Ученые предложили превратить промышленные отходы в «вечный» барьер от лесных пожаров
Лесные пожары в России ежегодно наносят ущерб в миллиарды рублей и выбрасывают в атмосферу миллионы тонн парниковых газов. Для борьбы с ними создают противопожарные минерализованные полосы, но они быстро зарастают, требуя дорогостоящего и трудоемкого ухода. Ученые Пермского Политеха предложили, как можно удешевить этот процесс с помощью отходов содового производства. Это не требует переработки сырья, подавляет рост растений на 83% и позволяет эффективно и экономично защитить леса от огня и безопасно утилизировать промышленные отходы.
В 2025 году в России 6,8 тысячи раз горел лес, огонь прошел по 4,3 миллиона гектаров — это территорию можно сравнить с небольшим европейским государством, например, Швейцарией. Ежегодный ущерб от природных пожаров в России составляет около 10 миллиардов рублей.
Но проблема не только в огромных экономических затратах и выжженных экосистемах. Это 6,8 мегатонн углекислого газа, суммарно выброшенного в атмосферу за год — углеродный след, сравнимый с полным годовым объемом выбросов парниковых газов такой страны, как Албания (7,67 Мт).
Дым от огня вносит вклад в парниковый эффект. Вместе с ядовитым смогом, накрывающим на недели целые регионы и вызывающим всплеск болезней, эти гигантские выбросы работают как мощный ускоритель глобального потепления. Оно же, в ответ, создает новые рекордные волны жары, засухи и более продолжительные пожароопасные сезоны. Климат, разогретый в том числе пожарами, делает леса суше и уязвимее, приближая следующий, еще более катастрофический год.
Для сдерживания лесных пожаров создают противопожарные минерализованные полосы (ПМП). Их суть в том, чтобы лишить огонь горючего материала. Для этого с помощью специальной техники прокладывают рядом с лесом широкую полосу, на которой полностью удаляются деревья, кустарники, трава и верхний слой почвы, содержащий органические вещества. Образовавшийся очищенный барьер, лишенный «пищи», становится для огня непреодолимой преградой.
Однако классические минерализованные полосы недолговечны. Они быстро теряют эффективность, поскольку уже через один-два сезона на них вновь прорастает трава, а поверхность активно покрывается легко воспламеняющейся хвоей, листвой и сучьями. В результате защитный барьер сам превращается в потенциальный горючий материал. Лесные службы вынуждены проводить дорогостоящие и трудоемкие работы по ежегодной повторной расчистке, что особенно сложно и затратно в отдаленных и труднодоступных районах.
Для поддержания противопожарных полос применяют несколько традиционных методов, но все они имеют серьезные недостатки. Самый распространенный способ — это комбинирование дискования (когда почву с травой разрезают металлическими дисками) и обработки гербицидами (химикатами, убивающими растения). Однако этот способ не уничтожает корни, поэтому трава быстро отрастает, а использование гербицидов вредит природе и требует регулярного повторения. Контролируемый выжиг травы крайне рискован, так как может легко превратиться в неуправляемый пожар.
Более современные, но дорогие варианты — это засыпка полосы гравием или щебнем (что очень эффективно, но затратно из-за стоимости материала и его доставки в лес) или укладка синтетических пленок-геомембран (которые тоже дороги, могут рваться и сами со временем становятся отходами). Нужна новая технология для создания долговечного и недорогого противопожарного барьера, не требующего постоянного вмешательства и дорогостоящего обслуживания.
Ученые ПНИПУ предложили простое решение проблемы лесных пожаров, а также нашли применение другому давнему источнику экологических проблем — содовому шламу. Статья опубликована в научном журнале «Вестник РУДН. Экология и безопасность жизнедеятельности».
В России уже накоплено более 40 миллионов тонн шлама. Такой гигантский объем образовался из-за отсутствия экономически и технологически выгодных способов его переработки в промышленных масштабах.
Ранее предлагаемые методы утилизации (например, производство стройматериалов или сорбентов) требуют дорогостоящей подготовки сырья и часто оказываются нерентабельными. В результате шлам десятилетиями не находит применения и просто складируется, превращаясь в источник потенциальных экологических рисков: пыль загрязняет воздух, а химические вещества могут проникать в почву и грунтовые воды.
Ученые проанализировали материал из шламонакопителя (так называют специальные открытые котлованы или огороженные дамбами участки, где десятилетиями накапливаются промышленные отходы) и обнаружили у него два ключевых свойства. Это высокая щелочность и мелкая, пылевидная структура материала. Щелочная среда подавляет рост растений, а плотный слой из мельчайших частиц образует физический барьер, непроходимый для семян и корней. Если заполнить таким шламом специально созданную противопожарную полосу в лесу, она не зарастет травой и не утратит защитной функции.
Вместо бесконечной борьбы с последствиями технология устраняет саму возможность появления растительности, создавая по-настоящему долговечный барьер. Разработка пермских ученых позволяет использовать шлам для противопожарных полос без какой-либо предварительной обработки, что делает ее экономически выгодной. После того как техника проложит стандартную траншею для минерализованной полосы, ее можно заполнить не вынутым грунтом, а уплотненным содовым шламом.
Для проверки эффективности исследователи оценили фитотоксичность (способность подавлять рост растений) получившегося материала.
— В чистом шламе рост корней тестовых растений (овса) был подавлен на 83%, в смеси с обычным грунтом в пропорции 1:3 эффект торможения составил 59%, а при более низкой концентрации шлама (пропорция 1:2) — все равно высокие 33%. Научно доказанной фитотоксичностью считается показатель в 20%, — отметил Константин Пугин, профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ, доктор технических наук.
В шламонакопителе опасность создают два фактора: щелочная жидкость, которая может просачиваться в грунтовые воды, и пыль от высохшего осадка. В противопожарной полосе риски устраняются за счет контролируемого применения. Материал размещается не в плодородной почве, а в специально созданной траншее, где нужно подавить растительность.
— Мы используем стабильный твердый осадок из малорастворимых соединений кальция и магния. В уплотненном виде движение влаги через него сильно замедляется, поэтому эти вещества не попадут в глубокие слои почвы и грунтовые воды. Кроме того, шлам относится к пятому, самому низкому классу опасности, что означает отсутствие в нем токсичных и радиоактивных веществ, — пояснил Константин Пугин, профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ, доктор технических наук.
Разработка пермских ученых решает две взаимосвязанные проблемы: повышает пожарную безопасность и позволяет безопасно утилизировать промышленные отходы. Она позволяет создавать долговечные противопожарные барьеры, которые за счет комбинированного химического (высокая щелочность) и физического (плотная структура) воздействия остаются свободными от растительности и горючих материалов многие годы без необходимости постоянного и дорогостоящего обновления.
Telegram 
Дзен 
VK Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Ни один регион на Земле не обладает стопроцентной устойчивостью ко всем возможным глобальным катастрофическим рискам. Тем не менее существует место, имеющее максимальный запас прочности в такой ситуации, — и это Австралия.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно