Том 34, № 3 (2026)
- Год: 2026
- Статей: 12
- URL: https://journals.rudn.ru/ecology/issue/view/2165
- DOI: https://doi.org/10.22363/2313-2310-2026-34-3
Весь выпуск
Промышленная экология
Оценка влияния цифровых систем мониторинга энергопотребления на снижение углеродного следа промышленных объектов
Аннотация
Рассмотрены архитектура и функциональные особенности цифровых систем мониторинга энергопотребления, а также их роль в декарбонизации промышленного производства. Подчеркивается стратегическое значение цифровизации для формирования устойчивых бизнес-моделей, повышения ресурсной эффективности и выполнения климатических обязательств. Отмечается возможность интеграции цифровых систем мониторинга с корпоративными платформами управления (ERP, MES), что повышает полноту данных об энергопотреблении, обеспечивает их сопоставимость по производственным участкам и способствует формированию более точной нефинансовой отчетности. Особое внимание уделено связи между мониторингом энергетических потоков, управленческими решениями и снижением энергоемкости производственных процессов. Практическая часть представлена параметрическим сценарным анализом, позволяющим количественно оценить снижение выбросов CO₂ (Scope 1 и Scope 2) при различных уровнях оптимизации энергопотребления. Полученные результаты демонстрируют значимость цифрового мониторинга как инструмента декарбонизации, предварительной оценки экологического эффекта и повышения ресурсной эффективности производства.
341-363
Оценка производственных факторов при изготовлении литий-ионных аккумуляторов на примере оборудования фирмы Gelon LIB
Аннотация
Производство литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) сопряжено с комплексом опасных факторов на всех технологических этапах. Существующие исследования часто фрагментарны и не предлагают целостной системы управления рисками, что актуализирует разработку комплексного подхода к обеспечению безопасности и эффективности. Цель исследования - системный анализ производственных рисков на всех этапах изготовления ЛИА, а также разработка практических рекомендаций по созданию эффективной системы безопасности, включающей технические, организационные и кадровые аспекты. Исследование основано на системном анализе технологического процесса производства ЛИА. Использованы методы анализа рисков, сравнительная оценка ручных и автоматизированных операций, анализ технических характеристик специализированного оборудования. Результаты структурированы в виде детализированных таблиц оценки рисков для каждого этапа. Выявлены и ранжированы ключевые опасности: токсичность химических компонентов (особенно электролита на основе LiPF₆), пожарно-взрывные риски, воздействие наночастиц и механические травмы. Установлено, что наиболее опасными являются операции с электролитом, ультразвуковой сваркой и сушкой. Доказано значительное снижение риска травматизма и производственного брака при переходе от ручной к автоматизированной сборке. Разработаны и систематизированы конкретные защитные меры: инженерные решения (вентиляция, блокировки), требования к СИЗ, параметры микроклимата, программы обучения и необходимость внедрения систем реального времени. Предложен целостный, поэтапный подход к управлению рисками в производстве ЛИА. Основной вывод заключается в том, что безопасность и экономическая эффективность достигаются через системную комбинацию максимальной автоматизации критических операций, внедрения многоуровневого мониторинга и комплексной защиты персонала. Представленные рекомендации формируют готовую основу для проектирования безопасных производственных линий.
364-375
Вклад источников индивидуального теплоснабжения в загрязнение воздуха городов Сибири и его снижение бытовыми электрофильтрами
Аннотация
Цель исследования - обоснование целесообразности применения бытовых электрофильтров для снижения выбросов твердых частиц от индивидуальных источников теплоснабжения (ИИТ) в городах Сибири на примере Улан-Удэ. Объект исследования - выбросы твердых загрязняющих веществ от частных котельных и печей, работающих на угле и дровах. Методология включает натурные измерения запыленности дымовых газов (аспирационный метод, термоанемометрия), расчет по формуле Дейча, лабораторное моделирование электрофильтра с золовым уносом и анализ гранулометрического состава. Средняя запыленность дыма ИИТ составляет 1,0 ± 0,2 г/м³ при расходе 260 ± 70 м³/ч; оснащение 50 % угольных котельных электрофильтрами с эффектив ностью 99 % позволит снизить выбросы твердых частиц на 3000-4000 т/год. Разработанный двухзонный электрофильтр с потребляемой мощностью ~315 Вт и габаритами 1,4×0,45×0,7 м может быть интегрирован в дымоход частного дома взамен стандартной секции.
376-390
Оценка содержания и миграции ионов тяжелых металлов в системе биологической очистки сточных вод с реализованным А2/О-процессом
Аннотация
Оценка содержания ионов тяжелых металлов в компонентах системы биологической очистки сточных вод и изучение их миграции в процессе биоочистки является перспективным направлением исследований для обеспечения стабильности процесса очистки сточных вод, в связи с чем выбрано в качестве цели исследовательской работы. Объектом изучения являлись сточная вода и активный ил очистных сооружений Республики Татарстан с реализованным А2/О-процессом. Отбор проб проводился на каждом этапе технологического процесса, включая анаэробную, аноксидную, аэробную зоны и вторичный отстойник. Определение массовых концентраций металлов (Fe, Mn, Cu, Ni, Pb, Cd, Co, Cr, Zn) осуществлялось методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии. Установлено, что наибольшее содержание в активном иле и сточной воде характерно для ионов железа, марганца и цинка. Концентрация металлов в хлопьях активного ила значительно ниже нормативных требований. Выявлено, что аноксидная зона вносит наибольший вклад в мобилизацию тяжелых металлов, преимущественно за счет восстановления их до более подвижных форм в результате использования как альтернативных акцепторов электронов денитрифицирующими бактериями. Рассчитаны коэффициенты миграции металлов по зонам очистки, максимальный коэффициент характерен для середины оксидной зоны узла биологической очистки (на примере ионов железа). Накопление металлов в биомассе является потенциальным источником загрязнения при утилизации ила и рециркуляции биомассы с высоким содержанием ионов металлов в хлопьях активного ила как скрытый дестабилизирующий фактор процесса биоочистки.
391-406
Моделирование распространения угольной пыли при функционировании АО «Порт Ванино» до и после установки ветро-пылезащитного экрана
Аннотация
Актуальность работы определяется необходимостью обеспечения экологической безопасности при перевалке угля на неспециализированном терминале АО «Порт Ванино». Уровень загрязнения атмосферного воздуха пылью угольной в жилой зоне поселка и над акваторией бухты Ванина определялся на основе моделирования рассеивания выбросов в атмосфере в программе УПРЗА «Эколог-4.6». Учтен 91 источник выбросов пыли угольной. Рассмотрено 10 вариантов организации работ. Расчеты рассеивания показали, что проведенные АО «Порт Ванино» воздухоохранные мероприятия недостаточно эффективны. По наиболее неблагоприятному варианту организации работ приземные концентрации над акваторией бухты составят от 0,579 до 2,37 мг/м3, в жилой застройке - от 0,049 до 0,115 мг/м3 (от 0,16 до 0,38 долей ПДК), максимальный вклад дает пыление складов. Применение экрана высотой 20 м по всему периметру складов позволяет снизить приземные концентрации в 10 раз и обеспечить соблюдение нормативных требований и снижение высаживания пыли на акваторию бухты. Потенциальный риск развития неспецифических токсических эффектов при хронической интоксикации в контрольных точках в жилой застройке снижается от категории «опасный» до «приемлемый», что подтверждает эффективность предложенного мероприятия.
407-420
Экологические аспекты прошлой добычи урана в Центральной Азии и Монголии
Аннотация
Цель исследования - обобщение данных о формировании и современном состоянии урановых хвостохранилищ в странах Центральной Азии и Монголии, а также разработка рекомендаций по улучшению радиоэкологической обстановки. Объект исследования - урановые хвостохранилища и прилегающие к ним территории в странах Центральной Азии и Монголии. Использованы материалы ранее выполненных исследований. Радиационный мониторинг проводился с применением современных приборов и оборудования производства Российской Федерации («Доза»), Республики Беларусь («Атомтех»), США (Canberra) и Германии (Thermo). Установлено, что негативное радиологическое воздействие хвостохранилищ на окружающую среду и население обусловлено сходством природно-климатических условий и особенностями переработки урановых руд. Выявлено, что в странах Центральной Азии часть хвостохранилищ остается нерекультивированной, тогда как в Монголии урановые отходы до настоящего времени не охвачены рекультивационными мероприятиями. На отдельных участках мощность дозы гамма-излучения достигает 3,5 мкЗв/ч, что превышает фоновые значения почти в 12 раз. Обоснована необходимость реализации комплекса мер, включающего организацию системного радиационного контроля, реабилитацию загрязненных территорий и расширение межгосударственного взаимодействия при реализации национальных и международных проектов.
421-432
Экология
Оценка состояния зеленых насаждений г. Таруса
Аннотация
Исследование посвящено комплексному изучению состояния зеленых насаждений города Таруса Калужской области, направленному на оценку экологического состояния ландшафтов и разработку рекомендаций для их устойчивого развития. Проведены инвентаризация флоры, оценка состояния деревьев, кустарников, газонов и цветников в различных функциональных зонах (транспортной, селитебной, общественной, промышленной), а также применен метод NDVI для анализа динамики растительного покрова. Результаты исследования выявили значительную деградацию зеленых насаждений: 36 % деревьев и 55 % газонов находятся в неудовлетворительном состоянии, а 59 % видов растений встречаются фрагментарно. На основе полученных данных предложены меры по оптимизации городского озеленения, включая санитарную обрезку, посад ку устойчивых видов и борьбу с инвазионными растениями. Практическая значимость работы заключается в возможности применения результатов для градостроительного планирования и экологического мониторинга не только в Тарусе, но и в других малых исторических городах.
433-447
Экологическое образование
Экологические тропы Московской области в системе экологического образования: проблемы и перспективы развития
Аннотация
На фоне усиливающегося антропогенного давления Московской области (далее - МО) на прилегающие территории развитие экологического туризма трансформируется в императив сохранения регионального биоразнообразия. Сложившаяся практика эксплуатации экологических троп как объектов досуга, а не просвещения вступает в конфликт с принципами устойчивого развития. В результате возникают риски деградации экосистем и упускаются возможности для формирования экологического сознания населения. Цель исследования - выявление системных барьеров, которые препятствуют эффективному функционированию экологических троп и разработке рекомендаций по интеграции этих объектов в региональную систему непрерывного образования. На основе анализа эмпирических данных о ключевых объектах региона автором проведена типологизация действующих маршрутов и вскрыты структурные проблемы отрасли - от выраженной сезонности до «методического вакуума». Новизна состоит в обосновании перехода от экстенсивного пути развития (увеличение километража троп) к интенсивному (насыщению маршрутов образовательными смыслами). Предложена оригинальная матрица решений, представленная внедрением подходов «гражданской науки» (Citizen Science) и цифровых технологий (EdTech), что поможет трансформировать туриста из пассивного созерцателя в активного исследователя. Сформулированные в исследовании предложения могут быть задействованы профильными министерствами, образовательными учреждениями в целях модернизации туристической инфраструктуры МО и создания инновационных обучающих продуктов.
448-466
Геоэкология
Исследование влияния нефтезагрязнений на физико-химические и микробиологические свойства торфяных болотных верховых почв с применением минерала глауконит и штаммов микроорганизмов в лабораторных условиях
Аннотация
Нефтепродукты оказывают влияние на химические и микробиологические свойства торфяных болотных верховых почв: увеличивается концентрация сульфат-ионов на 80,99-91,01 %, концентрация солей натрия изменяется со 141 до 3151 мг/кг, снижается видовое разнообразие, появляются плесневые грибы. Объект исследования - торфяные болотные верховые почвы с разной концентрацией нефтяных загрязнений. Мето ды исследования свойств нефтезагрязненных торфяных болотных верховых почв, сорбционных материалов и биодеструкторов нефти для создания устойчивого фитоценоза включают гравиметрический метод, капиллярный электрофорез, спектрометрию с индуктивно-связанной плазмой, посев почвенной суспензии на селективные среды и др. При внесении минерального сорбента глауконита и штаммов микроорганизмов происходит изменение биологических и физико-химических свойств торфяных болотных верховых почв: концентрация нефтепродуктов снижается на 81-92 %, концентрация солей натрия снижается на 95,9-97,9 %, изменяется pH почвы. После применения комбинированного способа с внесением минерального сорбента глауконита и штаммов микроорганизмов торфяные болотные верховые почвы по физико-химическим показателям становятся ближе к исходному состоянию незагрязненной торфяной болотной верховой почвы и подходят для создания устойчивого фитоценоза.
467-484
Экологический мониторинг
Скрининг химического состава атмосферных осадков и почвенных вод на водосборе оз. Гусиное Валдайской возвышенности
Аннотация
Представлены результаты гидрохимических наблюдений за составом атмосферных осадков и почвенных вод Валдайской возвышенности. Исследовано влияние крон деревьев и водно-температурного режима на формирование состава атмосферных осадков и типа элементарных ландшафтов на состав почвенных вод. Установлено, что при взаимодействии с кронами еловых деревьев гидрокарбонатно-кальциевый состав свободных осадков изменяется на гидрокарбонатно-калиевый. Основное поступление Ca, Mg, Na, K в подкроновые воды происходит за счет смыва пыли с крон деревьев. Выявлено, что рН почвенных вод растет с увеличением глубины формирования почвенных вод и не зависит от типа элементарного ландшафта. В почвенных водах трансэлювиального типа элементарного ландшафта снижается концентрация макрокатионов. С ростом глубины почвенных вод активизируется выщелачивание K, Na, Zn, Si, SO4, что связано с изменением гранулометрического состава почвенных горизонтов.
485-499
Экспериментальная многокритериальная оценка архитектур сверточных нейронных сетей для задачи раннего обнаружения лесных пожаров по данным БПЛА
Аннотация
Цель исследования - сравнительный анализ четырех современных архитектур сверточных нейронных сетей: ResNet50, MobileNetV2, MobileNetV3 Large и EfficientNet-B0 - для детекции лесных пожаров на мультимодальных RGBT-изображениях, снятых с бортовых камер БПЛА, с акцентом на практическую применимость в условиях ограниченных ресурсов. Объектом исследования выступают алгоритмы глубокого обучения, обученные на датасете FireMan UAV RGBT, включающем 12 000 аннотированных изображений в RGB и тепловом диапазонах. Методология основана на трансферном обучении с предобученными весами ImageNet, использовании фокальной функции потерь для компенсации дисбаланса классов и 5-фолд кросс-валидации. Для объективной оценки применены непараметрические статистические тесты (Краскела - Уоллиса, Манна - Уитни) и многокритериальная ранжировка по методу TOPSIS с бутстрэп-оценкой, учитывающей четыре ключевых параметра: точность (F1-score), чувствительность, скорость инференса (FPS) и вычислительную сложность (MACs). Эксперименты проведены на платформе NVIDIA Jetson Xavier NX. Результаты показали, что все архитектуры достигают высокой точности (F1-score > 0,92), однако MobileNetV2 демонстрирует оптимальный баланс: F1 = 0,934, скорость 18,2 FPS при минимальной вычислительной нагрузке (1.3 G MACs), что делает ее наиболее подходящей для автономных систем мониторинга. ResNet50 и EfficientNet-B0 обеспечивают сопоставимую точность, но требуют в 2-3 раза больше ресурсов. MobileNetV3 Large показала наилучшую чувствительность, но уступает по скорости. Научная новизна работы заключается в комплексной, статистически обоснованной оценке CNN-архитектур не только по точности, но и по реальным ограничениям вычислительной эффективности, что позволяет перейти от лабораторных экспериментов к практическому внедрению на БПЛА. Полученные данные формируют основу для выбора оптимальной архитектуры в системах экологического мониторинга с ограниченными ресурсами.
500-514
Вопросы комплексного внедрения распределенных сенсорных сетей и технологий интернета вещей для мониторинга окружающей среды в целях обеспечения
Аннотация
Цель исследования - разработка критериального аппарата для оценки эффективности комплексных систем экологического мониторинга, объединяющих распределенные сенсорные сети (РСС) и технологии Интернета вещей (IoT) для контроля водной и воздушной сред. Объектом выступают архитектуры интегрированных систем, совмещающие стационарные и мобильные измерительные узлы. Методология опирается на системный и многокритериальный анализ: технологические (плотность сети, стабильность датчиков), информационные (пространственная репрезентативность, пригодность для цифровых двойников), экономические (совокупная стоимость владения, предотвращенный ущерб) и нормативные группы критериев. Проведен обзор международного опыта, выявивший разрыв между возможностями IoT-сенсоров и регуляторными требованиями. Предложена трехуровневая архитектура - от полевого сбора данных до облачной платформы цифровых двойников, формирующей тепловые карты относительно предельно допустимых концентраций (ПДК). Основной вывод: ключевые препятствия к внедрению носят не столько технологический, сколько нормативно-методический характер. Показано, что плотная сеть недорогих датчиков позволяет сократить «слепое время» обнаружения утечек почти вдвое, подтверждая ценность синергетического эффекта перед эпизодическими замерами. Предложенная система критериев образует методическую основу для обоснования и аудита проектов цифрового мониторинга, способствуя переходу к предиктивной модели управления экологическими рисками.
515-526








