Вода: химия и экология

Данная статья исследует многообразие существующих методов для исследования такого гидрохимического показателя воды, как содержание азотсодержащих веществ. Настоящее исследование распространяется на питьевую и природную (поверхностную и подземную) воду, в том числе воду источников питьевого водоснабжения.

В качестве исследуемого объекта были отобраны пробы поверхностных и подземных вод различных водных бассейнов Красноярского края. Преимущество данного направления исследования было определено ввиду высокой степени контактирования общественности с поверхностными водами края, в свою очередь подземные воды повсеместно подвергаются внешнему воздействию со стороны крупных отраслевых предприятий, что в значительной мере негативно сказывается на соответствие вод санитарным требованиям и предельно допустимым концентрациям веществ.

На основании полученных экспериментальных данных составляется вывод по соответствию поверхностных и подземных вод к требованиям по данным показателям. Для установления соответствия к принятым требованиям будут приводиться предельно допустимые концентрации.

Данная работа призвана привлечь внимание к проблемам окружающей среды города Красноярска, отметить необходимость их исследования. Также статья наглядно демонстрирует наиболее рациональные методы исследования воды на содержание азотсодержащих веществ.

Эта научная статья исследует потенциал солнечных фотоэлектрических установок (СФУ) в контексте их интеграции в городскую инфраструктуру с целью улучшения экологической эффективности. Авторы обсуждают различные методы интеграции, включая размещение на крышах зданий, интеграцию в фасады и использование солнечных уличных фонарей. Экологические выгоды, такие как снижение выбросов углерода, улучшение качества воздуха и повышение устойчивости к изменению климата, рассматриваются в контексте применения солнечных технологий в городской среде. В заключении подчеркивается важность сотрудничества между правительственными органами, предприятиями и обществом для поддержки и развития солнечных решений в урбанистической среде.

На примере Амурского ЦКК (Хабаровский край) рассматривается экономическая и экологическая ситуация до и после его закрытия. Дается краткая характеристика основных периодов его развития. Отмечается сложность утилизации отходов получения целлюлозы и её отбелки, особенно полученной сульфитно-варочным способом. Дается краткая характеристика и особенности работы очистных сооружений и рассеивающего выпуска сточных вод комбината. Отмечается трудность биоокисления производных ароматического характера (природного лигнина, лигносульфонатов, хлорлигнина и пр.) в очистных сооружениях и природной среде. Обозначаются основные механизмы биоразрушения лигноподобных веществ фенольного характера и некоторые особенности гидрологического режима р. Амур. Приводятся данные из открытых источников о накоплении и скорости биодеградации веществ подобных природному лигнину в водной среде.

Представлено общее описание процесса коагуляции-флокуляции и его применения в очистке воды и сточных вод. Рассматривается и оценивается значение коагуляции-флокуляции с акцентом на дестабилизацию коллоидов, удаление неорганических и органических веществ, удаление металлов и анионов, а также удаление патогенных микроорганизмов. Обобщаются последние достижения в области коагуляции, эволюция коагуляционных реагентов. Простые, предварительно полимеризованные коагулянты, уже не являются достаточными. Потребность в более эффективных коагулянтах привела к разработке новых категорий коагулянтов путем введения различных добавок в структуру предварительно полимеризованных коагулянтов. Первые попытки появились около двадцати лет назад, когда было предложено использовать для этих целей кремнезем. В настоящее время спектр добавок расширился, включая органические соединения, такие как анионные, катионные или неионные полиэлектролиты, что привело к появлению новых композиционных коагулянтов. Тенденцией в области коагуляции в настоящее время является производство модифицированных композиционных коагулянтов, которые становятся все более сложными по составу, но и более эффективными по сравнению с традиционно применяемыми реагентами.

В сообщении приводятся данные по изучению природы комплексных соединений переходного металла меди (II) с биолигандом – изониазидом. Координационное соединение меди (II) c изониазидом получено в растворе, а также оно выделено и изучено в твердом виде. Строение комплекса, способы образования, характер координации в настоящей работе установлены спектрофотометрическим методом. Экспериментально получено, что после смешивания растворов соли меди (II) и изониазида, реакционная смесь окрашена в желтый цвет и в спектрах поглощения появляются характерные полосы поглощения при mах = 750 нм. В ходе исследований установлен состав комплекса в соотношении металл: лиганд – 1:2. На основании проведенных исследований определена предполагаемая структура комплексного соединения меди (II) с изониазидом.

В статье приведены результаты гидрохимической и гидробиологической оценки состава и качества вод озера Кучак (Тюменская область), расположенного в лесостепной зоне Западной Сибири, где располагается первый карбоновый полигон, созданный в России. Вода озера Кучак относится к слабощелочным, маломинерализованным водам, по химическому составу воды можно охарактеризовать как гидрокарбонатно-хлоридные, кальциево-магниевые. Углерод в воде представлен преимущественно неорганической формой (гидрокарбонатами). Наиболее нестабильными показателями в вегетационный период являются легкоокисляемое органическое вещество (перманганатная окисляемость), растворенный кислород, которые изменяются в противофазе, а также содержание биогенных элементов. Приведены сведения о видовом составе, таксономической структуре и количественном развитии зоопланктона (численность и биомасса) в озере Кучак за вегетационный период. Выявлены структурообразующие комплексы и доминирующие виды зоопланктона. Рассчитан индекс сапробности по методу Пантле-Букка в модификации Сладечека. Выявлена зависимость характеристик зоопланктона от гидрохимических показателей. Установлено, что видовой состав зоопланктона представлен 30 видами трех таксономических групп: Cladocera, Copepoda и Rotifera; доминирующими в сообществе являлись представители Cladocera и молодь Copepoda; водоём относится к β-мезотрофному типу; сапробность водоема изменялась от олигосапробной до β-мезосапробной зоны, качество воды – от «чистой» до «умеренно загрязненной». Выявлено резкое снижение биомассы зоопланктона в первой декаде июля.

В работе в высокотемпературном режиме при 1000 0С в инертной атмосфере были синтезированы, би- и триметаллические катализаторы электрохимического восстановления кислорода на основе многостенных углеродных нанотрубок и фталоцианинов металлов: MWCNT_CoPc_NiPc, MWCNT_CuPc_NiPc, MWCNT_CoPc_CuPc и MWCNT_CoPc_CuPc_Pd. Полученные материалы были охарактеризованы методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, а также Рамановской спектроскопии. Были исследованы изменения текстурных характеристик и морфологии при высокотемпературном синтезе электрокатализаторов. Показано, что природа металла в значительной степени изменяет физико-химические характеристики электрокатализаторов, синтезированных на основе углеродных нанотрубок. Был проведен также электрохимический эксперимент в режиме линейной вольтамперометрии с применением трехэлектродной ячейки с дисковым вращающимся электродом. Были рассчитаны основные характеристики процесса электровосстновления кислорода из щелочного электролита, такие как: предельный диффузионный ток, потенциал полуволны и начальный потенциал реакции. Катализатор MWCNT_CoPc_CuPc_Pd показал наибольшую активность в реакции электрохимического восстановления кислорода в щелочной среде, приближающуюся по эффективности к коммерческим платиновым катализаторам, а также высокую коррозионную устойчивость, продемонстрировав снижение активности после 1000 циклов менее 7%.

Специфика разработки месторождений галитизированных коллекторов связана с присутствием «катагенного» галита в пласте, что ведет к его растворению агентом вытеснения системы поддержания пластового давления. Растворение и вынос галита из порового пространства является одной из главных причин формирования вторичной неоднородности фильтрационно-емкостных свойств пласта. Растворение соли приводит к увеличению пористости пород в 2-2.5 раза и повышению проницаемости в сотни раз, что формирует каналы повышенной проводимости, изменяет и способствует ускоренному обводнению скважин.

В результате выщелачивания «катагенного» галита пресным агентом вытеснения происходит его насыщение солями, прежде всего хлористым натрием. В результате последующего смешения этого вторичного техногенного рассола с природной пластовой водой (хлоридного кальциевого состава и минерализацией до 500 г/дм3) происходит формирование геохимического барьера и процесс образования фазы галита за счет пересыщения по хлористым солям натрия и кальция. При этом, основными факторами, способствующими образованию твердой фазы галита в пласте и внутрискважинном оборудовании являются: выделение растворённого газа в условиях низкого пластового или забойного давления; низкая пластовая температура флюида; высокая минерализация пластовой воды и несовместимость с водой системы поддержания пластового давления; уникальное засолонение коллектора; застойные зоны в профиле скважины.

В настоящее время отсутствует единая общепринятая методика физического моделирования процесса галитообразования. Анализ публикаций показал, что динамическое тестирование процесса отложения галита представляет собой более воспроизводимый метод и позволяет смоделировать скважинные условия в лаборатории более полно. Для целей лабораторных исследований авторами разработана методика моделирования пересыщенного раствора в динамическом режиме с гравиметрическим измерением галитообразования.

Результаты экспериментов по ингибированию образования твердых солей из пересыщенных растворов галита позволили сформировать рейтинг эффективности ряда веществ для включения в рецептуры товарных форм ингибиторов.

Перспективы развития исследований связаны с разработкой и тестированием рецептур товарных форм ингибиторов отложения галита на основе смесей веществ, и поиска их синергетического действия на общую эффективность ингибирования, подготовкой пакета разрешительных документов и проведение промысловых испытаний на одном из месторождений Восточной Сибири.

Настоящая научная статья посвящена разработке и перспективам внедрения новых методов наноскопического анализа органических структур с применением искусственного интеллекта (ИИ). Обзор существующих методов, таких как сканирующая туннельная микроскопия и атомно-силовая микроскопия, выявляет их преимущества и ограничения. В статье подробно рассматриваются перспективы внедрения ИИ для автоматизации и улучшения процессов анализа, включая распознавание структур, классификацию типов и определение свойств материалов. Обсуждаются преимущества, такие как повышение точности и скорости анализа, а также вызовы, связанные с обучением моделей на ограниченных данных.

Данная статья обсуждает стратегии дериватизации серосодержащих соединений с использованием “мягких” методов ионизации в масс-спектрометрии. Анализ серосодержащих соединений представляет вызовы из-за их химической инертности и низкой чувствительности к ионизации. Мы рассматриваем применение “мягких” методов, таких как электроспрей-ионизация и мягкая ионизация в области плазмы, в сочетании с дериватизацией для улучшения чувствительности и специфичности анализа. Рассмотрены методы дериватизации с использованием диазометана, триметилсульфоксида и других дериватизирующих агентов. Статья подчеркивает важность постоянных исследований для улучшения эффективности и точности анализа серосодержащих соединений в масс-спектрометрии.