Вода: химия и экология

Статья исследует роль и влияние современных геоинформационных систем в борьбе с проблемами загрязнения окружающей среды. Описываются ключевые аспекты применения ГИС, такие как создание пространственных моделей загрязнений, интеграция многомерных данных, выявление источников загрязнений, и мониторинг изменений во времени. Авторы подчеркивают преимущества использования ГИС, такие как повышенная точность данных, возможность анализа на различных масштабах, и легкость визуализации результатов. Подчеркивается важность этой технологии в контексте устойчивого управления окружающей средой и предвосхищает ее влияние на будущее научных исследований и стратегий охраны природы.

В статье рассматривается химический способ расслоения упаковочного композитного материала вида Tetra-Pak. Совместно с химическим воздействием веществ использовались дополнительные способы расслоения композитной упаковки. Расслоение достигалось путём механической и химической обработки различными кислотами разных концентраций с последующим термическим воздействием различными диапазонами температур. Произведён сравнительный анализ условий проведения опытов, а также произведён подбор наиболее эффективного реагента среди использованных в ходе множественных опытов кислот разной степени разбавления. По результатам опытов были выбраны наиболее подходящие и выгодные для разделения на слои упаковки Tetra-Pak условия. Результаты способности и скорости расслоения упаковочных материалов в разных условиях, а также при различном внешнем воздействии, приведены в виде графических зависимостей. Проанализированы полученные в ходе реакции продукты, а также приведены рекомендации по их применению далее. Кроме того, произведена оценка полученных разделённых слоёв упаковки Tetra-Pak, их изменения в ходе произведённых реакций, изменения в массе, внешние отличия. В выводе работы отражены общие результаты и эффективность проведённых опытов по разделению многослойной упаковки.

Научная статья рассматривает актуальные методы машинного обучения для предсказания химических реакций и оптимизации условий синтеза. Сфера химического синтеза является ключевой в науке и промышленности, и внедрение методов машинного обучения представляет собой инновационный подход к решению сложных проблем в этой области. Статья обсуждает применение графовых нейронных сетей, рекуррентных нейронных сетей и генеративных моделей для предсказания реакций с высокой точностью. Также рассматриваются методы оптимизации условий синтеза, основанные на машинном обучении, с акцентом на предсказании оптимальных параметров реакции.

В работе на качественном уровне проведена оценка эффективности фильтрации водного золя золотых наночастиц (НЧ) через фильтр на основе сетки однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ), полученных аэрозольным CVD-методом с использование этанола и ферроцена. Предложен простой способ изготовления трехслойных фильтров на основе сеток ОУНТ для водных растворов с предварительной обработкой диметилсульфоксидом с целью улучшения смачиваемости фильтра. Методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) изучена морфология и определен средний диаметр НЧ золота. Методами абсорбционной спектроскопии и ПЭМ изучено влияние ОУНТ на эффективность фильтрации водного золя золотых НЧ со средним диаметром 44±6 нм. Показано, что фильтры на основе сеток ОУНТ могут выступать в качестве фильтров для наночастиц.

Объектом исследования являлась малая р. Барсук– правый приток более крупной р. Ишим (Тюменская область). Для изучения динамики гидрохимического состава вод малой реки Барсук и ее притоков с учетом воздействия климатических и антропогенных факторов пробы воды отбирались вблизи населенных пунктов. Изучены гидрохимические особенности самой реки и ее притоков, а также проведено сопоставление полученных данных с результатами прошлых лет (данные 1967 и 1991 гг.). За рассматриваемый период (1967-2020гг.) тип вод остался неизменным (гидрокарбонатно-натриевый тип), хотя на протяжении реки содержание главных ионов существенно изменяется. Произошло защелачивание вод, особенно в самой реке (в притоках этот процесс не наблюдался), что может быть связано с антропогенным влиянием. Общая минерализация воды в реке не претерпевает существенных изменений и соизмерима с данными 1967г. Однако в 1991 году данный показатель был в 2 раза ниже. Эти же факторы определяют снижение содержания взвешенных веществ в 2020 г. в 2 раза по сравнению с 1991г. Максимальное негативное воздействие на качество вод р. Барсук было зафиксировано вблизи с. Базариха, где практически все исследованные показатели имеют аномальные значения по сравнению с другими точками отбора. Воды реки Барсук используются для орошения, водопоя скота и рыбного хозяйства, что делает уровень антропогенной нагрузки в некоторых населенных пунктах недопустимой.

В данной статье рассматривается важность мониторинга биохимического потребления кислорода (БПК) как в сточных, так и в природных водах. Этот параметр является ключевым показателем уровня загрязнения водных ресурсов и позволяет оценить эффективность работы очистных сооружений. Одним из перспективных методов мониторинга является использование различных биосенсоров, которые позволяют быстро и точно определить уровень БПК в реальном времени. Применение биосенсоров особенно актуально в условиях растущего экологического контроля и необходимости обеспечения высокого качества водных ресурсов. Микроорганизмы активного ила являются важным компонентом БПК-биосенсоров, поскольку они обладают высокой чувствительностью к изменению уровня биохимического потребления кислорода. Они способны быстро реагировать на изменение концентрации органических загрязнителей в воде, что позволяет получать точные и своевременные данные о состоянии водных ресурсов. Использование микроорганизмов активного ила в биосенсорах также является экологически безопасным подходом, поскольку не требует использования вредных химических реагентов. В статье рассмотрены влияние рН и содержания NaCl на эффективность работы биосенсоров на основе микроорганизмов активного ила для определения индекса биохимического потребления кислорода.

Ежегодно растет интерес к развитию и внедрению малосточных и бессточных технологий на тепловых электрических станциях. Причина заключается в том, что увеличивается стоимость как на природную воду, так и на административные штрафы за сброс сточных вод. В статье представлен литературный анализ применяемых технологий очистки на сегодняшний день, описаны достоинства и недостатки. На примере электростанции Республики Башкортостан приведены варианты модернизации установки водоподготовки для снижения количества сточных вод. Разработана и подробно описана технологическая схема бессточной установки подготовки воды с применением мембранных модулей очистки.

Рассмотрены теоретические основы очистки сточных вод от тяжелых металлов под воздействием лазерного излучения. Показана возможность осаждения ионов тяжелых металлов путем перевода их в гидроксиды и гидрокарбонаты в результате химических преобразований веществ под действием кавитации. Объектом исследований является причина химических преобразований веществ в процессе кавитации. Предмет исследований – природа эффекта люминесценции, сопровождающего процесс развитой кавитации. При проведении исследований использован экспериментальный метод совместной синхронизированной фиксации импульсов давления и светоэмиссии при разрыве и коллапсе кавитационных каверн объемной жидкости с помощью двухканального запоминающего осциллографа. Экспериментально доказано возникновение соновспышек при расширении каверн в жидкости, что не подтверждает гипотезу о тепловой природе сонолюминесценции.

В данной статье рассматривается использование и методы синтеза метионина, который является одной из незаменимых и лимитирующих аминокислот. Данная аминокислота проявляет различную биологическую активность, что приводит к широкому кругу ее использования в различных медицинских препаратах, а также как добавки при производстве современных комбикормов, поэтому основным потребителем метионина является производство премиксов и готовых кормов для животноводства и птицеводства. Анализ химических способов производства показал, что в России метионин получают через несколько стадий, последней из которых является нейтрализация соли метионина серной кислотой, что приводит к образованию большого количества сульфата щелочного металла. значительные затраты на его выделение наряду с его невысокой стоимостью, приводят к удорожанию самого метионина. Известны методы проведения нейтрализации метионата с помощью диоксида углерода, в результате чего весь процесс организуется непрерывно без образования побочных продуктов. В качестве аппарата для данной стадии предлагается использовать реактор с мешалкой импеллерного типа. Для данного аппарата были рассчитаны основные параметры: объем, поверхность теплообмена, диаметр и высота.

В данной статье представлен обзор современных методов виртуального моделирования, таких как квантово-химические методы, молекулярная динамика и докинг, и их приложение в различных аспектах органической химии. Рассмотрены применение виртуального моделирования для дизайна новых молекул, изучения реакционных механизмов и прогнозирования свойств материалов. Освещены перспективы использования методов машинного обучения и системной интеграции для улучшения точности прогнозов. В заключении подчеркнута важность виртуального моделирования как инструмента, способствующего инновациям в органической химии и обеспечивающего основу для будущего развития науки и технологии.