Автореферати
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/96
Browse
7 results
Search Results
Item Науково-теоретичні основи системного підходу до підвищення рівня екологічної безпеки нафтовидобувних територій(Сумський державний університет, 2022) Аблєєва, Ірина Юріївна; Аблеева, Ирина Юрьевна; Ablieieva, Iryna YuriivnaДисертаційна робота присвячена розвʼязанню науково-теоретичної проблеми зниження рівня техногенного навантаження на довкілля від обʼєктів нафтового видобування, зокрема у районах активного буріння та освоєння свердловин, що призводить до деструктивних впливів на всі компоненти навколишнього природного середовища, особливо під час аварійних ситуацій, які супроводжуються розливами нафти і нафтопродуктів. Розроблено науково-методологічні основи системного підходу до оцінювання впливу відходів нафтовидобування на довкілля та екологічно безпечного поводження з ними, що забезпечує зниження техногенного навантаження на навколишнє природне середовище від нафтовидобувної промисловості. Удосконалено методологічну основу системного підходу до вирішення проблеми техногенного навантаження на навколишнє природне середовище під час видобування нафти та науково-практичні підходи до створення нафтодеструктивних консорціумів мікроорганізмів із використанням біоінформаційних баз даних. Розроблено науково-методологічний підхід до дослідження та впровадження технології очищення нафтозабруднених ґрунтів методами біоремедіації, що дозволило підвищити рівень екологічної безпеки відповідних територій за рахунок скорочення часу ліквідації забруднення та підвищення ефективності процесу. Біотехнологічний метод знезараження нафтозабруднених ґрунтів стає все більш популярним і корисним у наш час завдяки своїм перевагам і позитивним характеристикам перед фізико-хімічними методами. Висока ефективність розкладання нафтових вуглеводнів різними штамами бактерій пояснюється здатністю конкретного живого організму включати ці речовини в метаболічні процеси клітини. Чисельні дослідження показують, що арени, нафтенові, парафінові вуглеводні доступні практично для всієї аборигенної мікрофлори. Теоретично обґрунтовано підходи до моделювання біоремедіації нафтозабруднених обʼєктів, що зводяться до визначення складу нафтодеструктивних консорціумів із застосуванням біоінформаційних баз даних, що забезпечує ефективну біоаугментацію. Біостимуляція необхідна для підвищення ефективності розроблених біопрепаратів, тому науково обґрунтовано застосування анаеробного дигестату відповідно до методологічної основи системного підходу. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено ефективність застосування анаеробного дигестату як біостимулятора у складі бактеріальних препаратів на підставі наявності в ньому необхідного комплексу поживних речовин для нафтодеструктивних мікрорганізмів, що задовольняє вимогам екологічної безпеки щодо комплексного поводження з відходами. У пробах забрудненого нафтою ґрунту виявлено такі хімічні речовини: н-алкани, фтор, антрацен, фенантрен, пірен, толуол, ксилол, бензол, інші HВ. Досліджено залежність ступеню деградації нафти від часу експозиції τ та початкової концентрації нафти Ci. Результати досліджень показали, що максимальний ступінь деградації нафти на рівні 80 % встановлено за Ci в межах 4–8 г/кг і τ = 70 діб. Поліциклічні ароматичні вуглеводні, виявлені в забруднених пробах ґрунту, мають різні реакційні модулі біохімічного катаболізму. Більшість досліджених перетворень включають різні ферментні системи, а отже, і різні штами мікроорганізмів, що обґрунтовує ефективність консорціуму. Визначено, що до групи найбільш продуктивних бактерій і грибів у цьому контексті належать Pseudoxanthomonas spadix, Pseudomonas aeruginosa, Rhodococcus opacus, Acinetobacter baumannii, Bacillus cereus, Actinomyces sp., Mycobacterium flavescens. Експерименти з оброблення нафтозабруднених ґрунтів показали збільшення біодеградації у разі застосування біоаугментації. Результати експерименту свідчать, що 100 % концентрації нафти було засвоєно через 20, 25 та 35 днів для зразків ґрунту з вихідними концентраціями вуглеводнів на рівні 5, 10 та 15 г/кг відповідно. Розроблено схему деградації ароматичних сполук, наведену з комбінованими схемами реакційних модулів біодеструкції ароматичних сполук. Досліджені реакції складаються з трьох основних модулів дигідроксилювання ароматичного кільця, за яким слідують модуль мета- або орто-розщеплення та ко-дигідроксилювання та розщеплення ароматичного кільця разом із модулем попередньої обробки для перетворення метильної групи в карбоксильну групу на ароматичному кільці. Аналіз шляхів деградації ароматичних сполук показав, що основний модуль деструкції включає руйнування толуолу та бензоату, орто-розщеплення катехолу та мета-розщеплення катехолу, руйнування ксилолу, нафталіну, фталату. Моделювання консорціуму бактерій, що розкладають нафтопродукти, здатних до біоаугментації проводилось на основі модуля реакцій деградації ароматичних сполук, дослідження різних ферментних систем, які каталізують певні реакції, та визначення бактерій, здатних продукувати відповідні ферменти. Ідентифікація повного геному бактерій за допомогою IslandViewer 4 дозволила створити консорціум нафтодеструктивних бактерій, що складається з таких штамів: Pseudoxanthomonas spadix BD-a59, Rhodococcus jostii RHA1, Rhodococcus aetherivorans IcdP1, Pseudomonas putida ND6, Pseudomonas stutzeri 19SMN4, Pseudomonas fluorescens UK4, Acinetobacter lactucae OTEC-02, Bacillus cereus F837/76.7.9. Співвідношення між зазначеними штамами мікроорганізмів у консорціумі було встановлено на рівні 20 % : 20 % : 15 % : 10 % : 10 % : 5 % : 5 % : 15 %. Системний підхід передбачає дослідження нафтовидобувної діяльності як системного цілого, тому була проведена декомпозиція процесу на взаємоповʼязані складові з метою виділення ключових факторів впливу на всіх стадіях процесу. Визначено, що на етапі проведення сейсморозвідувальних робіт основним екодестабілізуючим чинником є шум, по відношенню до якого китоподібні і ластоногі виступають як найбільш чутливі реципієнти. Буріння свердловин та видобування нафти супроводжуються забрудненням середовища існування морських гідробіонтів нафтою, буровим шламом, буровими стічними водами, важкими металами, радіоактивними елементами. Запропоновано методологію впливу нафти на водні екосистеми відповідно до системного підходу, що полягає у визначенні факторів, які впливають на поведінку та долю нафтових сполук, застосуванні методів математичного моделювання для дослідження процесу розтікання нафтової плівки на поверхні води та методу оцінки впливових концентрацій хімічних речовин на біоту, зокрема методу ансамблевої оцінки. Для прогнозування рівня навантаження розроблено систему індикаторів та сигнальних показників якості, що враховує як фізико-хімічні властивості абіотичної компоненти екосистеми, так і параметри еколого-трофічних груп біоти. Розроблено технологію поводження з буровими відходами, що полягає у збиранні відходів буріння, регулюванні рН та обробленні коагулянтами і флокулянтами, розділенні відходів на тверду і рідку фази у полі дії відцентрових сил, що апаратурно здійснюється в центрифузі чи декантері. Встановлено залежність ефективності седиментації від дози коагулянту і флокулянту під час реалізації розробленої технології розділення бурового шламу під впливом відцентрових сил, зокрема науково обґрунтовано дози алюміній сульфату та поліакріламіду на рівні 30 % та 0,1–0,2 % за основною речовиною відповідно. Реалізація розробленого способу забезпечує повторне використання освітленої та очищеної води у технологічному процесі, зокрема під час приготування бурового розчину, нафтової фази для одержання палива або як додатку до паливних сумішей, утилізацію механічної фракції з одержанням будівельних конструкцій, тим самим знижує техногенне навантаження на довкілля під час буріння нафтових свердловин. Сформовано науково-методичні підходи до застосування теорії нечіткої логіки в екологічних дослідженнях, зокрема під час проведення математичного моделювання безпеки системи «видобування нафти – бурові відходи – вплив на навколишнє середовище» та екологічного ризику. Запропоновано науково-методичний підхід до моделювання фільтрації нафти через пористе середовище, що забезпечило прогнозування глибини та площі забруднення ґрунту, та зниження екологічного ризику від аварійних розливів нафти. Розроблено науково-теоретичні підходи до застосування програмного забезпечення ANSYS у розвʼязанні проблем екологічної безпеки, зокрема з метою математичного моделювання процесу поширення нафти через пористе середовище, що дозволило розробити комплекс науково обґрунтованих заходів з локалікації та ліквідації аварійних розливів. Доведено збільшення коефіцієнта проникнення вуглеводнів із збільшенням вологості ґрунту. Попередня обробка результатів експерименту показала, що при незмінному складі середовища швидкість проникнення вуглеводнів для систем нафта – вологий ґрунт та нафта – сухий ґрунт нелінійно залежить від часу. Отримано регресійні моделі для кривих залежності глибини проникнення нафти від часу для досліджуваних зразків в умовах сухого та вологого ґрунту. Візуалізація за допомогою компʼютерного моделювання показала розподіл нафтових вуглеводнів у ґрунті у вертикальному та горизонтальному напрямках. Доведено суттєву різницю в швидкостях вертикального та горизонтального проникнення вуглеводнів, що узгоджується з експериментальними даними. Науково-методологічною основою дослідження є модифікований детермінований та ймовірнісний підхід до визначення ризику надзвичайної ситуації за допомогою методів нечіткої логіки у вигляді нейронних мереж. Для апробації розробленої методики проаналізовано дані про аварійні розливи нафти в Сумській області за період 2017–2021 років. У результаті дослідження встановлено, що значущість антропогенних порушень природного середовища на всіх рівнях оцінюється за такими параметрами: просторовий масштаб; шкала часу; інтенсивність. У разі інциденту з розливом нафти статистика дослідження дала повну оцінку впливу 6, що вказує на вплив низької значущості, вплив відчувається, але величина впливу є досить низькою (з або без помʼякшення) і в межах прийнятного стандарту рецептори мають низьку чутливість. У випадках індивідуальних оцінок під час визначення екологічного ризику отримано такі результати: часовий параметр – вплив середньої тривалості, просторовий параметр – локальний вплив, інтенсивність – помірний вплив. Розроблено спосіб розділення відходів буріння нафтових свердловин з подальшою утилізацією окремих фракцій, що включає збирання відходів буріння, регулювання рН та оброблення коагулянтами і флокулянтами, розділення відходів на тверду і рідку фази з наступним використання рідкої фази та утилізацією твердої фази відходів. Запропонована технологія забезпечує підвищення екологічної безпеки і зниження впливу на довкілля від відходів, що утворюються під час буріння та експлуатації свердловин на нафту і газ, та призначається для ефективного розділення бурових нафтовмісних відходів у полі дії відцентрових сил з одержанням окремих фракцій, придатних для подальшої роздільної утилізації. Основні принципи технології захищені патентом України на корисну модель. Розроблено спосіб біоремедіації нафтозабруднених ґрунтів біологічним методом із внесенням науково обґрунтованої композиції препарату нафтоокиснювальних бактерій та речовин, зокрема як біостимулятор використовують дигестат після анаеробного зброджування органічних відходів, буферний стабілізатор – фосфогіпс, сорбент або розпушувач – монтморилоніт або солома та компостовані відходи тваринництва і птахівництва. Реалізація розробленого способу дозволяє знизити техногенне навантаження на довкілля у результаті відновлення порушених земель і ґрунтів, забруднених нафтою та нафтопродуктами, та забезпечує інтенсифікацію процесу деградації вуглеводнів біологічним способом, що сприяє одержанню екологічно безпечного субстрату та виключає його токсичність для живих організмів за рахунок деградації та/або іммобілізації небезпечних хімічних речовин. Отримано патент України на корисну модель. Розроблено технологію одержання гранульованого біостимулятора на основі анаеробного дигестату, що входить до складу нафтодеструктивного біопрепарату. При цьому під час гранулювання додається фосфогіпс як вʼяжуче для формування оболонки, що додатково вирішує проблему утилізації промислових відходів. Сушіння одержаних гранул проводять у малогабаритних багатоступінчастих сушарках з псевдозрідженим шаром, які працюють за рахунок електроенергії, виробленої з біогазу, що дозволяє комбінувати біогазові установки та установки для виробництва гранульованого біостимулятора. Такий підхід забезпечує зниження техногенного навантаження на навколишнє середовище від нафтовидобувної галузі, відповідає вимогам екологічної безпеки щодо поводження з промисловими відходами та задовільняє кілька Цілей сталого розвитку. Практична значущість роботи підтверджена результатами промислових випробувань розроблених екологічно безпечних технологій, патентами на корисну модель та актами впровадження у виробничий і навчальний процеси.Item Наукові засади еколого-синергетичного підходу до процесу утилізації фосфогіпсу для зменшення техногенного навантаження на довкілля(Сумський державний університет, 2019) Черниш, Єлізавета Юріївна; Черныш, Елизавета Юрьевна; Chernysh, Yelyzaveta YuriivnaДисертаційна робота присвячена вирішенню науково-прикладної проблеми зниження рівня техногенного навантаження на довкілля від відвалів відходів хімічної промисловості на основі розроблення еколого-синергетичного підходу до визначення синергетичних ефектів процесів накопичення та складування масивів фосфогіпсу, що сприяють зниженню впливу на прилеглі до урбоекосистем території. Сформовано еколого-синергетичні засади моделювання впливу відвалів фосфогіпсу на природні компоненти довкілля, зокрема, розроблено наукові засади оцінювання техногенного впливу процесу накопичення фосфогіпсу на екосистему та здійснено моделювання міграції важких металів (ВМ) із техногенного масиву відвалу в грунтовий комплекс едафотопу. Розроблено наукові засади створення технологічних схем утилізації фосфогіпсу в системах біодесульфуризації газових потоків з рециклінгом матеріальних потоків, що забезпечить формування нового напряму його використання в технологіях захисту атмосферного повітря зі створенням екологічно безпечної технології оброблення та отриманням корисних продуктів утилізації, що грунтуються на еколого-синергетичних процесах сорбційної іммобілізації на носії з фосфогіпсу. Для підвищення екологічної безпеки станцій очищення стічних вод обгрунтовано напрям утилізації фосфогіпсу в системах анаеробної стабілізації стічних вод та мулових осадів (МО) для інтенсифікації процесів дефосфатації. Визначено еколого-синергетичні механізми вилучення фосфатів зі стоків і МО при введенні в систему фосфогіпсу в технологіях захисту водних екосистем. Для підвищення рівня екологічної безпеки природно-антропогенних ландшафтів, забруднених ВМ, досліджено еколого-синергетичні механізми впливу біокомпозита у системі "грунт – мікробний біом – токсикант" та виявлено ряд протекторних перетворень, що визначають довгострокову фіксацію ВМ у стійких нерозчинних структурах. Здійснено математичне моделювання впливу біокомпозита як продукту анаеробної стабілізації МО та фософгіпсу на захисні функції грунту та відповідно розроблено еколого-синергетичну модель його впливу на процес природного регулювання буферних властивостей грунтового комплексу. Практична значущість роботи підтверджена результатами промислових випробувань розроблених екологічно безпечних технологій, одним патентом на винахід України, двома патентами на корисну модель та актами впровадження у виробничий і навчальний процеси.Item Науково-методичне обгрунтування стратегій еколого-економічного розвитку регіону(Сумський державний університет, 2015) Вороненко, В'ячеслав Ігорович; Вороненко, Вячеслав Игоревич; Voronenko, Viacheslav IhorovychДисертація присвячена дослідженню науково-методичних основ обґрунтування регіональних стратегій еколого-економічного розвитку. Розроблено критерії щодо вибору оптимальних стратегій для регіонів, які базуються на сформованій системі якісних показників еколого-економічного стану регіону. Набув подальшого розвитку показник істинних заощаджень регіону для оцінювання результативності відповідних стратегій. Подано систему обґрунтування стратегії еколого-економічного розвитку регіону, що доповнена блоком «оптимізації і корекції», основними функціями якого є забезпечення оціночної версії стратегії оптимальними показниками еколого-економічного розвитку регіону, та корекція стратегії за необхідності. Для одержання оптимальних показників еколого-економічного розвитку регіону розроблено оптимізаційну економіко-математичну модель динаміки зміни чистих внутрішніх заощаджень регіону, скоригованих з урахуванням еколого-економічних втрат від порушення довкілля. Практична значущість дисертації визначається тим, що одержані авторські положення і пропозиції можуть бути використані під час формування та реалізації стратегій забезпечення еколого-економічного розвитку регіонів.Item Економічні основи формування інституціонального механізму управління якістю навколишнього середовища(СумДУ, 2014) Кравець, Олена Олегівна; Кравец, Елена Олеговна; Kravets, Olena OlehivnaДисертацію присвячено актуальним науковим задачам з розвитку теоретичних положень та практичних рекомендацій щодо формування інституціонального механізму управління якістю навколишнього середовища з урахуванням економічних основ. Сформульовано поняття «інституціональний механізм управління якістю навколишнього середовища». Розроблено концептуальні основи зазначеного механізму та удосконалено підхід до управління якістю навколишнього середовища. На основі адаптувань зарубіжних методів розроблено інтегральний індекс якості навколишнього середовища, який є інформаційною основою для прийняття управлінських рішень в галузі охорони якості навколишнього середовища, модель оцінки впливу екологічних інвестицій на якість навколишнього середовища та є інформацією для підтримки управлінських рішень на етапі планування екологічних інвестицій. Запропоновано модель оптимального вибору проектів на охорону навколишнього середовища. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/35842Item Оцінка техногенного впливу на навколишнє середовище Іраку(Вид-во СумДУ, 2013) Ібрагім, М. Аліяс Насер; Ибрагим, М. Алияс Насер; Ibrahim, M. Aliias NaserДисертаційна робота присвячена вирішенню актуального завдання у галузі екологічної безпеки - оцінці зміни стану природних комплексів в результаті проведення воєнних дій та розробці заходів по відновленню порушених земель та поліпшенню стану водних ресурсів країни. Вивчення стану природних комплексів проводилось на 30 експериментальних майданчиках та дозволило скласти карту-схему, яка відбиває просторову диференціацію території за ступенем порушеності. Дослідження фізичних та хімічних властивостей ґрунтів на порушених територіях показало значну зміну щільності по висоті розрізів, перемішування ґрунтових горизонтів, наявність механічних включень, зменшення вмісту гумусу, підвищення рН, нерівномірний розподіл рухомих форм калію та фосфору. На порушених ділянках більш інтенсивно проходять ерозійні процеси. Наведені дані свідчать про деградацію ґрунтового покриву в районі бойових дій. Вивчення стану водних ресурсів показало необхідність розробки заходів по поліпшенню якості поверхневих та підземних вод. В залежності від ступеню порушеності запропоновані заходи по відновленню ландшафтів. Для поліпшення якості води природних джерел запропоновано застосовувати електромагнітну обробку, що дозволило знизити солевміст та поліпшити якості води. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/31843Item Техногенний вплив елементів кадмію та свинцю, що містяться у відвалах фосфогіпсу, на навколишнє середовище(Вид-во СумДУ, 2008) Трунова, Інна Олександрівна; Трунова, Инна Александровна; Trunova, Inna OleksandrivnaДисертація присвячена дослідженню техногенного впливу елементів важких металів, що містяться у відвалах фосфогіпсу, на навколишнє середовище. Наведені дані про світові запаси фосфорних руд, обсяг видобутку фосфатів, динаміку обсягу споживання. Проаналізовано хімічний склад фосфоровмісної сировини на вміст важких металів. Наведені дані про взаємодію навколишнього середовища зі сполуками токсичних елементів, особливості прогнозування забруднення ними навколишнього середовища. Дана техніко-економічна та екологічна оцінка виробництва фосфорних добрив. Розроблено математичну модель, що встановлює функціональну залежність вмісту досліджуваного мігранта в геохімічному ландшафті від просторових координат і часу. Розроблена структурно-функціональна модель ландшафту спирається на припущення, що геохімічна структура ландшафту визначається його міграційною структурою, тобто водно-повітряною і біологічною міграцією, а вся фактична різноманітність міграційних процесів зводиться до надходження і витрат мігранта в елементарній фації ландшафту (ЕФЛ) і переходу його від однієї ЕФЛ до іншої, тобто балансу мігранта в рамках ЕФЛ. Інтервал часу охоплює повний цикл міграцій — компонентів міграційної структури, зв`язаних з припливом речовин ззовні і відтоком їх за межі ЕФЛ; мобілізацією мігрантів та іммобілізацією їх, тобто переходом нерухомих форм у рухомі і навпаки; перерозподілом мігрантів усередині ЕФЛ. Виведено диференціальне рівняння руху та накопичення мігранта у твердій фазі. На основі експериментальних досліджень та результатів математичної моделі за допомогою регресійного аналізу встановлено форму залежності між глибиною міграції важких металів за профілем ґрунту та фосфогіпсу та режимом накопичення мігрантів у твердій фазі. Виявлено, що розподіл вмісту всіх досліджуваних елементів за профілем сірого лісового ґрунту проходить таким чином, що максимального навантаження зазнають верхні горизонти ґрунту, в яких відбувається їх закріплення. Підзолистий процес зумовлює зниження концентрацій елементів у підзолистому горизонті і збільшення їх в ілювіальному горизонті, що може бути пов’язано з вимиванням металів з вищих горизонтів. За допомогою регресійного аналізу встановлено форму залежності між глибиною міграції важких металів за профілем ґрунту та фосфогіпсу і режимом накопичення мігрантів у твердій фазі. На основі вибіркових даних було знайдено оцінку цих параметрів і перевірено відповідність прийнятої моделі експериментальним даним. Наведені методика та результати дослідження на зв’язок між рухомими формами та валовим вмістом свинцю і кадмію у сірому лісовому ґрунті. Одержані результати залежності водопроникності ґрунту від його вологості та вмісту дрібнодисперсних часток фосфогіпсу. Пропонується розширення ємності відвалу фосфогіпсу виробництва фосфорних добрив ВАТ „Сумихімпром‖ без відводу додаткових сільгоспугідь, а також складування залізного купоросу у тілі запроектованого відвалу. Запропоновано та досліджено протифільтраційний екран по дну, укосах і поверхні чаші відвалу фосфогіпсу та залізного купоросу. Для забезпечення відводу рідини від проектованого відвалу фосфогіпсу ВАТ „Сумихімпром‖ проектом передбачена єдина дрема по дну відвалів залізного купоросу та фосфогіпсу до ставка-акумулятора. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3592Item Наукові основи підвищення ефективності еколого-економічних систем з урахуванням синергетичних ефектів(Сумський державний університет, 2009) Дегтярьова, Ірина Борисівна; Дегтярева, Ирина Борисовна; Dehtiarova, Iryna BorysivnaУ дисертаційній роботі науково обгрунтовано врахування синергетичних ефектів для підвищення ефективності функціонування еколого-економічних систем (ЕЕС). Проведено аналіз існуючих підходів до визначення синергетичних ефектів, що виникають у результаті діяльності суб'єктів господарювання. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/626