открытой разработке месторождений. Известия научно-технического общества «КАХАК», Алматы, № 2 (32), сс. 95–99.
8. Капустин, В.Г. (2010). География Свердловской области (Часть 1: Природа региона и проблемы экологии): Учебное пособие по курсу «География Свердловской области». Екатеринбург, Средне-Уральское книжное издательство, 223 с.
9. Карпенко, Н. П. (2009). Структура и оценка геоэкологических рисков. Природообустройство, № 3, сс. 45–50.
10. Карпенко, Н. П. (2014). Анализ защитных свойств пород зоны аэрации и оценка защищенности грунтовых вод в зоне сброса загрязняющих стоков. Природообустройство, № 2, сс.70–74.
11. Карпенко, Н. П. (2014) Геоэкологический риск: анализ, оценки, управление. Монография. Германия, Palmarium Academic Publishing, 145 с.
12. Карпенко, Н. П. (2013). Основы диагностики формирования негативных последствий при антропогенных нагрузках для управления геоэкологическими рисками. В: Международная научно-практическая конференция «Мелиорация и проблемы восстановления сельского хозяйства России» (Костяковские чтения), 20-21 марта 2013. М.: Изд. ВНИИА, сс. 289–293.
13. Карпенко, Н. П. (2010). Управление техноприродными системами на основе геоэкологических рисков. В: ХVIII Международная конференция «Проблемы управления безопасностью сложных систем», декабрь 2010. М.: РГГУ, сс. 312–316.
14. Карпенко, Н. П. и Манукьян, Д. А. (2009). Геоэкологические проблемы природообустройства. Природообустройство, № 3, сс. 69–74.
15. Карпенко, Н. П. и Манукьян, Д. А. (2009). Проблемы экологической безопасности в задачах природообустройства. В: ХVII Международная научная конференция «Проблемы управления безопасностью сложных систем», декабрь 2009. М.: РГГУ, сс. 256–260.
16. Карпенко, Н. П. и Манукьян, Д. А. (2011). Системный подход при оценке геоэкологических рисков и экологической безопасности функционирования техноприродных систем. В: ХIХ Международная конференция «Проблемы управления безопасностью сложных систем», декабрь 2011. М., РГГУ, сс. 263–267.
17. Карпенко, Н. П. и Супрун, В. А. (2018). Построение алгоритма управления геоэкологическими рисками на месторождениях полезных ископаемых. Евразийский Союз Ученых, № 12-1 (45), сс. 4–7.
18. Карпенко, Н. П. и Супрун, В. А. (2018). Перспективы использования шахтных вод для питьевого водоснабжения на Березовской золоторудной шахте «Южная». В: Международная научно-практическая конференция, посвященная 130-летию Н. И. Вавилова, 5–7 декабря 2017 года. Доклады ТСХА. Выпуск 290. Часть 2. М.: РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева, сс. 54–56.
19. Карпенко, Н. П. и Фризена, Е. В. (2013). Учет и управление экологическими рисками для здоровья и жизни населения в условиях роста антропогенных нагрузок. В: Международная конференция «Проблемы комплексного обустройства техноприродных систем», 16–18 апреля 2013 года. Ч. IV. М.: МГУП, сс. 144–151.
20. Манукьян, Д. А. и Карпенко, Н. П. (2009). Теория и методология ведения мониторинга техноприродных систем. Монография. М.: МГУП, 307 с.
21. Минприроды России (2009). Методика исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нарушения водного законодательства. М.: Минприроды России, 35 c.
22. Главный государственный санитарный врач Российской Федерации (2002). СанПин 2.1.4.1110-02. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения. M.: Госкомсанэпиднадзор, 16 с.
23. Государственная система санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации (1996). СанПиН 2.1.4.559-96. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М.: Госкомсанэпиднадзор, 111 с.
24. Супрун, В. А. и Карпенко Н. П. (2018). Обследование шахтных водопритоков и химического состава шахтной воды на золоторудной шахте «Южная» для питьевого водоснабжения. В: 4-я международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы в науке и практике (часть 4). Уфа: Изд-во «Дендра», сс. 257–263.
Макарова С. В.ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДОХРАНИЛИЩА СЕСТРОРЕЦКИЙ РАЗЛИВ: ПРОШЛОЕ И НАСТОЯЩЕЕ
Makarova S. V.ECOLOGICAL STATE OF THE SESTRORETSKY RAZLIV RESERVOIR: THE PAST AND THE PRESENT
DOI: 10.23968/2305-3488.2018.23.4.61-69
Водохранилище Сестрорецкий Разлив, являющееся крупнейшим искусственным водным объектом Санкт-Петербурга, имеет важное экологическое и историко-культурное значение. С 1963 по 2000 г. водоем использовался как источник питьевого водоснабжения г. Сестрорецка. В статье приведены не публиковавшиеся ранее данные по составу и количественным показателям фитопланктона, отражающие экологическое состояние озера в 1993-1998 гг. Биомасса фитопланктона в указанный период варьировала в широких пределах (1.3-65.3 мг/л), составляя в среднем за сезон 14.2-18.3 мг/л. Основную роль играли диатомовые и сине-зеленые водоросли (цианобактерии). Их соотношение в общей биомассе варьировало от года к году и зависело от гидрометеорологических условий. В июле-сентябре регулярно отмечалось «цветение» воды, обусловленное развитием цианобактерий Aphanizomenon flos-aquae и видов рода Microcystis. Концентрация хлорофилла «а» достигала 226 мкг/л. На основании полученных результатов Сестрорецкий Разлив характеризовался как высокоэвтрофный водоем; в этом статусе он находится и в настоящее время. Представленные материалы важны для оценки динамики негативных изменений экосистемы в целях разработки природоохранных мероприятий.
Ключевые слова: Сестрорецкий Разлив, экологическое состояние, фитопланктон, биомасса, видовой состав, эвтрофирование.
Список литературы: 1. Правительство Санкт-Петербурга (2011). Постановление № 169 от 15.02.2011 «Об образовании государственного природного заказника регионального значения «Сестрорецкое болото».
2. Дмитриев, В. Д. (2008). Водоснабжение и водоотведение населенных пунктов Курортного района. СПб: Новый журнал, 244 с.
3. Стравинская, Е. А. (ред.) (1984). Сохранение природной экосистемы водоема в урбанизированном ландшафте. Л.: Наука,144 с.
4. Силина, Н. И., Макарова, С. В., Варфоломеева, И. Н. Литова, Т. Э., Березовская, И. Н., Гронская, Т. П. и Максимов, А. А. (1996). Современное экологическое состояние Сестрорецкого Разлива. В: Международное совещание «Проблемы гидробиологии континентальных вод и их малакофауна». СПБ: ЗИН РАН, сс. 50–51.
5. Вуглинский, В. С., Гронская, Т. П., Силина, Н. И., Варфоломеева, И. Н. и Макарова, С. В. (1998). Экологическое состояние внутренних водоемов Санкт-Петербурга. Разведка и охрана недр, № 7–8, сс. 44–46.
6. Григорьев, И. А. и Серебрицкий, И. А. (ред.) (2017). Результаты комплексного экологического обследования озера Сестрорецкий Разлив. В: Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2016 году. СПб: ООО «Сезам-Принт», сс. 76–100.
7. Серебрицкий, И. А. (ред.) (2017). Тема номера: Сестрорецкий Разлив. Окружающая среда Санкт-Петербурга, № 2 (4), сс. 8–64.
8. Алексеев, Л. П., Задонская, О. В., Дворников, В. Г. и Дубровская, К. А. (2017). Экологическое состояние водоохранных зон Сестрорецкого Разлива и его притоков. Окружающая среда Санкт-Петербурга, № 2 (4), сс. 33–39.
9. Распопов, И. М. (2010). Высшая водная растительность водохранилища Сестрорецкий Разлив в Курортном районе г. Санкт-Петербурга. Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии, т. 19, № 3, сс. 133–139.
10. Абакумов, В. А. (ред.) (1983). Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений. Л.: Гидрометеоиздат, 239 с.
11. Трифонова И. С., Павлова О. А., Афанасьева А. Л. и Станиславская Е. В. (2015). Летний фитопланктон водохранилища Сестрорецкий Разлив по многолетним наблюдениям. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 17, № 5 (2), сс. 522–526.
12. ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» (2012). Пресс-релиз. [online] Доступно по ссылке: www.vodokanal.spb.ru/files/press_reliz/postuplenie_neochiwennyh_stochnyh_vod.doc [Дата обращения 03.12.2018].
13. Воякина, Е. Ю., Чернова, Е. Н., Русских, Я. В. и Жаковская, З. А. (2015). Сезонная динамика цианобактерий и их метаболитов в эвтрофных водоемах г. Санкт-Петербурга. В: Международная конференция «Актуальные проблемы планктонологии». Калининград: Изд. КГТУ, сс. 37–38.
14. Невско-Ладожское бассейновое водное управление (2015). Схема комплексного использования и охраны водных объектов (СКИОВО). Книга 2. Оценка экологического состояния и ключевые проблемы бассейнов рек и озер бассейна Финского залива (от границы Российской Федерации с Финляндией до северной границы бассейна реки Нева). [online] Доступно по ссылке: http://www.nord-west-water.ru/upload/skiovo/fz_136/skiovo_fz_136_book_2.pdf [Дата обращения 03.12.2018].
15. Герасимов, А. В., Голубков, С. М., Задонская, О. В., Педченко, А. П., Поздняков, Ш. Р., Решетов, В. В., Рябчук, Д. В. и Филиппов, Н. Б. (2017). Рекомендации по экологическому оздоровлению озера Сестрорецкий Разлив. Окружающая среда Санкт-Петербурга, № 2 (4), cс. 62–64.
Олькова А. С., Маханова Е. В.ВЫБОР БИОТЕСТОВ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОД, ЗАГРЯЗНЕННЫХ МИНЕРАЛЬНЫМИ ФОРМАМИ АЗОТА
Olkova A. S., Mahanova E. V.SELECTION OF BIOASSAY FOR ECOLOGICAL RESEARCH OF WATER, POLLUTED BY MINERAL NITROGEN FORMS
DOI: 10.23968/2305-3488.2018.23.4.70-81
Введение: в работе представлена апробация алгоритма выбора наиболее чувствительных биотестов на примере загрязнения природных вод минеральными формами азота. Подход отличается тем, что сравнивается информативность методов в условиях конкретного загрязнения, а не биологических видов тест-организмов. Биодиагностика выбранных токсикантов актуальна для многих поверхностных и подземных вод. Наличие ионов аммония в сверхнормативных дозах, указывает на свежее загрязнение и близость источника загрязнения. Нитраты без нитритов и аммония указывают на давнее загрязнение. Нитрит-ион – это конечный продукт окисления азотсодержащих органических веществ. Методы и материалы: исследование заключалось в биотестировании природной воды с возрастающими добавками нитритов, нитратов и ионов аммония. Тестировали растворы с внесением одного вещества и их смеси. Сравнивали чувствительность биотестов по смертности Daphnia magna, Ceriodadhnia affinis, хемотаксису Paramecium caudatum, изменению биолюминесценции Escherichia coli. Результаты: добавки 5 и 10 ПДК нитритов и нитратов не вызывали гибели D. magna и C. affinis более 50 %, но угнетали плодовитость рачков. Максимальный токсический эффект в дозах 5 и 10 ПДК отмечен для ионов аммония: плодовитость D. magna снизилась в 4,4 раза по сравнению с чистой водой, а для C. affinis эти дозы оказались летальными. При дальнейшем повышении концентраций действующих веществ чувствительность низших ракообразных ранжировали по времени гибели всех особей. По тест-системе «Эколюм» (E. coli) эффекты минеральных форм азота возрастали в ряду: (NO2-) < (NO3-) < (NH4+), причем нитраты стимулировали биолюминесценцию во всех испытанных дозах (от 5 до 100 ПДК). Тест по хемотаксису инфузорий P. caudatum был чувствительнее бактериального биотеста. При совместном внесении нитритов и ионов аммония, а также нитратов и ионов аммония тенденции чувствительности биотестов сохранились. Показано, что минеральные формы азота при совместном присутствии усиливают действие друг друга. Заключение: при отдельном загрязнении нитрат- и нитрит-ионами, а также комплексном загрязнении нитрат-ионами и ионами аммония соблюдается ряд чувствительности: биотест по гибели C. affinis > биотест по гибели D. magna > биотест по изменению хемотаксиса P. caudatum > биолюминесцентный биотест по тест-системе «Эколюм». При загрязнении ионами аммония, а также при комплексном загрязнении нитрит-ионами и ионами аммония рекомендуется ориентироваться на биотесты в порядке убывания чувствительности: биотест по гибели C. affinis > биотест по гибели D. magna > биолюминесцентный биотест по тест-системе «Эколюм» > биотест по изменению хемотаксиса P. caudatum.
Ключевые слова: биотестирование, чувствительность биотестов, загрязнение воды, нитрат-ион, нитрит-ион, аммоний.
Список литературы: 1. Агбалян, Е. В., Хорошавин, В. Ю. и Шинкарук, Е. В. (2015). Оценка устойчивости озерных экосистем Ямало-Ненецкого автономного округа к кислотным выпадениям. Вестник Тюменского государственного университета, т. 1, № 1 (1), сс. 45–54.
2. Александрова, В. В. (2013). Анализ корреляционной зависимости выживаемости и плодовитости тест-объекта Ceriodaphnia affinis с химическим составом воды. Вестник Нижневартовского государственного университета, № 3, сс. 60–63.
3. Ашихмина, Т. Я., Дабах, Е. В., Кантор, Г. Я., Лемешко, А. П., Скугорева, С. Г. и Адамович, Т. А. (2010). Изучение состояния природного комплекса в зоне влияния Кирово-Чепецкого химического комбината. Теоретическая и прикладная экология, № 3, сс. 18–26.
4. Виноходов, Д. О. (2007). Научные основы биотестирования с использованием инфузорий. Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук. СПб.: Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), 353 с.
5. Квашнин, С. В. и Кощеева, Г. С. (2006). Загрязнение питьевой воды Приишимья минеральными соединениями азота. Сибирский экологический журнал, т. 13, № 5, сс. 685–693.
6. Олькова, А. С. (2018) Актуальные направления развития методологии биотестирования водных сред. Вода и экология: проблемы и решения, № 2 (74), сс. 40–50.
7. Министерство природных ресурсов Российской Федерации (2010). ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.11-04. Т.16.1:2:3:3.8-04. Методика определения интегральной токсичности поверхностных, в том числе морских, грунтовых, питьевых, сточных вод, водных экстрактов почв, отходов, осадков сточных вод по изменению бактериальной биолюминесценции тест-системой «Эколюм». М.: Нера-С, 30 с.
8. Федеральное агентство по рыболовству (2010). Приказ № 20 от 18 января 2010 г. Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения. М.: Росрыболовство, 369 с.
9. Акварос (2007) ФР 1.39.2007.03221. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний. М.: Акварос, 54 с.
10. Акварос (2007). ФР 1.39.2007.03222. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. М.: Акварос, 51 с.
11. Спектр-М (2015). ФР 1.39.2015.19242. ПНД Ф Т 16.2:2.2-98 Методика определения токсичности проб природных, питьевых, хозяйственно-питьевых, хозяйственно-бытовых сточных, очищенных сточных, сточных, талых, технологических вод экспресс-методом с применением прибора серии «Биотестер». СПб.: ООО «СПЕКТР-М», 21 с.
12. Хохряков, А. В., Студенок, А. Г., Ольховский, А. М. и Студенок, Г. А. (2005). Количественная оценка вклада взрывных работ в загрязнение дренажных вод карьеров соединениями азота. Известия высших учебных заведений. Горный журнал, № 6, сс. 29–31.
13. Delkash, M., Al-Faraj, F. A. M., Scholz, M. (2018). Impacts of anthropogenic land use changes on nutrient concentrations in surface waterbodies: a review. Clean – Soil Air Water, vol. 46, issue 5, article No. 1800051. https://doi.org/10.1002/clen.201800051
14. Erratt, K. J., Creed, I. F., Trick, Ch. G. (2018). Comparative effects of ammonium, nitrate and urea on growth and photosynthetic efficiency of three bloom-forming cyanobacteria. Freshwater Biology, vol. 63, issue 7, pp. 626–638. https://doi.org/10.1111/fwb.13099
15. Galloway, J. N. (1995). Acid deposition: perspectives in time and space. Water, Air and Soil Pollution, vol. 85, issue 1, pp. 15–24. https://doi.org/10.1007/BF00483685
16. Hashemi, F., Olesen, J. E., Jabloun, M., Hansen, A. L. (2018). Reducing uncertainty of estimated nitrogen load reductions to aquatic systems through spatially targeting agricultural mitigation measures using groundwater nitrogen reduction. Journal of Environmental Management, vol. 218, pp. 451–464. doi: 10.1016/j.jenvman.2018.04.078
17. Kalinkina, N. M., Berezina, N. A., Sidorova, A. I., Belkina, N. A. Morozov, A. K. (2013). Toxicity bioassay of bottom sediments in large water bodies in Northwestern Russia with the use of crustaceans. Water Resources, vol. 40, issue 6, pp. 657–666. https://doi.org/10.1134/S0097807813060055
18. Ke, X., Bao, Q., Qi, Y., Huang, X., Zhang, H. (2018). Toxicity assessment of sediments from the Liaohe River Protected Area (China) under the influence of ammonia nitrogen, heavy metals and organic contaminants. Environmental Toxicology and Pharmacology, vol. 59, pp. 34–42. doi: 10.1016/j.etap.2018.02.008
19. Olkova, A. S., Kantor, G. Y., Kutyavina, T. I. Ashikhmina, T. Y. (2018). The importance of maintenance conditions of Daphnia magna Straus as a test organism for ecotoxicological analysis. Environmental Toxicology and Chemistry, 37 (2), pp. 376–384. doi: 10.1002/etc.3956
20. Uuemaa, E., Palliser, C. C., Hughes, A. O., Tanner, C. C. (2018). Effectiveness of a natural headwater wetland for reducing agricultural nitrogen loads. Water, vol. 10, issue 3, article No. 287. https://doi.org/10.3390/w10030287
21. Zhang, L., Xiong, D.-M., Li, B., Zhao, Z.-G., Fang, W., Yang, K., Fan, Q.-X. (2012). Toxicity of ammonia and nitrite to yellow catfish (Pelteobagrus fulvidraco). Journal of Applied Ichthyology, vol. 28, issue 1, pp. 82–86. https://doi.org/10.1111/j.1439-0426.2011.01720.x
Предеина Л. М., Хорошевская В. О., Андреев Ю. А., Котова В. Е.ВЛИЯНИЕ МОЛИБДЕНА НА ФИТОПЛАНКТОН, БПК5 И АКТИВНОСТЬ ЩЕЛОЧНОЙ ФОСФАТАЗЫ В ЛАБОРАТОРНОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Predeina L. M., Khoroshevskaya V. O., Andreev Yu. A., Kotova V. E.MOLYBDENUM INFLUENCE ON PHYTOPLANKTON, BOD5 AND ALKALINE PHOSPHATASE ACTIVITY IN A LABORATORY EXPERIMENT
DOI: 10.23968/2305-3488.2018.23.4.82-91
Молибден — один из немногих тяжелых металлов, которые необходимы для нормального функционирования гидробиоценозов и в то же время обладают достаточно высокой токсичностью. Цель данного исследования состояла в изучении влияния добавок анионной формы Мо в концентрациях от 0,5 до 100 мкг/л на фитопланктон, БПК5 и активность щелочной фосфатазы сестона в лабораторном эксперименте на природной воде из р. Дон. Молибден добавляли в виде гептамолибдата аммония (NH4)6Мо7O24·4Н2О. Влияние Мо проявлялось в снижении скорости роста численности фитопланктона и увеличении его биомассы. Через трое суток после добавления Мо при всех изученных концентрациях численность фитопланктона была снижена на 11–55 % по сравнению с контролем. Наименее устойчивыми к воздействию Мо оказались сине-зеленые и криптофитовые водоросли. Биомасса фитопланктона при этом повышалась на 59–94 %. Наибольшее увеличение биомассы сине-зеленых, на 160–180 %, наблюдалось при добавлении низких концентраций Мо — 0,5 и 5 мкг/л. Биомасса зеленых водорослей повышалась от 39 до 275 % пропорционально концентрациям внесенного Мо. На показатель БПК5 Мо не оказывал угнетающего влияния. Через одни сутки после внесения 0,5 и 5,0 мкг/л Мо отмечено увеличение значений БПК5 соответственно на 15 и 46 %, через трое суток — на 24–35 % при всех изученных концентрациях. Влияние Мо на активность щелочной фосфатазы проявлялось снижением по сравнению с контролем по истечении двух суток на 20–30 %, трех суток — на 55–70 %. Зависимость между активностью щелочной фосфатазы и исследуемыми концентрациями Mo не обнаружена. В ходе эксперимента установлено значительное снижение концентраций аммонийного азота при всех концентрациях добавки Мо. При этом фитопланктон не испытывал недостатка в обеспеченности азотом и фосфором.
Ключевые слова: молибден, фитопланктон, численность, биомасса, биогенные вещества, БПК5, активность щелочной фосфатазы.
Список литературы: 1. Берстон, М. (1964). Гистохимия ферментов. М.: Мир, 464 с.
2. Даллакян, Г. А., Корсак, М. Н. и Мошаров С. А. (2002). Влияние меди на продукционные процессы в Балтийском море. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. № 1, сс. 42–45.
3. Дмитриева, А. Г. (2011). Закономерности действия токсикантов на водные растительные организмы. В: Современные проблемы водной токсикологии. Петрозаводск: Изд. Петр. ГУ, сс. 42–44.
4. Закруткин, В. Е., Иваник, В. М. и Гибков, Е. В. (2015). Изменение гидрохимических показателей рек Восточного Донбасса в связи с массовой ликвидацией нерентабельных угледобывающих предприятий. Водные ресурсы, т. 42, № 6, сс. 613–622.
5. Капков, В. И., Беленкина, О. А. и Федоров, В. Д. (2011). Влияние тяжелых металлов на морской фитопланктон. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология, № 1, сс. 36–40.
6. Коновалов, Г. С. и Коренева, В. И. (1979). Вынос микроэлементов речным стоком с территории СССР в моря в современный период. Гидрохимические материалы, т. LXXV, Л.: Гидрометеоиздат, сс. 11–21.
7. Леонов, А. В., Лозовик, П. А. и Икко, О. И. (2018). Использование экспериментальных данных по биохимическому потреблению кислорода для корректной оценки состояния водных объектов и качества природных вод. Труды Карельского научного центра РАН, № 3, сс. 11–30.
8. Линник, П. Н. и Набиванец, Б. И. (1986). Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л.: Гидрометеоиздат, 270 с.
9. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации (2013). ГОСТ 31861-2012. Вода. Общие требования к отбору проб. М.: Стандартинформ, 35 с.
10. Воловик, С. П. и Корпакова, И. Г. (ред.) (2005). Методы рыбохозяйственных и природоохранных исследований в Азово-Черноморском бассейне. (2005). Краснодар: Просвещение-Юг, 351 с.
11. Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (2011). Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения. М.: Изд-во ВНИРО, 257 с.
12. Предеина, Л. М., Федоров, Ю. А., Морозова, Е. В., Уразаев, К. К. и Предеин, М. Н. (2003). Показатели активности щелочной фосфатазы и эстераз в мониторинге поверхностных вод — теоретические предпосылки и перспективы использования. Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки, № 4, сс. 91–95.
13. Предеина, Л. М., Бейсуг, О. И. и Предеин, М. Н. (2006). Влияние повышенных концентраций цинка и железа на активность внеклеточных эстераз и щелочной фосфатазы в природных и модельных пресноводных экосистемах. Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки, № 7, сс. 69–81.
14. Предеина, Л. М., Федоров, Ю. А., Бейсуг, О. И. и Предеин, М. Н. (2006). Влияние ионов меди и ртути на показатели активности внеклеточных эстераз и щелочной фосфатазы в водных экосистемах. Биология внутренних вод, № 2, сс. 89–96.
15. Предеина, Л. М. (2008). Влияние добавок меди и цинка на активность щелочной фосфатазы и эстераз сестона в экспериментах на природных водах. Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки, № 6, сс. 101–107.
16. Предеина, Л. М. и Штылев, А. Н. (2012). Влияние тяжелых металлов на биохимическое потребление кислорода в экспериментах на природных водах. В: Международная научная конференция по региональным проблемам гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды. Казань: Из-во КФУ, сс. 299–300.
17. Предеина, Л. М., Хорошевская, В. О., Андреев, Ю. А., Котова, В. Е., Тамбиева, Н. С. и Климерий, К. С. (2015). Влияние ванадия (V) на активность щелочной фосфатазы сестона и некоторые гидрохимические показатели в лабораторном эксперименте. В: Современные проблемы гидрохимии и мониторинга качества поверхностных вод. Ч. 2. Ростов-на-Дону: Центр печатных технологий «Арт-артель», сс. 372–376.
18. Абакумов, А. В. (ред.) (1992). Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. СПб.: Гидрометеоиздат, 254 с.
19. Агатова, А. И. (2004). Руководство по современным биохимическим методам исследования водных экосистем, перспективных для промысла и марикультуры. М.: Изд-во ВНИРО, 123 с.
20. Боева, Л. В. (2009). Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. Ч. 1. Ростов-на-Дону: НОК, 1044 с.
21. Хорошевская, В. О. (2015). Результаты экспедиционных исследований содержания ванадия, никеля и молибдена в водах рек Приазовья. Глобальный научный потенциал, № 2 (47), сс. 7–12.
22. Якушина, Н. И. и Бахтенко, Е. Ю. (2004). Физиология растений. М.: ВЛАДОС, 463 с.
23. Awasthi, M., Das, D. M. (2005). Heavy metal stress on growth, photosynthesis and enzymatic activity of free and immobilized Chlorella vulgaris. Annals of Microbiology, vol. 55, No. 1, рр. 1–7.
24. Glenn, A. R., Dilworth, M. J. (1980). The effect of metal ions on the alkaline phosphatase of Rhizobium leguminosarum. Archives of Microbiololgy, vol. 126, issue 3, pp. 251–256. https://doi.org/10.1007/BF00409928
25. Gupta, S. L. (1983). Acid and phosphatase activity in the cyanobacterium Anacystis nidulans under copper stress. Folia Microbiologica, vol. 28, issue 6, pp. 458–462. https://doi.org/10.1007/BF02879682
26. Doonan, B. B., Jensen T. E. (1979). Effect of ions on the enzyme alkaline phosphatase from Plectonema boryanum. Microbios, vol. 25 (101–102), pp. 177–186.
27. Flint, K. P., Hopton, J. W. (1977). Substrate specificity and ion inhibition of bacterial and particle associated alkaline phosphatases of water and sewage sludges. European Journal of Applied Microbiology and Biotechnology, vol. 4, issue 3, pp. 195–204. https://doi.org/10.1007/BF01390480
Уляшева В. М., Гримитлин А. М., Черников Н. А.ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СПОСОБОВ ОЧИСТКИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ СТРОИТЕЛЬНОЙ ИНДУСТРИИ
Ulyasheva V. M., Grimitlin A. M., Сhernikov N. A.INCREASING THE EFFICIENCY OF METHODS FOR CLEANING OF VENTILATION EMISSIONS AT CONSTRUCTION ENTERPRISES
DOI: 10.23968/2305-3488.2018.23.4.92-98
Производство строительных материалов, основанное на процессах дробления, сортировки обжига и транспортирования сырья и материалов, является источником значительных пылевыделений в производственные помещения и окружающую среду. Вследствие повышенной влажности исходного сырья в пылевоздушном потоке аспирационных систем в холодный период года происходит образование твердых отложений на внутренней поверхности циклонов, что приводит к снижению его эффективности, а в некоторых случаях и к выходу из строя. Учитывая наличие на промышленной площадке цеха по производству известняковой муки, технологический процесс которого связан с обжигом исходных материалов, предложено смешивать горячие технологические (выхлопные) газы из цеха известняковой муки и холодные пылевоздушные потоки для снижения теплового воздействия на атмосферу, повышения эффективности очистки вентиляционных выбросов из цеха нерудных материалов и экономических показателей предприятия. Несмотря на значительное количество работ, связанных с исследованием аэродинамических процессов в аспирационных системах, процессы смешивания низкотемпературных пылевоздушных и высокотемпературных потоков выхлопных газов требуют изучения методами теоретического анализа на основе фундаментальных положений тепломассообмена и аэродинамики, а также с использованием современных вычислительных программ. В данной работе на основании численного моделирования с применением программного комплекса STAR-CCM+ получены данные о распределении температур и скоростей в зоне смешивания потоков, в результате обоснованы наиболее рациональная схема узла смешивания потоков, а также соотношение расходов холодного и горячего потоков.
Ключевые слова: аспирационная система, известняковая мука, циклон, пылевоздушный поток, численное моделирование.
Список литературы: 1. Абрамович, Г. Н. (1984). Теория турбулентных струй. 2-е изд. М.: Наука, 717 с.
2. Азаров, В. Н. (2004). Комплексная оценка пылевой обстановки и разработка мер по снижению запыленности воздушной среды промышленных предприятий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра техн. наук. Ростов-на-Дону: Ростовский государственный университет.
3. Алиев, Г. М.-А. (1986). Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов. М.: Металлургия, 544 с.
4. Аметистов, Е. В., Григорьев, В. А., Емцев, Б. Т., Клименко, А. В., Комендантов, А. С., Круг, Г. К., Кувалдин, А. Б., Лабунцов, Д. А., Морозкин, В. П., Павлов, Ю. М., Протопопов, В. С., Созиев, Р. И. и Тоцкий, В. Р., Чистяков, В. С, Шпильрайн, Э. Э. и Ягов, В. В. (1982). Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. М.: Энергоиздат, 512 с.
5. Биргер, М. И., Вальдберг, А. Ю., Мягков, Б. И., Падва, В. Ю., Русанов, А. А. и Урбах, И. И. (1983). Справочник по пыле- и золоулавливанию. 2–е изд. М.: Энергоатомиздат, 312 с.
6. Большаков, В. П. и Бочков А. Л. (2012). Основы 3D-моделирования. Изучаем работу в AutoCAD, КОМПАС-3D, Solid Works, Inventor. СПб.: Питер-Пресс, 304 с.
7. Бочков А. Л. (2007). Трехмерное моделирование в системе Компас-3D (практическое руководство). СПб: СПбГУ ИТМО, 80 c.
8. Ганин, Н. Б. (2012). Трехмерное проектирование в КОМПАС-3D. М.: ДМК-Пресс, 784 с.
9. Губин, Е. И. (2018). К вопросу моделирования процесса смешивания запыленных потоков. В: ХХХ Международная научно-техническая конференция молодых ученых, аспирантов и докторантов «Актуальные проблемы науки 21 века», М.: Cognitio, сс. 35–41.
10. Клячко, Л. С., Одельский, Э. Х. и Хрусталев, Б. М. (1983). Пневматический транспорт сыпучих материалов. Минск: Наука и техника, 216 с.
11. Коузов, П. А., Мальгин, А. Д. и Скрябин, Г. М. (1993). Очистка газов и воздуха от пыли в химической промышленности. 2-е изд. СПб: Химия, 320 с.
12. Куничан, Г. И., Смирнова, Т. Н. и Идт, Л. И. (2016). Построение объемных моделей в системе КОМПАС-3D. Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 65 с.
13. Минко, В. А., Логачев, И. Н. и Логачев, К. И. (2009). Обеспыливающая вентиляция. М.: Теплотехник, 464 с.
14. Нейков, О. Д. и Логачев, И. Н. (1981). Аспирация и обеспыливание воздуха при производстве порошков. 2-е изд. М.: Металлургия, 192 с.
15. Пирумов, А. И. (1981). Обеспыливание воздуха. 2-е изд. М.: Стройиздат, 296 с.
16. Уляшева, В. М., Дубенков, С. В., Басова, Ю. А. и Сорокин, Н. А. (1998). Система вентиляции цеха с пылевыделениями. Патент № 2110735.
17. Boysan, F., Ayers, W. H., Swithenbank, J. (1982). A fundamental mathematical modelling approach to cyclone design. Chemical Engineering Research and Design, 60a, pp. 222–230.
18. Gosman, A. D., Ioannides, E. (1983). Aspects of computer simulation of liquid-fueled combustors. Journal of Energy, vol. 7, No. 6, pp. 482–490.
19. Hoekstra, A. J., Derksen, J. J. and Van Den Akker, H. E. A. (1999). An experimental and numerical study of turbulent swirling flow in gas cyclones. Chemical Engineering Science, vol. 54, issues 13–14, pp. 2055–2065. https://doi.org/10.1016/S0009-2509(98)00373-X
20. Pant, K., Crowe, C. T., Irving, P. (2002). On the design of miniature cyclone for the collection of bioaerosols. Powder Technology, vol. 125, issues 2–3, 260–265. https://doi.org/10.1016/S0032-5910(01)00514-9
21. Sommerfeld, M., Ho, C. H. (2003). Numerical calculation of particle transport in turbulent wall bounded flows. Powder Technology, vol. 131, issue 1, pp. 1–6. https://doi.org/10.1016/S0032-5910(02)00293-0