Нижнекамск не так уж сильно влияет на экологию Набережных Челнов. Автомобили сильнее загрязняют воздух, чем промпредприятия автограда. А на состояние рек влияют регионы, размещенные выше по течению реки. Такие тезисы мы вынесли из беседы с завкафедрой химии и экологии Набережночелнинского института КФУ, кандидатом химических наук Геннадием Мавриным. Он поделился результатами исследований, рассказал о главном очаге загрязнения воздуха в Челнах и привел данные о качестве воды в реках. Кроме того, ученый раскрыл некоторые перспективные и реализованные разработки университета – от системы очистки выхлопных газов для «КАМАЗа» и тестирования инновационных сорбентов для питьевой воды до повышения прочности бетона благодаря отработанным автошинам и литейному шлаку.
ВЛИЯНИЕ НИЖНЕКАМСКА
Жители Набережных Челнов нередко выражают обеспокоенность по поводу возможного негативного влияния промышленных предприятий Нижнекамска – крупного центра нефтехимии и нефтепереработки – на экологию автограда. Однако, как уверяет эксперт, это влияние не столь сильно. Если, конечно, метеоусловия благоприятные. Чтобы объективно оценить масштабы этого воздействия, группа исследователей провела серию полевых измерений.
– На протяжении некоторого времени нас беспокоило потенциальное влияние промышленных выбросов Нижнекамска на качество воздуха в Набережных Челнах, особенно учитывая преобладающую розу ветров. Для получения объективных данных мы провели специальное исследование.
В рамках исследования совместно со студентами отбирали пробы воздуха по маршруту из Нижнекамска в Набережные Челны. Анализировали содержание легколетучих органических соединений (ЛОС), которые в различных концентрациях встречаются в атмосферном любого города. Стоит отметить, что для проведения исследований использовали современные средства пробоотбора и измерения. Результаты измерений свидетельствовали о значимом уменьшении содержания ЛОС в пробах, так что при подъезде к Челнам содержание более двадцати ЛОС было многократно меньше нормативных значений соответствующих ПДК. В целом можно говорить об относительно удовлетворительном качестве атмосферного воздуха в черте города.
СНЯТИЕ ПРОБ
Геннадий Маврин совместно со студентами занимался изучением загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом. Ученый отмечает, что результаты таких исследований могут сильно различаться в зависимости от того, как именно брать пробы.
– Результаты подобных исследований, в том числе атмосферного воздуха, помимо прочего, зависят от того, насколько исследователь правильно отбирает пробы воздуха. Если мы будем отбирать пробы непосредственно на автомагистрале, будут одни результаты. Если мы отодвинемся на 10 метров – это другие результаты, на 50 метров – можем вообще не обнаружить ряд компонентов выбросов передвижных источников вследствие рассеивания этих веществ. Было время, когда соответствующие службы брали пробы воздуха непосредственно у дороги, и город Набережные Челны попадал в число неблагополучных по качеству атмосферного воздуха. Когда стали пробы отбирать чуть дальше от края полотна дороги (согласно методическим рекомендациям), результаты оказались иные, и город стал относительно благополучен. Так, воздух на бульваре Энтузиастов имеет существенно меньший индекс загрязнения в сравнении с проспектом Мира. Внутри комплексов как правило воздух значительно более чистый, чем на дорогах.
ГЛАВНЫЙ ОЧАГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Согласно результатам исследований, которыми поделился с нами Геннадий Витальевич, главные очаги загрязнения в Набережных Челнах – не столько промышленные предприятия, сколько транспорт.
– Была у нас студенческая работа, когда мы изучали содержание воздуха и влияние на него выбросов автотранспортных средств. Исследовали проспект Мира, бульвар Энтузиастов. Студент собрал порядка 400 проб воздуха, после чего мы установили, что в солнечную погоду приоритетные загрязняющие вещества среди летучих органических соединений – это ацетальдегид (альдегид уксусной кислоты) и аллиловый спирт, который раздражает слизистые оболочки глаз, носа, рта. Ацетальдегид содержится в паленой водке и приводит к отравлению потребителей. Откуда они берутся в воздухе? Углеводороды выбросов АТС под действием солнечного света в результате фотохимических реакций превращаются в эти соединения. И, поскольку у них ПДК (предельно допустимая концентрация) имеет малое значение, мы получаем для них существенный коэффициент концентрации, который превосходит те вещества, которых может быть в сто крат больше.
Когда мы анализируем воздух, оценивая собственно выбросы от автомобиля и выбросы промышленных предприятий, мы приходим к выводу, что автомобили загрязняют его на 60-80% больше, чем промышленные предприятия. В ходе исследования мы составили карту распределения загрязняющих веществ. Для этого отбирали пробы пыли, а также анализировали снежный покров. Сбор снега перед весенним таянием позволяет наиболее точно оценить ситуацию. В результате выяснилось, что главный очаг выбросов расположен на у Орловского кольца, что связано с интенсивностью движения транспорта.
Благодаря ряду студенческих работ под руководством преподавателей в течение ряда лет имеем карты распределения определенных химических и взвешенных веществ в атмосферном воздухе, в снежном покрове, а также для некоторых участках города и в почвенном покрове. Также получены сведения о шумовом загрязнении города.
СОСТОЯНИЕ РЕК
Минэкологии РТ недавно сообщило, что в реках Закамья доминируют три основных загрязняющих вещества: железо, марганец и медь. Как говорит наш собеседник, это частично зависит от наших соседей с Урала.
– Необходимо расширить зону исследования реки Камы – не ограничиваться городской чертой, а продвинуться в сторону Урала. Это обусловлено тем, что почвы Предуралья характеризуются естественным повышенным содержанием меди. В отличие от меди, железо присутствует в окружающей среде повсеместно. Однако обнаружение в воде никеля и фосфатов однозначно указывает на антропогенное (техносферное) воздействие. Наши исследования водной среды, проведенные 12–15 лет назад, не выявили аномальных показателей – полученные данные соответствовали общероссийским показателям гидрохимического загрязнения рек. При этом реки Шильна и Челнинка продемонстрировали повышенное содержание загрязнителей сельскохозяйственного происхождения: фосфатов, нитратов, а также нефтепродуктов.
Как-то в другом городе на Каме лет 15 тому назад обнаружили предприятие, где очистные сооружения не очищают, а загрязняют сточные воды, что свидетельствовало о критической неисправности очистного оборудования и необходимости замены сорбентов. Однако для многих предприятий подобная своевременная модернизация экономически затруднительны, тем не менее, мы настоятельно рекомендуем проводить обновление фильтрующих элементов.
ОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ
Утилизация отходов – одно из направлений, в котором сегодня работает кафедра. Речь идет о научных разработках. Геннадий Маврин рассказал, как переработанный мусор может помочь в очистке воды.
– В глобальном масштабе актуальна проблема утилизации органических отходов, возникающих в процессе производства и потребления. К ним относятся не только химические вещества, но и бытовые отходы, а также иловые осадки из городских сточных вод (в том числе, от жилищно-коммунального хозяйства). Среди органических отходов – пищевые остатки, древесные материалы и отработавшие автомобильные шины, куриный помет, требующие переработки. Такие отходы могут служить ценным сырьем для получения различных продуктов. В частности, в результате пиролиза образуется твердый материал, визуально схожий с углем. В ходе исследований со студентами было установлено, что после химической модификации этот продукт может выступать в роли сорбента для очистки различных вод, включая питьевую. Эксперименты показали высокую эффективность сорбента при удалении, в частности хрома из воды (степень очистки – до 99%), что особенно значимо, поскольку хром сложнее удалить, чем ионы железа или меди. Сырьем для пиролиза служили иловые осадки, древесные отходы и куриный помет. При сравнении с коммерческим угольным сорбентом (получаемым из березовой древесины) разработанный материал продемонстрировал превосходство по ряду показателей.
ВНЕДРЕНИЕ НАУЧНЫХ РАЗРАБОТОК
Геннадий Маврин – член Российской инженерной академии. Это общественная организация, призванная объединить российских экологов для координации научных исследований, обмена опытом, участия в научных конференциях, публикациях, распространения полезной информации, научных работ. По словам нашего спикера, в научном плане наиболее актуален сегодня вопрос систем очистки производств (эмиссия вредных веществ).
В Набережных Челнах сегодня есть примеры, когда научные разработки местной кафедры внедряются на предприятиях.
– Чтобы использовать в ряде случаев любую переработку, нужны средства. Мы этими вопросами не занимаемся. Но если бизнес возьмется за это, то мы предоставим информацию. Так, в нашем городе есть предприятие, которое создано при участии сотрудника нашей кафедры. Вильнюс Ахметов – генеральный директор компании «Эко-Сила-НЧ», компания занимается, в частности, переработкой отслужившей бытовой техники. Сейчас он руководит дипломными работами и практикой студентов нашего вуза. Темы некоторых курсовых и дипломных работ связаны с вопросами инфраструктуры для сбора, сортировки и переработки отходов бытовой техники, утратившей свои потребительские свойства. Дело в том, что на изготовление продукции из отходов зачастую уходит немало средств, в ряде случае больше, чем из первичной продукции. В ряде случаев, перерабатывать дороже, чем производить. Это непростой вопрос.
Передовая инженерная школа в составе Набережночелнинского института успешно сотрудничает с ПАО «КАМАЗ» по различным направлениям.
А кафедра химии и экологии с 2010 года выполняла работы по примерно 300 темам более чем с сотней предприятий города и региона. Большая часть из них связана с анализом выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, состояния почвенного покрова вблизи предприятия и проблем со сточными водами. Мы охватываем предприятия Особой экономической зоны «Алабуга», Набережных Челнов, Заинска, Нижнекамска, Альметьевска, Елабуги. Бизнес обращается за рекомендациями и коррективами по совершенствованию системы очистки сточных вод.
Сотрудничали мы и с Челныводоканалом по вопросу рецептуру СОЖ, применяемых на предприятиях ПАО «КАМАЗ».
ПРОЕКТЫ ДЛЯ БИЗНЕСА
Геннадий Маврин поделился подробностями одного из реализованных на автогиганте проектов.
– В 2012 году по заказу машиностроительного предприятия с нашим участием был разработан бокс для очистки отходящих газов, образующихся при стендовых испытаниях техники. Здесь под действием газоразрядной плазмы генерировался озон, окисляющий загрязняющие вещества в углекислый газ и воду. Окончательная очистка происходит в последующей ступени системы, после чего очищенный воздух выбрасывается в атмосферу, что способствует улучшению ее качества.
Сегодня реализуется еще один значимый проект для бизнеса и экологии – исследования прочности бетона с добавлением отработанных автомобильных шин и литейного шлака.
– В настоящее время мы ведем совместные исследования с кафедрой строительства и Поволжской экологической компанией (Набережные Челны), посвященные переработке промышленных отходов. Объектом нашей работы стали шлаковые отходы литейного завода «КАМАЗ». Эксперименты показывают, что эти отходы могут частично заменить традиционные компоненты бетонной смеси – цемент и гравий.
Основная идея заключается в использовании этих отходов в качестве добавки к бетонным смесям. На кафедре строительства изготавливают опытные бетонные блоки, которые затем проходят стандартные испытания на прочность и морозоустойчивость. Далее мы проводим серию специальных тестов: обрабатываем образцы водой, аммиачно-ацетатным буфером, а в отдельных случаях – кислотами. Это позволяет точно измерить скорость и объем выделения потенциально вредных элементов.
Во многих работах принимают участие наши студенты в рамках выполнения курсовых и дипломных работ.
Альфия Андросенко
Оставьте первый комментарий