2931

УДК 669.85/.86, 574.21, 504.5

А.С. Ковалевская, М. И. Семенова, А. В. Смирнов,

О.В. Смолова, А. С. Соколов

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОТХОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИБОРА СЕРИИ БИОТЕСТЕР-2М

Биотестирование является методикой определения интегральных характеристик окружающей среды. Сущность метода заключается в определении токсичности анализируемого объекта путем проведения испытаний на живых тест объектов.

Одним из примеров тест-объектов выступают инфузории Paramecium caudatum. Их ярко-выраженные хемотаксические свойства легли в основу разработки приборного метода для определения степени токсичности среды с использование концетратометра серии Биотестер.

Методики с использованием устройств серии Биотестер являются наиболее универсальными среди других методов биотестирования. В перспективах планируется использование других тест-объектов для повышения качества и доступности проведения экспресс-анализа.

На данный момент особое внимание следует уделять возможности проведения оценки токсичности отходов производства и потребления на приборе Биотестер. Данная возможность позволяет расширять список анализируемых сред

ипроводить экспертизу на актуальных и неизученных средах.

Вданной работе проводилось исследования степени токсичности ранее неизученных сред, таких как соединения редкоземельных металлов и компонентов солнечных панелей.

По результатам исследования было получено:

1)Все соединения редкоземельных металлов имеют высокую степень токсичности. Только при десятикратном разбавлении карбонат празеодима и неодима считаются нетоксичными в соответствии с ПНД Ф Т 16.3.16-10 (Т ≤ 0,40). А остальные пробы карбонатов и оксидов исследуемых редкоземельных металлов необходимо разбавить в 100 раз.

2)При исследовании степени токсичности полимерных компонентов солнечных панелей было установлено, что степень токсичности материалов соответствует допустимой. Однако, в ходе экспериментов было выявлено, что индекс токсичности увеличивается со временем экстрагирования компонентов.

A.S. Kovalevskaya, M. I. Semenova, A. V. Smirnov, O. V. Smolova, A. S. Sokolov

PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF METHODS FOR ASSESSING THE TOXICITY OF INDUSTRIAL WASTE USING THE BIOTESTER-2M SERIES DEVICE

51

УДК 669.85/.86, 574.21, 504.5

А.В. Смирнов, М. И. Семенова, А. С. Ковалевская,

О.В. Смолова, А. С. Соколов

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ БИОТЕСТИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИБОРОВ СЕРИИ БИОТЕСТЕР

На данный момент VR-технологии активно используются в обучении инженеров, врачей, людей, чья работа связана с риском для жизни в том числе и военных.

VRтехнологии дают возможность визуализировать различные явления и процессы. Также VR позволяет отрабатывать навыки, полученные на занятиях на практике путем выполнения заданий в виртуальной среде. Вовлеченность в процесс выполнения работы веден к более полному усвоению полученных знаний. Внедрение современных технологий в образовательный процесс в последующем приведен к снижению издержек на содержание на реальные лаборатории. Так как студент никак не контактирует с потенциально опасным оборудованием и химическими реактивами, то его здоровью ничего не угрожает, конечно если у него нет медицинских ограничений на использование подобного оборудования.

Уже существует несколько проектов подобного толка, но в основном они ориентированы либо на школьное образование, либо на обучение студентов биологов и медиков.

Виртуальная экологическая это программное обеспечение, которое содержит в себе все необходимое для получения теоретических знаний и применение их на практике. Так, помимо виртуальных лабораторных работ, ПО включает методические материалы, видео-лекции и тесты, которые помогут в оценке знаний, полученных студентом.

Результатом разработки является:

1)Три видео-лекции на тему биотестирование и конспекты к ним

2)Тестовые задания

3)Виртуальная лабораторная работа по биотестированию на приборе «Биотестер 2М»

4)Клиентское приложение с возможностью обновления

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), Россия, г. Санкт-Петербург

A. Sokolov, M. Semenova, A. S. Kovalevskaya, O. V. Smolova, A. V. Smirnov

IMPLEMENTATION OF INTERACTIVE LEARNING METHODS IN THE EDUCATIONAL PROCESS OF STUDENTS TRAINING

52

ON THE PROGRAMS OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING AND

TECHNOSPHERIC SAFETY

Saint Petersburg Electrotechnical University "LETI"

УДК 614.841.2.001.5

Н. С. Тарасова

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОБЪЕКТАХ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА ПУТЕМ МОНИТОРИНГА ЛЕТУЧИХ КОМПОНЕНТОВ

Всовременном мире экологическая безопасность становится на главный план, так как

скаждым годом видны негативные последствия влияния человеческой деятельности, особенно в нефтегазовой промышленности. Предпринимателям требуется учитывать все большее количество факторов на производстве для минимизирования негативного влияния: загрязнение атмосферного воздуха, почвы, грунтовых вод, отравление и воздействие на организм людей и животных, в том числе и на последующие поколения

ВРоссии разработаны нормативы предельно допустимых выбросов

вредных веществ в атмосферу (ПДВ), которые устанавливают для каждого источника загрязнения атмосферы. Указанные нормативы с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, не создадут приземную концентрацию, превышающую их предельно допустимые концентрации (ПДК) для населения, растительного и животного мира [1, 2].

Для изучения газообразных углеводородов в пробах почвы разработана методика анализа равновесной паровой фазы (АРП). Она позволяет установить концентрации углеводородных газов, низкокипящих компонентов на территории объектов нефтегазового комплекса. Методика позволяет идентифицировать компоненты, что в свою очередь дает возможность установить их пожароопасные характеристики. По количеству данных веществ содержащихся в данной области можно выделить наиболее опасные зоны и предотвратить возможную экологическую катастрофу.

Литература

1.ГОСТ 17.2.3.02-78 Охрана природы (ССОП). Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. – Введ. 1980-01-01. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. – 13 с.

2.СанПинН 1.2.3685 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. – Введ. с 01.03.2021. – АО «Кодекс», 2021. – 829 с.

«Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы МЧС России», Россия, г. Санкт-Петербург

53

N. S. Tarasova

ENSURING ENVIRONMENTAL SAFETY AT THE FACILITIES OF THE OIL AND GAS COMPLEX BY MONITORING VOLATILE COMPONENTS

In the modern world, environmental safety comes to the fore, since every year the negative consequences of the influence of human activity are visible, especially in the oil and gas industry. Entrepreneurs need to take into account an increasing number of factors at work in order to minimize the negative impact: pollution of atmospheric air, soil, groundwater, poisoning

Saint-Petersburg University of state fire service of EMERCOM of Russia

УДК 504.054

В. В. Веремеенко, Т. В. Ашихмина

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ, КАК ИНДИКАТОР ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Рассмотрена возможность оценки загрязнения окружающей среды техносферными объектами по содержанию тяжелых металлов в ее компонентах

Тяжёлые металлы (ТМ) − химические элементы, обладающие свойствами металлов (так же и полуметаллы) и значительным атомным весом или плотностью. К тяжелым металлам относятся: Cu, Zn, Hg, Cd, Pb, Sn, Fe, Mn, Ag, Cr, Co, Ni, As. Они присутствуют, как микроэлементы в различных природных и техносферных компонентах [1].

ТМ обладают высокой устойчивостью и в составе различных соединений могут участвовать в круговоротах веществ и накапливаться в некоторых звеньях пищевой цепи [2].

В настоящее время отмечается повышение концентрации ТМ в абиотических и биотических компонентах природной среды, поэтому идентификации источников ТМ, исследование процессов их трансформации и поступления в биологические круговороты веществ, а также разработка механизма индикации уровня и источников загрязнения окружающей среды ТМ являются актуальными задачами обеспечения экологической безопасности техносферы.

Одним из источников загрязнения ТМ являются твердые коммунальные отходы (ТКО) [3]. В процессе длительного локального накопления и трансформации их на специализированных объектах происходит эмиссия различных соединений ТМ: в атмосферу в результате выбросов биогаза, в подземные и поверхностные водные объекты, почвы в результате образования и распространения фильтрата. Оценку опасности отходов косвенно можно проводить по концентрации тяжелых металлов в почвах, водах и растениях на территориях, прилегающих к объекту размещения отходов, что особенно

54

актуально для несанкционированных свалок, на которых могут присутствовать отходы неизвестного происхождения и неопределенного класса опасности.

Согласно нормативным документам главным критерием оценки содержания тяжелых металлов в окружающей среде является предельно допустимая концентрация (ПДК). Однако оценить влияние конкретного объекта на накопление тяжелых металлов в различных компонентах природной среды возможно путем сравнения их концентрации с фоновыми значениями в данном регионе.

Поэтому разработка методики оценки опасности отходов по концентрации тяжелых металлов в объектах окружающей среды может послужить актуальным практическим решением процессов управлении отходами с целью обеспечения их экологической безопасности.

Литература

1.А. Т. Пилипенко. Металлы. Общие свойства металлов // Справочник по элементарной химии / под ред. академика АН УССР − К.: Наукова думка, 1985. 544 с.

2.Алексеев Ю. В. Тяжелые металлы в агроландшафте. СПб.: ПИЯФ РАН, 2008. 216 с.

3.Ашихмина Т. В., Каверина Н. В., Куприенко П. С. Анализ негативных

экологических последствий эксплуатации полигона твердых коммунальных отходов г. Воронежа на разных этапах его жизненного цикла // Региональные геосистемы. 2020. Том 44, № 3 (343–358).

«Воронежский государственный технический университет», Воронеж, Россия

V. V. Veremeenko, T. V. Ashikhmina

HEAVY METALS AS AN INDICATOR OF MAN-MADE ENVIRONMENTAL

POLLUTION

The possibility of assessing the pollution of the environment by technospheric objects by the content of heavy metals in its components is considered

«Voronezh State Technical University», Voronezh, Russia

55

УДК 504.05

А. С. Вобленко, Т. В. Ашихмина

РИСК-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ РАЗМЕЩЕНИЯ ОТХОДОВ

Рассматриваются факторы риск-ориентированного подхода в обеспечении экологической безопасности размещения отходов на специализированных объектах

Удаление отходов – один из важнейших аспектов экологической безопасности человечества. Способ захоронения твердых коммунальных отходов (ТКО) на полигонах, т.е. в естественной геоэкологической среде, является наиболее распространенным в мире и отличается масштабным разносторонним воздействием на окружающую среду [1].

Оценить степень опасности полигонов ТКО для окружающей среды возможно на основе анализа экологических рисков таких объектов с учетом природно-климатических и геоэкологических условий, в которых они находятся [2].

К числу основных факторов риска сконцентрированных на полигонах масс отходов следует отнести вещества, содержащиеся в жидком фильтрате.

Опасность фильтрата для окружающей среды обуславливается:

−его количеством и составом;

−доступностью для него грунтовых вод и почв [3].

Существуют естественные и техногенные факторы риска воздействия фильтрата на окружающую среду. К естественным относятся: количество осадков на территории размещения конкретного полигона, доступность подземных вод, определяющаяся глубиной их залегания и проницаемостью геологических слоев. К техногенным относится состав отходов, устройство и эксплуатация полигона ТКО [4].

Анализ и оценка рисков с учетом, как естественных, так и техногенных факторов, является основой для управления экологической безопасностью объектов размещения отходов, начиная с момента проектирования и на каждом последующем этапе эксплуатации.

Литература

1.Ashikhmina T. V., Ovchinnikova T. V., Kuprienko P. S., Ashikhmin A. M. Geoecological features of solid municipal waste storage facilities placement in Voronezh region / Геополитика и экогеодинамика регионов. 2020. Т. 6 (16). № 2. С. 254-264.

2.Музалевский А. А., Карлин Л. Н. Экологические риски: теория и практика: науч. издание. СПб: Изд. РГГМУ. 2011. 448 с.

3.Лыков И. Н., Логинов А. А., Дадаянц А. К. Оценка рисков геохимически неблагоприятных вариантов развития ситуации под воздействием полигона // Вестник Калужского университета. — 2019. — № 4. — С. 83—88.

4.Шаимова А. М., Насырова Л. А., Ягафарова Г. Г. Анализ жизненного цикла природно-промышленной системы «Полигон ТБО» // Материалы 21-й Международной

56

научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии». - Уфа: Реактив, 2008. – С. 216–217.

«Воронежский государственный технический университет», Воронеж, Россия

A. S. Voblenko, T. V. Ashikhmina

RISK-BASED APPROACH TO ENVIRONMENTAL HAZARD ASSESSMENT

OF WASTE DISPOSAL FACILITIES

The factors of the risk-based approach in ensuring the environmental safety of waste disposal at specialized facilities are considered

«Voronezh State Technical University», Voronezh, Russia

УДК 911.143(476)

А. А. Волчек, В. В. Борушко

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ОСУШЕНИЯ НА ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОЧВ ПОЛЕСЬЯ

Полесье является уникальным природным объектом. Крупномасштабные мелиорации, начатые в 60-х годах прошлого столетия, привели к сбросу вековых запасов грунтовых вод и, как следствие, снижению уровня грунтовых вод (УГВ), изменению водного и теплового режимов почв. При этом безвозвратно отведенная вода, обладающая большой теплоемкостью, унесла с собой часть тепла, что и повлияло на температурный режим этих территорий.

Целью настоящей работы является количественная оценка изменения энергии, аккумулируемой почвами в процессе их осушения.

Основным источником тепла в почве является лучистая энергия солнца. Почва может поглотить только определённое количество теплоты, зависящее от её теплоёмкости. Так как процесс теплопередачи от верхних к нижним слоям идёт довольно медленно, избыточная энергия будет дополнительно отражаться в окружающую среду.

Возникающие горизонтальные градиенты давления между осушенными территориями и естественными ландшафтами приводят к перемещению воздушных масс, которые уносят с собой часть тепловой энергии.

Рассматривалась модель почвы с пропашными культурами, состоящая из верхнего слоя торфа, глубиной 2 м и нижний слой песка, глубиной 3 м.

Численный эксперимент производился для почвы с различным УГВ: 0 м, 0,4 м, 0,8 м. В основе математической модели, описывающей распространение

тепла по системе, лежит уравнение теплопроводности:

С = + + ,

57

где ρ − плотность, Cp − теплоемкость, k − теплопроводность, T – температура, − гамильтониан.

В результате численного эксперимента получено распределение температуры по толщине рассматриваемой системы для каждого дня месяца с мая по октябрь.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что вода при осушении болот уносит с собой количество энергии порядка 1011 Дж с 1 м2 или 107 Дж с га.

Именно уменьшение средней теплоёмкости почвы ведёт к снижению количества энергии, аккумулируемой почвой, и приводит к поздним заморозкам весной и ранним осенью, что наблюдается на территории Полесья.

Данная работа носит оценочный характер и предполагает исследования других видов почв и суммарной оценки теплопотерь Полесья в целом.

Литература

1.Борушко, В. В., К вопросу о влиянии осушения на тепловой режим мелиорированных земель Белорусского Полесья / В. В. Борушко, А. А. Волчек, В. И. Гладковский // Актуальные проблемы наук о земле: использование природных ресурсов и сохранение окружающей среды : сб. материалов междун. науч.-практ. конф., посвящённой Году науки в Республике Беларусь 25 – 27 сентября : в 2 ч. / БрГУ имени А. С. Пушкина. – Брест, 2017. – Ч. 2. – С. 6–9.

2.Определение профильного распределения температуры почвы на основании температуры ее поверхности / Е. В. Шеин [и др.] // Журнал Земледелие. – 2018. – № 7. – С. 26–29.

«Брестский государственный технический университет», Республика Беларусь, г. Брест

A.A. Volchak, V. V. Barushka

ASSESSMENT OF THE INFLUENCE OF DRYING ON THE THERMAL REGIME OF POLESIA SOILS

The water discharged during draining carries away part of the heat, which affects the temperature regime of these territories. An attempt is made in this work to assess the change in the internal energy accumulated by soils in the process of their draining

Brest State Technical University, Republic of Belarus, Brest

УДК 551.5, 556.5

А. А. Волчек, А. Г. Новосельцева

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КОЛЕБАНИЙ ТЕМПЕРАТУР ВОЗДУХА И ВОДЫ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ПОТЕПЛЕНИЯ

НА ПРИМЕРЕ Г. БРЕСТА

В условиях современного потепления климата, важной задачей становится мониторинг изменения температур воздуха и воды. По мнению

58

белорусских климатологов, заметное потепление на территории Беларуси наблюдается с 1988 г. Изначально оно было характерно для зимних месяцев, а в настоящее время потепление имеет место и в другие времена года. Изменение климата влечет за собой как положительные, так отрицательные последствия, которые необходимо учитывать и принимать меры по минимизации негативных последствий [1].

Целью исследования является сравнительная оценка колебаний температур воздуха и воды на примере г. Бреста и протекающей в пределах города р. Мухавец, в условиях современного потепления.

Вработе использованы данные по температуре воздуха и воды за период

с1975 по 2019 гг. по метеостанции Брест и по гидрологическому посту Брест на реке Мухавец. Для анализа данных и их представления использовались стандартные статистические и математические методики [2].

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что на территории г. Бреста наблюдается тенденция постепенного увеличения среднемесячной и

среднегодовой температуры воздуха. В среднем за период с 1975 по 2019 гг. температура воздуха была выше климатической нормы на +1,3 0С. Ежегодный

прирост среднегодовой температуры воздуха, согласно полученному уравнению регрессии составил 0,54 0С/10 лет.

Многолетняя изменчивость температуры р. Мухавец в рассматриваемый

период так же имеет тенденцию увеличения. Так средний за безледоставный период года (5-10 месяц) прирост температуры воды составил 0,51 0С/10 лет.

Многолетняя и внутригодовая температура воздуха и воды за период с 1975 по 1988 гг. и с 1989 по 2019 гг. заметно отличается, в сторону плавного повышения температур с 1989 г.

Установлено, что температура воды реки в течение года выше температуры воздуха.

По результатам работы выявлено повышение температуры воздуха и, как следствие, температуры воды за период с 1989 по 2019 гг. в г. Бресте и на р. Мухавец, что подтверждает тенденцию потепления климата в Беларуси и зависимость увеличения температуры воды от температуры атмосферного воздуха. Данные явления требуют детального мониторинга с целью разработки прогнозной оценки.

Литература

1.Водные ресурсы Беларуси и их прогноз с учетом изменения климата / А. А. Волчек,

В.Н. Корнеев, С. И. Парфомук, И. А. Булак; под общ.ред. А. А. Волчек, В. Н. Корнеева. – Брест: Альтернатива, 2017. – 228 с.

2.Логинов, В. Ф. Практика применения статистических методов при анализе и прогнозе природных процессов / В. Ф. Логинов, А. А. Волчек, П. В. Шведовский. – Брест: Изд-во БГТУ, 2004. – 301 с.

Республика Беларусь, г. Брест, Учреждение образования «Брестский государственный технический университет»

59

A. A. Volchak, A. G. Novoseltseva

COMPARATIVE ASSESSMENT OF FLUCTUATIONS IN AIR AND WATER TEMPERATURES UNDER CONDITIONS OF MODERN WARMING

ON THE EXAMPLE OF CITY OF BREST

Educational institution Brest state technical university

УДК 519.71

А. А. Задурова

ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БАЙЕСОВСКИХ СЕТЕЙ В ОЦЕНКЕ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЛЮДЕЙ ПРИ ПОЖАРАХ

Обеспечение безопасности людей в общественных зданиях – одна из сложнейших задач, которые решаются по сей день. Ночные клубы не являются исключением, поскольку учреждениям культуры такого рода характерно массовое скопление людей на довольно ограниченной территории, поэтому процессу эвакуации при пожарах в ночных клубах стоит уделить особое внимание.

Процессу эвакуации при пожарах в ночных клубах характерна высокая степень неопределенности. Чтобы ее минимизировать, необходимо его всестороннее изучение. Затем на основе эмпирических исследований появляется возможность получить практические решения.

Добавление неопределенности, непоследовательности и сложности катастрофических ситуаций, обосновывает потребность в мощном инструменте для моделирования процесса эвакуации при пожарах в ночных клубах. В этом отношении байесовские сети являются мощнейшим аппаратом для моделирования сложных проблем с большим масштабом неопределенности.

Байесовская сеть – это вероятностная графическая модель, которая служит для описания уровня неопределенности в различных чрезвычайных ситуациях, снижения вычислительной сложности, прогнозирования сложных явлений и принятия решений.

Чтобы разработать модель байесовской сети в любом программном обеспечении, первым шагом является определение переменных (узлов) и зависимостей (дуг). В рассматриваемом контексте узлами выступят факторы, влияющие на процесс эвакуации при пожаре в ночном клубе, например, максимальная вместимость здания ночного клуба, исправность пожарной автоматики, ширина путей эвакуации, загруженность путей эвакуации, физическое состояние людей, наличие паники и так далее, а дуги иллюстрируют взаимосвязь причин и следствий. Каждый узел имеет несколько состояний, каждое из которых может возникнуть с определенной вероятностью [5]. Для корневого узла (у которого нет родителей) определяются априорные

60