Наука и техника в решении проблем охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности (стр. 8 )

Создан комплекс компьютерных моделей, позволяющих проводить диагностические и прогностические расчеты глобальных изменений, происходящих в атмосфере с учетом волновых механизмов, осуществляемых с помощью приливных, планетарных и внутренних гравитационных волн. Показано, что параметры средней атмосферы являются наиболее чувствительными индикаторами глобальных климатических изменений, происходящих в тропосфере и ее приземном слое, – в областях, непосредственно связанных с жизнедеятельностью населения.

Разработаны научные основы первой очереди комплексной системы обеспечения безопасности и защиты от промышленных аварий и катастроф, а также методов среднесрочного прогнозирования погоды с учетом роли и влияния Мирового океана и полярных областей.

Разработаны подходы к новым технологиям оценки запасов рудных и нерудных полезных ископаемых, биопродуктивности океанов и морей, выданы рекомендации по данным проблемам для использования в реальных секторах экономики.

Разработаны научные основы прогнозирования и оценки опасностей овражной эрозии, русловых процессов, наводнений, селей, карстово-суффозионных процессов, подтопления, оползней и обвалов на урбанизированных территориях. Результаты работ используются при создании систем защиты инженерных сооружений и зданий от воздействия опасных природно-техногенных процессов.

Изучены механизмы регуляции процессов микробного образования и окисления ряда важнейших парниковых газов (СО2, СН4) и закиси азота на территории тундровых и лесоболотных экосистем на севере России. Рассмотрены пути их образования в зависимости от гидротермических условий и свойств почвы.

На основании целевого биогеографического районирования проведена оценка ресурсов и биосферных функций биоразнообразия природных экосистем России, а также сформирована основа для Реестра и ГИС “Биосферные функции природных экосистем России” (более 120 карт и таблиц), рассматриваемых в качестве экономических механизмов сохранения живой природы России.

Разработаны научные основы дальнейшего развития биотехнологий для применения в здравоохранении, медицинской, пищевой промышленности, агротехническом комплексе и других отраслях, сформированы технологические заделы биоинженерии, получены первые результаты их использования.

Созданы научно-технические основы комплексной системы защиты от патогенов, обеспечивающие первоочередные меры в области совершенствования здравоохранения, предупреждения негативных последствий несанкционированного использования биологических систем, снижения рисков природно-техногенных катастроф на биологически опасных объектах.

Созданы прогностические интерполяционные карты частот генетических маркеров населения России и интегральные карты экологического состояния с учетом демографической структуры. Проведена интегральная оценка взаимосвязи состояния генофонда населения и основных эколого-социальных показателей. Произведена каталогизация генетических формул и электрофореграмм сортов ячменя, создана генетическая коллекция ржи.

К важнейшим результатам, полученным в ходе реализации в 2004 г. проектов блока II “Поисково-прикладные исследования и разработки”, относятся следующие.

Разработаны экологически эффективные технологии варки целлюлозы из древесины разных пород (ели, сосны, лиственницы и их смесей); а также бесхлорной отбелки елово-сосновой целлюлозы, полученной модифицированным бисульфитным способом, внедренным на ОАО “Сясьский ЦБК”. При этом достигнуто сокращение выбросов в атмосферу сернистого ангидрида в 1,5 раза, уменьшение БПК и ХПК сточных вод до 20% при сокращении расхода древесины на варку, снижении себестоимости целлюлозы и бумаги, повышении рентабельности производства и конкурентоспособности продукции.

Создано производство микрофильтрационных мембран “Владипор” для бактериологического и паразитологического анализа воды, которое в настоящее время обеспечивает 40–50% потребности российского рынка – центров санэпиднадзора, предприятий водоканалов и пищевой индустрии, промышленных предприятий.

Разработаны образцы ресурсосберегающих и экологически чистых транспортных систем, в том числе:

– двигатель, питаемый природным газом с управляемым наддувом и центральной эжекционной подачей газа для больших городских автобусов и грузовых автомобилей, обеспечивающий выполнение перспективных норм по вредным выбросам; проведены стендовые испытания двигателя на опытных автобусах Ликинского автобусного завода;

– опытные образцы автобусов моделей А4216 и ЛИАЗ-5256, двигатели которых (без наддува) переоборудованы на питание природным газом; проведены испытания, показавшие, что расход газа на 100 км таким двигателем соответствует двигателям ведущих зарубежных фирм. Перевод дизелей на питание природным газом обеспечивает: уменьшение шумоизлучения на 3–6 дБа, повышение моторесурса на 30–50%, увеличение срока службы масла в 1,5–2 раза, значительное сокращение вредных выбросов в атмосферу.

Проведены опытно-конструкторские проработки магнитной технологической оснастки для выполнения ремонтных работ на различных видах транспорта (железнодорожном, автомобильном и водном). При этом обеспечивается возможность экологически безопасного транспортирования нефти, нефтепродуктов и газа, агрессивных и опасных жидкостей (таких, как хлор, аммиак) в штатном эксплуатационном режиме, а также оперативная ликвидация аварийных течей из цистерн, емкостей, резервуаров, трубопроводов;

Созданы технологии экологически безопасного перевода тепловозов на газомоторное топливо с сохранением их мощностных и тяговых характеристик. Пробная эксплуатация газотепловозов показала высокую надежность и экономичность газовых систем. Так, замещение дизельного топлива газом достигало 50%, что при разнице в ценах обеспечивало экономию средств на приобретение моторного топлива до 25%. Важным фактором являются экологические параметры газотепловозов: токсичность отработавших газов уменьшается в 1,5–2 раза, их задымленность практически отсутствует.

Разработаны тепловые модули для автономных источников теплоснабжения – котлы мощностью 200 и 400 кВт. Продукция поставлена на серийное промышленное производство, отличается оригинальной конструкцией, высокими показателями энергетической (КПД > 94%) и экологической эффективности, рекордно низкой материалоемкостью (вес менее 1,4 кг/кВт).

Разработаны эффективные технологии и оборудование для комплексного использования нетрадиционных источников энергии – солнечной энергии, низкопотенциального тепла (с помощью тепловых насосов), энергии ветра и других энергосберегающих и природоохранных технологий для теплоснабжения и горячего водоснабжения уникальных научно-исследовательских объектов Российской академии наук (СО РАН), в том числе технические предложения и обоснования по созданию в СО РАН ветровой фермы мощностью до 100 кВт и энергоустановки (мини-ТЭЦ) на базе действующей котельной жилого поселка.

Разработаны научные и технико-экономические обоснования типовых технических решений для тиражирования технологий использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и оборудования в различных секторах экономики Карачаево-Черкесской Республики (жилищно-коммунальное и сельское хозяйство, местная промышленность) и других регионов России.

На основе результатов разработок Правительством Карачаево-Черкесской Республики принято решение о подготовке Республиканской программы использования ВИЭ и энергосберегающих технологий в Тебердинском высокогорном биосферном заповеднике, туристско-рекреационном комплексе “Домбай – Архыз”, на других социально-значимых объектах.

В целях замены дефицитных жидких и газообразных топлив, а также малоэффективного и экологически вредного слоевого сжигания угля в теплогенерирующих установках различной мощности создано композиционное высокореакционное водоугольное топливо (ВУТ). Высокореакционное ВУТ является экологически чистым, обеспечивает значительное снижение выбросов в атмосферу оксидов азота, серы, оксида углерода, бензопирена. Применение разработанных композиций ВУТ взамен традиционных жидких и газообразных видов топлива и слоевого сжигания угля позволит снизить стоимость единицы вырабатываемой тепловой или электрической энергии в 1,5–3 раза.

Составлена обновленная по состоянию на 2004 г. “Карта глубин залегания грунтовых вод г. Москвы”. Для бассейна р. Ока разработана концептуальная модель, позволяющая рассчитывать параметры опасности наводнений и моделировать как процессы формирования поверхностного стока различного генезиса, так и процессы перемещения воды по поверхности бассейна и в руслах рек.

С использованием теории нечетких множеств, учитывающей синергетические эффекты кризисных ситуаций в природно-техногенной сфере, составлена классификация территорий по комплексным показателям их безопасности. В рамках исследований получен патент на изобретение “Способ определения среднесрочных предвестников землетрясения (варианты)”.

Разработан ряд моделей и методов управления риском и экологической безопасностью сложных технических систем и адекватных механизмов реагирования на чрезвычайные ситуации, высокий эффект которых подтвержден практической апробацией при эксплуатации гидротехнических сооружений Усть-Каменогорского и Бухторминского шлюзов. Оформлены соглашения о дальнейшем использовании их в регионах Республики Казахстан.

В соответствии с международными стандартами ИСО 14000 разработаны методы экологического менеджмента и экологического аудита текстильных предприятий. Создана и апробирована на образцах экспортной продукции ОАО “Трехгорная мануфактура” инновационная система экологической сертификации текстильной продукции.

Разработан и запатентован новый метод очистки производственных стоков от соединений тяжелых металлов, красителей и нефтепродуктов.

Разработана и запатентована методика определения масштабов природно-техногенных чрезвычайных ситуаций и экспресс-оценки ущерба от них. Создана база информационно-справочных и расчетных данных по 89 субъектам Российской Федерации, предназначенная для определения степени уязвимости и ранжирования территорий.

Разработана и внедрена космическая технология спасения пострадавших в ДТП. Ее внедрение позволяет уменьшить количество погибших и увеличить долю спасенных пострадавших в ДТП на 13–15%, довести среднее время ожидания пострадавшими медицинской помощи до 40 минут вместо среднестатистических показателей 1,0–1,3 часа.