Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности

Потоки отходов тары, упаковки и упаковочных материалов из пластмасс, даже рассортированные по видам основного полимера, являются очень неоднородными, так как помимо целевых пластмасс в них присутствуют другие материалы и вещества - элементы упаковки, внутренние и внешние загрязнения. Доля целевого материала в потоках отходов и вторичных ресурсов важна для оценки перспектив рециклинга - чем выше содержание сторонних материалов, тем меньше будет выход вторичного сырья. Представлены результаты экспериментальных исследований по определению состава отходов полиэтилена и полипропилена с выделением доли целевой пластмассы («тела» изделия), крышек/дозаторов, этикеток/наклеек и загрязнений (жидкости, грязь, еда и др.).

Актуальность проблемы регенерации, утилизации и повторного использования отработанных технических масел обусловлена современными тенденциями технологического развития, ужесточением нормативно-правового регулирования в области обращения с промышленными отходами, а также необходимостью реализации принципов ресурсосбережения и устойчивого природопользования. Цель исследования - разработка и обоснование комплексного технологического подхода к регенерации отработанных масел, ориентированного на восстановление эксплуатационных характеристик продукции при обеспечении экологической безопасности и экономической целесообразности. Объектом исследования являются отработанные технические масла, современные методы переработки, а также ассортимент получаемых на их основе товарных смазочных материалов с учетом сфер их промышленного применения. В основу методологии положен системный подход, объединяющий экологические, экономические и технологические аспекты. Рассмотрены особенности состава и свойств отработанных технических масел, трансформация их физико-химических характеристик под воздействием экзогенных и эндогенных факторов. Выявлены потенциальные риски гидроэкологического загрязнения, почвенно-экологических нарушений и антропогенного влияния на организм человека при нарушении правил утилизации. Проанализированы методологии регенерации отработанных масел, базирующиеся на фундаментальных и современных подходах. Выделены мембранные технологии, которые представляют собой инновационный метод очистки с использованием высокоселективных фильтрующих элементов, позволяющих осуществлять глубокую очистку масла на молекулярном уровне. Раскрыто производство товарных смазочных материалов из отработанных масел, рассмотрены этапы переработки и последовательность технологических операций. Определены экологические и экономические выгоды переработки, а также выявлены проблемы и перспективы развития отрасли. Комплексный подход затрагивает интегрирующие принципы экологической безопасности и экономической целесообразности. Результаты анализа подтверждают, что регенерация отработанных масел в смазочные материалы является устойчивым решением, способствующим формированию замкнутого цикла управления ресурсами.

Проанализированы важнейшие направления переработки кислых гудронов - специфического вида отходов непостоянного состава, главным источником которого являются процессы переработки и хранения нефти. Среди комплекса веществ, входящих в состав кислых гудронов, - весьма агрессивные компоненты высоких классов опасности, что создает риски вторичных загрязнений природных сред при переполнении накопителя или утрате им целостности. Несмотря на более чем 100-летнюю историю разработок, до настоящего времени не предложено достаточно эффективных технологий их переработки. Для России проблема весьма актуальна: несколько накопителей этого вида отходов включены в реестр объектов накопленного экологического вреда и подлежат скорейшей экологической реабилитации. В качестве решения проблемы предложено применить подход, соответствующий принципам зеленой экономики: нейтрализации кислых гудронов с применением отходов других отраслей, например пищевой промышленности или сельского хозяйства. Результат нейтрализации - снижение степени опасности отходов для окружающей среды, «взаимная нейтрализация» отходов различного происхождения и перспектива получения материала, пригодного для хозяйственного использования. Дополнительно к собственно технологическому решению по нейтрализации отходов предлагается систематизация сведений о существующих технологиях по данному направлению - создание информационно-справочной системы, которая позволит упорядочить сведения о разработках и будет способствовать выбору оптимальных решений для каждого накопителя с учетом индивидуальных особенностей хранимых отходов и доступности технологических решений с позиций наилучших доступных технологий (экономическая, экологическая, технологическая доступность и эффективность).

Электронные отходы представляют серьезную экологическую угрозу из-за содержания тяжелых металлов. Цель исследования - оценка выщелачивания тяжелых металлов (Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, Ni) из печатных плат и кабелей в условиях имитации городской свалки (метод SPLP, 8 циклов). Установлено, что электронные отходы являются значимым источником загрязнения. Печатные платы демонстрировали постепенный рост концентраций Cu (до 2,33 мг/л), Pb (до 0,666 мг/л) и Zn (до 1,385 мг/л) в фильтрате. Для кабелей был характерен высокий начальный вынос Cu (3,50 мг/л) с последующим снижением. Разработана эвристическая модель оценки риска.

Проектирование и строительство объектов термической утилизации отходов (в том числе в целях получения энергии) сталкивается с рядом ограничений при выборе применяемых технологий. Одно из важнейших экологических требований - предотвращение выбросов токсичных соединений, которые содержатся в продуктах сгорания бытовых отходов, включая канцерогенные вещества. Одна из групп этих соединений - полициклические ароматические углеводороды (ПАУ): стойкие в окружающей среде токсичные углеводородные соединения, которые присутствуют в продуктах сгорания многих материалов, а также могут иметь петрогенную природу (образуются при низкотемпературных процессах, не связанных с горением). Важное свойство ПАУ - маркерные качества: их присутствие в изучаемых объектах свидетельствует об определенном источнике их происхождения (привязано к определенным природным или техногенным процессам). Соотношения концентраций ПАУ используются во многих отечественных и зарубежных исследованиях для идентификации источника загрязнений. Однако используемые граничные значения индикаторных соотношений не всегда в полной мере однозначно характеризуют источник загрязнения, а сами соотношения в различной степени информативны для разных сред и различных природных условий. Цель исследования - обосновать применение индикаторных соотношений ПАУ для контроля загрязнений в результате сжигания различных категорий отходов. Материалы для исследования - результаты аналитических определений концентраций полиаренов в продуктах сжигания отходов на отечественных и зарубежных объектах термической утилизации. Для этих объектов апробированы индикаторные соотношения ПАУ (широко известный в зарубежной практике метод «экологического детектирования» источников загрязнения). С применением методов многомерного анализа данных (метод главных компонент) определены наиболее информативные индикаторные соотношения, которые могут быть рекомендованы для использования. Идентификация генезиса ПАУ позволяет контролировать объемы загрязнений в компонентах природных сред, обусловленных выбросами и отходами при сжигании материалов, что способствует более объективному контролю антропогенных нагрузок.

Исследование посвящено анализу комплексного подхода к организации студенческой мастерской, сочетающей практическую переработку пластиковых отходов, экологическое просвещение и формирование профессиональных компетенций. Обоснована актуальность создания таких центров на базе вузов в контексте решения задач национального проекта «Экология» и целей устойчивого развития. Проведен анализ технологических решений для маломасштабной переработки, показавший целесообразность использования открытых решений (Precious Plastic) для образовательных целей. Подробно описана авторская модель мастерской, реализованная в Уфимском университете науки и технологий, включающая этапы сбора (специализированный арт-объект), измельчения (велосипедный шредер) и термопереработки (инжектор, термопресс) пластиковых крышек. Предложены практические рекомендации по тиражированию практики.

Использование микроводорослей, выращенных при утилизации СО2 из дымовых газов, в качестве органических удобрений открывает новые перспективы одновременного решения двух важнейших проблем современности: декарбонизации производственных процессов (через сокращение выбросов CO2 от сжигания топлива) и интенсификации аграрного сектора (посредством повышения производительности сельскохозяйственных культур). С учетом наличия разработанных технологий утилизации СО2 из дымовых газов, являющихся непрерывным источником наращивания микроскопических водорослей, важно оценить возможность использования полученной биомассы для применения в качестве удобрений. Исследованы два вида биоудобрений на основе двух культур микроводорослей Chlorella sp., выращенных в присутствии дымового газа. Первая культура была получена из биопрепарата торговой марки «Spirulinafood». Вторая культура являлась консорциумом зеленых микроводорослей различных видов с преобладанием Chlorella sp. и была выделена из водоема. Исследование эффективности биоудобрений показало увеличение длины и массы надземных проростков рапса. Наилучшие условия применения включали разведение растворов с содержанием биомассы 2,4-2,8 г/дм³ и оптической плотностью 1,3-1,5 ед. в соотношении 1:9, что обеспечивало увеличение длины проростков на 13 % и массы на 13 %. Использование биоудобрения из чистой культуры Chlorella sp. (биопрепарата торговой марки «Spirulinafood») позволило повысить энергию прорастания и процент всхожести семян на 6 %, а элементный анализ его состава выявил повышенное содержание магния и фосфора. Полученные результаты подтверждают перспективность дальнейших исследований и включения биоудобрения из микроводорослей, культивируемых в условиях дымового газа, в современные агротехнологические процессы.