Одним из значимых событий начала года стала выставка научных достижений ученых и студентов Актюбинского регионального университета имени Кудайбергена Жубанова. Она охватывала самые разные стороны преобразования нашей жизни, как материальной, так и духовной ее сторон. В этой публикации сделан акцент на проектах экологической направленности.
Накипь — отличный фильтр
Нурия Айкенова — преподаватель кафедры химии и химических технологий университета, а также аспирантка Казанского государственного энергетического университета по направлению «Технология воды и топлива». Сейчас она завершает работу над диссертацией «Очистка сточных вод промышленных предприятий от фенолов модифицированным карбонатным шламом».
В последние годы в области охраны окружающей среды сформировалось актуальное направление — использование отходов производства в качестве материальных ресурсов, в том числе для очистки сточных вод промышленных предприятий. Традиционно в данных технологиях используются активированные угли. Молодой ученый встала в ряд тех, кто для снижения антропогенного воздействия на окружающую среду и себестоимости процесса рассматривает возможность использования отходов производства для очистки от фенола.
Для эксперимента взят карбонатный шлам ТЭЦ. Адсорбент — отход тепловой электростанции, образующийся в котлах при известковании и коагуляции на стадии предварительной очистки поступающей воды. Высушенный шлам представляет собой мелкодисперсный порошок от светло-желтого до бурого цвета.
— Все сталкиваются с накипью, образующейся в чайнике, — объясняет Нурия. — Я гранулировала эту накипь, затем поместила в модель фильтра. Вода проходит через него при определенных условиях с учетом особенностей производства, производительности.
Эффективность модифицированного гранулированного сорбционного материала превысила 90 процентов. Второй эффект — отработанный шлам сжигается как вторичное топливо в этих же котлах ТЭЦ. На следующем этапе рассматривается возможность адсорбционной очистки промышленных сточных вод нефтеперерабатывающих производств от фенолов отходами производства. Фенолы токсичны для человеческого организма и относятся ко второму классу опасности, они не разлагаются.
— Один его грамм смертелен для человека, фактически это яд. К примеру, после работы с фенолом в лаборатории, как и положено, в защитной маске и перчатках, я в последующие дни испытываю неприятные последствия. Глаза опухают, слезятся, нос закладывает, — делится аспирантка.
Научный труд она начала в 2018 году, первые опыты сделала в декабре того же года. И хотя завершить исследования планирует в этом году, уже заинтересовала некоторых промышленников. Одна из фирм запросила материалы диссертации для применения на своем производстве.
Предварительные итоги экспериментов опубликованы в солидных научных изданиях, таких как «Вопросы современной науки и практики», «Теоретическая и прикладная экология», а также университета имени В. Вернадского.
Экологическая польза проверена на рыбах. Органические загрязнители, такие как нефтепродукты и фенолы, со стоками попадают в русла рек, от чего страдает подводная живность. В ходе экспериментов наблюдали за выживаемостью рыб, помещенных в очищенную воду. Коэффициент положительного эффекта — около 90 процентов.
На сегодня традиционные технологические схемы очистки морально и физически устарели, что не обеспечивает высокие требования к очистке от различных загрязнителей, в связи с чем актуален поиск эффективных технологических решений, доведение до значений нормативно допустимых концентраций, единогласны ученые и практики. Поэтому совершенствование технологий очистки сточных вод от фенолов с использованием эффективных комплексных решений, позволяющих достичь нормальных требований к качеству очищаемой воды при всей совокупности сопутствующих фенолу загрязнений, является актуальной задачей и имеет научное и практическое значение. Именно в этом направлении трудится Нурия Айкенова, ведь мы на пороге экологической катастрофы из-за нехватки водных ресурсов.[divider]
Сера укрепит асфальт
Научные интересы доцента кафедры химии и химических технологий, кандидата химических наук Ляззат Тастановой разноплановы.
— Когда в нашем университете открывался технопарк, мы задумались над тем, в каком направлении работать. Тогда и пришла идея заняться проблемами утилизации промышленных отходов, — рассказывает она. — Наша лаборатория занимается исследованием методов обезвреживания и утилизации отходов переработки нефти. Как известно, побочным продуктом в этом случае является сера. Она накапливается на месторождениях, ее продают, но ведь есть возможность утилизировать ее при производстве сероасфальта, серобетона, что намного выгоднее для региона.
Добавление серы в качестве связующего элемента не заменяет битум, но улучшает свойства асфальта. Придает долговечность, морозоустойчивость, механическую прочность, минимизирует зависимость от сезонных климатических колебаний. Исследования в разгаре, возможно, будут найдены новые свойства, которые ответят на актуальные запросы автомобилистов. Будут разработаны технологии, которые доведут до минимума вредные испарения, сократят негативное влияние на экологию.
— Готовим с магистрантами образцы асфальта, сера должна быть модифицирована. Не так, что ее просто добавили, нужна предварительная обработка. Этой темой занимаемся года два, уже есть определенные результаты. Есть договоренность с дорожными строителями о том, что нам для эксперимента предоставят участок дороги, — продолжает магистр экологических наук и экологической политики Ляззат Тастанова.
Другим направлением работы ее группы является мониторинг атмосферного воздуха. Этот проект реализуется совместно с учеными Назарбаев центра под руководством PhD Мехди Торкмахаллеха.
-У нас налажено производство хромовых соединений, феррохрома. Соответственно есть не только промышленные стоки в наземные и подземные водные источники, природные водоемы, контаминация почвы отходами производства, есть еще загрязнение атмосферного воздуха, куда добавляются выхлопы автомобилей. На данном этапе стоит задача произвести анализ содержания шести- и трехвалентного хрома в атмосферном воздухе с применением нового метода отбора проб, позволяющего сохранять частицы нерастворимого шестивалентного во время пробоотбора и в ходе определения его концентрации. У профессора Мехди Торкмахаллеха есть разработка, позволяющая сделать отдельный анализ, — продолжает ученый.
Реакционноспособный оксид хрома трехвалентного под воздействием определенных условий может окислиться и восстановиться, что вносит небольшие погрешности в эксперимент. Новая разработка позволяет предотвратить взаимные превращения шести- и трехвалентного хрома в процессе отбора и анализа проб воздуха, что дает возможность раздельно определить концентрации. Актюбинская группа, включившись в эксперимент, установила специальное оборудование на крыше одного из зданий университета. Это сделано не случайно. АРУ находится в центре Актобе, почти на пересечении центральных проспектов, где большая концентрация людей. Предстоит выяснить, на каком расстоянии от заводов с условной санитарно-защитной зоной, так как они практически вошли в черту города, сохраняется негативное влияние от их производства. В зависимости от результатов можно будет предлагать предприятиям эффективные профилактические меры.
Восьмой месяц продолжается отбор проб воздуха, определяются скорость и направление ветра, влажность воздуха. Аналогичный процесс запущен в Нур-Султане.
Также продолжается разработка технологий извлечения железа и хрома из промышленных отходов актюбинских предприятий и производства катализаторов крекинга углеводородов, определение оптимальных составов катализаторов газофазного и жидкофазного окисления углеводородов, отработка методики их приготовления в лабораторных условиях.
По словам директора департамента науки университета Людмилы Мясниковой, вуз планирует профинансировать на собственные средства научный проект Нурии Айкеновой. Всего в папке АРУ имени К. Жубанова поддержка четырнадцати проектов, на девять из них отправлены заявки в Министерство образования и науки РК. Отбор ведется на конкурсной основе. Наиболее перспективные могут получить весомое материальное обеспечение, ведь отдача будет намного выше.
Жанат СИСЕКЕНОВА
