Статья: РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ БЕРЕГОУКРЕПИТЕЛЬНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ НАСЫПНОГО ТИПА, СПОСОБСТВУЮЩИХ МИНИМИЗАЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ (2024)

В статье рассматривается потенциальная возможность оценки вертикальных сдвигов скорости ветра в устойчиво стратифицированном пограничном слое атмосферы по скорости ветра в приземном слое и по профилям температуры воздуха. Для анализа использованы результаты, полученные за период с 2020 по 2022 г. с помощью микроволнового температурного профилемера, акустического метеорологического локатора (содара) и ультразвукового анемометра-термометра. Основное внимание при анализе экспериментальных данных уделено случаям температурных инверсий большой интенсивности (с большим перепадом температуры между границами инверсии). Рассмотрены сдвиги ветра в диапазоне высот от 10 до 100 м (с гарантированным измерением ветра содаром в условиях инверсий большой интенсивности). Отмечена тенденция уменьшения скорости приземного ветра и увеличение вертикального сдвига скорости с увеличением интенсивности инверсий. В частности, при скорости ветра в приземном слое атмосферы, близкой к штилю, скорость ветра в более высоких слоях достигала относительно больших значений, приводя к существенным вертикальным сдвигам. В итоге формулируется вывод, что имеется потенциальная возможность оценить вертикальные сдвиги скорости ветра в условиях инверсий температуры воздуха в нижней части пограничного слоя атмосферы по измерениям только приземной скорости ветра.

Проведен сравнительный регрессионный анализ динамики температур по метеостанциям «Моздок» и «Владикавказ» с 1961 по 2022 гг. (входят в сеть Всемирной метеорологической организации под номерами 37145 и 37228 соответственно). Метеостанция «Моздок» находится в сухостепной зоне Центрального Предкавказья на абсолютной высоте 136 м, метеостанция «Владикавказ» - в предгорной лесостепной зоне Центрального Кавказа на абсолютной высоте 703 м. Расстояние между метеостанциями - 78 км. Динамика температур изучена по периодам Всемирной метеорологической организации (стандартные периоды), по которым определяются/определялись скользящие климатические нормы: 1961-1990, 1971-2000, 1981-2010, 1991-2020, а также 1991-2022, 1961-2022 гг. Показано, что по всем периодам на метеостанциях происходил устойчивый рост температур. Выровненность климатических рядов высокая. Показатели коэффициента вариации временны́х рядов не превышали 10%. По всем периодам зафиксированы устойчивые положительные тренды от 0,3ºC до 0,7ºC/10 лет. Исключение составляет тренд по метеостанции «Владикавказ» за период 1961-1990 гг.: 0,2. Динамика температур между метеостанциями имеет высокую степень взаимосвязанности с коэффициентом корреляции r (0,95), кроме периода 1961-1990 гг. (r=0,8) и R2 - 0,7-0,9. Такая ситуация связана с влиянием общих процессов циркуляции атмосферы на Юге России. Рассчитанные параметры подтверждают высокую степень синхронности температурных колебаний между метеостанциями. Полученные результаты могут служить основой в целях разработки прогнозных агроклиматических моделей для нужд сельского хозяйства.

В последнее время наличие значительных нарушенных площадей без предварительного снятия плодородного слоя почвы делает актуальным разработку альтернативных технологий рекультивации с использованием бытовых и промышленных отходов, в связи с этим открытые горные выработки могут использоваться для их захоронения. В данной работе рассмотрен отработанный карьер кирпичного завода г. Красноярска в качестве объекта рекультивации земель с захоронением твердых промышленных и коммунальных отходов IV-V классов опасности. Описан рассматриваемый участок, по результатам анализа свойств грунтов выделено два инженерно-геологических элемента. Изложен ход проведения рекультивации. Акцентировано внимание на том, что для восстановления продуктивности нарушенных земель необходимо было проведение биологического этапа рекультивации. По приведенным результатам оценки состояния атмосферного воздуха негативное воздействие на окружающую среду не выявлено. Результаты полевого обследования оценки почвенного покрова на объекте после проведения рекультивации показали, что содержание химических веществ не превышает ориентировочно допустимую концентрацию и предельно допустимую концентрацию содержания их в почве. Соблюдение нормативов качества почвенного покрова на границе территории объекта рекультивации подтверждает эффективность проведенных мероприятий по биологической рекультивации объекта. Установлено, что на объекте рекультивации сформирован оптимально организованный и экологически сбалансированный устойчивый ландшафт.

В статье представлены результаты исследования сорбционной способности природной монтмориллонитовой глины по отношению к катионам тяжелых металлов: Fe3+, Mn2+, Cu2+ и Pb2+. Исследования проводились на модельных растворах с концентрациями от 0,01 до 0,2 ммоль/мл. Для определения химического состава исследуемой глины применялся метод рентгеноструктурного анализа (РСА) с использованием сканирующего растрового микроскопа JEOLJSM 6510 LV (Япония). Процесс адсорбции исследуемых ионов металлов проводился статическим способом при температурах 25, 45 и 600С до установления равновесного состояния. Для характеристики сорбционной возможности монтмориллонитовой глины по отношению к исследуемым катионам тяжелых металлов применялись модели Ленгмюра и Фрейндлиха. Были определены константы уравнений Ленгмюра и Фрейндлиха, рассчитаны термодинамические функции сорбционного процесса. Для расчета теплоты сорбции применялось уравнение Клаузиса-Клапейрона. По значениям величин сорбируемости исследуемых двухзарядных катионов металлов было установлено уменьшение сорбционной способности монтмориллонита в порядке: Mn2+ > Cu2+ > Pb2+. Исследовано влияние температуры на величину сорбируемости исследованных ионов. При увеличении температуры величина сорбции у всех катионов металлов возрастает. Вычисленные термодинамические функции показывают, что процесс сорбции на поверхности монтмориллонитовой глины протекает самопроизвольно. Таким образом, на основании полученных значений сорбции исследованных ионов установлена возможность использования монтмориллонитовой глины в целях извлечения катионов исследованных тяжелых металлов из водных сред.

Цель исследования - выявление перераспределения величины стока внутри года на р. Вилюй для учета фоновых показателей экосистемы под влиянием как естественных, так и антропогенных факторов. Материалами и методами послужили многолетние ряды наблюдений на гидрологических постах Росгидромета, расположенных в бассейне р. Вилюй, данные Якутского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Для расчета внутригодового распределения стока использованы географо-гидрологические и статистические методы. После введения в эксплуатацию Вилюйской ГЭС было установлено отсутствие синхронности колебаний уровня воды на реке. При расчете скорости и времени руслового добегания очевидным является тот факт, что такие параметры, как площадь водосбора реки, рельеф местности, разная степень наполнения русла, играют существенную роль, но при этом скорость и время добегания на зарегулированных участках р. Вилюй в зимний период в основном зависят от метеоусловий и спуска водной массы. В ходе работы было установлено, что на реках со снеговым питанием, расположенных в зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты, основными факторами, определяющими перераспределение стока в течение года, являются повышение температуры воздуха и зарегулирование рек.

Целью работы являлось определение объема мелового карьера методом дистанционного зондирования. Материалом исследований явились спутниковые космоснимки Landsat_8_9, на основе которых была построена цифровая модель рельефа карьера. В качестве объекта исследования был выбран завод «Красный Октябрь» г. Вольска. В работе представлены результаты исследований мелового карьера, расположенного на территории этого завода. Обработка матрицы высот и картографирование полученного материала проводились с помощью кроссплатформенной программной системы QGIS (version 3.32.0). Для разбиения и картографирования толщин карьера применялась программа SAGA-GIS (version 9.2.0). Были изучены особенности морфологии карьера, построена картограмма распределения толщин составляющих его сегментов. Полученные данные позволили определить глубину и объем карьера, а также средние значения крутизны и экспозиции склона соответственно. Проведенные исследования позволили определить высокую степень выработанности изучаемого карьера. Геоинформационные технологии в настоящее время предоставляют необходимые программные средства для оценки ресурсного потенциала месторождений полезных ископаемых, а их дистанционность и низкая себестоимость делают их востребованными инструментами исследований промышленной экологии. Результаты работы актуальны для круга задач инженерной экологии, связанных с рациональным использованием природных ресурсов и обеспечением устойчивого эколого-экономического развития.

В настоящее время множество канализационных очистных сооружений как по всей России, так и на территории Республики Саха (Якутия) находятся в процессе модернизации или даже реконструкции. Это происходит не только по причинам морального износа устаревшего оборудования и необходимости увеличения производительности в связи с внутренней миграцией населения, но и в какой-то степени из-за изменения культуры быта и поведения человека - появились загрязнения в виде крупных частиц - остатков средств личной гигиены. Исходя из вышеизложенного, модернизация технологического процесса биологической очистки сточных вод на примере канализационных очистных сооружений г. Мирный Республики Саха (Якутия) является актуальной задачей. Поскольку сточные воды, прошедшие очистку на канализационных очистных сооружениях г. Мирный, сбрасываются в р. Ирелях, они должны соответствовать показателям характеристик нормативно допустимого сброса в водные объекты очищенных сточных вод, которые согласно недавно внесенным изменениям (СП 32.13330.2018) были ужесточены. В работе были определены фактические среднесуточные показатели расхода сточных вод за трехлетний период, среднее значение которых составило 15858 м3/сутки. Также был произведен анализ показателей качества состава сточных вод на входе канализационных очистных сооружений за трехлетний период, среди которых стоит выделить: биологическое потребление кислорода, взвешенные вещества, фосфаты, азот аммонийный, азот нитратный. Выявлены отрицательные значения показателей по концентрации на входе и выходе очистных сооружений за полугодовой период (март - август). Ни по одному из показателей качества состава сточных вод не достигается 100 % эффективности очистки, а превышение уровня допустимых норм составляло от 66,5 до 180 %. По результатам проведенных исследований была предложена технология очистки сточных вод путем нитри-денитрификации, предусматривающая глубокое биологическое удаление азота и фосфора, а также преферментацию в первичных отстойниках.

Метод кокригинга представляет собой эффективный инструмент для оценки содержаний, особенно в случаях, когда пробы анализируются на преимущественно более ценный компонент. Кокригинг, сочетая в себе элементы кригинга и регрессии, позволяет оценивать переменную на основе ее собственных измерений и данных о коррелирующих переменных. В данной статье рассматривается сценарий, где при разведке месторождения полиметаллических руд отобранные пробы анализировались в основном на содержание золота, при этом содержание серебра определялось ограниченно. В таких условиях становится возможным применение кокригинга для оценки содержания серебра на всем месторождении. Эффективность кокригинга зависит от степени корреляции между компонентами. Подходящее количество компонентов и правильный выбор моделей вариограмм играют ключевую роль в достижении оптимальных результатов оценки. Важно отметить, что, хотя теоретически кокригинг не имеет ограничений на число компонентов, на практике необходимо учитывать ограничения, связанные с вычислительной сложностью и достоверностью моделирования вариограмм. В статье представлен пошаговый алгоритм работы кокригинга на примере нескольких проб, демонстрирующий его эффективность и применимость при оценке содержаний. Использование большего количества исходных данных опробования делает кокригинг ценным инструментом для геологических исследований и практических применений в горнодобывающей промышленности.

Якутия является регионом, богатым различными природными, в том числе топливно-энергетическими, ресурсами. Разработка угольных месторождений вызывает техногенное нарушение природной среды, что определяет актуальность научных исследований по минимизации последствий нарушения экологического баланса территорий промышленного освоения. Содержание многих научных разработок является покомпонентным, направленным на изучение отдельных компонентов природы, в то время как исследование должно базироваться на комплексной геосистемной основе. В статье использованы комплексные системные методики ландшафтного анализа и геотехнических систем. Целью статьи является разработка схемы комплексного геосистемного анализа составляющих взаимодействия Эльгинского угольного комплекса и природной среды как угледобывающей геотехнической системы, который необходим для выбора направлений снижения негативного экологического воздействия на природные ландшафты. Показатели схемы характеризуют изучение производственного воздействия на изменение воздушной и водной сред, дают оценку степени устойчивости ландшафтов и оценку антропогенного изменения территории на ландшафтном уровне. В целом исследование взаимодействия между крупными объектами энергетики и природной средой на основе геосистемного подхода может лечь в основу разработки направлений снижения негативного экологического воздействия и природосберегающих мероприятий, дифференцированных по ландшафтным комплексам.

Статья посвящена количественному и территориальному анализу суффозионных и карстовых процессов Омской области и выявлению наиболее пораженных ими геоморфологических областей и районов. Исходные данные (в частности, карта экзогенных процессов Омской области) были предоставлены Омским филиалом Федерального бюджетного учреждения «Территориальный фонд геологической информации по Сибирскому федеральному округу». В работе использованы такие методы исследования, как картографический и статистический. Производился подсчет и сравнение количества суффозионных и карстовых процессов для таких геоморфологических областей и районов, как равнина Тобольского материка, Тара-Туйская равнина, Нижне-Иртышская равнина, Ишимская равнина, Верхне-Ошская равнина, Западно-Барабинская равнина, Северо-Казахстанская равнина, Прииртышский увал, Камышловский лог, Алаботинская долина. Выявлены закономерности и причины распространения в определенных районах Омской области суффозионных и карстовых понижений рельефа и других форм. Рассмотрены различные формы карстово-суффозионных процессов: просадки грунта, воронки, западины, трещины, блюдца. По результатам исследования составлена таблица «Количественные результаты карстово-суффозионных процессов Омской области по геоморфологическому признаку», в которой приведено количество таких проявлений в геоморфологических областях Омского региона, выявлены наиболее и наименее пораженные ими районы. Подсчитано количество всех суффозионных процессов Омской области на период составления карты экзогенных процессов Территориальным фондом геологической информации по Сибирскому федеральному округу.

Цель работы заключается в получении количественных оценок результативности и эффективности функционирования региональных систем - отраслей, обеспечивающих очистку территорий регионов Арктической зоны Российской Федерации, загрязненных отходами производства, на основе использования статистических методов сравнения многомерных объектов. В работе представлены результаты использования метода таксономического показателя для оценки результативности и эффективности функционирования систем очистки земель, загрязненных отходами производства, в регионах Арктической зоны Российской Федерации. Данные системы являются объединением всех предприятий и организаций региона, занимающихся данным видом экономической деятельности. Непосредственно функционирование этих систем (объектов) представлялось в виде типовой модели «вход - выход», характеризующейся определенным набором показателей - признаков, которые фиксируются действующей системой государственной статистики. В данный набор были включены значения площадей загрязненных и рекультивированных за год земель, прямые затраты на устранение загрязнений, затраты на используемые трудовые ресурсы и амортизационные отчисления на основные производственные фонды. В рамках метода таксономического показателя перечисленные признаки функционирования объектов нормировались, и на их основе формировались виртуальные эталонный и антиэталонный объекты. Далее рассчитывался интегральный показатель как отношение удаленности объекта от объекта антиэталона к расстоянию между эталонным и антиэталонным объектами. Значение интегрального показателя характеризует результативность и эффективность функционирования каждого рассматриваемого объекта. На основании расчетных значений комплексного показателя произведено ранжирование объектов для каждого года интервала с 2020 г. по 2023 г. Значения интегрального показателя характеризуют результативность функционирования объектов и эффективность использования обозначенных видов ресурсов. Выявлены региональные системы - лидеры с высокими значениями комплексного показателя и осуществлена группировка остальных систем в зависимости от значений данного показателя. Значения интегрального показателя в целом формируют в указанный временной интервал понижательные тренды для большинства исследуемых объектов. Коэффициент вариации расчетных значений комплексного показателя использовался как оценка устойчивости функционирования рассматриваемых объектов. Установлено, что только незначительная доля объектов характеризуется устойчивостью функционирования, т. е. минимальными значениями коэффициента вариации.

Цель работы заключалась в оценке влияния разработки нефтяных месторождений на содержание химических элементов в лишайниках эпигейной группы, которые используются в качестве индикаторов антропогенного влияния на окружающую среду. Территория исследования активно используется оленеводами для выпаса северного оленя, в организм человека тяжелые металлы попадают по трофической цепи, накапливаются и вызывают различные заболевания. В работе использованы данные анализа проб эпигейных лишайников, отобранных на различной удаленности от Харьягинского месторождения в Ненецком автономном округе. Отбор проб осуществлялся в 2023 г. на четырех площадках по маршруту Нарьян-Мар - Харьягинское месторождение. Для определения химических элементов разложение образцов лишайников проводили путем кислотного вскрытия. Элементный анализ проб проведен по методике НСАМ 499-АЭС/МС. Было определено, что накопление Ca, Zn, Ag, Cd лишайниками характерно для всей территории исследования (коэффициенты обогащения больше 10). Загрязнение цинком и кадмием имеет антропогенное происхождение, которое преимущественно связано с выбросами автотранспорта, так как точки отбора проб находились на незначительном удалении от автомобильной дороги, ведущей к месторождению. В точке, находящейся в непосредственной близости к месторождению, наблюдается обогащение лишайников Cu, Mo, Zn, Cd, что указывает на локальное загрязнение окружающей среды этими элементами, связанное с деятельностью Харьягинского месторождения.

Цель данного исследования заключается в оценке расчетных гидрологических характеристик, основанных на анализе и обработке фактических данных измеренных расходов воды реки Мензеля, впадающей в Икский залив Нижнекамского водохранилища, и ее притоков. Водосборный бассейн реки Мензеля, водные ресурсы которого интенсивно используются для промышленных и бытовых целей, расположен в северной части физико-географического региона Восточное Закамье, на территории Сармановского, Альметьевского, Заинского, Тукаевского и Мензелинского муниципальных районов Республики Татарстан. Расходы воды были измерены с помощью гидрометрической вертушки ГР-21М методом «скорость - площадь» в летний меженный период согласно стандартной методике на характерных участках исследуемых рек. Для перехода от мгновенных измеренных расходов к обеспеченным значениям и дальнейших преобразований также необходим многолетний ряд данных ежедневных расходов воды действующего гидрологического поста № 76705, расположенного на реке Мензеля в среднем течении, в деревне Шарлиарема Сармановского муниципального района Республики Татарстан. На основе собранных и рассчитанных данных были получены такие гидрологические параметры, как интенсивность подземного питания и слой меженного стока в пределах всего бассейна. Также были построены тематические картосхемы в программном обеспечении QGIS, графически отображающие пространственное распределение исследуемых характеристик по всей гидрологической сети рек водосборного бассейна.