авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 15 | 16 || 18 | 19 |   ...   | 43 |

«Федеральное агентство по рыболовству ФГОУВПО “Мурманский государственный технический университет” Мурманский морской биологический институт КНЦ РАН Полярный геофизический ...»

-- [ Страница 17 ] --

Результаты анализа родниковой и колодезной воды показали, что содержание нитри тов и фосфатов соответствовало гигиеническим нормативам, тогда как содержание аммо нийного азота превышало ПДК в воде из родника в с. Внуково, в содержание нитратов дос 581 МНТК "Наука и Образование - 2010" Иванёха Е.В., Лукина Т.М.

тигало уровня ПДК в двух колодцах и роднике с. Внуково и превышало ПДК в роднике око ло дачного поселка «Озон» (табл. 1). Подземные водоносные горизонты в большей степени подвержены нитратному загрязнению, чем поверхностные водоемы, что обусловлено отсут ствием потребителей нитратов. Нитраты отличаются высокой растворимостью и отсутствием гидрохимических барьеров. В связи с этим в сельскохозяйственных районах они являются са мым масштабным загрязнителем подземных вод (Лыков, Шестакова, 2005).

Таблица 1. Содержание соединений азота и фосфора в родниковой и колодезной воде Аммоний-ион, Нитриты, Нитраты, Фосфаты, Место и время отбора проб мгN/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мгРО4-/дм Родник (Рыбное), март 2008 0,08 0,003 - июль 2008 0,2 0,007 - сентябрь 2008 0,04 0,003 - январь 2009 0,04 0,003 - апрель 2009 0,08 0,003 1 0, Родник (Икша), апрель 2009 0,04 0,003 20 февраль 2010 0,08 0,003 20 н/о Родник (Внуково), март 2010 0,066 н/о 2,0 Родник ("Озон"), октябрь 2008 0,04 0,099 - август 2009 0,08 0,003 1, Колодец («Озон»), октябрь 2008 0,04 0,013 - август 2009 0,08 0,066 30 3, Колодец (Прудцы), апрель 2009 0,08 0,013 30 1, Колодцы (Внуково), март 2010:

у церкви 0,4 0,013 5 н/о Общий 0,2 0,003 20 н/о Центральный 0,2 0,007 20 н/о д. 23 0,2 0,066 н/о д. 24 0,2 0,003 н/о д. 102 0,2 0,007 20 н/о ПДК 1,5 3,3 45 3, Перманганатная окисляемость воды из всех обследованных источников не превышала нормативное значение для питьевой воды (табл. 2). Водородный показатель не выходил за пределы нормативного диапазона (табл.2);

в соответствии с полученными значениями рН родниковая и колодезная вода была или нейтральной, или слабощелочной. Судя по результа там определения общей жесткости, воду из всех родников и колодцев, кроме одного, можно считать мягкой или средней жесткости (табл. 2). Исключением является родник в с. Внуково, воду из которого можно уже считать жесткой. Этот родник расположен в самом населенном пункте, в овраге, поэтому вполне вероятно, что на его состояние влияют антропогенные фак торы. Однако не исключена возможность, что качество его воды зависит от естественных процессов.



МНТК "Наука и Образование - 2010" К вопросу о качестве воды подземных источников северного Подмосковья Таблица 2. Показатели свойств родниковой и колодезной воды.

Общая жест Окисляемость пер кость, мг-экв/дм Место и время отбора проб манганатная, мгО/дм рН Родник (Рыбное), март 2008 7,5 2,1 июль 2008 6,7 2,4 сентябрь 2008 6,7 2,5 январь 2009 7,5 1,2 апрель 2009 7,7 0,9 3, Родник (Икша), апрель 2009 7,0 1,1 6, февраль 2010 7,1 0,4 6, Родник (Внуково), март 2010 7,0 2,9 8, Родник ("Озон"(, октябрь 2008 - 1,3 август 2009 7,4 2,4 5, Колодец («Озон»), октябрь 2008 - 4,9 август 2009 6,7 2,7 1, Колодец (Прудцы), апрель 2009 6,7 3,95 3, Колодцы (Внуково), март 2010: 5, у церкви 7,3 0, Общий 7,6 1,5 4, Центральный 6,8 1,3 5, д. 23 7,3 1,5 5, д. 24 6,8 0,95 4, д. 102 6,5 4,3 4, Нормативные значения 6,5-8,5 5 Определение содержания тяжелых металлов и железа проводилось в воде восьми из пятнадцати исследованных подземных водоисточников (рис. 1 и 2). Содержание во всех этих водоисточниках цинка, меди, свинца, никеля, хрома, серебра, марганца не превышало ПДК этих металлов для воды объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водополь зования. Серебро в родниковой воде присутствовало в следовых количествах, порядка деся тых долей мкг/л (наибольшая измеренная концентрация – 1,4 мкг/л), вопреки расхожему мнению о высоком содержании этого элемента в родниках. Содержание кадмия достигало уровня ПДК в колодце д. Скриплево и в воде, поступающей из водокачки в водопровод с/т «Вишенка» около д. Кузнецово (рис. 1). Содержание железа значительно превышало ПДК этого металла опять же в воде из водокачки в с/т «Вишенка» (12,1 ПДК), и в ключевой воде (д. Скриплево), в которой, несмотря на отсутствие видимой взвеси, оно достигало 12,3 ПДК (рис. 2). Высокое содержание железа в воде из водокачки могло быть обусловлено как при родными, так и антропогенными процессами, тогда как в ключевой воде оно, вероятно, обу словлено естественными причинами, поскольку явных техногенных источников загрязнения рядом с ключом пока нет. В воде шести других источников содержание железа соответство вало гигиеническому нормативу ПДК.

583 МНТК "Наука и Образование - 2010" Иванёха Е.В., Лукина Т.М.

0, 0, 0, Cd, мг/л 0, ПДК 0, 0, во ы ое во н" н" а о кш дц ов лё зо зо лё бн ру ец И "О ип "О ы ип П Р ик зн кр кр ц ик ик ц дн Ку де С С дн де дн ло ро ц ч ло ро де ю ро ко Кл ко ло Ко Рис. 1. Содержание кадмия в воде подземных источников.

3, 2, Fe, мг/л ПДК 1, 0, во ы во ое н" н" а о кш дц ов лё зо зо лё бн ец ру И "О ип "О ы ип П ик Р зн кр кр ц ик ик ц Ку дн де С С дн де дн ло ро ц ч ло ро де ю ро ко Кл ко ло Ко Рис. 2. Содержание железа в воде подземных источников.

МНТК "Наука и Образование - 2010" К вопросу о качестве воды подземных источников северного Подмосковья Оценка состояния пятнадцати подземных водоисточников Северного Подмосковья выявила соответствие воды девяти этих источников гигиеническим требованиям по всем ис следованным показателям качества. В воде двух из остальных шести источников обнаружено повышенное содержание железа, превышающее гигиенический норматив. Железо относится к умеренно опасным веществам;





его содержание в воде можно снизить путем фильтрования через кварцевый песок или бытовой фильтр. В двух родниках и двух колодцах содержание нитратов достигало ПДК или превышало ее. Более того, вода одного из этих родников, рас положенного в с. Внуково, не соответствует гигиеническим нормативам также по содержа нию аммонийного азота и по общей жесткости. Таким образом, родниковая вода, которая издавна считается чистой и целебной, по отдельным гидрохимическим показателям может быть хуже, чем питьевая вода из централизованных систем водоснабжения.

Список литературы:

1) Лыков И.Н. Техногенные системы и экологический риск / И.Н. Лыков, Г.А. Шестако ва. – М.: ИПЦ «Глобус», 2005. – 262 с.

2) Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объ ектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования: Гигиениче ские нормативы. ГН 2.1.5.1315-03. – М.: Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ МЗ РФ, 2003. – 154 с.

585 МНТК "Наука и Образование - 2010" Ищенко Н.С.

ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ И ЭФФЕКТИВНЫЕ СРЕДСТВА БОРЬБЫ С НЕЙ Ищенко Н.С. (г. Гомель, Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого, кафедра «хозяйственное право», e-mail: ni875@yandex.ru) In the article”Global warming and effective means of overcoming it” be considered the following aspects: the historiography of the problem of global warming, the expected consequences of global warming and is proposed some possible ways to minimize global warming and transforming the nowadays situation in ecology.

Историография проблемы глобального потепления Парниковый эффект возник не сегодня - он существовал с тех пор, как на нашей планете появилась атмосфера, и без него температура приземных слоев этой атмосферы была бы в среднем градусов на тридцать ниже реально наблюдаемой. Проблема глобального потепления была впервые высказана шведским ученым Сванте Арейниусом в конце XIX века. Не исключено, что это потепление частично имеет естественный природный характер.

Ведь еще А.И.Войков и В.И.Вернадский подчеркивали, что мы живем в конце последней ледниковой эпохи и только выходим из нее. Однако скорость потепления заставляет признать роль антропогенного фактора в этом явлении. Еще в 1927г. в «Очерках геохимии»

Вернадский писал о том, что сжигание больших количеств каменного угля должно привести к изменению химического состава атмосферы и климата. В 1972 г. расчетами это подтвердил М.И.Будыко. Сейчас человечество сжигает ежегодно 4,5 млрд. т угля, 3,2 млрд. т нефти и нефтепродуктов, а также природный газ, торф, горючие сланцы и дрова. Все это превращается в углекислый газ, содержание которого в атмосфере возросло с 0,031% в 1956г. до 0,035% в 1992г. и продолжает расти. Кроме того, резко увеличились выбросы в атмосферу другого парникового газа — метана. Сейчас большинство климатологов мира признает роль антропогенного фактора в потеплении климата.

В 1986г. сразу на шести языках была издана книга «Наше общее будущее», подготовленная Комиссией ООН во главе с тогдашним премьер-министром Норвегии Гру Харлем Брундтланд. В книге подчеркивалось, что потепление вызовет бурное таяние льдов Антарктиды и Гренландии, резкий подъем уровня Мирового океана, затопление прибрежных территорий, что будет сопровождаться экономическими и социальными потрясениями. За прошедшие с той поры 12 лет проведено много исследований и конференций, которые показали, что мрачные прогнозы этой книги несостоятельны. Подъем уровня Мирового океана действительно происходит, но со скоростью 0,6мм в год, или 6 см за столетие. В то же время вертикальные поднятия или опускания береговых линий достигают 20 мм в год.

Таким образом, трансгрессии и регрессии моря определяются тектоникой в большей мере, чем подъемом уровня Мирового океана. В то же время потепление климата будет сопровождаться увеличением испарения с поверхности океанов и увлажнением климата, о чем можно судить по палеогеографическим данным. Всего 7–8тыс. лет назад во время голоценового климатического оптимума, когда температура на широте Москвы была на 1,5 – 2° С выше современной, на месте Сахары расстилалась саванна с рощами акаций и многоводными реками, а в Средней Азии Заравшан впадал в Амударью, река Чу — в Сырдарью, уровень Аральского моря находился на отметке 72 м и все эти реки, блуждая по территории современной Туркмении, текли в прогибавшуюся впадину Южного Каспия.

Подобное происходило и в иных ныне аридных областях мира.

В 2007 г. университет Джонса Хопкинса (США) опубликовал прогноз о том, как процесс глобального потепления может повлиять на здоровье человека. Главные выводы:

МНТК "Наука и Образование - 2010" Глобальное потепление и эффективные средства борьбы с ней человечество может столкнуться с резким увеличением числа болезней, которые вызваны жарой (так, жара 2003 года стала причиной смерти более 30 тыс. жителей Западной Европы);

- повышением риска возникновения инфекционных заболеваний (в частности, тропических лихорадок, малярии и пр.);

- ухудшением качества воздуха;

- ростом уровня мирового океана, что будет нести угрозу населению и инфраструктуре (так, 13 из 20-ти крупнейших городов мира расположены на побережье, их затопление уничтожит также госпитали и иные медицинские учреждения, которые обычно базируются в городах);

- увеличением количества разрушительных наводнений, ураганов, засух и пр.;

- риском ограничения поставок продовольствия (так, разрушение традиционного погодного режима и иные последствия потепления способны резко уменьшить производительные способности сельского хозяйства многих регионов мира);

- появлением миллионов "экологических беженцев", что угрожает международной безопасности и экономике;

- уменьшением количества и ухудшением качества питьевой воды (так, ныне около 2 млрд. человек страдают от недостатка питьевой воды, 1.8 млн. человек ежегодно умирают из-за употребления грязной воды);

- коллапсом экосистем. В свою очередь, ученые из Университета Иллинойса (США) пришли к выводу, что в процессе глобального потепления виновны не только индустриально-развитые, но и "бедные" государства. Ежедневно около 2 млрд. человек топят около 400 млн. печей.

Подобные устройства производят в два раза больше сажи, чем ранее предполагалось. Печная сажа намного темнее, чем сажа, образующаяся, к примеру, в результате лесных пожаров, из за этого она поглощает большее количество солнечной энергии и, тем самым, повышает температуру атмосферы. Подобные печи ежегодно производят около 800 тыс. метрических тонн сажи, то есть около 10% общего объема копоти в мире. Для сравнения, легковые и грузовые автомобили, работающие на дизельном топливе, ежегодно выбрасывают в атмосферу около 890 тыс. метрических тонн сажи.

Предполагаемые последствия Учитывая все данные, разработанные учеными всего мира, и результаты исследований Комиссии ООН, среднемировая температура в этом веке может повыситься на 1,4-1,8 градуса Цельсия. Уровень мирового океана повысится на 10 см, поставив под угрозу миллионы жителей стран, находящихся невысоко над уровнем моря. Учитывая увеличивающееся влияние человечества на климатические изменения, Межправительственная комиссия по наблюдению над климатическими изменениями (IPCC) настаивает на повышении количества наблюдений для создания более полной картины глобального потепления климата. Глобальное потепление заставляет содрогнуться. ООН подготовила новый доклад, в котором прогнозируются последствия воздействия глобального потепления. Выводы специалистов неутешительны: отрицательные результаты потепления будут ощущаться почти повсюду.

Для большей части Европы значительно повысится угроза наводнений (жители Великобритании уже испытали это в прошедшем году). Ледники Альп и большие области вечной мерзлоты начнут таять и полностью исчезнут к концу этого века. Изменение климата положительно скажется на урожаях, собираемых в Северной Европе, однако почти столь же сильное отрицательное влияние будет оказано на сельское хозяйство Южной Европы, которой в 21 веке предстоит страдать от постоянных засух. В Азии дела обстоят намного хуже. Высокие температуры, засухи, наводнения и эрозия почвы нанесут непоправимый ущерб сельскому хозяйству многих азиатских стран. Повышение уровня моря и более сильные тропические циклоны вынудят десятки миллионов людей покинуть обжитые места и переселяться подальше от берегов моря. Не лучшее положение сложится и в Африке.

Урожаи зерновых серьёзно упадут, уменьшится количество доступной питьевой воды.

587 МНТК "Наука и Образование - 2010" Ищенко Н.С.

Осадки будут выпадать всё реже, особенно на юге, севере и западе континента, приводя к появлению новых пустынных районов. Населённые пункты в Нигерии, Сенегале, Гамбии, Египте и вдоль юго-восточного побережья Африки пострадают от повышения уровня моря и эрозии береговой линии. Участятся эпидемии инфекционных болезней, разносимые насекомыми, такими как комары.

В Северной Америке и в Австралии картина будет не столь однозначно плохая.

Некоторым регионам потепление пойдёт на пользу, сделав сельское хозяйство в них более выгодным. В остальном список бедствий, которые принесёт потепление, входят: наводнения, засухи, эпидемии.

Однако одни из самых больших перемен произойдут в полярных областях. Толщина и площадь арктических льдов продолжит уменьшаться, начнётся таяние вечной мерзлоты.

Однажды начавшись, газа в атмосфере стабилизируется. Результатом станут необратимые изменения в оборот воды в мировом океане и уровне моря. Специалисты ООН установили, планета нагревается быстрее, чем предполагалось ранее, и есть убедительные свидетельства того, что именно человечество несет за это ответственность. Ученые предсказывают, что в Азии и Африке уменьшатся урожаи, а Австралия и Новая Зеландия будут испытывать нехватку воды. Повысится риск наводнений в Европе, а восточное побережье Соединенных Штатов подвергнется воздействию все более сильных штормов и эрозии побережья. Средняя температура в этом столетии возрастет от 1,4 до 5,8 градусов Цельсия, прогнозируют ученые. Уровень моря может подняться на несколько десятков сантиметров, угрожая сотням миллионов людей в островных государствах и приморских странах. На планете будет меньше дождей, больше пустынь, больше бурь и наводнений. Уже через несколько лет все мы рискуем оказаться в незнакомом и пугающем мире, в котором над человечеством нависнет угроза губительных эпидемий, вызванных вышедшими из-под контроля инфекциями. Глобальное потепление повлечет за собой новые эпидемии. Теплый и влажный климат, который установится на нашей планете в течение следующих 20 лет, поможет опасным болезням, таким как малярия или лихорадка Денге, уже сейчас представляющим для человечества серьезную угрозу.

Больше всего пострадают небольшие островные государства. Развивающимся странам будет особенно нелегко приспосабливаться к меняющимся условиям. Ожидаются и определенные положительные эффекты: увеличение производства древесины, большие урожаи зерновых в таких регионах мира, как Юго-Восточная Азия, и меньше смертей от замерзания во время зимы. Ученые предупреждают, что прогнозируемое изменение климата потенциально может привести к широкомасштабным и необратимым переменам в течение этого века. В частности, прогнозируется замедление поступления теплой воды в северную Атлантику, большое таяние льдов в Гренландии и западной Антарктиде, а также увеличение доли углекислого газа и метана в атмосфере по мере нагревания Земли. Опубликованный в январе отчет ООН - самая детальная и серьезная на сегодняшний день работа, предупреждающая о последствиях глобального потепления. В опубликованном отчете говорится, что признаки этих изменений уже налицо.

- Ледовый покров Арктики сократился на 10-15 % - Лед на антарктическом побережье с середины 1950-х до начала 1970-х отступил на юг на 2,8 градуса долготы - Леса Аляски наступают на север - на 100 километров с повышением средней температуры на один градус Цельсия - Ледовое покрытие озер и рек в средних и верхних долготах Северного полушария держится сейчас на 2 недели меньше, чем в 1850 году.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Глобальное потепление и эффективные средства борьбы с ней Предложения Мир может упустить жизненно важный шанс предотвратить губительные последствия глобального потепления. Главы правительств Европейских стран считают, что разрушительные наводнения последнего десятилетия стали кошмаром для них, основным виновником которых они считают США. Вице-премьер правительства Британии подверг критике высказывания французского президента, который обвинил Соединенные Штаты в отравлении атмосферы. Как отметил британский вице-премьер, поиск виновных не продвинет вперед переговоры.

Несмотря на остающиеся разногласия по основным вопросам, появились признаки возможного компромисса со стороны европейских стран. Такой компромисс позволит Соединенным Штатам установить для себя реалистичную задачу по сокращению эмиссии тепличных газов.

К счастью, далеко не все разделяют эти опасения. Последние данные, полученные при обработке поступающих со спутников изображений, не подтверждают перспективу глобального бедствия, обрисованную пессимистически настроенными учеными. Они вселяют надежду на то, что человечеству удастся справиться с надвигающейся угрозой.

Например, сокращения выбросов парниковых газов можно достичь за счет повышения эффективности использования энергоресурсов, сокращения утечек тепла и топлива, технического перевооружения энергетического комплекса, перехода на более безопасные виды топлива (например, с мазута на газ). За счет замедления расходования ископаемого топлива - ресурса, как известно, принципиально невозобновимого. За счет развития альтернативных, экологически чистых технологий получения энергии. Все это, в общем-то, все равно необходимо реализовывать, и даже если в итоге выяснится, что принятые меры не оказали никакого влияния на процесс глобального потепления, польза от них все равно превысит понесенные убытки.

Можно согласиться с мнением академика Е. Оснач о том, что учёные должны ответить на ряд вопросов, чтобы разработать эффективные средства борьбы с потеплением, например таких:

1) разогревается ли Земля непосредственно солнечным излучением и его гравитационным полем или разогревается ответными ударными волнами;

2) если всё решает отклик, то сколько времени требуется для ответного теплового отклика, и сколько он длится в лабораторных условиях и в реальных космических масштабах;

3) как влияет на разогрев Земли неравномерность воздействия энергетических факторов (при нарастании и спаде их мощности);

4) как зависит температурный отклик среды от состава, плотности, давления и исходной температуры вещества и излучения;

5) как влияет композиция и синхронизированность источников излучения на разогрев среды.

Скорее всего, землянам понадобятся технологии утилизации прямого излучения и ударных волн с пользой для себя и для природы. Такими средствами могут оказаться воздушные шары, содержащие инерцоиды различного типа.

Международное общество охраны дикой природы опубликовало доклад, в котором идет речь о 10-ти болезнях, которые становятся опаснее в связи с процессом глобального потепления. В число этих недугов вошли: птичий грипп, лихорадка Эбола, желтая лихорадка, болезнь Лайма, лихорадка Рифт-Валли, чума, холера, туберкулез, бабезиоз (инфекция, поражающая в основном животных, но также и человека) и трипанозомоз (болезнь крупного рогатого скота, переносимая мухами цэцэ).

В этот список попали и красные приливы, которые способны приводить к массовой гибели рыб, морских животных, птиц и тяжелым отравлениям людей.

589 МНТК "Наука и Образование - 2010" Ищенко Н.С.

Если вовремя не принять необходимые меры, то человечество окажется неспособными эффективно противостоять этим болезням, так как могут столкнуться с новыми, более мощными и резистентными штаммами возбудителей. В связи с этим необходимо соответствующая подготовка медицинских кадров, которые смогли бы справиться с надвигающейся угрозой. Представляется оптимальным создание единого ведомства по экологии как на национальном уровне любого государства, так и на международном уровне, что позволит принимать достаточно оперативные решения.

Самыми эффективными средствами минимизации глобального потепления в связи с проведением некоторых трансформационных мер, представляется, создание нормативно правовой базы (на национальном и международном уровне), позволяющей реализовывать намеченные мероприятия (начиная, с изменения учебных, типовых программ подготовки/переподготовки медиков, иных специалистов и заканчивая разработкой стратегических комплексных программ в сфере экологии). Безусловно, при осуществлении такой титанической работы замлянам жизненно необходима консолидация всех имеющихся сил, уход от имеющихя разногласий, широкое привлечение и использование инновационных решений. В противном случае – будущего у планеты, а значит и у человечества, нет.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Многофакторная классификация техногенного минерального сырья МНОГОФАКТОРНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОГЕННОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ Каменев Е.А. (г. Мурманск, МГТУ) Экспотенциальный рост народонаселения сопровождается ещё большими темпами увеличения потребностей в продуктах переработки минерального сырья. Проблема обеспечения будущих поколений освоенными видами природных ресурсов особенно обострилась на стыке тысячелетий. В общественном сознании прочно утвердились пессимистические настроения, основанные на представлениях о минеральных ресурсах, которые являются не возобновляемыми в природных условиях, ограниченными по геолого экономическим соображениям или вообще не имеющими альтернативных заменителей на конкретном историческом этапе развития цивилизации них (энергоносители, фосфаты и др.).

Сторонники гипотезы о «неисчерпаемости недр» уповают на абсолютную неограниченность минеральных ресурсов в земной коре и на достижения научно технического прогресса в области добычи и переработки полезных ископаемых. Однако приверженцы обеих концепций сходятся во мнении, что одним из путей преодоления минерально-сырьевого кризиса является освоение новых нетрадиционных видов минеральных ресурсов - «...природных, антропогенных и техногенных видов сырья, которые в современных технико-экономических и социальных условиях пока не нашли широкого применения» [1]. Из принятого определения следует, что обоснование целесообразности вовлечения нетрадиционного сырья в промышленную эксплуатацию требует уточнения, пересмотра методов и приемов технологической и геолого-экономической его оценки.

Автором разработана многофакторная классификация техногенного минерального сырья, которая адаптирована применительно к отходам действующих обогатительных производств.[2]. Классификация основана на оценке народнохозяйственной значимости нетрадиционных видов минерального сырья по критериям народно-хозяйственной значимости:

- области применения и степени дефицитности (табл. 1);

- геологической и технологической изученности (табл. 2);

- масштабов запасов, прогнозных ресурсов и качеству сырья и потребительским свойствам (табл. 3).

1. Классификация нетрадиционного сырья по областям применения и потребности народного хозяйства основана на оценке конкурентоспособности использования (табл. 1).

Высокому уровню конкурентоспособности соответствует комплексное техногенное сырье, накопленное в отходах горно-обогатительных и химико-металлургических предприятий (О1 - О2), имеющее стратегическое (федеральное) значение (Д1) или являющееся дефицитным в стране (Д2). К нетрадиционному сырью, конкурентоспособность использования которого в отраслях народного хозяйства проблематична, относятся либо полезные ископаемые с новыми свойствами или областями применения (О3), либо до настоящего времени невостребованное народным хозяйством (О4), а потребность в них ( дефицитность) проявляется на региональном (Д3) или на местном (Д4) уровнях.

591 МНТК "Наука и Образование - 2010" Каменев Е.А.

Таблица 1. Области применения и степень дефицитности техногенного сырья Уровень комплексного Конкуренто Степень дефицитности использования способность Минеральное образование, ранее Конкуренто- Общераспространённое не используемое способность минеральное сырьё хозяйства в минеральном Потребность народного сырье (дефицитность) в отраслях экономики (О4) проблематична местного значения (Д4) Область применения Освоенное минеральное Минеральное сырьё сырьё с новыми свойствами (О3) Повышение местного значения (Д3) конкуренто Комплексное минеральное сырьё – Дефицитное минеральное способности расширение спектра извлекаемых сырьё федерального компонентов (О2) значения (Д2) Высокий Комплексное минеральное сырьё Минеральное сырьё уровень в отходах горнопромышленного стратегического значения конкуренто производства (О1) (Д1) способности 2. По степени геологической и технологической изученности нетрадиционные ресурсы подразделяются на группы:

- доказанные ресурсы (количество и качество ресурсов установлено - Г1, технология переработки освоена в промышленном масштабе - Т1);

- вероятные ресурсы (геологическая оценка предварительная - Г2, технология проверена в опытно-промышленном масштабе - Т2);

- предполагаемые ресурсы (оценены на поисковой стадии - ресурсы обнаружены, но не изучены в геологическом отношении - Г3, технология изучена на лабораторной стадии или принимается по аналогии с близким по свойствам сырьём - Т3);

- возможные ресурсы (возможность выявления ресурсов теоретически обоснована - Г4, а технология переработки предполагается по аналогии с освоенными схемами).

Таблица 2. Степень геологической и технологической изученности Оценка Стадия изученности Стадия освоенности критерия Возможность выявления Возможность переработки Геологическая изученность Возможные ресурсов теоретически с применением освоенных ресурсы обоснована (Г4) технологий предполагается (Т4) Технологическая Ресурсы обнаруженные Предполагаемые Технология изучена на изученность (Г3) ресурсы лабораторной стадии (Т3) Ресурсы предварительно Технология проверена в Вероятные оцененные – опытно-промышленном ресурсы рудопроявления (Г2) масштабе (Т2) Количество и качество Доказанные Технология освоена ресурсов установлено – ресурсы в промышленном масштабе (Т1) месторождение (Г1) 3. По масштабам запасов (обеспеченности предприятия сырьевой базой) и качеству сырья (содержанию полезных компонентов, потребительским свойствам) ресурсы оцениваются по ожидаемому уровню рентабельности на группы:

МНТК "Наука и Образование - 2010" Многофакторная классификация техногенного минерального сырья - рентабельность высокая (обеспеченность более 50 лет - М1, сырьё с высокими потребительскими качествами - К1 и может быть использовано в сыром виде без предварительного обогащения);

- рентабельность нормативная для соответствующей подотрасли (обеспеченность оценивается в 25-50 лет - М2, качество сырья достаточно высокое, необходимо предварительное обогащение простыми методами без применения комбинированных технологических схем - К2);

- рентабельность низкая (обеспеченность 10-25 лет - М3, качество сырья - среднее, требующее глубокой переработки сложными комбинированными методами - К3);

- рентабельность сомнительная (обеспеченность - менее 10 лет - М4, сырьё низкокачественное, а его обогащение и переработка невозможна без применения специальных методов и схем - К4).

Таблица 3. Масштабы ресурсов и качество техногенного сырья Обеспеченность Оценка Качество сырья запасами рентабельности Рентабельность Бедные ресурсы До 10 лет сомнительна (низкое качество) (М4) Необходима разработка специальных методов Потребительские свойства (технологий) обогащения и переработки Масштабы ресурсов Рентабельность низкая Ресурсы среднего качества 10-25 лет Необходима глубокая переработка (М3) сложными (комбинированными) методами Рентабельность Богатые ресурсы 25-50 лет удовлетворительная (высокое качество) (М2) Необходимо предварительное обогащение освоенными методами Богатые руды Свыше 50 Рентабельность высокая (высокое качество) лет Не нуждается в обогащении (М1) (используется в сыром виде) Предлагаемая группировка нетрадиционного минерального сырья, основанная на использовании в качестве оценочных критериев ряда взаимосвязанных показателей, является многофункциональной, а с учётом изменения этих показателей во времени - динамичной.

По мере выявления потребностей отраслей экономики в альтернативном сырье, повышения степени геологической изученности и технологической освоенности следует ожидать ротацию позиции, занимаемой исследуемым объектом в классификационной системе.

Обоснованные критерии и предложенная классификация нетрадиционного минерального сырья по мере углубления исследований, выявления новых видов и особенностей нетрадиционного сырья, расширения масштабов вовлечения его в промышленную эксплуатацию будут уточняться и детализироваться.

Работоспособность классификации показана на примере отходов обогащения комплексных магнетит-апатит-бадделеитовых руд (табл. 4) :

Выполненный по инициативе и за счёт средств Ковдорского ГОКа комплекс геологоразведочных работ, технологических испытаний отходов обогащения апатит магнетитовых руд в качестве дополнительных ресурсов для компенсации выбывающих 593 МНТК "Наука и Образование - 2010" Каменев Е.А.

мощностей основного производства является своевременным инженерным решением важной народнохозяйственной задачи.

Таблица 4. Ротация позиций, занимаемых исследуемым объектом в классификационной системе До начала После Критерий Параметры оценки критерия освоения освоения Область Комплексное минеральное сырьё в О2 О применения хвостохранилище ГОКа Степень Минеральное сырьё федерального Д3 Д1 – дефицитности значения Геологическая Доказанные ресурсы Г3 – изученность Разведанные запасы – Г Технологическая Изучены в лабораторном масштабе Т4 изученность Освоены в промышленном масштабе – Т (освоенность) М4 – Обеспеченность Менее 10 лет – М запасами 10-25 лет Высокая Рентабельность Необходима глубокая переработка Нет эффектив сомнительная комбинированными способами данных ность Классификация техногенного минерального сырья, основанная на использовании в качестве оценочных критериев ряда взаимосвязанных показателей, является многофункциональной, а с учетом изменения этих показателей во времени – динамичной.

Обоснованные критерии и предложенная классификация нетрадиционного минерального сырья по мере углубления исследований, выявления новых видов и особенностей нетрадиционного сырья, расширения масштабов вовлечения его в промышленную эксплуатацию будут уточняться и детализироваться. По мере выявления потребностей отраслей экономики в альтернативном сырье, повышения степени геолого-технологической освоенности следует ожидать ротацию позиций, занимаемых исследуемым объектом в классификационной системе.

Список литературы:

1. Нетрадиционные ресурсы минерального сырья /А.А. Арбатов, А.С. Астахов, Н.П.

Лавёров, М.В. Толкачёв. - М.: Недра, 1988. - 253 с.

2. Ларичкин Ф.Д., Каменев Е.А., Мотлохов В.Н. Нетрадиционные виды минерального сырья: актуальность, определение и классификация // Горный журнал. – 2003. - № 1. – С. 16 20.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Технократический путь и будущее человечества ТЕХНОКРАТИЧЕСКИЙ ПУТЬ И БУДУЩЕЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА Канищев А.А. (г. Мурманск, МГТУ, кафедра экологии и защиты окружающей среды, alexey2041@yandex.ru) Our planet was formed because of large-scale cosmic, geotectonic and geochemical processes.

Simultaneously our nature was also developing. At first, the appearance of human didn’t cause any disturbance in the environment. Using natural resources, creating new technic, rapidly growing mankind becomes the most important influencing force on our planet. Anthropogenic influence causes transformation of the nature to new condition and its response to human intervention.

The aim of this report is to tell about the force and power of the natural phenomena, facing which people become powerless.

Планета Земля сформировалась в результате масштабных космических, геотектонических и геохимических процессов, на которые затем наложился процесс возникновения и развития природы. Появление и становление человека как одного из ее компонентов первоначально не вызвало особых возмущений в природной среде.

Постепенный технический прогресс, вылившийся в промышленную революцию, кардинально изменил ситуацию. Познавая законы природы, создавая все более сложную технику, быстро растущее человечество по масштабам своего вмешательства стало сопоставимо с планетарными явлениями. С развитием воздействия на природную среду происходит ее трансформация и переход в новое состояние [1],[2].

Таким образом, масштабы сегодняшнего воздействия общества на природную среду превышают ее возможности к самовосстановлению, что обуславливает ответную реакцию природы, энергия которой зависит от степени вмешательства человека в естественно протекающие природные процессы. В результате, на человека стали оказывать влияние две силы: природные (стихии и процессы – вулканы, землетрясения, цунами, оползни, обвалы, сели, наводнения) и техногенные (аварии на транспорте, на нефте-, газопроводах, предприятиях, зараженность почв, воды, воздуха металлом, мусором, ядохимикатами) [3].

Цель данного доклада - рассказать о силе и своеволии стихий, перед которыми человек бессилен. Доклад помогает понять, насколько далек от истины тот, кто считает себя хозяином этой неукротимой планеты.

Стоит природе захотеть, и она уничтожит все что угодно. Никакие достижения человечества не в силах противостоять ее мощи. Конечно, технический прогресс позволяет сократить число жертв стихийных бедствий. Тем не менее, когда речь идет о штормовых ветрах, огромных волнах, лесных пожарах или действии тектонических сил, человек практически бессилен.

Когда бедствия обрушиваются на менее развитые страны, счет идет на десятки и сотни тысяч погибших плюс миллионы пострадавших, в том числе лишившихся крова.

Рождественское цунами 2004 г. унесло жизни более 250 тыс. человек на берегах Индийского океана. Особенно пострадали Индонезия (главным образом остров Суматра), Шри-Ланка, Таиланд.

Волны, опустошившие 26 декабря 2004 г. побережья по периметру Индийского океана, были результатом резкой тектонической подвижки в 6 км ниже уровня моря.

Литосферные плиты вдоль глубинного разлома земной коры содрогнулись и сместились друг относительно друга, при этом край одной плиты погрузился под край соседней.

Слагающие земную кору литосферные плиты не стоят на месте, и границы между ними соответствуют зонам максимальной сейсмической и вулканической активности. Вдоль 595 МНТК "Наука и Образование - 2010" Канищев А.А.

породившего Рождественское цунами тектонического разлома Индо-Австралийская плита, образующая дно Индийского океана, напирает на Евразийскую (с Индонезией и Индокитаем) и поддвигается под ее край (процесс субдукции).

Силы трения тормозят скольжение плит друг относительно друга. В результате в земной коре накапливается колоссальное напряжение. Когда энергия напряжения достигает пика, позволяющего преодолеть силы трения, плиты резко смещаются и вздрагивают, что приводит к серии подземных толчков. Землетрясение, вызвавшее Рождественское цунами, имело магнитуду 9,3 по шкале Рихтера и было самым сильным на планете за последние сорок лет [4].

Когда плиты сдвинулись, морское дно вдоль тектонического разлома потрескалось и смялось. К востоку от разлома оно поднялось на несколько метров, всколыхнув океаническое пространство на площади в сотни квадратных километров. Такое мощное сотрясение воды породило волны, которые стали быстро распространяться в обе стороны от разлома (Рис. 1) Рис. 1. Схема образования цунами В открытом океане они неслись со скоростью до 800 км/ч, но были очень низкими и длинными - практически незаметными. Но по мере приближения к берегу и уменьшения глубины их бег замедлялся, они сливались и росли в высоту. Сначала вода стремительно отхлынула от берега, словно в сильный отлив. Она «втягивалась» в растущие на горизонте волны. Эти мощные волны подходили с интервалами 5-40 минут и за считанные минуты прорывались далеко в глубь суши, а потом отступали назад, смывая все на своем пути. На большинство стран обрушилось несколько волн подряд.

Цунами унесло жизни десятков тысяч людей. До полумиллиона получили ранения, и в первые часы после катастрофы остро стоял вопрос о помощи тем, кто выжил.

Сильнее всего пострадала провинция Ачех на северной оконечности Суматры, находившаяся примерно в 1000 км от эпицентра землетрясения. Здесь и на соседнем острове Ниас в волнах цунами утонуло 167 тыс. человек. В главном городе провинции, Банда-Ачехе, МНТК "Наука и Образование - 2010" Технократический путь и будущее человечества за 15 минут погибло три четверти населения. Все постройки и деревья на берегу практически исчезли. В других районах Индонезии погибло еще 69 тыс. человек, в основном на Суматре.

На втором месте по числу жертв оказалась Шри-Ланка: 35 тыс. человек, включая пропавших без вести. По крайней мере, 800 погибли при крушении поезда, смытого с рельсов около Телватты. Кроме того, полмиллиона людей остались без крова. Сильнее всего пострадали южное и восточное побережья острова, где волны прорвались в глубь суши на километр с лишним.

Много жертв было и в Таиланде. Официально подтверждена смерть почти человек, в том числе около 2400 туристов из 36 стран. Еще 2800 местных жителей и приезжих до сих пор считаются пропавшими без вести. Индия потеряла примерно 16 тыс.

человек - из них почти половину на Андаманских и Никобарских островах в юго-восточной части Бенгальского залива. Жертвами цунами также стали жители Мьянмы, Бангладеша, Малайзии, Мальдив, Сейшельских островов, Сомали, Кении и Танзании.

Рождественское цунами 2004 г. было самым разрушительным за долгую историю наблюдений. Впрочем, многие прежние цунами людей тоже не щадили (таблица 1).

Таблица 1. 10 самых разрушительных цунами [4].

№ п/п Год Место Жертвы 1 2004 Индийский океан 250 2 1782 Южно-Китайское море 40 3 1883 Зондский пролив (Индонезия) 36 4 1707 Япония 30 5 1826 Япония 27 6 1868 Чили 25 7 1896 Япония 22 8 1792 Япония 15 9 1771 Япония 13 10 1703 Япония 5 Приведенный пример показывает, что технократический путь развития цивилизации является гибельным. Человечество, проникнувшись важностью проблемы и осознав гибельность технократического пути развития, спешно разрабатывает и внедряет концепцию устойчивого развития как альтернативу существующему курсу, но и здесь есть свои ограничения. Пожалуй, самый большой из них – неспособность большинства стран мира следовать этой концепции по ряду причин. Так что, поиск альтернативных путей развития цивилизации будет продолжаться, и, он, видимо, станет основной задачей человечества в начавшемся столетии и тысячелетии.

Список литературы:

1. Карлович И.А. Геоэкология. – М.: Академический проект: Альма-Матер, 2005. – 512 С.

2. Лосев А. В., Провадкин Г. Г. Социальная экология. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998 – 312 С.

3. Реймерс Н.Ф. Природопользование. - М.: Мысль, 1990. – 637 С.

4. Берни Д., Гилпин Д., Койн С., Симонс П. Неукротимая планета. – ЗАО “Издательский Дом Ридерз Дайджест”, 2008 – 320 С.

597 МНТК "Наука и Образование - 2010" Кибарин А.А., Ходанова Т.В.

СНИЖЕНИЕ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЕЙСТВУЮЩИХ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ СТАНЦИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ Кибарин А.А., Ходанова Т.В. (Республика Казахстан, г.Алматы, Алматинский институт энергетики и связи, кафедра тепловые энергетические установки e-mail:

kibarin@rambler.ru) The main source of harmful emissions in the transport of gas are the gas-pumping units. Studies have shown that about 30% of gas pumping units of compressor stations are "dysfunctional" on indicators of emissions of oxides of nitrogen. Replacement of existing units requires the involvement of huge financial resources. For the current fleet of gas-pumping units with gas turbine drive is needed on ways to reduce formation of toxic components, primarily through low-cost activities. It is shown that only the modernization of the combustion chamber and the regenerator gas turbine plant will reduce gross emissions by 2 times, thereby significantly reducing the harmful effects of existing gas compressor stations on the environment.

Транспортировка газа по магистральным газопроводам осуществляется в основном газоперекачивающими агрегатами (ГПА) с газотурбинным приводом. В атмосферу выбрасывается около 20 наименований загрязняющих веществ, в том числе веществ, обладающих эффектом суммации - 4 группы. Более 99 % объема выбросов составляют оксид углерода, оксид и диоксид азота и метан. Выбросы метана относятся к залповым, разовым воздействиям и связаны с проведением технологических операций пуска-останова агрегатов, ремонтно-профилактическими работами и авариями на газопроводах. На выбросы ГПА приходится по объему около 98-99 % всех валовых выбросов в атмосферу от стационарных источников. Как показали результаты замеров концентраций загрязняющих веществ на источниках выбросов, в отходящих газах ГПА основная роль принадлежит оксиду углерода и оксидам азота. Концентрации диоксида серы и углеводородов в продуктах сгорания ничтожны, не способные не только хоть в какой-то мере повлиять на качество приземного воздуха на границе СЗЗ, но и зачастую находящиеся ниже чувствительности используемых при их определении приборов. В 2006-2008 гг. на компрессорных станциях магистрального газопровода «Средняя Азия Центр» на участке Бейнеу – Джангала была осуществлена базовая паспортизация ГПА и мониторинг выбросов вредных веществ. Всего в период мониторинга контроль состава отходящих газов был осуществлен на газоперекачивающих агрегатах. За период мониторинга превышение нормативных концентраций оксида углерода было отмечено в 32 случаях, превышение концентраций оксидов азота – в 41 случаях. Оксиды азота являются загрязняющими веществами первой категории опасности КОВ 105 (основные загрязняющие вещества, как по мощности выбросов, так и по объему годовых валовых выбросов) [1]. Поэтому разработка технологических и режимных мероприятий по снижению выбросов оксидов азота является актуальной, так как позволит значительно снизить экологическое воздействие компрессорных станций на атмосферу.

Результаты исследований и опыт создания малотоксичных камер сгорания дают возможность в настоящее время создавать конструкции камер и горелочных устройств, удовлетворяющих современным и перспективным требованиям стандартов природоохранных органов по предельно допустимым выбросам и концентрациям вредных веществ на рабочих и переменных режимах стационарных газотурбинных установок (ГТУ) при сохранении приемлемого уровня остальных характеристик камеры сгорания. Однако установка таких камер сгорания на существующие ГПА потребует значительных финансовых ресурсов.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Снижение вредного воздействия действующих газоперекачивающих станций на окружающую среду NOx, ppm 640 660 680 700 720 740 760 Тг, °С Рисунок 1 Зависимость концентрации оксидов азота в выхлопном трубопроводе от температуры газов перед газовой турбиной для ГТК-10- NOx, ppm 580 600 620 640 660 680 700 720 740 Тг, °С Рисунок 2 Зависимость концентрации оксидов азота в выхлопном трубопроводе от температуры газов перед газовой турбиной для агрегатов ГТ-750- Для существующего парка ГТУ и ГПА с газотурбинным приводом необходим поиск путей снижения образования токсичных компонентов, прежде всего за счет мало затратных мероприятий (перераспределение потоков воздуха, модернизации фронтовых устройств), не затрагивающих конструкции всей камеры сгорания и не требующие перестройки всей ГТУ.

Анализ выбросов токсичных компонентов на камерах сгорания ГТК-10-4 и ГТ-750-6 магистрального газопровода «Средняя Азия Центр» показывает, что приведенные выбросы оксидов азота меняются в широком диапазоне от 500 до 700 мг/м3, по данным других исследований и АО «ОРМА» выбросы оксидов азота газотурбинных установок ГТК-10-4 могут достигать 700-900 мг/м3.

599 МНТК "Наука и Образование - 2010" Кибарин А.А., Ходанова Т.В.

Проведенные авторами экспериментальные исследования показали, что выбросы токсичных компонентов на ряде режимов достаточно высоки. На рисунке 1 представлена зависимость выбросов оксидов азота от температуры газов перед турбиной ГТК-10-4. На рисунке 2 представлена зависимость выбросов оксидов азота от температуры газов перед турбиной ГТ-750-6.

Таким образом, очевидна задача разработать комплекс мероприятий по снижению токсичных компонентов в уходящих газах ГПА.

Опыт разработки горелочных устройств с низким выходом токсичных компонентов показывает, что важнейшими факторами, влияющими на образование оксидов азота, являются температура и время пребывания в зоне высоких температур. Для диффузионных горелочных устройств, характерных для камер сгорания газовых турбин ГТК-10-4 и ГТ-750-6 характерно значительное время смешения и локальные высокие температуры, в зонах с избытком топлива, что приводит к значительному росту выбросов NOx. Кроме того, в камере сгорания ГТК-10-4 воздух подводится по двум рукавам диаметрально противоположно, и его расход и температура связаны с работой регенератора (в пластинчатых воздухоподогревателях значительные присосы, причем могут быть различными для левого и правого рукава). Неравномерность подвода воздуха приводит к неравномерности поля температур в камере сгорания и к росту скорости образования NOx.

Модернизация газотурбинных установок с установкой трубчатых воздухоподогревателей снижает сопротивление регенераторов и неравномерность подогрева воздуха. Это благоприятным образом скажется на работе камеры сгорания, самой турбины и снижении выбросов NOx.

Диффузионные горелочные устройства предполагают раздельную подачу газа и воздуха и их смешение в объеме камеры сгорания, что значительно затягивает процесс горения по времени, и увеличивает выбросы оксидов азота. Сегодня при ремонте ГПА используются технологии, позволяющие снизить токсичные компоненты за счет обеднения первичной зоны камеры сгорания, для чего выполняются дополнительные сопла для подвода воздуха в зону горения. Эти мероприятия позволяют снизить выбросы NOx на 30-50 %.

Кроме того, установка дополнительных сопел позволяет снизить неравномерность поля температур перед газовой турбиной и повысить надежность ее работы [2].

Дальнейшим шагом в снижении выбросов оксидов азота должны стать мероприятии направленные на интенсификацию смесеобразования в первичной зоне и возможно, частичное предварительное смешение топлива и воздуха до зоны горения. Предварительное смешение позволит существенно сократить время горения и тем самым значительно снизить выбросы оксидов азота. В качестве одного из возможных вариантов горелочных устройств с пониженным образованием NOx рассматриваются воздушные форсунки стабилизаторы [3, 4], которые обеспечат предварительное частичное смешение топлива и воздуха. Это снизит время горения и нахождения газов в зоне максимальных температур. Для модернизации не потребуется значительной переделки фронта, так как воздушные форсунки стабилизаторы устанавливаются на место основных регистров горелок. Переделке подлежит лишь система раздачи топлива, топливные перфорированные насадки.

Модернизация камеры сгорания позволит снизить удельные выбросы оксидов азота на 150 – 200 мг/м3 или 108 т/год в расчете на одну турбину. Замена регенераторов турбины позволит повысить эффективность работы всей ГТУ в среднем на 1,5-2 %. Комплексная модернизация газоперекачивающих агрегатов позволит существенно повысить эксплуатационные характеристики ГПА и существенно снизить влияние компрессорной станции на загрязнение воздушного бассейна в районе ее размещения.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Снижение вредного воздействия действующих газоперекачивающих станций на окружающую среду Список литературы:

1. Технологический регламент на проектирование компрессорных станций (раздел «Охрана окружающей среды»). - М.: ВНИИГАЗ, 1994. 86 с.

2. Кибарин А.А. Оценка экологической безопасности работы газотурбинных установок. – В мире научных открытий. – 2009. - №5 – с.147-150.

3. Пчелкин Ю.М., Лебедев В.П., Достияров A.M. Разработка малотоксичных камер сгорания с микрофакелъными устройствами// Труды МВТУ, № 432, 1985, с.58-72.

4. Майсутов Т.Б., Кибарин А.А., Достияров А.М., Наушиев Т.Е. Исследование одноярусной воздушной форсунки-стабилизатора. – Вестник КазАТК, Алматы, 2005, №4(35) с.75-81.

601 МНТК "Наука и Образование - 2010" Корнев К.П., Корнев М.К., Корнева И.П.

ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТЕКЛООБРАЗНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ В ПРИБОРАХ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Корнев К.П.1, Корнев М.К.2, Корнева И.П.2 (г. Калининград, 1РГУ им. И. Канта, кафедра прикладной физики, kkornev@rambler.ru,2БГАРФ, кафедра физики, ikorneva05@rambler.ru ) For semiconductor electronics search of new materials is actual. One of classes of materials on the base of which new sorts of detectors can be created, and also improves parameters already known, are chalcogenide glassy semiconductors. Features of a structure of glassy semiconductors predeter mine their basic physical properties and making glassy semiconductors unique materials with spe cific characteristics. In the present work results of research of detectors based on chalcogenide glassy semiconductor are described.

Проблема измерения, контроля и регулирования параметров окружающей среды явля ется актуальной задачей во многих сферах деятельности человека. Контроль относительной влажности, уровня освещенности, а также температуры окружающей среды в одной или не скольких территориально рассредоточенных точках может производиться с помощью 1 Wire-микросистем типа ML38H. Это возможно благодаря интеграции в корпусе каждого из таких приборов чувствительного элемента контроля влажности, полупроводникового фото диода и уникальной однопроводной микросхемы, содержащей встроенный цифровой термо метр и узлы аналого-цифрового преобразования, обеспечивающие прием и обработку сигна лов от всех датчиков, используемых в составе микросистемы. Однако при использовании этой системы измерение освещенности осуществляется в относительных единицах (в %), и, так как микросхема типа ML38H сделана на основе кремния, то спектральная чувствитель ность фотоприемника не адаптирована к чувствительности человеческого глаза.

Как показали исследования, проведенные нами в лаборатории физики полупроводни ков РГУ им. И. Канта, аморфные полупроводники, в том числе халькогенидные стеклообраз ные полупроводники (ХСП), пригодны для создания датчиков, позволяющих контролировать несколько параметров окружающей среды [1], а также пьезорезонансных датчиков влажно сти [2] и датчиков на основе поверхностных акустических волн для контроля влажности. Та кие датчики могут служить основой для изготовления приборов для контроля таких парамет ров как температура, уровень освещенности и влажность воздуха. Кроме того, возможно создание автоматических комплексов для контроля параметров окружающей среды на осно ве многофункциональных полупроводниковых датчиков (МФПД). Такие датчики могут быть полезны в самых различных областях, где необходим контроль параметров окружающей среды. В частности, могут быть основой автоматизированного тепличного комплекса, позво ляющего на компьютерной основе осуществлять контроль и автоматическую регулировку температуры, уровня освещенности и влажности воздуха. Они могут успешно применяться в инкубаторах, помещениях музеев и выставок, где установки искусственного климата произ водственно необходимы, а также в обычных производственных помещениях, где температу ра, освещенность и влажность должны соответствовать условиям работы.

Создание пьезорезонансного преобразователя на основе ХСП позволило уменьшить время установления выходного сигнала и инерционность процесса десорбции влаги. В пре образователе для датчика влажности, содержащем электроды кварцевого резонатора, на по верхность которых наносился адсорбирующий слой. Этот слой был выполнен из халькоге нидного стеклообразного полупроводника, а между поверхностью электродов и адсорби рующим слоем напылялся слой алюминия. При этом адсорбирующий слой ХСП представля ет собой пленку, наносимую на поверхность электродов путем вакуумного напыления. Для МНТК "Наука и Образование - 2010" Проблемы использования стеклообразных полупроводников в приборах контроля параметров окружающей среды предотвращения диффузии в слой ХСП серебра, из которого сделаны электроды кварцевого резонатора, между ними напылялся тонкий слой алюминия.

Принцип работы пьезорезонансного преобразователя заключается в следующем. По верхность чувствительного слоя из ХСП адсорбирует влагу из окружающей среды, при этом меняется масса резонатора. Вследствие этого изменяется резонансная частота первичного преобразователя. Чем больше относительная влажность, тем больше масса адсорбированной воды и тем больше изменение резонансной частоты. Так как осаждение влаги на поверхно сти ХСП происходит в основном за счет физической адсорбции, без образования соединений и комплексов, то скорость адсорбции и десорбции влаги на поверхности ХСП существенно больше, чем при использовании других влагочувствительных слоев. Время установления сигнала датчика составляет 30 секунд.

Исследование временных и функциональных характеристик датчиков влажности на основе пьезорезонансного преобразователя показало, что данные датчики имеют стабильные параметры. Временная постоянная этих датчиков составляет величину порядка нескольких секунд. Датчики чувствительны к влажности в диапазоне от 0 до 100%. Функциональная ха рактеристика нелинейна, чувствительность нарастает с увеличением относительной влажно сти. Чувствительность датчика мало меняется во времени. Таким образом, пьезорезонансные датчики влажности с ХСП в качестве чувствительного слоя перспективны для измерения влажности газовой среды.

МФПД используют свойства выращенных искусственным путем сложных полупро водниковых пленок. Исследования, проведенные при создании датчиков, показали, что свой ства пленок ХСП меняются в зависимости от их освещенности, влажности окружающей среды, когда поверхность пленки находится с ней в контакте, и температуры. Это позволи ло создать на основе пленки As2Se3 универсальный измерительный преобразователь, на базе которого был разработан и изготовлен многофункциональный датчик.

Выходной сигнал созданного датчика зависит от трех параметров: освещенности, влажности и температуры. В ходе работы были изучены такие характеристики датчика, как спектральная характеристика, зависимость сигнала датчика от влажности и зависимость сиг нала датчика от температуры.

Область спектральной чувствительности по уровню 0,1 от максимального значения охватывает практически всю область видимого спектра, за исключением небольшого участка вблизи ультрафиолетовой части спектра. Максимум спектральной чувствительности нахо дится в районе 0,59 мкм.

Таким образом, созданный датчик имеет кривую спектральной чувствительности, близкую к кривой спектральной чувствительности человеческого глаза. Сравнение кривых относительной спектральной чувствительности человеческого глаза и многофункционально го датчика показало, что ширина обеих кривых примерно одинакова, но кривая спектральной чувствительности многофункционального датчика сдвинута в длинноволновую область примерно на 0,05 мкм. Из этого можно сделать вывод, что многофункциональный датчик адаптирован к чувствительности человеческого глаза, поэтому при определении освещен ности датчик будет выдавать сигнал, правильно отражающий восприятие зрительного аппа рата человека.

Данный датчик чувствителен к относительной влажности воздуха при изменении ее от 30 до 100%. В рабочей области зависимость сигнала датчика от влажности линейна.

Преимущество линейной зависимости состоит в том, что в этом случае упрощается процесс градуировки и обработки сигнала.

Изучение зависимости сигнала датчика от температуры в области ее изменения от до 40 С показало, что величина сигнала меняется более чем в 16 раза. При этом зависимость 603 МНТК "Наука и Образование - 2010" Корнев К.П., Корнев М.К., Корнева И.П.

сигнала от температуры в данном интервале температур нелинейна. В данном интервале температур изменение величины сигнала составляет 8% на 10С в начале интервала и 5% на 10С в конце интервала. МФПД являются разумным компромиссом при одновременном изме рении и контроле трех параметров окружающей среды, что делает возможным их примене ние в самых различных областях: контроль параметров среды в жилых, офисных, производ ственных и иных помещениях с автоматическим управлением этими параметрами посредст вом компьютера. Данный факт позволяет в значительной степени снизить энергопотребление и создать комфортные условия для работы и отдыха. Малые размеры и вес, низкая себестои мость при массовом производстве делает многофункциональные полупроводниковые датчи ки весьма перспективными и открывает практически неограниченные рынки сбыта.

Для улучшения параметров существующих датчиков на основе ХСП необходимо под бирать пленки определенного состава. Структура таких пленок на основе аморфных полу проводниковых материалов и природа элементарных процессов в этих веществах могут с ус пехом изучаться с помощью ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) [3].

Иследования стеклообразного триселенида мышьяка (As2Se3) были выполнены на им пульсном Фурье-ЯКР-спектрометре NQS-300 фирмы MBS ELECTRONICS (университет им.


А. Мицкевича в Познани) с использованием двухимпульсной последовательности спинового эха Хана. Для стеклообразного As2Se3 длительность первого импульса составляла 5 мкс, ин тервал между импульсами выбирался равным 80 мкс, период повторения был равен 100 мс.

Период дискретизации сигнала – 0,2 мкс, используемое число накоплений сигнала – 1800.

Измерения выполнялись с перестройкой спектрометра по частоте с шагом 200 кГц.

Совокупность сигналов спинового эха получена для порошка стеклообразного As2Se в диапазоне частот 48,6 МГц – 66,2 МГц. Измерение спектров осуществлялось при 77 К так как при этой температуре достигается оптимальное соотношение сигнал/шум.

Образец триселенида мышьяка до проведения измерений находился в кварцевой ва куумированной ампуле при комнатной температуре в течение более 20 лет. Перед проведе нием эксперимента объемное стекло As2Se3 измельчалось в порошок и помещалось в про бирку соответствующего размера.

Характерной особенностью стеклообразных полупроводников является очень широ кий спектр ЯКР. В данном случае ширина спектра триселенида мышьяка составляет величи ну порядка 20 МГц. Было проведено сравнение спектров ЯКР состарившегося и свежеприго товленного образцов. Спектр свежеприготовленного халькогенидного стекла представляет собой симметричную кривую с центром между линиями, соответствующими кристалличе скому образцу. В спектре образца халькогенидного стекла, изготовленного двадцать лет на зад, наблюдаются уже две широких линии от обоих ядер мышьяка. Причем один пик этого спектра соответствует частоте, на которой наблюдается первая резонансная линия кристал лического As2Se3, а другой пик соответствует второй резонансной линии этого же кристалла.

Таким образом, из сравнения данных спектров можно сделать вывод о том, что по прошест вии более двадцати лет произошла перестройка структуры стеклообразного триселенида мышьяка, возможно связанная с частичной кристаллизацией образца.

Измерения спектров ЯКР стеклообразных образцов позволяют делать выводы о ста бильности используемых материалов, а также о долговечности приборов на основе халькоге нидных стеклообразных образцов.

Дальнейшая работа в этом направлении предполагает создание образцов конкуренто способных приборов, позволяющих измерять и контролировать как минимум три параметра окружающей среды на основе МФПД, образцов малоинерционных влагомеров на основе пьезорезонансного датчика влажности и на основе датчика на поверхностных акустических волнах, а также изучение структуры материалов для датчиков резонансными методами.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Проблемы использования стеклообразных полупроводников в приборах контроля параметров окружающей среды Список литературы:

1. Корнев К.П., Корнева И.П. Многофункциональный детектор. Патент № 47102 Рос сия, МПК G 01 N 27/00. – 20051001104/22;

заявлено 11.01.2005,опубл. 10.08.2005. Бюлл. 22.

Приоритет 11.01.2005 (Россия) 2. Корнев К.П., Корнева И.П. Пьезорезонансный преобразователь для датчика влаж ности. Патент № 51424 Россия, МПК G 01 N 27/02. – 2005112626/22;

заявлено 26.04.2005, опубл. 10.02.2006. Бюлл. 4. Приоритет 26.04.2005 (Россия).

3. Синявский Н.Я., Корнева И.П. Реконструкция спектров ЯКР стеклообразного три селенида мышьяка по экспериментальным данным // Материалы докладов Междун. научн техн. конф. «Наука и образование – 2006». Мурманск: МГТУ, С. 260 – 263.

605 МНТК "Наука и Образование - 2010" Кузнецова Н.В., Вундцеттель М.Ф.

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭКОСИСТЕМЫ Р. ЯХРОМА Кузнецова Н.В., Вундцеттель М.Ф. (Московская обл., Дмитровский район, п. Рыбное, ДФ ФГОУ ВПО "АГТУ", кафедра экологии, e-mail: dfagtu@mail.ru).

The paper shows us the investigation results of the Yakhroma River water and ground precipitaions pollution with heavy metals and oil products. It was found the tendency to the accumulation of heavy metals and oil products in the ground precipitations of the river. According to the toxicological assessment of the Yakhroma River ecosystem its condition can be estimated as rather bad. Ground transportation, town and agricultural field effluents appear to be the main sources of the pollution.

Малые реки в первую очередь реагируют на антропогенное воздействие нарушаются условия формирования стока, засоряются их русла и загрязняется вода сбросами сточных вод и ливневыми стоками с засоренных берегов, что ведет к деградации речного биоценоза и, как следствие, к ухудшению качества воды, поскольку реки уже оказываются не способными к самоочищению.

Дмитровский край северного Подмосковья богат малыми реками, относящимися к бассейну Волги и вносящими свою малую толику воды в полноводную Волгу.

Одной из таких малых рек является р. Яхрома, со своими немногочисленными притоками протекающая по территории Дмитровского района.

В данной работе представлены результаты исследования загрязненности воды и донных отложений р. Яхрома ионами тяжелых металлами и нефтепродуктами.

Исследованиями были охвачены участки русла реки от истока до устья.

Определение содержания нефтепродуктов проводилось с помощью анализатора содержания нефтепродуктов в воде «АН-2», в основу работы которого положен экстракционно-фотометрический метод. Анализы на содержание ионов тяжелых металлов выполнены атомно-абсорбционным методом.

Загрязнение ионами тяжелых металлов и нефтепродуктами является одним из значимых показателей токсикологического состояния водоема, поскольку помимо прямого токсического воздействия на водные организмы они оказывают влияние на кислородный режим, окислительно-восстановительные процессы.

Входящие в состав нефтепродуктов алифатические, алициклические и ароматические углеводороды весьма токсичны и в разной степени растворимы в воде. Имеют способность захватывать и концентрировать тяжелые металлы, которые в свою очередь могут перемещаться по пищевым цепям, включаясь в метаболический цикл и вызывая различные физиологические и генетические нарушения.

Результаты исследования (табл. 1) показывают, что весной (май) содержание нефтепродуктов в воде на всем протяжении реки превышало ПДК, уже в истоках составляя 0,37 мг/л (7 ПДК), вблизи горнолыжного курорта "Сорочаны" их концентрация была максимальной для реки весной - 0,58 мг/л, что связано с поступлением загрязненных талых вод. В то же время в предустьевой части реки концентрация нефтепродуктов была практически в пределах ПДК, что позволяет делать вывод о самоочищении экосистемы реки от нефтепродуктов. В июне практически на всем протяжении реки отмечались незначительные концентрации нефтепродуктов - в пределах 0,03 - 0,06 мг/л, за исключением участка реки в пределах ее мелиорированной поймы, но и здесь их содержание составило только 0,18 мг/л. С июля по октябрь в истоках реки отмечались лишь следовые концентрации нефтепродуктов, но уже ниже по течению (ст.2) содержание нефтепродуктов в МНТК "Наука и Образование - 2010" Токсикологическая оценка экосистемы р. Яхрома воде в этот период было в пределах 0,14-0,20 мг/л, что определялось влиянием ливневых стоков с автодороги. Далее до выхода реки за пределы г. Дмитрова концентрация нефтепродуктов в воде весьма варьировала, достигая в августе на участках реки вблизи автодорог величин 0,56-0,88 мг/л.

Здесь явное влияние на реку ливневого стока городов Яхрома и Дмитров и с автодорог. Наиболее загрязненным нефтепродуктами в летне-осенний период был предустьевой участок реки, где концентрация нефтепродуктов в период июль-август составила 1,76-1,89 мг/л, снизившись в сентябре до 0,85 мг/л.

Сопоставляя пространственно-временную динамику загрязнения реки Яхромы нефтепродуктами с распределением сети автодорог и интенсивностью их нагрузки автотранспортом, можно делать вывод о том, что основным источником этого загрязнения является автотранспорт.

Таблица 1 - Содержание нефтепродуктов в воде и донных отложениях р.Яхрома в вегетационный период 2009 г.

Концентрация нефтепродуктов в Концентрация нефтепродуктов в донных воде, мг/л отложениях, мг/л станции № сентябрь сентябрь октябрь октябрь август август июнь июнь июль июль май май 1 0,37 н/по 0,01 н/по 0,02 н/по 34,0 38,4 49,9 47,9 39,6 24, 2 0,19 0,04 0,14 0,15 0,14 0,20 121,6 119,7 114,0 117,5 105,4 87, 3 0,58 0,03 0,23 0,77 0,45 0,6 279,5 137,2 41,6 65,9 74,8 50, 4 0,24 0,04 0,06 0,56 0,3 0,25 126,7 146,9 233,2 214,1 115,4 44, 5 0,1 0,06 0,2 0,27 0,18 0,09 279,3 274,5 315,8 322,8 247,9 117, 6 0,43 0,04 0,85 0,88 0,56 0,24 216,1 179,1 172,2 169,5 152,6 112, 7 0,23 0,18 0,1 0,21 0,19 0,2 272,7 302,3 407,7 397,8 301,3 275, 8 0,06 0,05 1,89 1,76 0,85 0,17 1009,8 765,2 379,8 416,7 389,4 298, ПДК р/х 0, В донных отложениях концентрация нефтепродуктов на всем протяжении реки была на несколько порядков выше, чем в воде. Причем, только в истоках реки весь период исследований отмечались относительно низкие концентрации нефтепродуктов - в пределах 24,6 - 47,9. На других участках реки не представляется возможным выявить закономерности пространственно-временной динамики содержания нефтепродуктов в донных отложениях.

Единственно, что выявляется при оценке загрязнения донных отложений реки нефтепродуктами, это явно более высокое содержание нефтепродуктов в донных отложениях в приустьевой части реки, т.е. определенная прямая корреляция между содержанием нефтепродуктов в воде и донных отложениях на этом участке реки.

Результаты анализов содержания ионов тяжелых металлов в воде и донных отложениях (табл. 2 ;

3) показывают достаточно пеструю картину пространственного распределения в р. Яхрома.

Содержание кадмия в воде и донных отложениях в весенне-летний период практически на всем протяжении реки не превышало ПДК и только в устьевой части отмечалось резкое возрастание его концентрации в воде до 4 ПДК. Причина столь резкого скачка в концентрации ионов кадмия на этом участке реки осталась не выясненной.

607 МНТК "Наука и Образование - 2010" Кузнецова Н.В., Вундцеттель М.Ф.

Относительно высокие концентрации свинца, меди, цинка и никеля в воде на большинстве участков реки отмечались весной - превышение ПДК практически на всех станциях, но в летний период на большинстве участков реки тяжелые металлы не обнаружены. Это позволяет говорить о том, что преимущественным источником тяжелых металлов в р.

Яхрома являются талые воды, поступающие с водосбора. Летом значимое превышение ПДК по свинцу отмечалось в воде на участке реки в пределах влияния городов Яхрома и Дмитров.

Для этого участка реки характерно также наличие в воде ионов меди (7 ПДК) и никеля ( ПДК).

В донных отложениях р. Яхрома концентрация ионов тяжелых металлов на порядок и более превышает их концентрацию в воде, но, как правило, не превышает ОДК. Заметной корреляции между пространственно-временным распределением тяжелых металлов в воде и донных отложениях не прослеживается. Только для участков реки в пределах городов Яхрома и Дмитров (ст.5) и мелиорированной части поймы (ст.7) заметно возрастание концентрации тяжелых металлов в донных отложениях по сравнению с остальными участками реки. Причины возрастания содержания тяжелых металлов в донных отложениях реки те же, что и для воды - городские стоки (ст.5) и смыв с с\х полей (ст.7).

Таблица 2 - Содержание тяжелых металлов в воде р.Яхрома (весна и лето 2009 г.) Cd Pb Cu Zn Ni № весна лето весна лето весна лето весна лето весна лето 2009 2009 2009 2009 2009 2009 2009 2009 2009 1 н/о 0,004 0,017 н/о 0,029 0,001 0,047 н/о 0,087 н/о 2 0,001 0,0012 0,049 н/о 0,013 н/о 0,084 н/о 0,013 н/о 3 0,002 н/о 0,066 н/о 0,026 н/о 0,063 н/о 0,025 н/о 4 н/о 0,003 н/о н/о 0,027 н/о 0,033 н/о 0,065 0, 5 н/о 0,007 0,025 0,104 0,01 0,007 н/о н/о н/о 0, 6 0,003 н/о 0,008 н/о 0,002 н/о 0,019 н/о н/о н/о 7 н/о н/о н/о н/о н/о н/о 0,058 н/о 0,011 н/о 8 0,003 0,022 0,01 н/о 0,002 н/о 0,151 н/о 0,006 н/о ПДК 0,005 0,006 0,001 0,01 0, Таблица 3 - Содержание тяжелых металлов в донных отложениях р.Яхрома (весна и лето 2009 г.) Cd Pb Cu Zn Ni № весна лето весна лето весна лето весна лето весна лето 2009 2009 2009 2009 2009 2009 2009 2009 2009 1 0,11 н/о н/о н/о 1,4 н/о 6,4 12,4 1,08 3, 2 н/о 0,28 2,77 0,32 2,81 н/о 13,8 18,4 н/о 3, 3 0,20 0,14 3,91 2,45 16,9 14,7 33,3 38,2 6,23 18, 4 0,05 0,15 1,86 н/о 4,07 4,27 13,6 13,6 3,33 6, 5 н/о 0,18 33,3 13,2 25,1 20,5 84,5 54,2 8,09 16, 6 н/о 0,37 2,22 4,57 3 12,4 8,42 46,1 1,53 18, 7 0,57 0,47 7,07 1,76 20,7 21,7 42,6 31,9 7,76 21, 8 0,65 0,75 2,81 8,58 9,66 17,0 47,7 48,1 3,22 16, 1,0 66,0 40,0 65,0 110, ОДК МНТК "Наука и Образование - 2010" Токсикологическая оценка экосистемы р. Яхрома Таким образом, в результате исследований выявлена тенденция накопления тяжелых металлов и нефтепродуктов в донных отложениях реки Яхрома. Результаты токсикологической оценки экосистемы р. Яхрома дают основание считать ее экологическое состояние неблагополучным.

Список литературы:

1.Манихин В.И., Никаноров А.М. Растворенные и подвижные формы тяжелых металлов в донных отложениях пресноводных экосистем. Спб.: Гидрометеоиздат, 2001. с.

2.Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. – М.: Изд-во ВНИРО, 1999. – 304 с 3.Черных Н.А., Овчаренко М.М. Тяжелые металлы и радионуклиды в биогеоценозах.

М.: Агроконсалт, 2002. – 200 с.

609 МНТК "Наука и Образование - 2010" Лебедева И.П., Поляков И.Н., Дошлов О.И.

СТЕПЕНЬ АКТИВАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ И ИХ УЗКИХ ФРАКЦИЙ Лебедева И.П., Поляков И.Н., Дошлов О.И. (г. Иркутск, Иркутский государственный технический университет, leb-ira@mail.ru) The article is devoted the rational use of wicked-taking away in travelling building as mineral powder, activated heavy resin of pyrolysis.

Одним из источников воздействия на экологическую обстановку в городах являются энергетические предприятия, имеющие в своем составе тепловые электростанции, работающие на каменном и буром угле, после сжигания которых скапливается колоссальное количество золошлаковых отходов.

В отвалах ТЭЦ Иркутскэнерго на территории Иркутской области, скопилось более млн. тонн золошлаков, с суммарным годовым выходом около 2 млн. тонн. Территориально золоотвалы располагаются в рамках муниципальных образований: Иркутск, Ангарск, Братск, Усолье-Сибирское, Саянск, Зима, Шелехов, Усть-Илимск.

Не смотря на свой негативный экологический потенциал, золошлаки, в частности зола – уноса по своему физико-химическому составу и агрегатному состоянию являются ресурсом для полезного использования в различных отраслях с получением значительного экологического и экономического эффекта. Одним из наиболее интересных направлений по применению золы – уноса является использование ее в производстве активированного минерального порошка для строительства дорог [1].

Зола - уноса – продукт сжигания твердого угольного топлива (преимущественно пылевидного) в котлах тепловых энергостанций с эксплуатационной температурой до 1400С, является многотоннажным отходом, требующим своей утилизации или нахождения путей рационального применения.

Физические свойства золы – уноса Иркутской области приведены в табл. 1.

Таблица 1. Физические свойства золы-уноса Насыпная плотность, кг/м3 750- Влажность, % не более Удельная поверхность, см2/г не более Остаток на сите № 008, % по массе не более Класс опасности для окружающей V (5 - безопасные) среды Класс радиационной опасности I (Аэфф 370 Бк/кг) согласно ГОСТ 30108-94 и НРБ- Сито, мм 0,34 0,34-0,25 0,25-0,14 0,14-0,071 0, Фракция, % 1,76 98, Неактивированный минеральный порошок представляет собой продукт тонкого помола. Минеральный порошок повышает вязкость и клеящую способность битума, придает асфальтобетону повышенную прочность и устойчивость к деформациям. Требования к качеству минеральных порошков для асфальтобетона ранее определялись ГОСТ 16557-78, а с октября 2003 г. действует ГОСТ Р 52129-2003 «Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия».

Одним из способов улучшения свойств минеральных порошка является его физико химическая активация [2-4], в результате чего получают активированный минеральный МНТК "Наука и Образование - 2010" Степень активации минеральных порошков и их узких фракций порошок. Во время процесса помола сырья, материал обрабатывается смесью, состоящей из битума и поверхностно активных веществ, как правило, масса смеси составляет около 2-х процентов от общей массы минерального порошка. Равномерно распределенная при помоле смесь улучшает сцепление порошка с битумом, увеличивая показатели вязкости.

Его поверхность становится гидрофобной, что позволяет изготавливать асфальтобетонные смеси с рядом уникальных свойств:

снижение водонасыщения и водопроницаемости асфальтового покрытия, расход битума снижается на 10-20%, появляется возможность осуществлять приготовление, укладку и уплотнение смесей при сниженной на 20°С температуре (по сравнению со СНиПом).

Стоимость минерального порошка (данные 2009 г.):

минеральный порошок активированный - 2400 руб/тн минеральный порошок неактивированный - 1350 руб/тн В качестве активирующих веществ, используемых для производства активированных порошков, применяют [5]:

анионные ПАВ типа высших карбоновых кислот (госсиполовая смола, жировой гудрон, окисленный петролатум, синтетические жирные кислоты и др.), соответствующие установленным в нормативной документации требованиям;

катионные ПАВ типа аминов, диаминов или их производных, соответствующие установленным в нормативной документации требованиям;

нефтяной битум по ГОСТ 22245.

Наиболее распространенные активаторы минеральных порошков: олеиновая кислота, древесная смола, различные мыла, парафины и др. Некоторые из них не целесообразно использовать в силу не соответствующих в полной мере физико-химических свойств, некоторые из-за территориальной недоступности, экологической опасности и высокой цены.

Иркутская область агломерирует целый комплекс крупных промышленных предприятий, в первых рядах которого стоят нефтеперерабатывающие компании, такие как ОАО «Ангарский завод полимеров». Этот завод имеет в своем составе установку пиролиза нефтяного сырья, которая производит 30800 тонн в год тяжелой смолы пиролиза - побочного продукта, не имеющего на сегодня достаточно широкого применения. Тяжелая смола пиролиза [6], благодаря своим физико-химическим свойствам (содержит до 85 % полициклических ароматических углеводородов) и простоты доставки является подходящим гидрофобизатором минерального порошка на основе золы-уноса ТЭЦ Региона Восточной Сибири.

Смола пиролиза дает возможность создать на поверхности частиц минерального порошка полимерную пленку, которая повышает его гидрофобные свойства, а также улучшает связывание порошка с битумом.

Кроме химической, необходима также и механическая активация, золы-уноса с целью улучшения хемосорбционной способности и модификации поверхности частиц (в особенности микросферических), путем разлома кристаллических решеток и высвобождения дополнительных связей.

В статье приводятся результаты исследований золы-уноса в качестве минерального порошка, активированного тяжелой смолой пиролиза ТСП производства ОАО «Ангарский завод полимеров». Свойства тяжелой смолы пиролиза приведены в табл. 2.

Для определения влияния количества активатора замесы минерального порошка и ТСП марки А готовили в лабораторном, обогреваемом смесителе с Z-образными лопастями (температура смешивания массы принята 120°С). Дозировка активатора – до 2 % от массы порошка. Результаты исследований полученных образцов приведены в табл. 3.

611 МНТК "Наука и Образование - 2010" Лебедева И.П., Поляков И.Н., Дошлов О.И.



Pages:     | 1 |   ...   | 15 | 16 || 18 | 19 |   ...   | 43 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.