Комплексные проблемы техносферной безопасности. научный и практический подходы к развитию и реализации технологий безопасности

−на стационарных постах наблюдения, установленных непосредственно

вконтролируемых зонах;

−в специализированных машинах разведки и контроля за состоянием окружающей среды (рис. 1).

Рис. 1. Существующие химические лаборатории а) стационарные посты наблюдения; б) специализированные машины химической разведки

Существующие системы контроля в большем случае не дают информацию о контролируемых объектах в реальном времени, что является очень важным при организации мероприятий по химической безопасности. В последнее время происходит активное внедрение беспилотной авиации в разные сферы деятельности человека, как в мирных целях, так и в военных. В связи с чем, применение беспилотных летательных аппаратов (БпЛА), как средство дистанционного аналитического контроля является наиболее актуальным направлением для ведения воздушной химической разведки. К основным факторам, определяющим необходимость применения БпЛА для решения задач химической разведки, относятся:

−обеспечение безопасности проведения химической разведки для жизни человека;

−осуществление контроля за концентрацией АХОВ в воздухе на территории химически опасных объектов и территории прилегающей к ним;

−своевременное обнаружение аварийной ситуации с опасными вещест-

вами;

−пределение зон заражения в сжатые сроки и доведение ее до оперативных штабов;

410

−установление факта наличия или отсутствия химического заражения местности;

−возможности ведения разведки в труднодоступных районах, где средства наземной разведки не могут быть использованы;

−возможности отбора проб воды, грунта на участках местности и проб воздуха.

Для осуществления качественного дистанционного аналитического контроля является обеспечение достоверности показаний. Для обеспечения достоверности необходимо использовать системы отбора и подачи проб, оснащенные автоматическими устройствами, которые обеспечивают поддержание заданных параметров и должны подключаться к цифровым системам для необходимых расчетов.

Основным элементом мобильного комплекса химической разведки установленного на БпЛА, является газоанализатор, который должен:

−осуществлять обнаружение отравляющих веществ, АХОВ и др. ве-

ществ;

−определять их концентрацию в режиме времени близкому к реальному. Кроме того, технически газоанализатор должен быть выполнен неболь-

ших размеров и массой не более 1 кг.

При рассмотрении перечисленных функций и выполняемых задач авторами установлено, что этим требованиям в настоящее время наилучшим образом соответствуют газоанализаторы на основе полупроводниковых сенсоров изготовленных с помощью топологии нанесения и спекания полупроводниковых оксидов (SnO2, TiO2, WO3, V2O5, In2O3, Fe2O3, Cu2O, CuO, ZnO, CdO и др.) в наноструктурной форме.

Высокая чувствительность, селективность и стабильность сенсоров обусловлена развитой поверхностью и динамическим смещением донорных уровней при нагревании объема полупроводника и легированием катализаторами, которые повышают поток электронов в зоне проводимости [2].

Данный газоанализатор имеет автономное питание, которое обеспечивает бесперебойную работу системы измерения, управления и передачи информации на компьютер расположенный на удаленном расстоянии. Программное обеспечение обеспечивает динамические режимы работы газоанализатора и реализует необходимые преобразования для проведения достоверного аналитического контроля [3].

Технические характеристики данного газоанализатора представлены в таблице.

411

а) вертолетного типа; б) гексакоптер; в) квадрокоптер

Таким образом, в результате проведенного анализа технических характеристик газоанализатора, на основе полупроводниковых сенсоров, позволяет сделать вывод о целесообразности использования его в качестве технического средства для ведения воздушной химической разведки. Габариты и вес рассматриваемого газоанализатора позволяет устанавливать на борту летательных аппаратов малого, так и среднего классов, что значительно расширяет возможности применения мобильных комплексов для проведения работ, связанных с обеспечением безопасности опасных объектов.

Кроме того, газоанализатор установленный на базе БпЛА позволяет проводить контроль за состоянием и динамикой характеристик во времени и в пространстве окружающей среды объектов, как в режиме on-line, так и в других режимах. В штатном режиме функционирования контролируемых объектов текущий дистанционный контроль с использованием предлагаемой аналитической лабораторией является более экономным по сравнению с другими средствами контроля.

Литература

1 Гуменюк В. И., Ефремов С. Ф. Радиационная и химическая защита: учебное пособие для вузов / Под ред. В. И. Гуменюка. СПб.: СПбГПУ, 2005. 218 с.

2 Эль-Салим С. З. Современные методы аналитического контроля промышленных газов / С. З. Эль-Салим, О. В Черемисина // Горный информационный аналитический бюллетень. Москва, 2017, Т. 228, С. 726-730.

3 Болясов Д. А., Эль-Салим С. З., Черемисина О. В. Применение БПЛА для решения задач дистанционного контроля. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.doza.ru (дата обращения 24.02.2021).

4 Беспилотные летательные аппараты /: справочное пособие / под общ.ред. С. А. Попова; ВУНЦ ВВС ВВА. Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга», 2105, 619 с.

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина», Воронеж, Россия

O. N. Kuznetsova, N. A. Goryainov

THE POSSIBILITIES OF USING SMALL-SIZED SENSORS FOR SOLVING

CHEMICAL EXPLORATION TASKS

The article discusses the relevance of the use of gas analyzers based on semiconductor sensors for conducting aerial chemical reconnaissance from an unmanned aerial vehicle, briefly discusses the technical characteristics of the gas analyzer, and also suggests the types of unmanned aerial vehicles that are most promising for solving chemical reconnaissance tasks.

Military Training and Research Center of the Air Force «Air Force Academy named after Professor N. E. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin», Voronezh, Russia

413

УДК 504.06

А. Н. Самодуров1, Е. А. Жидко1, К. А. Кирьянов2

ВТОРИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНОГО МУСОРА КАК СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ГОРОДА

Проблема вторичного использования строительного мусора является одной из ключевых в области охраны окружающей среды. Актуальным в этой связи является рассмотрение этой ситуации с позиции устойчивого экономического развития современного города как элемента экологической безопасности. В статье рассмотрено фактическое использования отходов от разборки сооружения. Предложена концепция дома, выполненного в основном из бывших в употреблении и переработанных материалов.

В эпоху потребления проблема отходов стала как никогда актуальна. огромное количество производимых благ и несовершенные технологии производства порождают экологические катастрофы.

Одно из возможных решение этой проблемы - превращение отходов в полезный, востребованный материал, а также использование строительных продуктов бывших в употреблении. Уже известны заводы, которые добывают энергию перерабатывая отходы, но что, если использовать мусор в качестве материала для строительства? В мировой строительной практике уже есть подобные прецеденты.

Помимо экологической проблемы, строительство из вторично используемых продуктов позволяет значительно сократить затраты на материалы. На рис. 1 представлена схема существующего движения строительных отходов

Сортировка на сборноразборных перерабатывающих установках

Реконструкция и ремонт зданий и соору-

жений

Перевозка на полигоны захоронения

Строительные отвалы

Транспортировка на стационарные центры переработки

Снос и разборка зданий и сооружений

Перевозка на полигоны захоронения

Рис. 1. Схема существующего движения строительных отходов

414

При соблюдении правил оценки качества и пригодности строительных материалов бывших в употреблении, можно найти такое строительноэкономическое решение, которое будет на порядок выгоднее, чем аналогичное решение, но с использованием новых материалов.

Если опираться на опыт отечественных предпринимателей, то они не так давно стали использовать технологию потребления ТБО в строительстве.

Анализируя опыт использования ТБО в строительстве, видно, что данная методика позволяет значительно сократить расходы на материалы, бывших в употреблении: кирпич, железобетонные плиты перекрытия, железобетонные фундаментные блоки, металлические и железобетонные фермы, обрезки газосиликатных блоков [1, 2]. На рис. 2 представлена схема фактического использования отходов от разборки сооружения.

Рис. 2. Схема фактического использования отходов от разборки сооружения

Применение бывших в употреблении строительных элементов заключает в себе одно значительное преимущество: экономия до 70 % финансовых ресурсов заказчика. Но данная концепция ведения строительно-монтажных работ за-

415

ключает в себе недостаток, а именно, сложно дать однозначный прогноз на срок и качество службы бывшего в употреблении материала [3].

Коррозирующую арматуру железобетонного изделия можно замазать раствором, чтобы это имело товарный вид. Однако коррозия всё равно будет прогрессировать постоянно. Если она началась, она будет продолжаться годами. Технология использования вторсырья имеет право на жизнь. Но необходимы проекты и инженерно-технические расчёта, учитывающие особенности используемых материалов и качественное обследование всех конструкций [4].

В перспективе, строительство может стать безотходным. А это огромное подспорье в борьбе за здоровую экологическую среду и существенное снижение стоимости строительных работ [5, 6].

При последовательном, поэлементном демонтаже конструкции-коли- чество отходов на свалках ТБО значительно сократится. А это обстоятельство говорит нам о том, что данная концепция решает не только вопрос о снижении затрат материальных и финансовых средств на строительство, но уменьшает степень антропогенного воздействия окружающей среды от строительной деятельности.

Бывшие в употреблении кирпичи, бетон, металлическая арматура, прослужат не одно десятилетие. Их можно использовать при постройке нового дома. Качественные характеристики (тепло- и звукоизоляция, прочность) не отличаются. Экология не пострадает от строительного мусора. Он не будет лежать на свалках, загрязняя почву.

Жилье, которым планируют долго пользоваться, необходимо возводить на прочном фундаменте. В качестве наполнителя используется битый кирпич, куски арматуры. Скрепляется конструкция цементным раствором. Основанием может быть железобетонная плита из дома под снос. Вторичное сырье (мусор) можно набрать на полигонах, взять отходы после возведения новостроек (по согласованию с компанией-застройщиком) или у зданий под снос. Сделать это можно бесплатно или за символическую цену. Приобретая отходы по объявлению, необходимо учесть размеры фракций (мелкая пыль или крупные глыбы не пригодятся). Также можно рассмотреть возможность возведения фундамента из шлакоблоков.

Блоки, изготовленные из шлакобетона пригодны для строительства в любой сфере – жилые, промышленные и сельскохозяйственные помещения, в том числе гаражей, бань и т.п.

Шлакоблоки используют для возведения не только стен и перегородок, но и при укладке фундамента. Единственное ограничения для строительства из шлакоблоков – это высотность здания, максимум 2 – 3 этажа.

К основным достоинствам блоков из шлака можно отнести такие параметры:

Морозостойкость – пустотелый тип блока способен удержать тепло не хуже изделия, созданного из пенобетона.

416

Прочность – фундамент из блоков может выдержать весовую нагрузку строения до ста тонн. Это не слишком много, но для малоэтажного здания сгодится.

Дешевизна – данный строительный материал практически наполовину состоит из отходов, а значит и стоит намного дешевле качественного бетона.

Также стоит отметить, что по причине сравнительно небольшого веса и достаточно больших габаритов шлакоблока (20×20х40 см) построить опорностолбчатый фундамент или стены можно быстро и качественно в сравнении с аналогичной работой, которая основана на монтаже каких-либо железобетонных изделий или укладке кирпича.

В качестве перекрытий будут использоваться, бывшие в употреблении железобетонные плиты, оставшиеся после возведения новостроек, частных домов, промышленных предприятий, административных учреждений и т.п.

Перед использованием плит необходимо провести экспертизу, которая поможет выяснить насколько пригодна плита для использования.

Для строительства внешних стен лучше использовать прочные материалы

снизкой тепло- и шумопроводностью. Например:

–шлакобетонные блоки. Наполнителем может быть практически любой строительный мусор - битый кирпич, стекло, отходы бетона (крошка), который заливается цементным раствором. На схватывание уходит 2-3 часа. Технология предполагает «вызревание» кирпича. Процесс длится 7-10 дней.

–опилкобетонные блоки (арболит). Наполнителем служат отходы деревообрабатывающего производства (опилки). Вяжущее средство состоит из цемента, песка негашеной извести, воды. Раствор нужно оставить в форме на 5 дней. Окончательная сушка занимает 1,5-3 месяца (зависит от размера).

–битые керамзитобетонные блоки. Их можно купить у поставщика (как брак) или привезти со строительных свалок. Из крупных частей выкладывают стены, скрепляя цементным раствором. Для прочности кладки проводят армирование.

У старой древесины область использования ещё шире, чем у металлических изделий или бетонных. В конце концов, если нет иных вариантов, трухлявое и не подлежащее вторичному использованию дерево всегда можно сжечь в печи или камине.

Важно перед повторным использованием деревянных балок и досок их следует проверить на наличие инородных предметов. Старые балки можно применить при строительстве сараев или гаража, а доски и бывшая в употреблении вагонка снова находят своё место при отделке, например, бани или дачного домика. Главное убедиться, что древесина в хорошем состоянии.

Древесина и пиломатериалы в общем бывшие в употреблении в 2 раза дешевле чем новые пиломатериалы.

На основе вышеизложенных фактов рассмотрена концепция дома, выполненного в основном из бывших в употреблении и переработанных материалов.

417

Концепция экологически “чистых” домов способствует снижению интенсивности разрушающих воздействий на окружающую среду городских территорий.

В настоящее время главная задача - снижение до возможного минимума негативных воздействий на природу и обеспечение стабилизации экологической ситуации.

Еще одно преимущество данной идеи: возможная заинтересованность строительными проектами зданий, построенных из вторсырья государством.

Вывод

Строительная область деятельности играет очень важную роль в жизни общества и человеческой цивилизации в целом. В неё включены огромные массы людей, находящихся на разных этапах технологического процесса строительства, от лабораторных исследований и до штукатурных работ, также в этой сфере находятся колоссальные ресурсы: как финансовые, так и материальные. И воздействие на окружающую среду от строительного дела чрезвычайно велико, поэтому важно создавать и совершенствовать технологии, которые позволяют сократить негативные воздействия на природу и уменьшить затраты на строительство зданий и сооружений. И концепция возведения домов из вторсырья может позволить сделать еще один шаг к более совершенному виду инже- нерно-строительного дела.

Литература

1.Гильмундинов, В. М. Анализ и прогнозирование процессов обращения с отходами в РФ / В. М. Гильмундинов Т. О. Тагаева, А. И. Бокслер // Проблемы прогнозирования. 2020. № 1. С 126-134

2.Луканин А. В. Утилизация твердых бытовых отходов городского хозяйства /

А.В. Луканин // Экологический вестник России. 2011. № 10.-С. 18-25/

3.Беспалов, В. И. Экономические аспекты обращения с твердыми отходами потребления в условиях городского хозяйства российской федерации / В. И. Беспалов // Мат. VIII Межд. науч.-прак. конф. «Наука в информационном пространстве-2012». Украина, 2012. Т. 9. С. 29

4.Жидко Е. А. Управление эколого-экологическими рисками как важнейший фактор эффективной деятельности предприятия /Е. А. Жидко // Безопасность труда в промышленности. 2011. № 3. С. 57-62

5.Жидко Е. А. Динамика частиц золы в выбросах дымовых труб / Е. А. Жидко, Е. М. Черных // Экология и промышленность России. 2004. С. 38-39.

6.Сотникова О. А. Проблемы утилизации отходов производства экологически

опасных и экономически важных объектов ЦЧР и пути их решения / О. А. Сотникова, Е. А. Жидко //Биосферная совместимость: человек, регион, технологи. 2017. № 3 (19). С11-20.

1Воронежский государственный технический университет, Россия 2Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия

имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина», Воронеж, Россия

418

A. N. Samodurov, E. A. Zhidko, K. A. Kiryanov

SECONDARY USE OF CONSTRUCTION WASTE AS A COMPONENT OF ENVIRONMENTAL SAFETY IN A MODERN CITY

The problem of secondary use of construction waste is one of the key issues in the field of environmental protection. In this regard, it is relevant to consider this situation from the perspective of sustainable economic development of a modern city as an element of environmental safety. The article considers the actual use of waste from the disassembly of the structure. The concept of a house made mainly of used and recycled materials is proposed.

1Voronezh State Technical University. Russia

2Military Training and Research Center of the Air Force" Air Force Academy named after Professor N. E. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin», Voronezh, Russia

УДК 628.315.21; 628.543./.9

А. С. Половнева

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЦЕХА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

В работе рассмотрены основные системы водоснабжения и водоотведения Снежнянского машиностроительного завода, качественные характеристики сточных вод сбрасываемых от данного предприятия, конкретно от цеха гальванопроизводства. Обосновано внедрение технологии мембранной ультрафильтрации сточных вод.

Одной из актуальных проблем нашего региона является проблема очистки хозяйственно – бытовых сточных вод от предприятий крупной промышленности. Одно из таких представляет собой Снежнянский машиностроительный завод. В целом предприятие в условиях военных действий в Донецкой Народной Республике работает не в полную силу и выпускает не тот объем продукции по сравнению с 2014 годом. Однако, предприятие осуществляет основные технологические процессы, а именно: обработка металлов резанием, механическая обработка поверхности деталей абразивными и войлочными кругами, мойка и обезжиривание деталей, работает гальванический цех. Отходы, образующиеся от машиностроительной отрасли, негативно влияют на компоненты окружающей среды. В данной работе рассмотрим влияние, сбрасываемых сточных вод от галванопроизводства, основные применяемые технологии по очистке сточных вод и рекомендуемые [1].

Целью работы является обоснование внедрения технологии мембранной ультрафильтрации сточных вод от одного из цехов машиностроительного предприятия.

419