Химия. Эконология. Биотехнология
.pdfяблоко) на среде следующего состава (на 1 л): декстроза – 4 г; (NH4)2HPO4, – 10 г; дрожжевой экстракт – 0,5 г; MgSO4 7H2O –
0,5 г; FeSO4 7H2O – 0,01 г; MnSO4 H2O – 0,008 г; ZnSO4 7H2O – 0,014 г; никотиновая кислота – 0,1 г, были выделены накопи-
тельные культуры рода Pseudomonas, способные к окислению олеиновой кислоты. Обсуждаются их активность в указанной реакции и способность к селективному синтезу требуемых целевых продуктов.
УДК 541.13:669.871.4
Д.С. Гуров, А.В. Даровских, А.Г. Миков, В.И. Скудаев
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЗОНИРОВАНИЯ ФЕНОЛА МЕТОДОМ ИК-СПЕКТРОСКОПИИ
Фенол является одним из важнейших веществ в современной промышленности. В качестве сырья он используется в производстве бисфенола А и, соответственно, эпоксидных смол, входит в состав фенолформальдегидных смол, используется для получения нейлона и капрона. Помимо этого из фенола получают крезолы, антисептики, пестициды и т.д. С другой стороны, фенол, будучи крайне ядовитым веществом, составляет и часть отходов вышеозначенных производств. В связи с необходимостью очистки отходов от вредных веществ представляет интерес озонирование фенола. Кроме того, эта реакция может быть интересна и в теоретическом плане для изучения химизма процесса озонирования.
Озонирование фенола, как и ранее бензола, проводили в реакторе барботажного типа. В стеклянный реактор диаметром
31
elib.pstu.ru
20 мм заливали 30 мл раствора фенола с концентрацией 50 г/л в тетрахлорметане, озон получали в озонаторе, через который пропускали кислород. Объемная скорость подачи озонокислородной смеси составляла 100 мл/мин при концентрации озона 1,5 % (0,61 моль/м3). Процесс проводили при температуре 25 оС, пробы продуктов отбирали с помощью шприца. Раствор пробы помещали в кювету для жидкости с окнами KBr с постоянной толщиной слоя жидкости 0,171 мм и снимали ИК-спектр.
В процессе озонирования в спектрах продуктов появляется полоса с волновым числом 2900 см–1, относительная интенсивность этой полосы по сравнению с полосой валентных колебаний С–Н фенола 3000 см–1 со временем увеличивается. У исследованного ранее спектра озонированного бензола относительная интенсивность соответствующей полосы увеличивалась медленно, а у фенола – значительно быстрее. Согласно литературным данным, эта полоса может быть отнесена к колебаниям по связи С–Н в группе, не связанной с кольцом. Вторая новая полоса с заметно возрастающей интенсивностью и с волновым числом 1700 см–1может быть отнесена к колебаниям по двойной связи С=О в карбонильной или карбоксильной группе. Заметно возросла интенсивность полосы с волновым числом ~1580 см–1, характерная для валентных колебаний ароматического кольца.
Как и при озонировании бензола, на стенках реактора наблюдали появление нерастворимого озонида бензола.
Высказаны предположения о возможных путях и продуктах процесса озонирования фенола.
32
elib.pstu.ru
УДК 65+577.4:006
С.В. Карманова, С.И. Воробьева
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МЕНЕДЖМЕНТА НА ПРЕДПРИЯТИИ
Окружающая среда таит в себе определенные риски, но и предоставляет новые возможности. Предприятиям сегодня трудно добиться эффективной работы, если они не управляют этими рисками и возможностями.
Предприятия всего мира внедряют и постоянно совершенствуют системы экологического менеджмента (СЭМ) для более систематического и эффективного управления. Постоянное совершенствование является необходимым элементом любой системы управления.
Согласно стандарту ISO 14001, последовательное улучшение представляет собой процесс совершенствования СЭМ с целью улучшения общей экологической результативности в соответствии с экологической политикой организации.
Постоянное улучшение можно применять как к основным процессам жизненного цикла продукции, так и вспомогательным процессам и другим видам деятельности путем достижения экологических целей и выполнения соответствующих задач, а также общего совершенствования СЭМ или ее элементов. В организации могут применяться различные пути совершенствования системы управления в области охраны окружающей среды, которые можно разделить на следующие направления:
1) совершенствование производственных процессов и внедрение природоохранных технологий с целью снижения уровня негативного воздействия предприятия на объекты окружающей среды;
33
elib.pstu.ru
2)совершенствование процессов менеджмента путем улучшения отдельных элементов и процедур системы экологического менеджмента;
3)интеграция систем менеджмента на уровне отдельных элементов и целых систем.
Самым действенным инструментом установления возможных направлений совершенствования СЭМ является внутренний аудит. Внутренний аудит представляет собой механизм обратной связи в СЭМ, который обеспечивает эффективность функционирования и выявляет возможности для улучшения СЭМ.
Совершенствование процессов менеджмента напрямую связано с постоянным повышением эффективности и результативности отдельных элементов СЭМ.
Использование различных инструментов, подобных «матрице проблем», является основой применения существующих инструментов планирования, что обеспечивает возможность руководству компании (полномочным их представителям по вопросам экологии) более эффективно координировать и реализовывать деятельность по разработке целей повышения экологической эффективности, как на текущий период, так и на долгосрочную перспективу.
УДК 574.2
Д.А. Чегодаева, М.М. Комбарова, Т.А. Чернова
МАОУ «Школа №12» (г. Пермь), Пермский национальный исследовательский политехнический университет
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАРОВ ЛЕСА В ОСЕННИЙ ПЕРИОД
СУЧЕТОМ ЭТНИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПЕРМСКОГО КРАЯ
Ссамого начала своего существования человек был окружен природой. Она кормила, одевала, согревала человека. Однако с развитием цивилизации в жизни человека стали преобла-
34
elib.pstu.ru
дать не натуральные, а искусственные материалы и продукты. Возможно, именно это стало причиной ухудшения здоровья человека и качества окружающей среды. Выходом из сложившейся ситуации, по нашему мнению, может быть смещение потребительских приоритетов в сторону использования натуральных материалов. Натуральные продукты более качественные и дешевые, к тому же доступны любому человеку в любое время года.
Цель работы – изучить возможности использования осенних даров леса в оздоровительных, косметических и бытовых целях с учетом этнических и исторических условий Прикамья.
Материалом исследования послужили передаваемые из поколения в поколение рецепты средств, которые использовали коренные жители Прикамья в XVIII–XIX веках.
Результаты нашей практической работы мы условно разделили на три группы. В первую группу вошли средства для красоты и здоровья: настойка из мухоморов красных, косметический хлорофилловый крем для лица, косметическое хлорофилловое масло для тела, отвар для волос из березовых листьев. Во вторую группу включены витаминсодержащие средства: леденцы из рябины, желе из калины, салаты из кислицы, тонизирующий напиток из шиповника и мяты. В третью мы отнесли бытовые средства: чернила из грибов-навозников, мочалка из хвоща, подушечка для иголок из мха. В результате апробации средств, изготовленных нами, выяснилось, что использование осенних даров леса не только полезно и выгодно, но и повышает интерес к изучению природы родного края, мотивирует учеников заниматься практикоориентированной деятельностью.
В перспективе – дальнейшее продолжение работы в весенний и летний периоды. Мы планируем провести поиск старинных рецептов применения лесных даров местными народностями – коми-пермяками, удмуртами, мордвинами.
35
elib.pstu.ru
УДК 665.637
Ю.О. Гуленова, А.В. Виноградова
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ В КАЧЕСТВЕ СТИМУЛЯТОРА ПРОЦЕССА БИОРЕМЕДИАЦИИ
НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННОЙ ПОЧВЫ
Загрязнение почвы нефтепродуктами – одна из масштабных экологических проблем человечества. Самопроизвольный процесс очищения почвы занимает очень длительное время. В естественных условиях это процесс биогеохимический, в котором основную роль играет функциональная активность почвенных микроорганизмов. Чтобы ускорить процесс разложения углеводородов до простых составляющих, используют различные методы, такие как вспашка, рыхление, внесение химикатов
ибакпрепаратов.
Сучетом компонентного состава сыворотки, а именно наличия в ней биогенных элементов представляло интерес выяснить возможность интенсификации процессов развития аборигенной и углеводородокисляющей микрофлоры за счет ее внесения в загрязненную почву.
В экспериментах использовали два вида почвы: лесную и торфяную. В почву вносили нефть в количестве 20 г на 1 кг и молочную сыворотку, как в нативном виде в количестве 50 г на 1 кг, так и в составе компоста из листового опада и соломы. Динамику изменения функционального состояния почвы оценивали по ее каталазной активности.
Отмечено, что эффект от внесения молочной сыворотки наиболее ярко проявляется только в случае биоремедиации нефтезагрязненной лесной почвы, наиболее бедной органическим углеродом и азотом. В этом случае каталазная активность за-
36
elib.pstu.ru
грязненной почвы за 3,5 месяца наблюдений выросла на 42 %, а содержание нефти в почве снизилось с 2 до 0,5 %. Количество микроорганизмов составило 1,3·107 клеток на 1 кг.
Внесение как ферментированного, так и нативного опада увеличивает каталазную активность загрязненной почвы, обеспечивает большую бакобсемененность, но эффект деградации нефти тот же.
Четких закономерностей в динамике показателей очистки торфяной почвы от нефтезагрязнений не наблюдалось. Биодеградация нефти при внесении сыворотки, опада и компоста в среднем составила 80 %.
Таким образом, положительный эффект от внесения молочной сыворотки в качестве стимулятора биодеградации нефтяных загрязнений наблюдается на бедных песчаных почвах, этим обеспечивается увеличение численности микроорганизмов и эффективности их метаболизма.
УДК 663.43
Ю.В. Андреева, А.В. Виноградова
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
ПРЕДОБРАБОТКА ПИВНОЙ ДРОБИНЫ КОНСОРЦИУМОМ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОГО ПРОДУКТА
В настоящее время проблема экономного использования всех видов материальных и топливно-энергетических ресурсов рассматривается как одна из основных в повышении эффективности общественного производства.
Производство пива является самым материалоемким среди отраслей пищевой промышленности, в процессе которого обра-
37
elib.pstu.ru
зуется значительное количество твердых и жидких отходов. Отходы пивоваренной промышленности делятся на твердые и жидкие. К твердым относятся: пивная дробина, зерновые отходы (отсев ячменя), солодовые ростки и сплав ячменя. Жидкими являются: транспортная вода дробины, белковый отстой, остаточные дрожжи и лагерные осадки.
Пивная дробина составляет основную часть отходов пивоварения. Единственным способом использования большого количества дробины, реализованным на отечественных предприятиях, является скармливание ее сельскохозяйственным животным. Но ограничение сроков хранения, необходимость перевозки, сезонность скармливания не позволяют пивоваренным предприятиям реализовать дробину в полном объеме.
На предприятии ООО «Биотехнология» реализуется технология получения сухого кормового продукта путем обезвоживания пивной дробины с последующей сушкой инфракрасными лучами. Проведенными ранее исследованиями показано, что предварительно обработка сырой пивной дробины ферментами целлюлазного комплекса позволяет повысить ее доброкачественность за счет частичного гидролиза клетчатки до простых сахаров.
Представляло интерес выяснить возможность и эффективность разложения полисахаридного компонента дробины консорциумом микроорганизмов. С этой целью готовили разовую закваску в небольшом объеме, для чего в массу дробины вносили посевной материал ассоциаций микроорганизмов, обладающих целлюлозолитической активностью. Смесь выдерживали при температуре 30 °С 4 ч для активации биопрепарата. Готовность закваски оценивали по изменению структуры субстрата. Готовую закваску вносили в больший объем дробины, перемешивали и проводили биоферментацию в течение 5–10 ч, периодически перемешивая. В результате такой обработки снижается содержание клетчатки на 7–10 % с одновременным увеличением концентрации РВ в 4–8 раз.
38
elib.pstu.ru
Внесение в полученный субстрат биомассы пивных дрожжей повышает содержание в нем протеина на 5–8 %.
На основании полученных предварительных данных можно судить, что предварительная биоферментация влажной пивной дробины и внесение биомассы остаточных пивных дрожжей повышает биологическую доброкачественность кормового продукта за счет частичного разложения клетчатки и обогащения его протеином и витаминами группы В.
УДК 541.183.12
А.Е. Пластинина, В.Н. Басов
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
РАЗРАБОТКА СПОСОБА ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО АКТИВНОГО ИЛА,
СОДЕРЖАЩЕГО ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ
Биологическая обработка является сегодня одной из основных технологических операций в системе очистки коммуналь- но-бытовых и промышленных стоков. Образование значительных количеств избыточного активного ила является неизбежным, хотя и нежелательным результатом такой обработки.
По данным экологических служб России, накопления ила на предприятиях нефтехимпереработки составляют 2/3 всех отходов этой отрасли и продолжают непрерывно увеличиваться. В связи с этим проблема обработки, удаления и утилизации активного ила приобретает все большую актуальность.
Целью работы является разработка методики обезвоживания и обезвреживания избыточного активного ила при помощи карбонатов щелочно-земельных металлов и глауконита с целью уменьшения объемов ила и его обезвреживания.
39
elib.pstu.ru
В ходе работы проведен анализ активного ила на содержание тяжелых металлов с помощью эмиссионного спектрального анализа с ИСП.
Активный ил, содержащий повышенное количество тяжелых металлов, обрабатывали кальциевым материалом (мел, гипс или фосфат кальция). Смесь подвергали аэрации и, в дальнейшем, отстаиванию. Параллельно проводили опыт с введением глауконита вместо кальциевого материала. Выяснилось, что кальцийсодержащий материал и глауконит практически полностью обезвредили активный ил от тяжелых металлов. Воздействие глауконита и кальциевого материала приводит к обезвоживанию ила.
Предложенный способ переработки избыточного активного ила позволяет облагораживать илы по содержанию тяжелых металлов, обеспечивать достаточно глубокое обезвоживание твердых фаз простым отстаиванием, существенно уменьшать объемы твердых фаз илов, подаваемых на последующие операции по конечному обезвоживанию осадков центрифугированием или фильтрованием. Это создает возможность экономичными методами обеспечить условия для последующей утилизации осадков в сельском хозяйстве в качестве органо-минерального удобрения, отказаться от складирования их на шламовых полях, что исключитвторичное загрязнениеокружающей природной среды.
40
elib.pstu.ru