Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
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 Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Энтомологи сравнили устойчивость коммерческих и диких гибридных медоносных пчел к главному паразиту ульев — клещу варроа. Полевые и лабораторные тесты показали, что гибриды заражаются в пять раз реже, поскольку их личинки не нравятся паразитам. Пчела-гибрид выживает без регулярных химических обработок и, что важно для пчеловодов, сохраняет миролюбивый характер.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
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