2809

переработана либо путем гранулирования полимеров с предварительной очисткой от посторонних включений, либо путем пиролиза с получением пиролизной топливной смеси и технического углерода. Данные методы позволяют предотвратить их размещение в окружающей среде и максимально использовать их ресурсный и энергетический потенциал [3].

Поскольку технология получения полимерных гранул предъявляет высокие требования к качеству исходного сырья, смесь полимерных отходов должна подвергаться технически сложной предварительной очистке. С точки зрения технической реализации и экономических затрат метод не является эффективным. В то же время процесс пиролиза может быть произведен без предварительной подготовки сырья и требует меньших капитальных и эксплуатационных затрат, при этом образуется пиролизная топливная смесь и твердый остаток – технический углерод [4].

Исследования выполнялись на лабораторной пиролизной установке периодического действия Nobertherm. На основании данных о морфологическом составе отходов подготовки макулатурной массы была составлена композиция для осуществления процесса пиролиза. В реторту объемом 5 литров была загружена смесь массой 332 г следующего состава: ПЭ (107 г), ПП (200 г), ПЭТ (5 г), бумага (21 г).

Пиролиз осуществляли при температуре 400–450 °С на лабораторной установке. Скорость подъема температуры – 10 °С/мин. При температуре 133 °С начал образовываться конденсат, а при 230 °С – выделяться запах. Когда температура достигла 400 °С, начала выделяться темно-коричневая жидкость. После завершения процесса пиролиза в загрузочном аппарате был обнаружен технический углерод. Полученная нами темно-коричневая жидкость после определения была отнесена к категории темных печных топлив. Выход фазы темного печного топлива составил 40 % от загруженной массы.

Таким образом, в ходе исследований состава смеси полимерных отходов, образующихся в процессе очистки и подготовки макулатурной массы, было установлено, что основными компонентами являются ПП – 41 %, ПЭ – 22 % и отсев – 21 %. На основе полученных данных по составу были выполнены теоретические исследования современных технологических решений по переработке полимерных отходов. На основании экологических, технологических и экономических критериев установлена целесообразность утилизации отходов методом пиролиза с получением жидкого топлива и технического углерода.

271

В лабораторных условиях на установке Nobertherm был выполнен пиролиз и получена пиролизная топливная смесь (темное печное топливо) и технический углерод (пиролизат).

На следующем этапе планируются исследования по пиролизу отходов подготовки макулатурной массы в опытно-промышленных условиях.

Список литературы

1.Ресурсосберегающая технология обращения с отходами переработки макулатурной массы / Е.С. Ширинкина [и др.] // ЭКиП: Экология и промышленность России. – 2015. – Т. 19, № 7. – С. 10–15.

2.Проблемы рециклинга полимерных отходов в России [Элек-

тронный ресурс]. – URL: http://www.waste.ru (дата обращения: 10.10.2015).

3.Остаева Г.Ю., Потапов И.И. Полимерные отходы и окружающая среда // Экологические системы и приборы. – 2002. – № 12. –

С. 51–58.

4.Effect of polymers on lignite pyrolysis / I. Cit, A. Sınag, A. Turan Tekes, P. Acar [et al.] // J. Anal. Appl. Pyrolysis. – 2007. – Vol. 80. – P. 195– 202.

Об авторах

Поповцева Александра Александровна – магистрант кафедры охраны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: alex9305@list.ru.

Кзылбасов Рустем Аманкелдиевич – магистрант кафедры ох-

раны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: kzilbasov@gmail.com.

Дьяков Максим Сергеевич – кандидат технических наук, доцент кафедры охраны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: eco@pstu.ru.

Ширинкина Екатерина Сергеевна – кандидат технических наук, доцент кафедры охраны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: e-pashukova@mail.ru.

272

УДК 502/504

К.Г. Пугин, Т.М. Сигитов, А.В. Мякишева, Н.П. Кощеева, А.Г. Парамеев

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ПОЛОС

Предложен способ усовершенствования имеющегося метода защиты от распространения пожаров в лесной зоне – создание минерализованных противопожарных полос. Технология предполагает использование шлака, получаемого в результате производства феррованадия силикоалюминотермическим методом. Усовершенствование технологии предполагает снижение экологоэкономических затрат базового метода.

Ключевые слова: минерализованные противопожарные полосы, усовершенствование противопожарного метода, использование шлаков от производства феррованадия, снижение затрат на содержание противопожарных полос.

K.G. Pugin, T.M. Sigitov, A.V. Myakisheva,

N.P. Koshcheeva, A.G. Parameev

IMPROVEMENT OF METHODS OF SALINE FIREBREAKS

The article provides a method to improve the existing method of protection against the spread of fires in the forest zone – mineralized firebreaks. The technology involves the use of slag produced from the production of ferrovanadium silikoalyuminotermicheskim method. Improvement of technology assumes a reduction of ecological and economic cost of the basic method.

Keywords: mineralized firebreaks, improvement of fire-fighting method, the use of slag from the production of ferrovanadium, reduced costs for maintenance of firebreaks.

Одной из главных составляющих экологической системы России является лес. Большой ресурсный фонд создает основу для возникновения множества рисков, связанных с охраной и поддержанием данной системы. Наибольшей опасностью для леса являются пожары. Дихотомия фактора риска (лесной пожар) состоит из естественных (природных) и искусственных (антропогенных) источников возникно-

273

вения пожаров. К естественным можно отнести такое природное явления, как грозы, которые сопровождаются молниями, а при попадании

вдерево приводят к возникновению локальных пожаров, которые, распространяясь по лесному массиву, уничтожают элементы биосферы. Процесс создания новых городов, развитие промышленности обусловливают обнажение рисков – возникновения пожаров в лесной зоне, причиной которых является человек: возникновение чрезвычайных ситуаций на промышленных объектах, нарушение правил безопасности пользования печного оборудования, разведение несанкционированных костров и пр.

Технология решения лесопожарных проблем – прокладка минерализованных полос – предполагает разграничение зоны леса на участки, далее прокладка по границам зон полос – рвов с очисткой почвы от горючих органических веществ. Существуют рекомендации к прокладке минерализованных полос. Так, например, ширина должна составлять не менее 2 м. Наиболее эффективным инструментом признан плуг лесопожарный комбинированный ПЛК-2,0.

Основное назначение данных полос – остановка распространения огня за счет разрыва точки близкого контакта деревьев. Особенность данного метода заключается в прямой зависимости противопожарной эффективности от чистоты полос, а именно необходимости поддержания их в состоянии отсутствия зарастания, очистки от опавшей травы, различного рода мусора. Наличие большого лесного фонда

вРоссии и высоких трудозатрат этого метода, которые формируются из ежегодных мероприятий по очистке полос, составляют необходимость в усовершенствовании прокладки минерализованных противопожарных полос.

Учитывая недостатки имеющегося метода (необходимость систематичной ежегодной очистки полос от растительности), существуют различные варианты его усовершенствования:

использование гербицидов, которое предполагает распыление химических веществ в местах зарастания противопожарных полос;

использование заполнителя, которое предполагает заполнение рвов материалом, замедляющим рост растительности.

Гербициды эффективны с позиции решения вопроса остановки растительности, однако оказывают пагубное влияние на экосистему леса, а также требуют крупных финансовых вложений.

274

Для применения материала в качестве заполнителя противопожарных рвов он должен отвечать ряду критериев: экологичность (отсутствие способности материала к отрицательному влиянию на окружающую среду), гранулометрический состав (способность материала к засыпке, транспортировке), не поддерживать горение (основное свойство материала – пожароустойчивость) и рост растений (критерий, обусловливающий усовершенствование имеющегося метода), экономическая целесообразность (низкая стоимость материала).

Данным критериям соответствует шлак, получаемый в результате производства феррованадия силикоалюминотермическим методом. Особенностью данного материала является сдерживание роста растительности, обусловленное образованием высокого рН (до 11) при контакте с водой за счет высокого содержания оксида кальция. Материал является побочным продуктом основного производства; таким образом, отвечает критерию экономической целесообразности – имеет низкую стоимость. Проводимые экспертизы установили, что материал принадлежит к IV классу опасности, значит, экологически он безопасен, в том числе при высоких температурных режимах (имитации пожара), а также у него отсутствует способность к поверхностному (не переносится ветрами ввиду образования поверхностной корки из-за скопления влаги) и почвенному мигрированию. Гранулометрический состав материала отвечает требованиям возможности его транспортировки и засыпки в противопожарные полосы.

Повышение надежности и долгосрочности эксплуатации минерализованных полос достигается за счет заполнения рвов шлаком производства феррованадия. Произведено сопоставление имеющихся методов защиты от пожаров по основным критериям (таблица):

пожарная устойчивость – показатель, отражающий способность метода противостоять пожару, удерживать его в зоне ограждения полосами;

экологичность – оценка экологических последствий от применения метода, включая прямое (влияние материала на почву при нормальных и высоких температурах) и косвенное (влияние на экосистему, обусловленное мероприятиями, направленными на поддержание полос в надлежащем состоянии) воздействия;

экономичность – показатель, характеризирующий возможности применения метода, оценка затрат, необходимых для его реализации, включая затраты на поддержание полос в надлежащем состоянии.

275

Сопоставление технологий противопожарных полос

Предложенный метод отвечает необходимым базовым требованиям пожарной и экологической безопасности, а также имеет ряд качественных преимуществ: низкие эксплуатационные затраты за счет отсутствия процесса зарастания, практическая реализуемость, наличие большого объема готового материала на производствах феррованадия силикоалюминотермическим методом в виде вторичного продукта, низкая стоимость. Может служить основой для улучшения имеющихся технологий пожарной безопасности лесной зоны и снижения расходов на поддержание полос в надлежащем состоянии.

Список литературы

1.Защита населенных пунктов от природных пожаров / С.В. Залесов, Г.А. Годовалов, А.А. Кректунов, Е.Ю. Платонов // АВУ. – 2013. –

№2 (108). – С. 34–36.

2.Пугин К.Г., Залесова Я.В. Использование отходов металлургии в качестве огнезащитных элементов на полигонах ТБО // Наукове-

дение. – 2012. – № 4 (13). – С. 102.

276

3. Беженцев М.В. Совершенствование параметров лесохозяйственных машин для устройства минерализованных полос перед фронтом лесного пожара // Вестник Краснодар. гос. аграр. ун-та. – 2009. –

№ 7. – С. 137–142.

Об авторах

Пугин Константин Георгиевич – кандидат технических наук,

доцент кафедры автомобилей и технологических машин, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: 123zzz@rambler.ru.

Сигитов Тимофей Максимович – магистрант кафедры охраны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский по-

литехнический университет, e-mail: SigitovTM@gmail.com.

Мякишева Александра Владимировна – магистрант кафедры охраны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский политехническийуниверситет, e-mail: Myakisheva.aleks93@gmail.com.

Кощеева Надежда Петровна – магистрант кафедры охраны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский политехнический университет.

Парамеев Артем Геннадьевич – магистрант кафедры охраны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский по-

литехнический университет, e-mail: ParameevAG@yandex.ru.

277

УДК 502.17

В.А. Сафина, З.М. Боброва, О.Ю. Ильина, М.Я. Ямалова

РЕШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

При функционировании промышленных и сельскохозяйственных предприятий оказывается воздействие на окружающую среду. Показана необходимость привлечения школьников и студентов к улучшению экологической обстановки. Приведен пример проведения работ по озеленению.

Ключевые слова: антропогенное воздействие, экологическая ситуация, зеленые насаждения, озеленение, научно-исследовательская работа школьников и студентов.

V.A. Safina, Z.M. Bobrova, O.Yu. Ilyina, M.Ya. Yamalova

SOLVING ENVIRONMENTAL PROBLEMS

OF URBANIZED TERRITORIES

The operation of industrial and agricultural enterprises influences on the environment. The necessity to attract schoolchildren and students to improve the environmental situation. Given an example of work on the landscaping.

Keywords: anthropogenic impact, environment, green spaces, landscaping, scientific research work of schoolchildren and students.

Взаимодействие общества и природы – узловая проблема политического и социально-экономического развития общества. Процессы экологической деградации приобретают характер глубокого экологического кризиса. Вопрос о сохранении природы превращается в вопрос выживания человечества. И нет в мире политической системы, которая сама по себе гарантировала бы экологическое благосостояние страны.

Многие экологические проблемы взаимоотношений в системе «общество – природа» сейчас перешагнули рамки национальных хозяйств и приобрели глобальное измерение. Современная ситуация на планете характеризуется резким ухудшением качества окружающей среды: загрязнением воздуха, рек, озер, морей, обеднением и даже

278

полным исчезновением многих видов животного и растительного мира, деградацией почв, опустыниванием и др. Этот конфликт создает угрозу появления необратимых изменений в природных системах, подрыва естественных условий и ресурсов существования поколений жителей планеты. Рост производственных сил общества, населения, урбанизация, научно-технический прогресс являются катализаторами этих процессов.

Промышленные и сельскохозяйственные загрязнения изменяют свойства почвы и почвообразовательных процессов, снижают потенциальное плодородие, технологическую и питательную ценность сельскохозяйственной продукции и т.д. Опасность отходов проявляется

взагрязнении окружающей среды и опосредованном влиянии ее компонентов на здоровье человека. Особенно ярко просматривается зависимость от состояния окружающей среды здоровья детей. В определенной степени этот показатель может служить индикатором загрязнения и степени опасности внешней среды.

Город Магнитогорск постоянно включается в приоритетный список городов Российской Федерации с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха по бензопирену, диоксиду азота, сероуглероду, фенолу. В Магнитогорске и прилегающих к нему районах почва подвергается интенсивному антропогенному воздействию. Основными факторами, вызывающими ее загрязнение, являются промышленные, бытовые и сельскохозяйственные отходы.

Вопубликованном списке Росстата за 2011 год указано 56 городов с наиболее неблагоприятной экологической обстановкой. Магнитогорск занял в нем пятое место с 231,9 тыс. т выбросов за 2010 год. Главным образом это происходит вследствие деятельности ОАО «Магнитогорского металлургического комбината», но благодаря тому, что реализация экологической политики является одним из приоритетных направлений его деятельности, уже с 2012 года воздействие на окружающую среду ежегодно снижается.

Важное направление, позволяющее улучшить адаптацию к производственным условиям, – это участие подрастающего поколения

внаучно-исследовательских работах (НИР). Как правило, в рамках данных исследований решаются задачи, которые представляют непосредственный интерес для действующих предприятий. Студенты знакомятся с производственными условиями на предприятиях, видят проблемы, которые возникают, а также совместно с научным руководите-

279

лем находят пути их решения. Помогая друг другу, используя лучшие достижения каждого участника коллектива, можно решать намного более сложные задачи, чем это сделали бы разрозненно работающие исполнители. При совместной деятельности с научными руководителями у студентов появляются навыки работы в коллективе. Умение идти на компромисс, гибкость, мобильность – качества, необходимые будущему работнику, – можно получить при непосредственном контакте студента с производственниками.

Студенческие и школьные конференции и олимпиады, проводимые на базе Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова и других вузов города, области и России (Челябинск, Екатеринбург, Новосибирск и др.), позволяют учащимся не только завести полезные и интересные связи, познакомиться со студенческой жизнью других университетов, но и расширить свой кругозор. Активное участие в конференциях различного уровня позволяет будущим специалистам научиться доступно и емко излагать результаты своей научно-исследовательской работы, грамотно задавать вопросы, участвовать в дискуссиях и отстаивать свою точку зрения.

Ярким примером участия школьников в решении насущных проблем территорий является организация работы школьного кружка «Школьное лесничество» на базе аскаровской средней школы № 1. Руками школьников посажены сотни деревьев, что способствует улучшению качества воздуха, сохранению водного баланса, препятствует эрозированию почв и т.д. Хорошая школьная мотивация наблюдается у 30–45 %. При хороших показателях школьной мотивации дети внимательны при выполнении заданий, поручений, указаний, но требуют контроля со стороны учителей и лесников. До 40 % детей школа привлекает именно внеучебной деятельностью, поэтому важно направлять их энергию и усилия в позитивное русло.

Таким образом, вовлечение и привлечение школьников, студентов к научно-исследовательской деятельности помогает воспитать и сформировать к началу трудовой деятельности специалиста, гражданина, гармоничную личность, обладающую всеми необходимыми качествами для личностного и профессионального роста.

Для ослабления антропогенного воздействия на урбанизированных территориях и обеспечения защиты здоровья человека и окружающей среды необходимо увеличить финансирование мероприятий по увеличению площадей зеленых насаждений. Придается большое значение изменению менталитета населения и повышению его культу-

280