#отходы

Отработанные буровые жидкости, буровые сточные воды, которые остаются в результате бурения скважины, имеют в своем составе большое количество химических соединений. Обычно такие отходы собираются, хранятся и обезвреживаются в шламовом амбаре, который представляет собой глубокое природоохранное сооружение. Их размещение вблизи грунтовых вод и поверхностных водоемов, формирует опасную экологическую обстановку. Ученые Пермского Политеха изучили водомиграционную активность загрязняющих веществ, содержащихся в буровых отходах и снизили их негативное влияние на окружающую среду в восемь раз, а вред от тяжелых металлов в зависимости от вида сократили от 50 до 328 раз. Технология будет полезна автодорожным и нефтяным предприятиям.

С каждым годом количество скважин, вводимых в эксплуатацию увеличивается, следовательно, растет и объем образующихся отходов бурения, что является актуальной проблемой, требующей постоянного мониторинга и влечет за собой большие денежные затраты. Отходы бурения содержат воду, частицы выбуренной породы, нефть и компоненты бурового раствора в различных пропорциях. Все это негативно отражается на экологическом состоянии той или иной местности. Ученые Пермского Политеха проанализировали жизненный цикл технологий утилизации бурового шлама на водной основе, применяемых в России и выявили наиболее экологичный способ утилизации нефтяных отходов.

По данным министерства транспорта России, в 2022 году в рамках национального проекта «Безопасные качественные дороги» отремонтировано 16,8 тысяч километров автодорог. Для выполнения принятых в этой сфере государственных программ требуются большие объемы дорожно-строительных материалов и разработка технологий, которые обеспечат снижение стоимости возведения автомобильных трас и увеличение скорости их создания. Большое количество регионов России испытывают дефицит качественных каменных стройматериалов, что определяет их высокую рыночную цену. Ученые Пермского Политеха нашли способ, как сократить потребление ресурсов при создании и ремонте дорожного полотна, а также повысить их прочностные характеристики.

В России, по данным счетной палаты, находится почти девять тысяч мусорных свалок, и эта цифра продолжает расти. Газы, которые на них образуются, несут не только непосредственную опасность жителям близлежащих городов, но и могут вызывать парниковый эффект, что грозит изменением климата и глобальным потеплением. С 2019 года в рамках нацпроекта «Экология» создается все больше новых мусороперерабатывающих заводов, где мусор сортируют и могут дать ему вторую жизнь. Но не все регионы могут позволить себе строительство подобных объектов. Также есть отходы, которые нельзя переработать, а только лишь захоронить или сжечь, что так же создает экологическую нагрузку на окружающую среду. Поэтому необходимо искать альтернативные методы утилизации, которые не приведут к увеличению площадей по складированию мусора. Ученые Пермского Политеха разработали технологию, которая позволит избавляться от отходов более безопасным способом.

Ежегодно на предприятиях, специализирующихся на выпуске изделий из ячеистого бетона образуется от пяти до 10 тысяч кубометров твердых отходов производства, большая часть которых копится в отвалах или утилизируется в качестве строительного мусора ухудшая и без того нестабильную экологическую обстановку. Помочь в решении проблемы может исследование ученых Пермского Политеха. Они нашли способ использовать твердые отходы производства ячеистого бетона как вторсырье для строительной индустрии.

Цианобактерии способны выживать в отходах металлургического и горнодобывающего производства и «вылавливать» ценные металлы. За считаные минуты редкоземельные элементы накапливаются в количестве почти 10 процентов от их биомассы.

В деле защиты окружающей среды важную роль играют технологии вторичного использования отходов. 23 процента производимого человеком бытового мусора составляет разного рода бумага, которая может разлагаться в почве от нескольких месяцев до нескольких лет. Чтобы макулатура не попадала на мусорные полигоны и не сжигалась, ее можно использовать как вторичное сырье. Ученые Пермского Политеха выяснили, как перерабатывать его эффективнее всего.

Техническая революция значительно усложнила взаимоотношения между обществом и природой. Сегодня объемы производственной деятельности удваиваются каждые 15 лет. В ходе различных видов промышленной деятельности на участке ранее существовавшей естественной экосистемы возникает новая – природно-техногенная система, это приводит к усугублению экологических проблем, исчерпанию ресурсов и загрязнению окружающей среды. Та же ситуация и на территориях с активной добычей нефти. Нефтепродукты накапливаются в органах животных и тканях растений, при попадании в гидросферу меняют физико-химические параметры воды. Тяжелые металлы, присутствующие в отходах, в буровом шламе в виде хлоридов, сульфатов, нитратов, растворяются в воде, меняя ее химический состав, что дополнительно формирует негативное воздействие на гидросферу. Для того, чтобы рабочие области были благоприятны для жизни человека, ученые Пермского Политеха получили геоэкологически безопасный способ использования отхода нефтедобычи - бурового шлама в технологии дорожного строительства.

Каждый год на территории ХМАО-Югры, в которой находятся 70 процентов всех нефтяных скважин России, образуется около пяти миллионов кубических метров техногенного отхода — бурового шлама, который, имея в своем составе загрязняющие вещества, оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Ученые Пермского Политеха разработали и запатентовали новый дорожно-строительный материал — асфальтобетон, в состав которого входит буровой шлам, который полностью замещает традиционно используемый минеральный порошок. Технология понизит стоимость производства асфальтобетона, а значит и дорожного строительства в целом.

Восстановление азота и фосфора из отходов промышленности и сельского хозяйства получило внимание из-за необходимости реализации концепции устойчивого развития общества, основанной на экономике замкнутого цикла. Эти элементы являются биогенными, жизненно необходимыми для роста растений. Запасы фосфора ограничены, а процесс получения азота энергозатратен. Потенциальными источниками вторичного сырья становятся водные отходы многих производств, в том числе водные отходы индустрии удобрений, фармацевтической продукции, производства полупроводников, сельского хозяйства. Рецикл азота и фосфора позволяет не только уменьшить расходование невозобновляемых минеральных ресурсов, но и ослабить насыщение природных водоемов биогенными элементами, переизбыток которых приводит к заболачиванию водоемов и уменьшению количества питьевой воды. Для решения этой проблемы ученые Пермского Политеха разработали новый подход, который повысил эффективность извлечения аммония, одной из форм азота, и фосфата, одной из форм фосфора, из водных отходов производства до 98-99 процентов.

В Нью-Йорке койоты стали привычной частью городской фауны: они живут, размножаются и умирают в пределах города. Ранее исследователи полагали, что львиную долю рациона этих животных составляет мусор, оставляемый людьми. Теперь, изучив состав их фекалий, стало очевидно, что городские койоты даже в непривычной среде остаются охотниками.

В процессе добычи и транспортировки нефти и продуктов ее переработки могут происходить разливы. Это приводит к нарушению экологического равновесия и несет риски для живой природы. В результате загрязнения изменяются агрохимические, физические и микробиологические свойства почвы. Одним из методов борьбы с нефтяными отходами сегодня являются препараты на основе специальных бактерий, которые «питаются» ископаемым топливом. Исследователи из Пермского Политеха выявили микроорганизмы, которые наиболее эффективно «уничтожают» углеводороды.

Утилизация и обезвреживание отходов производства остаются основной экологической и технологической проблемой целлюлозно-бумажной промышленности России. Такие продукты переработки древесины, как лигнин и лигносульфонаты, практически не разлагаются, а отведение этих веществ с производственными сточными водами на очистные сооружения приводит к нарушению их работы и загрязнению природы. Сегодня лигносульфонаты находят применение в литейном производстве, в сельском хозяйстве при получении кормов и удобрений, в нефтяной промышленности. Кроме того, они широко используются в строительной индустрии в качестве пластификаторов строительных смесей, при производстве пигментов, красителей и стабилизаторов эмульсий. Ученые Пермского Политеха разработали экологически безопасный строительный композиционный материал, который можно будет использовать для внутренней и наружной облицовки стен зданий и сооружений, а также в качестве напольного покрытия и террасной доски.

Для производства целлюлозы, бумаги или картона используют большое количество воды, а в результате технологических процессов образуются токсичные стоки. Они могут привести к нарушению работы очистных сооружений и ухудшить качество воды. Ученые Пермского Политеха предложили технологию, которая поможет очистить ее более эффективно, чем другие способы. Разработка позволит использовать для этого меньшую дозу реагентов и сэкономить средства предприятий. Метод впервые применили для очистки воды в сфере целлюлозно-бумажной промышленности.

Около 78 килограммов мусора было выброшено в специальном контейнере из коммерческого шлюза Bishop (он расположен на Международной космической станции), разработанного компанией Nanoracks. Операция стала проверкой новой орбитальной технологии утилизации отходов Nanoracks, и она прошла гладко.

Молодые исследователи из Пермского Политеха разработали программу, которая позволит быстро и точно оценить теплотехнические свойства отходов. «Калькулятор» поможет определить, можно ли использовать ТКО в качестве топлива. Для этого пользователям необходимо внести данные о составе отходов. Программа позволит заменить зарубежные методики и средства для расчетов теплоты сгорания ТКО. Разработка сможет оценить потенциал отходов с учетом российских особенностей их состава и свойств и подобрать необходимую технологию переработки, а также поможет предприятиям получить дополнительную прибыль.

В процессе утилизации отходов на полигонах ТКО образуются продукты биодеструкции: фильтрат и свалочный газ, которые отрицательно влияют на биосферу и здоровье людей. Исследователи из Пермского Политеха и Пермского ГАТУ имени академика Д. Н. Прянишникова предложили новый способ автоматизации учета поступающих на полигоны отходов. Программный комплекс, который создают исследователи, позволит проводить мониторинг фильтрата и выбросов газов, определять загруженность полигонов и отслеживать динамику их наполнения.

Разработка газотурбинных энергоустановок с низким выбросом вредных веществ в атмосферу по-прежнему остается актуальной задачей. Исследователи Пермского Политеха представили систему горения нестандартных (нетоварных) топлив при низких температурах, которая поможет снизить выбросы вредных веществ в атмосферу.

Исследователи Кольского научного центра создали цифровую модель хвостохранилища обогатительной фабрики. С ее помощью можно прогнозировать загрязнение воздуха в городе, расположенном рядом с этой фабрикой, в зависимости от площади пылящих участков и силы ветра.

Ученые Биологического института Томского госуниверситета совместно с ФИЦ биотехнологии РАН завершили работу по созданию эффективных подходов для утилизации твердых органических отходов, сточных вод и рекультивации свалок. В ходе проекта исследователи выявили, какие именно бактерии служат источником неприятного запаха, и нашли простые и дешевые пути его нейтрализации. В частности, можно заменить одну из пищевых добавок.