2nd International Scientific Conference on «Sustainable and Efficient Use of Energy, Water and Natural Resources»

Sep 16, 2019, 8:05 AM → Sep 20, 2019, 6:00 PM Asia/Irkutsk

Sergey Romanenko (SEWANconf.ru), Svetlana Timofeeva

The aim of the conference is to create the effective platform for discussing practical
and theoretical issues of energy conservation and resource efficiency. The target audience
of the conference are the representatives of the organizations from scientific and educational
communities, the representatives of state authorities and industrial and commercial companies.
The target audience of the conference are the representatives of organizations from the scientific
and educational complex as well as the representatives of state authorities and production
companies.

The main Conference topics are:

• Energy Saving and Energy Efficiency
• Enviromentally-Frendly Energy Conversion and Supply
• Sustainable Use of Natural Resources
• Ecological Safety and Environmental Protection Systems
• «Green Chemistry»
• Ecological Biotechnology, Green Economy: Problems and Prospects

 

Dogovor IRNITU.doc

Galachim info.jpg

Galachim.jpg

inf1_SEWAN-2019.pdf

inf1_SEWAN-2019 rus.pdf

inf2_SEWAN-2019.pdf

inf2_SEWAN-2019_rus.pdf

IOP.zip

Merc.jpg

Programme.pdf

Registration instruction.pdf

сборник_SEWAN_2019_new.pdf

Monday, September 16

9:00 AM Заезд участников

Tuesday, September 17

Регистрация

Пленарное заседание

1 Overview and Perspectives on Water Footprint (Availability, Scarcity, Virtual and combined with Energy and GHG)

Jiří Jaromír Klemeš*,a, Xuexiu Jiaa, Petar Sabev Varbanova, Sharifah Rafidah Wan Alwib
aSustainable Process Integration Laboratory – SPIL, NETME Centre, Faculty of Mechanical Engineering, Brno University of Technology, Czech Republic
bProcess Systems Engineering Centre (PROSPECT), Research Institute for Sustainable Environment, Universiti Teknologi Malaysia (UTM), Johor, Malaysia

Water scarcity issue has been a serious concern as a global issue in various regions around the world. To provide insightful information for understanding the water use of the country, and to identify the potential for optimal water management are essential to water footprints. This study investigated the internal water footprint in East Asia countries, and the virtual water footprint created by global trade. Based on the existing method, treated water, and water loss, as the water recharged to natural water supply, are considered as an offset of the water footprint. The virtual water footprint showed that fossil fuel, petrochemical industry expert (important role are playing fertilisers) and paper are the imported commodities contributing to virtual water import and export.
As water has been in many cases, namely in power generation, processing and manufacturing hot respectively chilled, it is appropriate to consider the combination with the energy and GHG footprints as well. Growing attention has to be paid to the development of water desalination.
The recent state of the art has been overviewed, some case studies demonstrated and an assessment of the future development attempted.
Acknowledgement
EU project “Sustainable Process Integration Laboratory – SPIL”, EU project No. CZ.02.1.01/ 0.0/0.0/15_003/0000456 funded by “Operational Programme Research, Development and Education”, Priority 1: Strengthening capacity for quality research and the collaboration with the UTM, Malaysia have been gratefully acknowledged.

Speaker: Jiří Jaromír KLEMEŠ (SPIL, NETME Centre, FME, Brno University of Technology, VUT BRNO)

2 Making Process Integration Work for Cost and Footprint Reduction: Data Extraction, ΔTmin Importance, Investments

The costs and emissions in industry can be reduced by applying Process Integration (PI), which started as Heat Integration (HI) [1]. HI has been extensively used in the processing (e.g. chemical, petrochemical, pulp and paper, food and drink) and power generating industries [2]. It allows reducing the amount of external heating and cooling, together with the related cost and emissions.
The presentation starts with an overview of PI and HI. Focusing on HI, the implementation and Data Extraction issues are analysed, demonstrating the importance of preservation of data and reasoning continuity. The Total Site Integration (TSI) targeting is then discussed, where it is shown that accounting for individual process heat transfer characteristics and capital cost provide important information at the stage of targeting. The usefulness of HI is illustrated on a bromine plant example. The presentation then analyses the challenges and indicators to be considered, to enable sustainability evaluation and emissions impact of industrial sites. These include GHG and Water footprints, supplemented by investment and total cost targets.

The final part of the presentation provides an analysis of the PI development trends, clearly showing the need for a unified modelling and workflow framework, as well as for the introduction of the essential indicators of the energy system performance – energy costs and environmental footprints.

References
1. Klemeš, J.; Varbanov, P.S.; Wan Alwi, S.R.; Manan, Z.A. Sustainable Process Integration and Intensification: Saving Energy, Water and Resources. De Gruyter, 2018.
2. Klemeš, J.J.; Varbanov, P.S.; Walmsley, T.G.; Jia, X. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2018, 98, 439–468.

This research has been supported by the EU project “Sustainable Process Integration Laboratory – SPIL”, project No. CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_003/0000456 funded by EU “CZ Operational Programme Research, Development and Education”, Priority 1: Strengthening capacity for quality research.

Speaker: Petar Varbanov (Brno University of Technology, FME, NETME Centre, SPIL)

1:00 PM Обед

2:00 PM Экскурсия

6:00 PM Фуршет

Wednesday, September 18

Пленарное заседание

3 MOFs and their derivatives: properties and applications in green chemistry

-

Speaker: Prof. Francis Verpoort

11:00 AM Кофе-брейк

Пленарное заседание

1:00 PM Обед

Clean Technologies and Environmental Protection Systems/ Проблемы экологической безопасности и системы защиты среды обитания

Convener: Prof. Svetlana Timofeeva

4 Тerritorial risks of the Baikal region

The territorial risks of the Baikal region are calculated. Identified the most significant risks.

Speaker: Svetlana Timofeeva

5 Environmental risks of Irkutsk according Snohomish shooting risks

Identified the most polluted areas of the city of Irkutsk according to the snow chemical survey. The sources of environmental pollution with heavy metals have been established.

Speaker: Mr Semyon Timofeev

6 Comparative assessment of occupational risks at enterprises of oil production and coal industries in the Irkutsk region

The historical development of human civilization has shaped a completely justified life axiom: if you want to achieve something, work hard. And it is true, without making efforts a person, quite logically, will not be able to satisfy his or her basic needs, to acquire the necessary material goods and services in the absence of money. Yet in fulfilling their labor functions, people find themselves in the workplace environment with harmful and hazardous factors that can lead to negative consequences for health and life, and this is especially of relevance in the light of the recent pension reform in Russia. It is perfectly reasonable to believe that each and every production activity is not able to manage without raw materials that are provided by certain industries, one of which is mining. A procedure for assessing occupational hazards exists precisely to identify negative workplace factors and then take corrective actions. In this paper, the assessment was carried out for enterprises producing natural recourses of strategic importance for Russia, i.e. oil and coal. We estimated occupational hazards using the method of assessing individual occupational hazards for employees of mining enterprises in the Irkutsk region and measures to reduce them.
Effective solution of labor protection issues, compliance with labor protection and industrial safety requirements, introduction of new, more advanced methods for organizing safe work will significantly reduce occupational risks, improve working conditions at mining enterprises and prevent significant financial costs that mining companies bear for compensation payments and employee benefits, as well as the consequences of accidents and occupational diseases of employees.

Speaker: Ms Nadezhda Gorlenko (ISTU)

7 Study of occupational health risks in Irkutsk region

The aim of the article is to study statistical patterns of occupational health risks changes in Irkutsk region and to identify factors that exercised the greatest influence on such changes. Statistical tools such as retrospective analysis, Shewhart control charts, linear regression analysis were used in the study. The retrospective analysis included 2011-2017 period and was performed both for Irkutsk region in general and municipalities of Irkutsk region. Shewhart control charts were built by all kinds of occupational accidents and occupational diseases in order to identify systemic causes or random variation of damaging to the health of the employees. Linear regression analysis were used to establish if there was a correlation between the rate of occupational injuries and a financing of labour protection measures. It was shown that injury risk and death risk have tended to decline in 2011-2017 in Irkutsk region in general. But just since 2014 there have been an increasing of ratio injury cases to death cases. This fact demonstrated real decreasing of the severity of injuries. Statistical modeling by design of Shewhart control charts showed that it could be said that there are systemic causes for non-fatal injuries. So, we need to identify these causes. Using Shewhart control charts it was noted that there is statistical manageability by occupational hazards for fatal injuries. In this case there is natural variability inherent in casual processes. Modelling of linear correlation between the rate of occupational injuries and a financing of labour protection measures revealed high inverse link between the rate of occupational injuries and the financing of training in labour protection. The resulting data testify to maximizing common interest of employers in quality training in labour protection. These results can help in optimizing of occupational safety costs.

Speaker: Elena Khamidullina (Irkutsk National Research Technical University)

8 Categorization and gradation of hazardous actions of industrial workers: methodological aspects

The concepts of “hazardous working conditions” and “hazardous actions of an employee” are clarified. Regulatory and various doctrinal approaches to differentiating the actions of workers violating labor protection requirements are considered, their specific features, advantages and disadvantages for use in industrial enterprises are analyzed. The author proposes a method of categorizing and grading dangerous actions of workers of industrial enterprises, developed taking into account the specifics of the functioning of petroleum warehouses.

Speaker: Dmitry Kostin

9 Methods and Techniques for Testing Knowledge in the process of Occupational Safety Training in the Form of Instruction

The article actualizes the problem of preventing injuries in the process of organizing and conducting briefings. The author approaches the solution of this problem by identifying the methodological tools used to effectively test the knowledge and skills in the process of briefings. The article substantiates the growing importance of the problem, due to the increase in accidents related to injuries. Characterized by models of the effectiveness of injury prevention. The article highlighted and systematized the methods and techniques for testing knowledge in the process of briefings on injury prevention.

Speaker: Anna Shalamova

10 Environmental risks of the salt refinery of OJSC Tyretsk Solerudnik and the development of measures to reduce them

The analysis of the impact of the salt factory on the environment. It is established that the main sources of pollution are production processes: crushing, screening, grinding and transportation of salt. The intensity of dust formation depends on many factors: the physicomechanical properties of the salt being processed, such as fragility, fineness and humidity; method of moving and enrichment of salt; air movement and humidity, as well as airtightness of dust emitted equipment.
The proposed device to reduce the environmental risks of the salt factory.

Speaker: Olga Nikitina

11 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ В ОБЛАСТИ ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

При определении экономической эффективности планируемых и внедренных мероприятий в области техносферной безопасности возникает сложность на самых первых этапах: определение мероприятий и установления эффектов при их реализации.
Каждое предприятие обязано реализовывать мероприятия в области техносферной безопасности согласно различным нормативно-правовым актам, но не во всех документах прописаны конкретные мероприятия. Они формируется на каждом предприятии индивидуально в зависимости от специфики производственного процесса и потребностей предприятия.
Выполнение мероприятий по техносферной безопасности приводит к появлению эффектов. Необходимо различать понятия эффект и эффективность. Эффект – это результат, а эффективность – это оценка результата.
Следует иметь в виду, что с помощью одного показателя нельзя оценить эффективность того или иного мероприятия, поэтому при расчёте анализируют и ряд показателей обусловленных конкретным мероприятием по техносферной безопасности. В ходе анализа могут появиться косвенные эффекты: эффекты из других областей техносферной безопасности или эффекты не связанные с техносферной безопасностью.
Для оценки результатов от реализации мероприятий государственными органами власти и учеными разработано множество методик. Однако некоторые социальные и экономические показатели невозможно учесть из-за отсутствия рекомендаций по их расчету, поэтому специалисты на предприятиях прибегают к примитивным методикам расчета.
Суммарный годовой экономический результат от конкретного мероприятия по техносферной безопасности будет определяться как сумма всех экономических результатов, которые возможно получить от реализации данного мероприятия. Срок учета экономических результатов от реализации мероприятий различен, он может быть равен сроку службы товара, оборудования, может иметь периодический характер.
Для экономического обоснования планируемых мероприятий на предприятии в области техносферной безопасности необходимо соблюдать определенный порядок.
Обеспечение техносферной безопасности на предприятии является неотъемлемым процессом производства товаров работ, услуг, на финансирование которого выделяются минимальные денежные средства. Осознание не только инженерно-технических, но и социальных, и экономических эффектов от внедрения мероприятий позволит стимулировать внедрение мероприятий на предприятии и финансировать их реализацию. Представленная классификация возможных мероприятий и эффектов по обеспечению экологической, промышленной безопасности и охраны труда определяет направление работ на предприятии, а разработанный алгоритм – порядок выполнения.

Speaker: Dr Anastasiya Kopytova

Energy Saving and Energy Efficiency/Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в строительстве и ЖКХ

Conveners: Prof. Michail Tolstoy (Irkutsk State Technicak University), Nikolai Tsvetkov

12 THE COMPLEX MOBILE INDEPENDENT POWER STATION FOR THE RECREATIONAL AREAS

For energy supply and sewage treatment of villages in the countryside, cottage settlements and even separate buildings it is necessary to build additional energy and sewage treatment plants, with associated complex design work. In most cases, after deterioration or obsolescence of these stations, it is necessary to carry out major repairs and reconstruction or conservation, followed by the construction of new stations. It is also impossible to move them with reusing in case of a decrease in the number of subscribers of these stations. Not to mention the fact that the use of traditional energy often has environmental consequences. This is especially concerns the recreational areas, like The Baikal Nature Territory in the Irkutsk Oblast, Zabaykalsky Krai and Republic of Buryatia.
Development and perfection of urban infrastructure is impossible without the reconstruction and modernization of life support systems. At the same time, this is one of the most difficult scientific, technical and engineering tasks. The use of renewable energy sources can solve many of the above problems, but even they alone cannot solve the problems of mobility and dependence on external factors.
In the result of the our research a complex mobile independent power stations was developed, which will allow to solve the above problems.
This station contains renewable energy equipment for producing heat and electric energy. Besides there are a wastewater treatment plant, which allows to expand the functionality of the station. The complex mobile independent power station is intended for full power supply a different kind of consumers, located even in remote areas, reducing dependence from centralized energy supply systems, decrease the fossil fuel consumption, improvement of the environment of urban areas and solve the problems of purification of industrial and municipal wastewater, and also suitable for using in the recreational areas.

Speaker: Prof. Alexander Tunik (Irkutsk State Technical University)

13 Optimization modeling in the selection of key performance indicators in problems of management energy saving

In the formulation of the optimal choice problem, a technique is used that provides the possibility of coordination of energy saving management in the system based on the selected indicators.
Depending on the stage of the energy system life cycle, the following classes of indicator values may differ: target values of indicators; forecast values of indicators; planned values of indicators; actual values of indicators.
Decisions are made on the basis of comparison of target and actual, planned and actual values, as well as analysis of the dynamics of indicators.
The content formulation serves as a basis for the formation of an optimization model for the selection of indicators of the deviation control problem. The full set of indicators of efficiency of process of operation of power system and operating influences is considered. Further, expert ranking of the set of control actions is carried out, characterizing their importance to compensate for the deviation of the actual values of the relevant indicators from the planned ones, with the determination of the value of the ranks changing at the appropriate intervals. Visual image is a choice of two of rank of the situations in which jumps of the generalized sums of the ranks corresponding impact. This allows us to divide the control actions into 3 groups by the level of significance of the impact on reducing the deviation of such an indicator: significant, average, insignificant.
Alternative variables are introduced and an optimization criterion is formulated that provides the requirement to minimize energy consumption.
The boundary conditions are related to the requirement that at least one control action with a significant level of significance should correspond to each indicator.
As a result, a single optimization model is formulated.
The problem solving procedures are based on randomized dichotomous reduction as an iterative algorithm.

Speaker: Andrey Preobrazhenskiy (Voronezh institute of high technologies)

14 DIRECTIONS FOR IMPROVING THE EFFICIENCY OF LOCAL ENERGY SYSTEMS IN IRKUTSK REGION

The paper is devoted to the problems of power supply to the off-grid settlements in the Irkutsk region. These settlements are not connected to the grid due to their remoteness and inaccessibility. Their population is 9.8 thousand people. The main problem for these localities is a complicated scheme of diesel fuel delivery, which is the reason for the high fuel input in electricity price. In this regard, economically feasible electricity tariffs currently reach 32-37 rub/kWh. In 2018, 486 million rubles was earmarked from the regional budget to subsidize power supply companies.
The connection of these consumers to the grid would considerably reduce budgetary subsidies. This measure can be taken in many districts. However, the switch to the centralized power supply requires significant investment due to the long distances between the points of possible connection and the settlements, and small electrical loads.
The Katangsky District has all preconditions for the replacement of diesel fuel with crude oil, given the location of the oil companies. Moreover, partial replacement by oil is possible in the Yerbogachen settlement even at some operating units. One of the alternative fuel options for autonomous power plants in the Kirensky and Ust-Kutsky Districts may be natural gas, owing to the Power of Siberia pipeline passing through this territory.
The real reduction in the fuel costs can be achieved by the construction of solar power plants in addition to diesel ones to substitute part of the fuel. In the context of the Irkutsk region, a possible reduction in diesel fuel consumption due to the use of solar energy can reach 40-45%. In the Kirensky District, there are prerequisites for using sawmill and woodworking waste to produce electricity.
All of these directions will significantly reduce the fuel cost and the budgetary subsidies for electricity supply to this category of consumers.

Speaker: Dr Irina Ivanova

15 Intelligent Lighting System: Energy Management Technical Measure

The Intelligent lighting System Project is a program at the Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov which provides research and analysis within the framework of the NArFU digitization.
The issue is topical due to the updated version of the Federal law No 261 of 27 December 2018 “On Energy-Saving and Energy Efficiency” as well as amending certain legislative Acts of the Russian Federation."

This paper deals with the implementation of the project as an integrated element of the digitization process at the NArFU. Real-life objects of the NArFU are presented to demonstrate performance of the experiment titled "Smart Campus" that is considered as the partial program of the project.
The Project at the NArFU is a technical measure of the Energy Management System (hereinafter EnMS). Special emphasis is placed on the system integrated approach which is represented by four major components including: a) the organizational management system, b) technical control management, c) R&D strategies, d) NArFU formative component.
The principal objective of the "Smart Campus" project is to replace the available lamps with light-emitting diodes fitted out with embedded controllers. The intelligent lighting system is unwired and it is based on the SunRise on-line service.
The host computer or the lighting control panel will be equipped with the SROffice software. The SRLSOffice sensors monitoring motion, light intensity as well as indoor temperature will be placed around the campus area. Obtained data will be sent to the SROffice control cabinet.

. It is to be noted that using the data processing platform will result in monitoring and controlling energy consumption providing energy saving.
In order to perform the measures, the rationale option is drawing up the energy service contract. As regarding the contract it is a specific form of agreement between the consumer and the energy service company.

Speaker: Mr Victor Lyubov

16 MODEL EVALUATIONS OF ENERGY CONSUMPTION AND CO2 EMISSION IN LEAD SMELTING PROCESSES

Metallurgical industry of Kazakhstan take the second place in amounts of greenhouse gas emissions after power engineering industry. Every pyrometallurgic production is characterized by the definite emission factor that reflects amount of СО2 recalculated per unit of manufactured products.
It should be noted that in Kazakhstan there are opportunities of development and realization of projects on reduction of metallurgical production energy output. In this connection issues of greenhouse gas emissions are relevant for enterprises of metallurgical industry.
The objective of this work was the model evaluations of potential decrease in the consumption of carbon energy resources and СО2 emission into the atmosphere during reduction smelting of rich lead slags.
In order to perform evaluations, METSIM models of lead slag reduction smelting in the blast and bubbling furnaces were developed and adapted for the data of industrial smelting. Quite well correlation of model evaluations with industrial data allowed comparison of estimated options for the decrease in consumption of energy resources with changes in operating parameters or in the method of lead smelting. Evaluations have shown that all admissible options for changing the modes of slag blast smelting will not decrease the consumption of coke and concomitant СО2 emission by more than 24-30%, and further decrease in energy resources consumption requires changing to the bubbling smelting of hot liquid slag. In this case it is possible to use cheaper coals with decrease in their consumption for reduction smelting of lead slag by 60-62% per carbon with equivalent decrease in СО2 emission. There have been shown the feasibility of METSIM models application for predictive evaluations and optimization of energy resources consumption during reduction smelting of rich lead slags.

Speaker: Prof. Natalya Kulenova (1Priority Department Centre «Veritas», D. Serikbayev East Kazakhstan State Technical University)

17 ИЕРАРХИЧЕСКОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОСНАБЖАЮЩИХ СИСТЕМ С УЧЕТОМ АКТИВНОСТИ ОБЪЕКТОВ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИИ ЭНЕРГИИ

ИЕРАРХИЧЕСКОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОСНАБЖАЮЩИХ СИСТЕМ С УЧЕТОМ АКТИВНОСТИ ОБЪЕКТОВ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИИ ЭНЕРГИИ

В.А. Стенников, А.В. Пеньковский, А.А. Кравец
Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН
kravets@isem.irk.ru

В настоящее время во многих странах мира на ряду с развитием централизованных систем теплоснабжения, все более активно прослеживается тенденция масштабного перехода к малым источникам теплоснабжения на основе распределенной генерации энергии (РГЭ) [1-3]. Внедрение РГЭ в первую очередь определяется ростом их конкурентоспособности (приемлемые единоразовые капитальные вложения, отсутствие платы за присоединения к тепловым сетям, транспортной составляющей по перекачке теплоносителя и платы за тепловые потери и др.) относительно централизованных систем теплоснабжения. Перспективным направлением представляется сочетание эффективного централизованного теплоснабжения с преимуществами малой распределенной генерации тепловой энергии. Это обуславливает переход к новой технологической парадигме развития теплоэнергетики в России, основанной на принципах клиентоориентированности и компромиссных решений.
В тоже время активное развитие получает децентрализованное теплоснабжение на базе РГЭ, во многом оно носит стихийный, не контролируемый государством характер, что не обеспечивает требуемую экономическую эффективность, надёжность и экологичность обеспечения потребителей тепловой энергией и в конечном счете может негативно повлиять на энергетическую безопасность страны. В этих условиях особую актуальность приобретает проблема разработки теоретических и практических основ для решения задач управления развитием и функционированием централизованно-распределительных систем с источниками РГЭ.
В работе предложена оптимизационная иерархическая модель по управлению функционированием теплоснабжающих систем с объектами РГЭ на основе метода двухуровневого моделирования (bilevel programming) [4]. Основная идея токого иерархического построения схемы управления теплоснабжением потребителей, заключается в выделении подсистем соответствующих конкретным субъектам рынка тепловой энергии для их дальнейшего моделирования с учетом реализации поставленных целевых установок. Предложенная математическая модель позваляет учитывать технические и экономические характеристики источников тепловой энергии и тепловых сетей, интересы участников процесса теплоснабжения потребителей и определять оптимальные условия по управлению функционированием теплоснабжающих систем с источниками распеределенной генерации энергии.

Библиографичкеский список
1. Svend Frederiksen, Sven Werner. District heating and cooling. – Studentlitteratur A B, Lund, 2013. – 588 p.
2. Satu Paiho, Heidi Saastamoinen. How to develop district heating in Finland? //Energy Policy. – 2018. – No. 122. – P. 668–676.
3. Sven Werner. District heating and cooling in Sweden.// Energy. – 2017. – Vol.126.–P.419-429.
4. Dempe S. Foundations of Bilevel Programming. – Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2002. – 320 p.

Speaker: Angelica Kravets ( Melentiev Energy Systems Institute of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences )

18 Декомпозиция профиля предпочтений при представлении данных энергетических обследований

Наряду с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии, ресурсосбережение является важнейшим фактором поддержания устойчивости общества. Эффективным инструментом ресурсосбережения является систематическое проведение энергоаудита.
Авторами в [1] предложен основанный на агрегировании предпочтений метод, позволяющий представить большой объем данных инструментальных обследований потери энергии подстанциями сетей распределения электрической энергии в форме компактной интегральной оценки в порядковой шкале, удобной для принятия решений и визуализации. Для целей анализа удобно разбить исходный профиль предпочтений, состоящий из m ранжирований n подстанций по признакам, характеризующим потери электрической энергии, на подпрофили. Например, такими признаками могут быть потери в распределительных линиях, потери в силовых трансформаторах, климатические потери и т.п. Разбиение на подпрофили может быть проведено, например, следующими тремя способами: по пропускной способности, по географическому расположению и по конечному потребителю.
Благоприятное свойство метода агрегирования предпочтений заключается в том, что декомпозиция профиля не приводит к существенному изменению результата обработки данных энергетического аудита. Справедливость этого утверждения была доказана путем сравнения полученных итоговых ранжирований подпрофилей с итоговым ранжированием, полученным для исходного (недекомпозированного) профиля. Результат сравнения показал, что итоговые ранжирования декомпозированных и исходного профилей существенным образом совпадают.
Процесс и результаты анализа данных энергетического обследования рассмотрены на примере множества подстанций предприятия магистральных электрических сетей Хакасии, которое входит в состав магистральных электросетей Сибири Единой Национальной электрической сети России [2].

Работа поддержана Российским научным фондом, проект № 18-19-00203, в части разработки метода агрегирования предпочтений.

Список литературы
1. Муравьев С.В., Борисова М.А. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 12. С. 155-163.
2. Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической системы http://www.iea.org/media/ translations/eer_ru.pdf (последнее обращение 29.05.2019)

Speaker: Mrs Mariya Borisova

19 Методология построения цифрового двойника сетей на примере электрической сети Академгородка. Перспективы использования инфраструктурных сетей ИНЦ СО РАН в качестве объектов научных исследований

Цель: сформировать методологию проектирования цифровых двойников инфраструктурных сетей на примере ИНЦ СО РАН с целью переноса практики на построение системы управление сетями в муниципальных поселениях.
Методы исследования: В ведении ИНЦ на праве оперативного управления находятся инженерные сети, включая:
•сети электроснабжения (трансформаторная подстанция 110/6кВ, кабельные линии 6/0,4кВ, распределительные и трансформаторные подстанции 6/0,4кВ);
•сети теплоснабжения (тепловые камеры и тепловые сети);
•сети водоснабжения (водопроводные линии и колодцы);
•сети водоотведения (канализационные линии и колодцы).
Объекты, имеющиеся в распоряжении ИНЦ, могут и должны быть максимально задействованы для решения актуальных научных задач.
Сейчас имеется уникальная возможность эффективной интеграции усилий ИНЦ и потенциальных партнеров для достижения самых широких целей, стоящих перед наукой, городом Иркутском, Иркутской областью. Объект имеет перспективы для развития в рамках национальных проектов EnergyNet, HealthNet и др. Ситуация уникальна, так как ИНЦ, имея в качестве своей основной деятельности научную работу, не связан ограничениями, присущим иным владельцам сетей. Сети ИНЦ являются действующими объектами системы жизнеобеспечения, требующими оптимизации, а также могут представлять значительный интерес в качестве инструмента научных исследований по развитию территорий Сибири и дальнейшему масштабированию полученных результатов. На базе Академгородка возможно формирование образца жизнеобеспечивающих систем, сети могут стать модельными, позволяющими отрабатывать имеющиеся и перспективные математические модели инфраструктуры на базе реального полигона.
Результаты: инфраструктурные сети и системы являются сложными техническими объектами, имеющими сложную конфигурацию. Надежность снабжения потребителей во многом определяет экономическую эффективность промышленного производства и социально-бытовые условия жизни населения. Бережное и эффективное использование ресурсов определяет уровень интенсивности эксплуатации природных ресурсов, их регенерацию и риски деградации. В настоящее время основным методом исследования сложных энергетических систем является создание так называемых цифровых двойников, которые применяют в тех случаях, когда проведение реальных экспериментов над исследуемым объектом либо невозможно, либо опасно, либо сложно и дорого.
На сегодняшний день структура инфраструктурных сетей ИНЦ позволяет оценить состав сетей, набор устройств и объектов, из которых они состоят, но для полноценного моделирования этих данных недостаточно. Например, по электрическим сетям имеется лишь общее энергопотребление системы за определенный интервал времени, без учета степени нагрузки на различных отрезках электрической сети, что не позволяет эффективно и качественно прогнозировать возникновение нештатных ситуаций.
В 2019г. ИНЦ приступил к реализации проекта по установке приборов учета электроэнергии, позволяющих более детально и точно отслеживать различные параметры энергопотребления. Полученные данные планируется использовать для создания цифрового двойника электрической системы микрорайона. Это позволит отследить нагрузку на различных участках электросети в зависимости от суточных, сезонных, климатических изменений; выявить участки сети с максимальной и минимальной нагрузкой и оптимизировать эксплуатацию как отдельных участков сети, так и всей системы в целом; обнаружить потенциально опасные участки электрической сети с высоким риском развития аварийных ситуаций.
Кроме того, наличие цифрового двойника электрических сетей позволит с большой степенью достоверности моделировать модернизацию сетей. При достаточной степени достоверности цифрового двойника станет возможным в дальнейшем осознанно и максимально эффективно производить работы по модернизации сетей на уровне физических объектов.
Выстраивание системы сетей, изучение процессов их оптимизации позволит выработать дальнейшие подходы к управлению агломерациями. По сути, можно говорить о том, что цифровой двойник сетей является предшественником искусственного интеллекта, который сможет заниматься вопросами оптимизации, энергосбережения, управления процессами в сетях на качественно новом уровне. В рамках модернизации электрических сетей необходимо максимально использовать современные подходы формирования «умных сетей» Smart-grid.
Подходы и методы, выработанные в рамках проведенных работ, позволят проводить дальнейшее масштабирование полученных результатов на аналогичных сетях малых населенных пунктов. В дальнейшем возможно использование данной цифровой модели электрических сетей в других районах и регионах с аналогичным географическим рельефом, имеющих системы со сходными техническими характеристиками
Выводы:
1. Цифровой двойник инфраструктурных сетей позволит максимально точно спрогнозировать поведение объекта в реальных условиях, снизить материально-экономические затраты, связанные с эксплуатацией и ремонтом, позволит четко спланировать временные интервалы профилактических работ для оптимального функционирования системы.
2. Наличие цифрового двойника позволит максимально эффективно решать вопросы по модернизации сетей на основе современных подходов. Его использование позволит избежать значительных финансовых, временных затрат на процесс модернизации.
3. Данная модель может быть экстраполирована на сети населенных пунктов и отдельных районов, схожих по структуре и природно-географическим характеристикам, имеющих высокую степень износа систем для эффективного управления, своевременного устранения возможных неисправностей и аварийных ситуаций, их дальнейшей модернизации.
4. Сейчас проводятся мероприятия по установке приборов учета, предназначенных в том числе для детального изучения параметров электрической сети для создания модели цифрового двойника с высоким уровнем достоверности и детализации. Это позволяет говорить о первоначальном этапе построения системы сбора информации о функционировании электрической сети Академгородка с целью накопления данных для формирования цифрового двойника.

Speakers: Mr Evgeny Chuiko (Irkutsk Science Center), Mr Евгений Алексеевич Барахтенко (ФГБУН Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук)

Enviromentally-Frendly Energy Conversion and Supply/Экоэнергетика

Convener: Mr Nikolai Konovalov (Irkutsk National Research Technical University)

20 Исследование цифровых технологий для прогнозирования технического состояния электромеханических систем и энергосбережения

Электрические двигатели занимают центральное место среди энергоемких технических объектов промышленности и потребляют около 75% вырабатываемой электроэнергии. Анализ технологических условий возникновения аварийных ситуаций при эксплуатации электрооборудования предприятий показал, что работа электродвигателей связанна с большим процент использования энергии, и даже небольшое улучшение эффективности работы электродвигателей может значительно снизить потребление энергии.
Экономически эффективный потенциал для повышения энергоэффективности в электромеханических сист стемах составляет примерно 20-30%, что снизит общий спрос на электроэнергию на 10%. В статье представлено исследование внедрения информационных и цифровых технологий для энергосбережения. В исследовании приводится анализ облачных платформ, используемых в энергетике. Большинство платформ используются для увеличения коэффициентов загрузки оборудования, его диагностики или интеграции энергетической инфраструктуры отдельных систем в большие системы. В статье рассматривается роль человека в процессе повышения энергоэффективности. Предложенная структура облачной платформы, ориентированная на исследования процессов связанных с оценкой и прогнозом остаточного ресурса электромеханического оборудования, позволит снизить затраты на техническое обслуживание и ремонт, исключить внезапные остановки оборудования и аварийные события связанные выходом из строя. В статье описывается структура и функциональность системы. Особое внимание в исследовании уделяется прогнозированию дополнительных потерь связанных с износом электрической машины. Интеграция средств прогнозирования и оценки энергоэффективности работы электромеханических комплексов предлагается на основе технологий интернета вещей. Проведено исследование возможностей взаимодействия распределенных объектов посредством сервисов с целью формирования избыточного поля данных при ограниченном информационном потоке. Предлагается методология и обоснование структуры и параметров распределенной системы управления жизненным циклом электромеханического оборудования и информационно-управляющего взаимодействия с системами управления и энергосбережения в интеллектуальных электрических сетях.

Speaker: Yuriy Zhukovskiy

21 Recycling of wastes from metallurgical production

Mining and metallurgy industry is traditionally one of the main “suppliers” of technogenic wastes. The existing technologies for processing mineral raw materials are rather labour-intensive and energy-consuming processes, including mining of ores from the entrails, concentration and processing. It causes ecological problems due to formation of big amount of industrial wastes: slags, slimes, and others.
Current environmental legislation of Kazakhstan prescribes realization of integral approach to collection and processing of industrial wastes and contribution to the development of environmental protection technologies. The emphasis is placed on the recycling of wastes – their returning into production process for further use and production of new materials.
The paper also discusses some approaches to assessing the possibilities of processing solid waste from titanium-magnesium production with the production of materials for various purposes. Compositions, structure, and properties of titanium-magnesium production solid wastes have been studied. Samples of building materials (concrete, filling mixtures, etc.) have been produced and tested.
Experiments on the dosing of molding material for the synthesis of ceramics in the form of granules and granules, suitable for use as catalysts carriers for catalytic gas cleaning, have been carried out. Peculiarity of metallurgic wastes is presence of considerable amount of silicon, aluminum, and iron oxides. Using different technological methods, ceramic materials with prescribed properties are synthesized. The produced samples of new materials meet requirements for mechanical resistance, thermal and frost resistance and other characteristics demanded from the similar products.
As ceramic products are made mostly from natural materials (gypsum, cement, clay and others), the priority goal is the possibility to return technogenic wastes of metallurgic production into technological cycle. Wastes recycling enables partially to replace natural materials intended for construction industry, (to reduce consumption of expensive portland cement), to reduce considerably gypsum production and to decrease production cost of consumable goods.

Speaker: Dr Marzhan Sadenova (Priority Department Centre «Veritas», D. Serikbayev East Kazakhstan State Technical University)

22 РАЗВИТИЕ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ БАЙКАЛЬСКОЙ ПРИРОДНОЙ ТЕРРИТОРИИ С УЧЕТОМ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ОГРАНИЧЕНИЙ

Рассматриваются проблемы энергообеспечения постоянно проживающего населения, предприятий и рекреационных объектов в Центральной экологической зоне озера Байкал. К настоящему времени не решены многие уже перезревшие организационные и экологические проблемы.
Важную роль в системном исследовании играет учет уникальности Байкальской природной территории. В площадь территории включен участок всемирного природного наследия, составляющий 23% территории. Прибрежная зона озера Байкал, в основном, высокогорна и часто изрезана ущельями, поэтому отсутствуют крупные населенные пункты (располагается лишь несколько городских поселений с численностью населения не более 30 тыс. человек). Для побережья озера характерны мелкие поселения и рекреационные зоны. Многие из них и сейчас доступны лишь для водного или воздушного транспорта. В настоящее время регион приобрел исключительную туристическую популярность - рекреационные зоны принимают в год более одного млн. человек (десятикратное превышение численности постоянно проживающего населения). В перспективе этот поток туристов может возрасти до пяти млн. человек. Но регион не готов к такому количеству туристов. Причем для Прибайкалья существенна прерывистость и кратковременность туристического сезона – по два месяца летнего и зимнего периодов. В остальное время туристическая привлекательность Прибайкальской территории значительно снижается.
Основными источниками энергообеспечения служат относительно дешевая электроэнергия и дрова, поставляемые леспромхозами и местным населением. В крупных поселках и городах имеются специальные котельные, использующие привозной уголь. В наиболее труднодоступных зонах (бухта Песчаная, Хакусы) используется дизельное топливо. Широкое применение привозного топлива (угля, дизельного топлива, мазута) в населенных пунктах, турбазах и дачах на прилегающих к озеру Байкал территориях не только дорого из-за транспортировки на большие расстояния, но и нецелесообразно по экологическим ограничениям.
В работе рассмотрены возможные варианты теплоснабжения прибрежной зоны озера Байкал при использовании различных видов первичных энергетических ресурсов (централизованное электроснабжение, уголь, пеллеты, солнечные коллекторы) и технологий (миниТЭЦ, тепловые насосы). Представлены результаты сравнительного экономического анализа вариантов решения проблем функционирования и развития Байкальской природной территории с учетом экологических ограничений. Обсуждаются результаты, полученные при разработке схемы теплоснабжения г. Байкальска.

Speaker: Вениамин Хан (ИРНИТУ)

23 Assessment of reducing the negative impact on the environment and human organism of production and use of solar power plants

Photovoltaic installations for direct conversion of solar energy into electricity during operation do not emit polluting substances into the environment. However, the definite amount of toxic substances is used in fabricating solar cells (SCs) and also produced at decommissioning and utilizing PV modules. For this reason, an important ecological problem is the assessment of the effect of negative factors on the environment and the human organism, when the person is engaged in production and operation of solar modules and other parts of PV installations.
In frames of the present work, assessment of the negative effect of production of solar modules based on heterostructure α–Si:H/Si SCs (HIT) and multijunction InGaP/GaAs/Ge has been studied. A comparative analysis has been performed for solar power plants based on planar and concentrator PV modules based on InGaP/GaAs/Ge multijunction SCs and planar modules based on heterostructure α–Si:H/Si SCs with peak generated power of 1МW.

Speaker: Lidya Kontrosh

24 RENEWABLE ENERGY SOURCES FOR LOCAL ENERGY SYSTEMS IN THE IRKUTSK REGION: PRECONDITION, FEASIBILITY, EFFICIENCY

The paper is concerned with the possibilities and efficiency of renewable energy sources when used in remote settlements. A large number of such settlements have no connection to the centralized electrical network, and form an autonomous power system. The diesel generators have been used as the main source of electricity in such systems.The study examines the Irkutsk region (East Siberia) where more than 60 such settlements are situated. Their location causes increased costs for the delivery of diesel fuel. Consequently, significant subsidies from the regional budget are needed.
The territory of the Irkutsk region has a great potential of renewable energy resources. The wind energy potential of the Irkutsk region is however low: the average annual wind speeds at a height of 10 meters in most of the territory do not exceed 2 m/s. At such speeds, the use of wind power plants is not economically feasible. The region is characterized by a seasonal irregularity of the flow of small watercourses, and the freezing of rivers in the winter period, especially in the northern regions. The high density of solar radiation creates good conditions for the use of solar power plants. Currently, the Irkutsk region has two solar power plants in the Onguren and Nerha local systems. The operation of such systems has demonstrated saving up to 45-50% of diesel fuel annually. The combined use of renewable energy sources with energy storage and traditional power plants provides cost-effective energy supply to the consumers.
The climatic indicators are analyzed according to the perennial meteorological data. The study employs the actual electrical load of the consumers. The optimization of equipment configuration problem is solved. The results of the study show the acceptable cost-effectiveness of the renewable energy sources when used to supply electricity to the consumers in the remote rural areas.

Speaker: Dmitry Karamov

25 Исследование эффективности получения водорода на электролизной установке «Краб»

В последние годы растёт интерес к водородной энергетике. Объясняется это тем, что водород является возобновляемым и экологически чистым топливом. Перспективным направлением технологии получения водорода в промышленных масштабах является электролиз воды – разложение молекул воды на водород и кислород.
Однако широкое применение водорода в качестве топлива сдерживается целым рядом факторов. Главный из них – высокая себестоимость промышленного производства, связанная с большими затратами на оборудование и расходом электрической энергии на электролиз воды. Современные электролизёры расходуют 4,0 кВт-ч на выработку 1 м3 водорода. Процесс электролиза идет при напряжении на ячейке 1,6-2,0 Вольта и силе тока в десятки и сотни тысяч Ампер.
Часть электрической энергии идет на нагревание электролита, это прямые потери в установках. Поэтому напряжение в электролизной ячейке поднимают до 3 - 5 В и несколько изолированных ячеек включают последовательно. В значительной мере сопротивление прилегающих к электродам зон зависит от концентрации щелочи, добавляемой в электролит.
С увеличением концентрации ионов проводимость раствора повышается и удельный расход электрической энергии на выработку 1 моля водорода падает. Но при этом начинают активизироваться процессы электрохимической коррозии, что приводит к разъеданию поверхности электродов и засорению раствора ионами металлов.
Оптимизация режимов работы электролизной установки "Краб" выполнялась путем изменения концентрации раствора КОН. Оптимальный результат получен при концентрации 340 г/л. Время работы установки – 11 часов, примерно через 20 мин работы температура раствора стабилизируется на отметке 70 0 С. Выход очищенного водорода составляет 7,2 м3/ч. Электролиз ведется при токе 400 А, расход электроэнергии составил 44,5 кВт-ч. Удельные затраты электроэнергии – 6,18 кВт-ч/ м3.

Speaker: Prof. Sergey Golobokov

26 The impact of pesticides on the electrogenic activity of the sludge in microbial fuel cells

Pesticides can be part of the wastewater of agricultural enterprises and settlements associated with crop production. They can have a negative impact on the processes of biological wastewater treatment. Once released into the environment, pesticides can be stored and accumulated in ecosystem components. Moreover, in the case of the persistence of poisonous chemicals, their concentrations increase as they move along trophic chains. This ability causes their high biological hazard to natural environments. Based on the above, the effect of the herbicide Gezagard (active ingredient – prometrin, 500 g / l) and fungicide Kolosal (active principle – tebuconazole 250 g / l) on the dynamics of electrical indicators of microbial fuel cells was investigated. As a bioagent for MFC, active sludge from sewage treatment plants on the right bank of the Angara River in Irkutsk was used. The design of MFC, the method of their assembly and fixation of electrical indicators are described in [1]. It was shown that the test pollutants reduced the electrogenic activity of sludge in MFC at a content of 0.1 g / l in the waste water. The investigated toxicants in the indicated concentrations significantly inhibited the dehydrogenase activity of the sludge microorganisms and the total microbial number. At the same time, the colosal fungicide had a more pronounced negative effect on all studied parameters than Gezagard. The higher toxicity of the “Kolosal” compared with “Gezagard” was previously shown by us on other test objects [2]. There is a positive relationship between the results of the evaluation of the electrogenic activity of the sludge and such classical methods of its analysis as dehydrogenase activity and total microbial number. This suggests that the ability of sludge to generate electric current in the MFC can be used as one of the parameters for assessing its physiological state. In addition, in the case of mono-composition of pollutants, MFC with activated sludge can be used as a tool for the primary non-specific assessment of wastewater contamination by pesticides.
This work was supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (project RFMEFI58317X0060 “Bioremediation and bioconversion of waste using a complex of photosynthetic organisms and heterotrophs in aerobic and anaerobic conditions with bioenergy generation”).

1. New designs of biofuel cells and testing of their work / D I Stom, G O Zhdanova and A V Kashevskii // International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety 2017 (ICCATS-2017), IOP Conference Series:Materials Science and Engineering, 262 (2017) 012219.DOI: 10.1088/1757-899X/262/1/012219
2. Vyatchina O.F., Zhdanova G.O., Stom DI, Khamaganova E.R. Evaluation of pesticide toxicity using Saccharomyces cerevisiae / In the world of scientific discoveries, No 12.2 (72), 2015. p. 397-409.

Speaker: Ms G. O. Zhdanova (Irkutsk State University)

27 Biocathode of microbial fuel cells based on nitrate-reducing strains of Pseudomonas aeruginosa

The efficiency of generating electrical current in microbial fuel cells (MFC) may decrease due to overvoltage losses at the cathode electrode. To eliminate this problem, cathodes based on materials containing catalysts in their composition are used in the MFC technology, which provide for the intense removal of excess electrons by oxygen. The most effective catalyst in this regard is platinum. However, the use of this metal at times increases the cost of technology. In this regard, the actual aspect is the search for new, cheaper, promising catalysts for cathodic processes. There is a number of data indicating the possibility of using microorganisms as biological catalysts for cathodic processes in MFC [1]. The purpose of this work is to evaluate the performance of MFC with biocathodes based on nitrate-reducing strains of Pseudomonas aeruginosa 3-SV and 20-SV, isolated from wastewater of the Angarsk Petrochemical Plant (APP).
The study of the processes of generation of electric current was carried out using models of MFC, designed in the Institute of Biology of ISU. The design of such an MFC, methods for its processing and removal of electrical parameters are described in [2]. The culture of Micrococcus luteus strain 1-I was used as an anode bioagent. This strain was isolated from activated sludge from APP treatment facilities (Russia, Angarsk) E. Yu. Konovalova. The cathode bioagents were denitrifying bacteria Pseudomonas aeruginosa strain 3-SV and Pseudomonas aeruginosa strain 20-SV. These cultures were isolated from wastewater APP (Russia, Angarsk) O. F. Vyatchina. The main working medium in MFC was model wastewater. Substrate for microorganisms in the anode was peptone (0.5 g / l). NO32- ions (in the form of KNO3) were introduced into the catholyte. Their concentration in the catholyte of MFC was 150 mg / l. The concentration of nitrate ions was determined by the photometric method with salicylic acid [3].
The electrical indices of MFC with biocathodes based on the strains of P. aeruginosa 20-SV and P. aeruginosa 3-SV were significantly higher than those of MFC with nitrate cathodes without adding microorganisms to them. At the same time, MFC with a biocathode with a strain of P. aeruginosa 20-SV turned out to be more effective than MFC with a biocathode based on P. aeruginosa 3-SV, as by the value of generated electricity (voltage and current strength of MFC with P. aeruginosa 20-SV – 478 ± 12 mV and 1361 ± 133 μA, with P. aeruginosa 3-SV – 380 ± 10 mV and 1011 ± 10 μA, respectively), and according to the degree of elimination of nitrate (from 147.96 ± 9.77 to 0.00 mg / dm3 in the MFC biocathode with P. aeruginosa 20-SV) and from 141.59 ± 11.82 to 54.66 ± 2.39 mg / l in the biocathode with P. aeruginosa 3-SV for 96 hours of the experiment). Thus, the conducted studies allow us to recommend the culture of P. aeruginosa 20-SV, isolated from wastewater of the APP, for the production of the MFC biocathode with its simultaneous use for the purification of wastewater from nitrates.

The work was carried out with the financial support of RFBR grant 18-48-030019 "Study of the interaction of individual strains and microbial associations possessing electrogenic activity in MFC, with pollutants of domestic wastewater and development of recommendations on intensification of their treatment". The authors are grateful for participating in the experimental part of the works of E. V. Azarenko.

1. Microbial Electrochemical Technology: Sustainable Platform for Fuels, Chemicals and Remediation. A volume in Biomass, Biofuels and Biochemicals / Edited by: S. Venkata Mohan, Sunita Varjani and Ashok Pandey // 2018, 1146 р. https://doi.org/10.1016/C2017-0-00856-X
2. New designs of biofuel cells and testing of their work / D I Stom, G O Zhdanova and A V Kashevskii // International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety 2017 (ICCATS-2017), IOP Conference Series:Materials Science and Engineering, 262 (2017) 012219.DOI: 10.1088/1757-899X/262/1/012219
3. PND F 14.1: 2.4–95. Quantitative chemical analysis of water. Methods for measuring the mass concentration of nitrate ions in natural and waste waters by the photometric method with salicylic acid (from Measure No. 1, 2004–03-03). Ministry of Natural Resources of the Russian Federation, 1995. 10 s.

Speakers: Ms O. F. Vyatchina (Irkutsk State University), D.I. Stom (Irkutsk State University, Irkutsk National Research Technical University, Baikal Museum of the Irkutsk Science Center of the SB RAS)

Постерная сессия 1

28 THE RISK-BASED APPROACH TO SECURITY WORK IN THE SOCIAL SPHERE OF THE IRKUTSK REGION

Analyzed the professional risks of social workers of the Irkutsk region. Practical recommendations for improving working conditions are given.

Speaker: Mrs Daria Bogatova

29 Экспресс-метод на основе спектроскопии диффузионного отражения для определения ионов железа в водных объектах

Для количественного определения ионов железа в природных и сточных водах используются различные методы, среди которых большое распространение получил фотометрический анализ. Для увеличения чувствительности фотометрических методик их сочетают с предварительным концентрированием определяемого компонента. Главное преимущество концентрирования заключается в возможности уменьшения объема образца и снижения предела обнаружения за счет увеличения концентрации исследуемого вещества в малом объеме. Различные комбинации органических и неорганических сорбентов и органических реагентов позволяют определять концентрацию Fe+3 и Fe+2 в природных и сточных водах.
Необходимость модификации существующих методов и автоматизации сорбционно-спектроскопического анализа определила цель данной работы. В.Н. Лосев с сотр. (А.Н. Мухина. Концентрирование и определение металлов с использованием сорбентов на основе неорганических оксидов, модифицированных сульфопроизводными органических реагентов / автореф. дисс. на соискание ученой степени канд. хим. наук, Томск, 2015 г.) предложили комбинированный метод сорбционно-фотометрического определения ряда ионов металлов, позволяющий добиться высокой чувствительности и селективности. Нами предложен более экспрессный метод, позволяющий сократить пробоподготовку и уменьшить время проведения анализа, при этом сохраняя низкий предел обнаружения компонента.
В качестве сорбента предложено использовать пластинки для тонкослойной хроматографии (силикагель, нанесенный на полиэтилентерефталатную основу в виде слоя толщиной 90–120 мкм и закрепленный специальным связующим – силоксаном). Этот неорганический сорбент удобен в работе из-за отсутствия набухания и собственной окраски. Также он обладает высокой химической и механической устойчивостью и, что немало важно, высокой удельной поверхностью.
В качестве реагентов, образующих окрашенные комплексы с ионом железа(II), использовались феррозин, а Fe+3 - феррон, поскольку данные реактивы обладают высокой чувствительностью. Однако их закрепление непосредственно на поверхности сорбента из водного раствора затруднено вследствие взаимного отталкивания сульфогрупп реагентов и поверхности гидроксильных групп. Для решения этой проблемы поверхность сорбента предварительно обрабатывалась полигексаметиленгуанидином. Закрепленный ПГМГ, являясь сильным основанием, создает на поверхности силикагеля положительно заряженный полимерный слой, с которым взаимодействуют сульфогруппы реагентов, в результате чего происходит их закрепление на сорбенте.
Предложенный подход позволяет провести разработку специального компактного устройства для проведения фотометрии диффузного отражения определяемых компонентов на пластинках.

Speaker: Dr Sergey Romanenko (SEWANconf.ru)

Online discussion

30 Проблема экологической безопасности питьевой воды в Иркутской области и Южной Финляндии

Население Иркутской области не обеспечено в полном объёме надежными и эффективными системами водоснабжения. Системы коммунальной инфраструктуры имеют значительную степень износа, что влияет на качество питьевой воды. В целом по региону удельный вес проб воды не соответствует требованиям по санитарно-химическим показателям на 7,1% в централизованных и на 26,4% в нецентрализованных источниках. Особенно не удовлетворяет требованию питьевая вода, поступающая из подземных водных источников в сельской местности.
Практически вся территория Финляндии расположена на прочных скальных породах. В стране много озер и рек, тем не менее, существуют проблемы в обеспечении населения питьевой водой требуемого качества. Наиболее используемыми источниками воды в Финляндии являются грунтовые воды, менее подверженные микробному заражению и загрязнению промышленными отходами и более дешевые, чем поверхностная вода. Закачка грунтовых вод производится из скважин, пробуренных в гранитных породах. Недостатком грунтовых вод является естественная радиоактивность гранита в местах их залегания. Распад урана приводит к образованию радона (Rn). Наиболее опасен для здоровья изотоп 222(Rn) с более длительным периодом полураспада по сравнению с другими изотопами. В подземных водах происходит растворение 222 (Rn), и концентрация его активности может варьироваться от нескольких беккерелей на литр (Бк/л) до 77500 Бк/л. Средний уровень радона в буровых скважинах Южной Финляндии составляет порядка 590 Бк/л.
Проблема заражения питьевой воды радиоактивными элементами касается и Иркутской области. Крупные залежи урана расположены в Забайкалье и Сибири. Концентрация радона в рудничных водах увеличивается в 100 раз по сравнению с ее фоновым значением. Радон откладывается в донных отложениях наряду с другими радиоактивными элементами. При подземной добыче радиоактивного топлива природные нуклеины урана и его производные подвергают загрязнению грунтовые воды на большие расстояния. Повышенное содержание урана и тория обнаруживается в почвенном покрове промзон Иркутска и Ангарска. Наблюдается миграция урана в грунтовые воды шламохранилищ Ангарского нефтехимкомбината.
В работе рассматривается возможность использования композиционного материала на основе слюды микалекса для захоронения радиоактивных отходов и использование слюды для очистки воды от радиоактивного радия.

Speaker: Mrs Тамара Шишелова (ИРНИТУ)

31 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА НА ОСНОВЕ МЕТОДА «КРИВАЯ БРЕДЛИ»

Проведен анализ метода управления безопасностью труда – метода «Кривая Брэдли», как одного из эффективных инструментов в повышении культуры безопасности в машиностроительной отрасли. Рассмотрены этапы метода «Кривая Брэдли»: естественные инстинкты, надзор, собственное сознание и одна команда. Определены результаты, полученные вследствие формирования прогрессивной культуры безопасности в машиностроительной отрасли. Для оценки эффективности внедрения метода «Кривая Бредли» авторами проведено исследование, направленное на изучение существующей культуры безопасности на предприятиях машиностроительной отрасли, в ходе которого было выявлено, что для реализации концепции «нулевого травматизма» - качественно нового подхода к организации профилактики, объединяющего три направления – безопасность, гигиену труда и благополучие работников на всех уровнях производства, необходимо уделять особое внимание профилактике микротравм как на индивидуально-личностном, так и на организационном (командном) этапах.
В процессе исследования, для развития культуры безопасности, была преобразована система управления безопасности, содержащая ряд основных компонентов:
- сформирована (переработана) политика в сфере безопасного труда;
- в число основных ценностей организации была добавлена (включена) – безопасность труда;
- предложены методы для формирования приверженности персонала к безопасному труду;
- разработаны программы и намечены планы их внедрения по обучению и мотивации персонала с целью повышения уровня культуры безопасного труда;
- предложены дальнейшие мероприятия для развития культуры безопасности в организации.
Метод управления безопасностью труда «Кривая Брэдли» позволил наглядно представить взаимосвязь уровня культуры безопасности с уровнем охраны труда, вовлеченностью сотрудников, уровнем их взаимозависимости и взаимной поддержке в исследуемых организациях машиностроительной области. Таким образом, подтверждена эффективность применения метода «Кривая Бредли» в машиностроительной отрасли.
Результаты исследования позволили выделить важность регистрации микротравм для дальнейшего анализа и предотвращения травматизма, а также прогноза и устранения причин, которые способствуют возникновению аварий и несчастных случаев. Таким образом, учёт микротравм позволяет более эффективно бороться с травматизмом, используя их как индикаторы (предшественники) при выявлении источников профессиональных рисков.
Эти предварительные данные открывают новые возможности для разработки эффективной программы безопасности труда в машиностроительной отрасли.

Speaker: Mr Владимир Владимирович Кулешов

32 The effectiveness of dual hot water systems using solar vacuum collectors in the Northern Territories

Analysis of the efficiency of solar energy use by dual hot-water supply systems using solar vacuum collectors in the urban district of Zhatay of the city of Yakutsk. The mnemonic scheme of the kindergarten hot water system is presented. The results of measuring the temperature of the coolant in the supply and circulation pipelines by hours, the schedule of flow of hot water in the supply and circulation pipelines, the schedule of heat energy consumption by the hot water system are presented. The graph shows the percentage of heat generation by solar collectors and the consumed heat energy from the heat network in the dual hot water system.

Speaker: Mr Yurii Krivoshein

33 Evaluation of the Influence on the Atmosphere of Lockal Aircraft Enterprise and Capability to reduce its emissions.

Boiler house has not equipment for the treatment of exhaust gases, therefore, on the boiler we must install powder-gas purification equipment.
Boiler house runs on fuel oil. Chemical analysis of solid particles captured on fuel oil boilers shows that the content of sulphur trioxide in them is hundreds of times higher than in the gas flow. Another feature of the captured particles is their high hygroscopic and fire hazard. Therefore, it is recommended to install inertial ash collectors on boilers burning fuel oil.
We offer to install on the boiler house battery cyclones for waste gas purification.
It is the cheapest in construction and easy to operate equipment. The efficiency of capture in them is 60-80 %.

Speaker: Elena Shevchenko (Irkutsk National Research Technical University)

34 Mathematical model for calculating solar radiation on horizontal and inclined surfaces for the conditions of Yakutsk

A method has been developed for calculating the integral density of solar energy coming on a horizontal and inclined surface. On the basis of this method, appropriate software has been developed that allows determining the amount of thermal energy supplied to hybrid systems of “solar” heat supply at any time period. Calculated hourly values of total and diffuse solar radiation per 1 square meter of horizontal and inclined surface for the city of Yakutsk.

Speaker: Mr Alexsandr Tolstikh

35 REPAIRABILITY AS ONE OF THE MOST IMPORTANT PROPERTIES OF WATER SUPPLY SYSTEMS

An important characteristic of the quality and reliability of networks and facilities for water supply and wastewater disposal is the cost of their operation and maintenance, i.e. the cost of maintaining and restoring their operational status and resource during operation. It is well known that the costs of labor and funds for the maintenance and repair of networks and structures, during their operation, exceed the corresponding costs for the construction of networks, facilities and equipment manufacturing. The number of specialists involved in the construction of networks and structures and the manufacture of equipment for water supply and sanitation systems and specialists engaged in the maintenance and repair of the same networks, facilities and equipment are in the same approximate ratio. For example, the cost of maintenance and repair of pumping equipment in the Republic of Crimea for 5 years of their operation is more than 3 times higher than the cost of their manufacture.
It is necessary to indicate the other side of the problem. The consequence of long downtime of water supply and sanitation systems, caused by the elimination of accidents arising from their operation, and hence, great loss of time for repairs, is a great economic damage caused to the water-utility sector as a whole.
There are two main reasons for significant downtime and labor and maintenance costs for maintenance and repair of water supply and wastewater systems:
a) technical imperfection of the designs of water supply and sanitation systems with regard to their adaptability to maintenance and repair during operation;
b) the imperfection of the organization of the system for the maintenance and repair of water supply and wastewater systems, as well as the technology for carrying out the work carried out in the process.
When developing projects for water supply and sanitation systems, as well as pump and other equipment designs, it is supposed to maintain their operational condition and resource by carrying out a certain set of works included in the maintenance and repair. Consequently, the networks and structures of the equipment used must be adapted to this work. In other words, given the current technical condition of the water supply and sewage networks, the basis for their reliability is maintainability.

Speaker: Mr Roman Krimov

36 Risk-assessment methodology for the execution of the industry works

The article deals with the issue of health risks of industrial workers. It was analyzed professional risk analysis and assessment techniques, their advantages and disadvantages. It provides information on the improvement of the current labor protection legislation.

Speaker: Mrs Polina Povetkina (master degree student)

37 Studying of material on the basis of waste of aluminosilicates

Aluminosilicates are presented by waste of mica and glass productions. On their basis composite material is created and zones of contact interaction are studied

Speaker: Ms Svetlana Fedorova (INRTU)

38 THERMAL SOURCES OF LOW POWER AND THEIR CARICENA HAZARD TO THE ATMOSPHERE OF THE CITIES OF THE IRKUTSK REGION

The aim of the work is to study the process of burning solid fuel in heat sources of low power as a source of formation of carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and atmospheric pollution of cities of the Irkutsk region.
The objects of the study were heating boilers and house furnaces with a capacity of up to 1 MW with a layered periodic (cyclic) mode of burning typical coal and firewood grades in Eastern Siberia.
In the studied objects, the dynamics of emissions of products of incomplete combustion of solid fuels was studied. The influence of temperature and oxygen, the type of fuel and method of its combustion, the design of the combustion device on the ecological efficiency of combustion and the formation of harmful substances has been established.
A method for calculating specific and gross emissions of harmful substances based on the determination of their total emissions during the combustion cycle of the fuel is proposed. Experimentally found specific emissions of particulate matter, carbon monoxide, soot, benzo(a)pyrene and 10 PAHs from boiler and house furnaces, burning stone (Cheremkhovsky, Tuguysky) and brown (Azeisky, Mugunsky, Borodinsky) coals, firewood (pine), fuel oil . It has been established that the difference between specific emissions of harmful substances is largely determined by the type of fuel (coal, fuel oil, wood) than the brand of coal. PAH is dominated by 3,4 nuclear compounds with low carcinogenic activity. The lowest specific emissions of benzo(a)pyrene are found for heat sources that burn wood and fuel oil.
The structure of boilers and the share of furnace heating for the Irkutsk Region and its 10 major cities, as well as the types and quantities of fuel consumed by them, have been studied. The gross emissions of the investigated products of incomplete combustion into the atmosphere of cities are estimated. It is shown that the maximum emissions of harmful substances were found in the cities with the largest share of furnace heating and the minimum - in cities with central heating, including industrial cities. Direct correlations are obtained between the content of benzo(a)pyrene in the atmosphere of a number of cities and the values of its gross emissions.
Proposed measures to reduce emissions of harmful and carcinogenic substances from low-power heat sources by optimizing the combustion process (fuel type, coal fractionation, high-quality air supply), upgrading small boilers (mechanical supply of fractionated coal), introducing alternative heat sources and fuel (electrical installations, wood waste, gas).

Speaker: Prof. Larissa Belykh (Irkutsk National Research Technical University)

39 Несчастные случаи на объектах электросетевого хозяйства

Currently, there is a dynamics of growth of accidents (NS) at power facilities. According to the Ministry of energy of Russia, Information and analytical information on injuries [1], the number of accidents with employees of power grid enterprises:
- 2016 has occurred 50 NS 6 fatalities and 4 group;
- 2017 has occurred 56 NS 14 of them were fatal and 4 group;
- In 2018, there were 86 NS of which 9 were fatal and 5 group.
Not only employees of electric networks, as well as employees of management companies and citizens not associated with the electric farm are injured at power grid facilities.
The most dangerous objects of power grid energy [2] are: power lines, distribution boards and transformer substations (TP).
The boundary of the balance sheet and operational responsibility between the network company and the Manager is TP, the point of delivery [3]. TP is owned by electric grid companies, from the substation electricity is supplied by the management company to the point of connection to the electrical network of the consumer.
The scheme of connection of consumers from TP is similar to European standards IEC 60364-5-52 and differs from North America, where TP serves one house or a small group of houses according to the standard of the National Electrical Code of the USA, consisting of 140 articles.
Over the last period of 2017-2018, a number of fatal accidents of young victims were recorded in the territory of the Irkutsk region and the TRANS-Baikal territory.
Expert studies reveal the causes of negative events. It should be noted the same root cause of accidents – unhindered access to the premises TP.
In accordance with the PUE [4], the Safety of maintenance personnel and unauthorized persons shall be ensured by the implementation of the protection measures provided for by the measures:
- compliance with the appropriate distances to the live parts or by closing, fencing live parts;
- application of locking devices and enclosing devices to prevent erroneous operations and access to live parts;
- application of warning signs, inscriptions and posters;
- the use of devices to reduce the strength of electric and magnetic fields to acceptable values;
- the use of protection means and devices, including protection from exposure to electric and magnetic fields in electrical installations, in which the tension exceeds the permissible limits.
According to paragraph 1.7.68 PUE Fencing and shell must be securely fastened and have sufficient mechanical strength.
However, this requirement is fulfilled only by 50%. During the reform of the energy system, the network companies took on the balance of TP issued during the Soviet Union to which these requirements were not imposed. About 80% of TA in the regions have been in operation for more than 25 years.
The locks on the TP entrance doors do not have the required degree of secrecy. TP buildings are not equipped with a potential equalization system.
The condition of the distribution systems not equipped with protection, automatic shut-off only works on network congestion, devices and instruments in the building of TP is not grounded.
The TP check is performed by visual control with taking readings of the total current load meters to ensure consumers, the rules and regulations of the status check do not comply with the recommendations.
The conducted expert studies have revealed General violations of the operating mode.
Self-control is ineffective, according to PTAAS head independently approves a schedule for regular monitoring. Currently, there is no mandatory single requirement for the frequency of inspections, the list of mandatory control measures, regulations and frequency of inspections.
Analysis of the causes of the NS leads to the conclusion that it is necessary to develop and approve a single standard for the organization of periodic control, since the guidelines are not mandatory.

List of references
1. Information and analytical report on the injuries. The Ministry Of Energy.
2. Order of 27.01.2015 № 30/PR "Reference book of basic prices for design work in construction "Energy facilities. Grid facility.»
3. Order of the Government of the Russian Federation of 27.12.2004 N 861. "About the approval of Rules of non-discriminatory access to services in transfer of electric energy
4. Rules of electrical installation (PUE)

Speaker: Mr Oleg Kustov (The Irkutsk national research technical University)

40 Оценка риска угрозы здоровью населения г. Томска при ингаляционном воздействии вредных веществ

Для оценки качества атмосферного воздуха и влияния его на здоровье населения были проанализированы данные государственных докладов по выбросам загрязняющих веществ за 2014-2018 гг., и данные, представляемые службой мониторинга ОГБУ «Облкомприрода».
Оценка риска здоровью населения проводилась согласно методике Р 2.1.10.1920-04 "Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии загрязняющих веществ", с помощью расчета коэффициента опасности. Расчеты проводились для рекреационных зон по десяти загрязняющим веществам,поступающим ингаляционным способом.
Результаты расчета показали, что значения индекса опасности превышают безопасный уровень для меди, что говорит о риске угрозы здоровью.
Общий показатель канцерогенного эффекта обусловлен наличием примесей канцерогенного характера: формальдегид, фенол и бенз(а)пирен, которые представляют теоретический дополнительный канцерогенный риск получения онкологического заболевания.
Влияние формальдегида на человека: мигрень, болезни глаз и отек легких. [1]
Среднегодовая концентрация формальдегида по городу составила 0,015 мг/м³. Максимальная из разовых концентрация 0,449 мг/м³ (9 ПДК) отмечена в Советском районе. [2]
Основным источником возникновения бенз(а)пирена являются ТЭЦ, котельные, нефтехимические производства, городские свалки, выхлопы автотранспорта.
Среднегодовая концентрация бенз(а)пирена составила 0,7 ПДК. Максимальная из среднемесячных концентрация – 2,3 ПДК. [2]
Фенол представляет собой бесцветные кристаллы, обладает специфическим запахом.
Среднегодовая концентрация фенола по городу составила 0,001 мг/м³ (0,2 ПДК). Максимальная из разовых концентраций (3,1 ПДК) была обнаружена в Ленинском районе. [2]
Общий канцерогенный риск составил 2,23∙10-3.
Характеристика риска развития неканцерогенных эффектов при комбинированном и комплексном воздействии проводится на основе расчета индекса опасности. При отдельных маршрутах поступлении химического вещества в организм человека критерием риска является суммарный индекс опасности. [3]
По данным расчета индекс опасности составил 10.99, включающий суммарные индексы опасности: для кровеносной системы - 0.23, для органов дыхания – 10.57, для ЦНС – 0.19.
При коэффициенте опасности превышающем единицу вероятность развития у человека вредных эффектов возрастает пропорционально увеличению индекса опасности. [4]
Для жителей г. Томска существенное воздействие химических веществ оказывается на органы дыхания и имеет тенденцию к ежегодному увеличению заболеваемости населения, что подтверждается данными Томскстата. [5]

Speaker: Карина Олеговна Чернышкина

41 Оценка содержания углеводородов в природных и сточных водах Омской области

Омская область относится к числу регионов с очень высоким уровнем углеводородного загрязнения водоемов. Это объясняется наличием в Омске крупных предприятий нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности. Особенно опасно то, что в составе сточных вод много токсичных аренов. Воду р. Иртыш ниже г. Омска официально относят к категории 3б («очень загрязненная»).
Суммарное содержание углеводородов (УВ) в водах в виде интегрального показателя «нефтепродукты» (НП) оценивают методом ИК-спектрометрии, при этом не учитывается неполнота извлечения аренов при экстракционном концентрировании и внутригрупповая селективность сигналов. Суммарное содержание аренов природоохранными организациями вообще не контролируется.
Предложены новые методики определения суммарного содержания УВ (ИК-спектрометрия) и, отдельно, наиболее токсичных из них – аренов (ГЖХ и УФ-спектрометрия). Особенностью новых методик является использование градуировок, построенных по экстрактам из водных модельных смесей углеводородов известного качественного и количественного состава. Такой подход позволяет снизить влияние внутригрупповой селективности сигналов на результат анализа и учесть потери аналитов при их концентрировании.
Результаты анализа более 200 природных и сточных вод Омской области по новым методикам сопоставляли с результатами, полученными по стандартным методикам. Сделаны следующие выводы:
1. Определяемые по стандартным методикам значения показателя НП достоверно (в 1,5-2 раза) ниже суммарного содержания УВ, найденного по новой методике, что свидетельствует о недооценке углеводородного загрязнения водоемов при использовании стандартных методик анализа.
2. Найденные по новой методике суммарные содержания УВ в исследованных водоемах превышают нормативное значение показателя «нефтепродукты» или находятся на уровне ПДК.
3. Анализ одних и тех же проб по двум разработанным в ОмГУ методикам приводит близким оценкам суммарного содержания аренов С6-С9. Статистически достоверные различия не выявлены, что подтверждает правильность полученных оценок.
4. Суммарное содержание аренов в р. Иртыш сравнительно невелико (на уровне ПДК толуола). В очищенных сточных водах омских предприятий суммарное содержание аренов на 1-3 порядка превышает ПДК толуола и бензола.

Speaker: Mrs Tatiana Antonova (Dostoevsky Omsk State University)

42 Оценка экологических рисков чрезвычайных ситуаций на примере производства фтористого водорода

В данной работе проводили оценку риска здоровья населению г. Зеленогорска при наиболее опасном сценарии аварии на АО «ПО «ЭХЗ» с выбросом фтористого водорода 1400 г/с. В работе показано, что концентрация фтористого водорода в г. Зеленогорске будет достигать значение 2,8 мг/м3. Данная концентрация превышает ПДКм.р. и референтное значение концентрации фтористого водорода при острых ингаляционных воздействиях. В зону риска при заданной аварии на территории г. Зеленогорска при повышенных порывах ветра с западного направления в первую очередь попадает 21-й микрорайон, число пострадавших в данном микрорайоне может достигать до 500 человек.
Результаты работы могут быть использованы при оценке риска здоровью населения для острых ингаляционных воздействиях при прогнозировании чрезвычайных ситуаций при производстве, хранении и/или транспортировке фтористого водорода и других опасных веществ

Speaker: Ekaterina Larionova (Tomsk Polytechnic University)

43 ЭКОЛОГИЯ ТРАНСПОРТА В РОССИИ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

В настоящее время по всему миру наблюдается увеличение темпов роста производства и потребления товаров, что способствует ухудшению экологической обстановки.
Одним из факторов вредного влияния на экологию является транспорт.
Учитывая постоянное развитие транспортно-логистической сферы, а также, что загрязнение природных ресурсов, земли, воды, лесов, происходит с угрожающей скоростью, необходимо учитывать экологический аспект на стадии формирования транспортных систем. При этом мероприятия по обеспечению экологической безопасности транспортной системы должны проводиться на всех стадиях их проектирования, строительства, эксплуатации.
В этой связи одной из важнейших проблем создания и функционирования новых транспортных систем является проблема обеспечения их экологической безопасности, особенно в крупных транспортных узлах и на участках, которые проходят по пограничным территориям различных государств.
Рассматривая транспортную систему как совокупность транспортных сетей и транспортных средств можно отметить, что и те и другие оказывают негативное влияние на окружающую среду.
Так, при создании транспортных сетей требуется проведение большого объема строительных работ, связанных с перемещениями огромного количества грунта, нарушением естественного ландшафта, строительством мостов, путепроводов, водоотвода, то есть транспортные сети являются стационарным источником экологической опасности.
Транспортные средства, которые пользуются данной транспортной сетью, представляют собой нестационарные источники экологической опасности и вносят решающий вклад в загрязнение окружающей среды.
С целью минимизации вредного воздействия на окружающую среду каждым государством применяются законодательные нормативные акты, регулирующие деятельность перевозок. При этом оценка качества окружающей среды осуществляется на основании критериев, характеризующих состояние экосистемы в целом, а среди методов защиты окружающей среды применяются методы снижения мощности источников загрязнения, методы нейтрализации и улавливания вредных веществ системами очистки, методы нормирования качества окружающей среды.
В настоящее время в России разработаны многоплановые задачи обеспечения экологической безопасности в структуре системы государственного экологического контроля.
Вместе с тем следует изучить опыт самых экологичных стран, которые заботятся об экологии и здоровье населения, рассмотреть возможность увеличения штрафов за утилизацию вредных отходов с нарушениями установленных правил, разработать мероприятия по развитию возобновляемой энергетики, определить программу по изменению отношения населения к природе.

Speaker: Ms Елена Замараева (Уральский государственный экономический университет)

44 AUDIT OF FIRE PROTECTION PROTECTION IN BUILDINGS OF TRADE PURPOSE OF IRKUTSK

The analysis of constructive, space-planning decisions and escape routes in commercial buildings for compliance with fire safety requirements has been carried out. The time of evacuation from retail premises was estimated and the most efficient escape routes were proposed.

Speaker: Mr Denis Drozdov

Обсуждение доклада

45 Снижение расхода энергоресурсов при эксплуатации промышленного склада-холодильника.

Промышленные холодильники применяются для хранения больших объемов продуктов, медикаментов, овощей и фруктов при низкой температуре. Здание склада-холодильника имеет многослойные покрытия для влаго- и теплоизоляции. Здание оборудуется холодильными установками, которые для своей работы требуют значительных объемов электрической и тепловой энергии. Для механизации погрузочно-разгрузочных работ используют транспортеры, электропогрузчики и терминалы железно-дорожных вагонов и автотранспорта закрытого типа.
Реальный путь повышения экономичности холодильника – снижение перепада температур между внешней и внутренней поверхностью. Перепад температур зависит от режима работы холодильника и климатической зоны местности. В северных районах температура летом не очень высокая, а продолжительность холодного периода достигает 8 месяцев. В южных районах лето жаркое, и зима теплая и короткая, добиться снижения перепада температуры достаточно сложно. Наиболее эффективно будет применение холодильника в средней полосе России.
В земле, на глубине 8 – 10 м температура составляет 5 – 8 0С. Для повышения эффективности склад-холодильник надо заглубить в землю. В случае размещения холодильника на поверхности земли в летнее время перепад температур будет минимум 30 0С. В подземном холодильнике перепад составит около 15 0С. Такое расположение позволит снизить приток тепла к холодильнику в 2 раза и тем самым получить экономию электроэнергии, потребляемой холодильными установками.

Speaker: Dr Владимир Горячев (Яковлевич)

4:00 PM Кофе-брейк

Clean Technologies and Environmental Protection Systems/ Проблемы экологической безопасности и системы защиты среды обитания

Convener: Prof. Svetlana Timofeeva

46 Health risk assessment for the use of agricultural products grown in the zone of aluminum production

Известно, что значительная часть российского населения употребляет в пищу продукты, выращенную на своих приусадебных и дачных участках, которые нередко расположены вблизи крупных промышленных центров. Систематический контроль за качеством такой сельскохозяйственной продукции, как правило, отсутствует. При этом существует риск перорального поступления в организм человека токсичных веществ вместе с выращенной на загрязненных почвах сельхозпродукцией.Практически единственной возможностью для получения количественных характеристик потенциальной угрозы здоровью населения при употреблении продукции, выращенной на техногенно-загрязненных землях, является применение методологии оценки риска.
Цель работы – оценка канцерогенного и неканцерогенного рисков для здоровья населения при употреблении сельско-хозяйственной продукции (корне- и клубнеплоды), выращенной в зоне воздействия алюминиевого производства (Шелеховский район, Иркутская область). Известно, что почвы пригородных зон загрязнены бенз(а)пиреном, фтором и такими тяжелыми металлами как цинк, никель, мышьяк.
Оценка риска проведена на основе действующей методики Р 2.1.10.1920-04. Определен экологический риск для населения при употреблении загрязненных овощей (корне- и клубнеплоды), выращенной на приусадебных участках в импактной зоне влияния алюминиевого производства. Выделено две группы эффектов – канцерогенный и хронический неканцерогенный. Рассчитаны индивидуальные пероральные риски для населения и определены приоритетные вещества – источники риска. Канцерогенный риск, рассчитанный по усредненным концентрациям бенз(а)пирена в овощах, составил 1,1∙10-4 и находится на границе между предельно допустимым и неприемлемым для населения уровнем риска. Хронический неканцерогенный риск обусловлен поступлением в организм фтора, железа и никеля и превышает допустимые значения в 3,97; 5,77 и 2,0 раза соответственно. Эти результаты показывают, что при употреблении загрязненных овощей наиболее негативное влияние может быть оказано на сердечно-сосудистую систему и кровь (HI=7,87).
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о наличии риска для здоровья населения Шелеховского района при употреблении в пищу овощей, выращенных на загрязненных почвах. В большей степени он связан с повышенным содержанием в почве фтора, железа и никеля.

Speaker: S. Ivanova

47 Assessment of environmental risks to the health of the population of the southern Baikal region.

The Baikal region is industrially developed. There are various industries: forestry, petrochemical, metallurgical, fuel and energy, and others. The southern Baikal region is more affected by metallurgical production, the emissions of which have a negative impact on the health of the population living even at a considerable distance from the object of pollution.
The aim of the study was to assess non-carcinogenic risks to the health of the population living in the southern Baikal region. On the territory of this district there are large areas of forest ecological systems, and human settlements are removed from each other over long distances. A risk assessment was performed based on the calculation of the hazard ratio according to the method HQ R 2.1.10.1920-04. The results of the study showed that the emissions of aluminum production have a negative impact on the health of the population living not only in the immediate vicinity of the object of environmental pollution, but also at a considerable distance from large industrial centers. To improve the environment and reduce morbidity, comprehensive measures are needed to reduce the content of harmful chemicals in the air.

Speaker: Ivanova S.V.

48 Food quality as a risk factor for public health

The quality of food entering the Irkutsk Region is rather rarely described in the scientific literature, although pollution control of food raw materials and food products is carried out regularly. In the Office of Rospotrebnadzor in the Irkutsk region and its territorial departments for the last three years, sanitary-chemical indicators of 12322 food samples were analyzed. About 5 thousand different objects (food, feed, water) are analyzed annually in the Irkutsk interregional veterinary laboratory. It was found that meat and dairy products most often do not meet the established requirements. A common phenomenon is the falsification of dairy products, which is determined by the discrepancy between the fatty acid composition of the fat part of the product and the presence of plant sterols. The violations also concern the content of the protective coating (glaze) of frozen fish and seafood, acidity, humidity, porosity of bakery products, and other indicators. Nearly half of the products that do not meet regulatory requirements are found in social facilities. Excess of the content of the established standards is registered mainly by nitrates in fruits and vegetables.
About 5% of the products studied are not biologically safe. Four groups of products are distinguished by particularly high levels of microbiological contamination: meat and meat products, dairy products, confectionery, and fish. So, in 2018, the share of samples that did not meet hygienic requirements for microbiological parameters was 6.5, 6.3, 6.8, 11.6%, respectively.
Food safety currently occupies a leading role in achieving sustainable development goals. In our country, the importance of this aspect in human life is confirmed by the Strategy for Improving the Quality of Food Products in the Russian Federation until 2030, adopted by an order of the Government of the Russian Federation of June 29, 2016.

Speaker: Volchatova Irina (Vladimirovna)

49 TECHNICAL DRAWING UP OF THE PROCESS OF FIXING DANGEROUS ACTIONS OF ELECTROTECHNICAL PERSONNEL OF OIL STORES

The prospects for optimizing the process of collecting and processing of information about violations of requirements by labor protection workers due to its automation are considered, an analysis of existing developments in this area is carried out. The technical aspects of the automated system of personalized accounting of violations of labor protection requirements are outlined.

Speaker: Mr Drmitry Kostin

50 Очистка попутного нефтяного газа и сбросных газов химических производств при помощи газодинамических аппаратов с вихревым эффектом Ранка-Хилша

В работе рассматриваются теоретические и практические аспекты газодинамического метода очистки попутного нефтяного газа (с акцентом на вихревые трубы Ранка-Хилша), позволяющего успешно тушить сбросные факела. Тем самым решаются не только экологические, но и экономические вопросы сокращения потерь энергоносителей в России.
Каждый год в России добывается не менее 70 млрд. кубометров попутного нефтяного газа (ПНГ), из которых не менее 25 % сжигается в факелах, что крайне отрицательно сказывается на экологической обстановке и приводит нерациональному использованию не возобновляемых природных ресурсов. Это вызвано комплексом причин, где далеко не последнее место занимают трудности, связанные с техническими аспектами улавливания и дальнейшего использования ПНГ. Одной из основных причин является необходимость значительных капитальных и энергетических затрат при утилизации ПНГ.
Вихревой эффект терморазделения (стратификации) газа, открытый Ж. Ранком в 1931 г. и экспериментально изученный Р. Хилшем в 1946 г., нашел во второй половине XX столетия широкое применение для термостатирования (охлаждения – нагрева) различных технических объектов при использовании самого распространенного в природе рабочего тела – воздуха. С начала 60-х гг. прошлого века неоднократно предпринимались попытки использовать данный эффект в газовой, нефтяной и химической промышленности при низкотемпературных технологиях разделения газовых смесей. Это было обусловлено наличием в указанных областях (далеко небезупречных с экологической точки зрения) производства «даровой» энергии, зачастую теряемой при дросселировании. Стендовые и опытно-промышленные испытания на реальных газах продемонстрировали эффективность и надежность работы вихревых генераторов холода, но они в то же время так и не были доведены до промышленной реализации.
В настоящее время наибольшее практическое применение в системах низкотемпературной сепарации (НТС) попутного нефтяного газа (ПНГ) нашли два типа аппаратов – это сверхзвуковые 3S-сепараторы (Super Sonic Separator) и вихревые трубы различной модификации. Причем с полным основанием можно сказать, что в нефтегазовой промышленности России на сегодня превалируют вихревые трубы. По функциональным возможностям к 3S-сепаратору приближается трехпоточная вихревая труба (ТВТ).

Speaker: Mr Владимир Девисилов (Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана)

51 ВЫЯВЛЕНИЕ ПРОБЛЕМНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПРЕДБАЙКАЛЬЯ ПО СОСТОЯНИЮ СОСНОВЫХ ЛЕСОВ И ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

За предыдущие два десятилетия в Предбайкалье произошли значительные изменения уровня и интенсивности техногенной нагрузки на леса, в большинстве случаев в сторону увеличения, что существенно отразилось на ослаблении жизненного состояния древостоев. Кроме того, в последние 10 лет особую остроту приобрела проблема усиления рекреационной нагрузки на побережье оз. Байкал, вследствие большого потока туристов и строительства баз отдыха. Нами обобщены и проанализированы результаты долговременного (10-30 лет) мониторинга состояния сосновых лесов на территориях Предбайкалья, подвергающихся влиянию техногенного загрязнения и высокой рекреационной нагрузки, выявлены наиболее проблемные территории, характеризующиеся выраженным трендом ослабления древостоев, составлена карта-схема их расположения. Обследовались территории, прилегающие к промышленным центрам (Саянско-Зиминскому, Черемховскому, Усольскому, Ангарскому, Иркутскому, Шелеховскому), и рекреационные зоны Прибайкальского национального парка, включая окрестности пос. Хужир, пос. Листвянка, территорию Кругобайкальской железной дороги (КБЖД). На разработанной карте-схеме показаны участки, где выявляется выраженный тренд к ухудшению жизненного состояния древостоев и деградации почвенного покрова. Состояние древостоев сосны оценивалось по комплексу визуальных, морфометрических и физиолого-биохимических параметров, всего определялось 30 показателей, в том числе уровень дефолиации крон деревьев; длина и масса хвои и побегов; содержание в хвое фотосинтетических пигментов, элементов-биогенов, белкового азота и ряда других компонентов. Уровень техногенного загрязнения лесов определялся по накоплению в хвое элементов-поллютантов (серы, фтора, тяжелых металлов, органических ксенобиотиков). Состояние почвенного покрова оценивалось по физико-химическим и токсикологическим показателям (буферности почв, плотности, влажности, аэрации верхних горизонтов, составу ППК, накоплению элементов-загрязнителей и другим параметрам), на основании которых вычислялся потенциал устойчивости почв. Показано, что наиболее проблемными по высокому уровню загрязнения являются территории, прилегающие к Шелеховскому, Иркутскому, Усольскому, Ангарскому промцентрам, по недопустимо высокой рекреационной нагрузке выделяются окрестности Хужира, Листвянки, многие участки КБЖД. На этих территориях выявлены самые низкие индексы жизненного состояния (ИЖС) древостоев, составляющие 3,2 – 4,4 балла, и самый низкий потенциал устойчивости почв (4,7 балла вблизи Хужира, 4,8 – вблизи Усольского промцентра), в то время как на фоновых территориях ИЖС и потенциальная устойчивость почв приближаются к 10 баллам.

Speaker: Mrs Ольга Калугина (Сибирский институт физиологии и биохимии растений (СИФИБР СО РАН))

52 PROBLEMS OF ECOLOGICAL SAFETY OF PHARMACEUTICAL MANUFACTURES AND VOLTAMPEROMETRIC CONTROL OF SOME MEDICINE DRUGS

Industrial wastewater from pharmaceutical production may contain organic solvents, catalysts, additives, by-products, raw materials, and active pharmaceutical substances, which presents serious difficulties for their processing.
The ease of spreading drug contamination in water bodies, the negative impact on hydrobiotite and, finally, the possibility of ingress of medicinal substances and intermediates in drinking water suggest that water contamination with drugs is the most dangerous. All this explains the special attention to the problem of water pollution by pharmaceutical substances, on which many countries of the world are concentrated. Once in the environment, pharmaceutical substances may undergo certain changes under the influence of both biotic and abiotic factors. As a rule, medicinal substances undergo degradation, losing their original activity. However, a number of compounds are not only resistant to natural destruction, but also able to change their activity with the formation of physicochemical transformants that represent a potential danger to living organisms and humans.
Electrochemical methods of analysis, in particular, voltammetry, are widely used to determine the content of various organic substances for environmental monitoring. Along with the indisputable advantages of the method, there are certain limitations on its use in analytical laboratories. In most cases, when determining the number of organic substances, a mercury-film is used as a working electrode. The main disadvantage of using this type of electrodes is the toxicity of mercury; therefore, the search and development of new selective mercury-free electrodes is an important task. The analysis of the literature and the conducted studies show the promising application of organic modifiers on various carbon substrates (glassy carbon, impregnated graphite) in the analysis of environmental objects using the methods of anodic inversion, adsorption, and cathode voltammetry.
We have conducted studies on the choice of operating conditions for the voltammetric determination of a number of medicinal substances, on the basis of which methods for the quantitative chemical analysis of air, water and soil samples for the content of these substances will be metrologically certified.
Using the new class of tosylate salts, arediazonium (ADT), organo-modified graphite and glassy carbon electrodes were first proposed for determining selected drugs, various factors were studied (time and method of contact, concentration of tosylate salts, arediazonium, etc.), and a technique for modifying the electrode for definitions of pharmaceutical substances, such as: halonal (5 – ethyl – 5-phenyl-I-o-fluoro-benzoylbarbituric acid), halodif (1 - [(3-chlorophenyl) (phenyl) methyl] urea) and meldonium (3- ( 2.2 , 2-trimethylhydrazine) propionate).
The surface of the modified working electrode was studied by probe microscopy, it was determined that when the modifier concentration was 10 mg / dm3 and the electrode exposure time was 5-7 seconds, an ensemble ultramicroelectrode system was formed on the surface, which increases the sensitivity of the test substances. ADTs of various structures were considered as modifiers: without a substituent, with a carboxyl, amino, and nitro substituent. The choice of a specific modifier (namely, a substituent in the structure of areadiazonium salt) depends on the chemical structure of the analyte. It has been established that when modifying an ADT electrode without a substituent for determining meldonium and halodif, it is more preferable in view of the highest sensitivity and reproducibility, whereas for barbituric acid derivatives (halo), the use of a glassy carbon electrode modified with ADT with a carboxyl substituent is proposed.
In the future, it is assumed the use of organo-modified electrodes to expand the range of defined organic substances, including those used as medicinal.

Speaker: Galina Slepchenko

53 Cпособ очистки сточных вод в комбинированном водоподготовительном комплексе

Приведен обзор существующего положения, иллюстрирующий острую необходимость продвижения мембранной технологии для переработки стоков в техногенной зоне Приаральского региона. Решение задачи извлечения алюминия в процессе опреснения сточных вод на указанной территории, характеризующейся ограниченным природным ресурсом пресной воды и жарким и сухим климатом, является актуальным. Новизна работы состоит в разработке и исследовании селективного метода получения алюминия, заключающегося в комбинированном использовании методов ионного обмена и обратного осмоса, в процессе опреснения сточных вод.
Цель настоящего исследования заключается в изучении способа опреснения сточных вод и извлечения алюминия в комбинированном водоподготовительном комплексе. Рассмотрена работа и получены результаты при помощи методов экспериментального исследования показателей качества на основе реверсного электродиализного аппарата, подтверждающие ее работоспособность и показавшие эффективность переработки сточных вод. Экспериментальный комплекс снабжен комбинированной водоподготовительной установкой, работающей на опреснение воды, и дополнительным контуром, функционирующим в цикле накопления алюминия и его краткосрочного хранения.
Дисперсный алюминий нарабатывается на комплексе в процессе электродиализа при переработке сточных вод р. Сырдарья, богатых алюминием, по специальной технологии удаления окисной пленки с упаковкой в картриджи в инертной среде. При этом, себестоимость алюминия в сырьевых затратах уменьшится примерно в 3-4 раза, энергетические затраты уменьшатся примерно в 1,5-2 раза. Кроме того, в процессе функционирования реакционного модуль-блока будет нарабатываться в больших количествах дисперсный оксид алюминия для дальнейшего его применения, к примеру, в лакокрасочной промышленности. Представленная технологическая схема комбинированного водоподготовительного комплекса способна эффективно извлекать из сточных вод любые легкие металлы, что, в свою очередь, в числе прочего, позволит предотвратить дальнейшее формирование токсичных придонных отложений в открытых водоприемниках и определяет направление дальнейшего продолжения работы.

Speaker: Mr Stanislav Chicherin (Omsk State Transport University (OSTU))

Нидроген_v24-Байкал_доклад.ppt

Energy Saving and Energy Efficiency/Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в строительстве и ЖКХ

Conveners: Prof. Michail Tolstoy (Irkutsk State Technicak University), Nikolai Tsvetkov

54 Повышение метрологической надежности при измерении расхода теплоносителя и количества теплоты на объектах ЖКХ

В соответствии с федеральным законом «Об энергосбережении…» все потребители тепловой энергии и горячей воды обязаны эксплуатировать приборы учёта – теплосчетчики и обеспечивать единство измерений. Единство измерений регулируется и определяется федеральным законом № 102 как состояние измерений, при котором их результаты выражены в https://go.mail.ru/search?fm=1&q=http%3A%2F%2Fsewan.green.tsu.ru допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности не выходят за установленные границы. Согласно алгоритма расчета тепловой энергии в состав теплосчетчика любого производства входят два датчика температуры, один или два датчика расхода теплоносителя и ГВС. По мере эксплуатации, а именно, в межповерочный интервал (МПИ), определяемый большинством изготовителей в 4 года, происходит постепенное нарастание погрешности, снижение метрологической надежности средства измерения (СИ), выражающейся в свойстве СИ сохранять метрологическую исправность в течении заданного времени (МПИ) при определенных режимах и условиях эксплуатации. Нам в ходе многолетних наблюдений установлено, в теплосчетчиках, имеющих в своем составе электромагнитные расходомеры, из-за специфики принципа действия и устройства расходомеров, наличия в теплофикационной воде оксидов железа и ила, происходит снижение метрологической надежности уже на втором году эксплуатации.

Speaker: Svetlana Polovneva

55 Investigation of the possibilities of using of heat pipes in the recuperation systems of paper industry enterprises with heat excess

The investigation was aimed to increase the energy efficiency of ventilation systems for the pulp and paper industry with an excess of heat in the technological process. The economic and thermal effect is achieved through the use of heat recovery systems based on the principle of phase transition and heat pipe.

Speaker: Dr Irina Pospelova (Institute of Architecture, Construction and Design)

56 Экспериментальное исследование плит перекрытия многоэтажных зданий с гибкими связями

Монолитные железобетонные перекрытия со стальными профилированными настилами широко применяются при строительстве высотных зданий за рубежом, особенно в дальнем зарубежье (США, Франция, Германия, Италия, Япония, Чехия, Польша, Австрия и др.) [16,2,25,5,7,13,8,17,15,11,9 и др.]. Основными причинами массового строительства таких конструкций служат такие причины как, использование стального каркаса в качестве несущего элемента перекрытий, низкая собственная масса такой конструктивной системы, достаточно хорошая изученность совместной работы плиты со стальными балками, разработка и применение высокопроизводительных аппаратов для приварки анкерных болтов к прогонам через настилы, мало изученность и отсутствие вариантов объединения монолитной плиты на профилированных листах с железобетонными несущими элементами.
Главным условием рациональной и эффективной работы таких конструкций является обеспечение совместной работы составляющих их элементов – настила с монолитным бетоном и плиты в целом с несущими балками. Экспериментальные исследования однопролетных комбинированных балок пролетом 2 - 6 м показали, что полная совместная работа составляющих элементов зависит от количества надопорных анкеров [24]. В исследованиях [19] сделан вывод о целесообразности равномерного размещения анкеров по длине прогона при равномерно - распределенной по поверхности перекрытий нагрузке.
Из имеющегося арсенала известных анкерных устройств наиболее индустриальным оказалась анкеровка при помощи стержневых упоров. С целью надежной и скоростной их приварки в нашей стране и за рубежом разработаны специаль¬ные сварочное оборудование. Этими же стержневыми анкерами одновременно осуществляется объединение бетона с листом и плиты с прогонами. Поэтому ис¬следование анкерующей способности этих анкеров крайне важна для гладкостенных настилов, выпускаемых большинством предприятий промышленности.
При обеспечении надежной совместной работы плиты перекрытия со стальными балками расход стали снижается в пределах 15 – 34 %. Замена же стальных балок на железобетонные снижает металлоемкость на 22,1% [10].
В данном исследовании изучена работа гибких связей, осуществляющих совместную работу монолитной железобетонной плиты, имеющей внешнюю арматуру в виде гладкого стального профилированного настила с узкими ребрами вниз и железобетонной балки специальной конструкции. Целью данного исследования являлась изучение поведения ребер связей объединения составляющих элементов такого составного сечения. Для достижения данной цели важное значение имеет правильный выбор схемы испытания, которая должна максимально точно описывать поведение связей при реальной работе конструкции.
В данном исследовании изучена работа гибких связей, осуществляющих совместную работу монолитной железобетонной плиты, имеющей внешнюю арматуру в виде гладкого стального профилированного настила с узкими ребрами вниз и железобетонной балки специальной конструкции. Целью данного исследования являлась изучение поведения ребер связей объединения составляющих элементов такого составного сечения. Для достижения данной цели важное значение имеет правильный выбор схемы испытания, которая должна максимально точно описывать поведение связей при реальной работе конструкции.
Наиболее широко используются исследователями схемы испытания анкеров в двойных образцах, представляющих собой стальной двутавр с приваренными к обоим полкам анкерами, которые замоноличиваются в двух бетонных плитах. Такая схема испытаний встречается в работах, проведенных в Англии, США, ФРГ, Франции, Италии и России [3, 23]. Недостатками такой схемы испытания являются: сложность изготовления, взаимное влияние прочности и деформативности бетона каждой плиты на результаты исследований, а также не¬сложность доведения до разрушения анкерных связей в обоих плитах.
В результате данного исследования работы гибких связей на сдвиг можно сделать следующие выводы: гибкие связи на действие сдвигающего усилия при его величине равной 40% от разрушающей работают упруго; при нагрузке равной 60% от разрушающей бетон под анкерами получает смятие и в поперечном направлении испытывает растягивающие напряжения, превышающие его сопротивление на растяжение; разрушение конструкции с гибкими связями происходит в результате среза ребер и отслаивания листа от бетона; стальной профилированный настил как внешняя арматура со стороны действия сдвигающей силы испытывает большие растягивающие, а в дальних гофрах сжимающие напряжения; наряду с классическим разрушением по нормальному сечению для конструкций с гибкими связями возможно и разрушение по связям; несущая способность монолитных железобетонных перекрытий с гибким связями зависит от прочности и жесткости элементов связи между плитой и балкой.

Speaker: Бейшенбек Ордобаев

57 Сравнительный анализ использования различных источников теплоснабжения индивидуальных жилых домов

В современном мире существует огромное разнообразие различных вариантов систем отопления, которые мы можем использовать при проектировании и строительстве жилых домов. Выбор наиболее экономически и технически оптимальной системы отопления играет большую роль для дальнейшего комфортного проживания людей. Это позволяет сократить расходы на установку или эксплуатацию системы,при этом получив необходимое количество тепла для поддержания комфортных условий внутри отапливаемых помещений. В статье рассматривается эффективность и экономичность использования различных систем отопления с применением современных материалов и технологий на примере Иркутского района. На основе технических и экономических расчетов выполнен анализ систем отопления с применением различных источников тепла, на примере использования, как классических систем водяного отопления, так и различных источников электрического отопления от, получившего уже широкое распространение, теплого пола до, менее распространенных, систем инфракрасного отопления. Так же рассмотрена возможность использования альтернативных источников энергии для покрытия затрат электроэнергии при использовании электрического отопления, что будет являться актуальным решением для регионов с высокой стоимостью электроэнергии.

Speaker: Mrs Дарья Подбельская

58 HEAT TRANSFER IN THIN-FILM THERMAL INSULATION

The relevance of the study is explained by the fact that thermal protection of equipment and pipelines is important when implementing energy-saving measures at energy facilities for various purposes. The increase in heat or cold losses during the transportation of energy carriers is the reason for the creation of new approaches to energy-saving measures when performing thermal insulation actions. The main method of reducing heat energy losses during its transportation and storage is the use of highly efficient thermal insulation materials. This material is thin-film thermal insulation. The unique thermal characteristics of thin-film thermal insulation coatings are the reason for their use in various energy systems and equipment. Despite this, the technology of using thin-film insulating coatings has not been developed. This is due to the following reasons: lack of knowledge about the physical properties and mechanisms of heat and mass transfer processes in thin-film thermal insulation coatings.
The main aim of the research is a study of conductive-convective heat transfer in the layer of thin-film thermal insulation taking into account the heterogeneity of the properties of the microspheres and binders.
The object of the research is a cylindrical layer of thin-film insulating coating. The temperature is constant on the inner and outer surfaces of the thermal insulation coating. The geometry of the thin-film thermal insulation coating was a binder and hollow microspheres. Scientific research was carried out for a layer of insulation thickness of 0.33 mm. The temperatures on the inner and outer surfaces of the insulation were taken in accordance with the experimental data. The layer of thin-film thermal insulation for 62% consists of microspheres with a diameter of 50 microns and for 38% from binder. Two types of hollow microspheres with wall thicknesses (5 μm and 2 μm) were considered.
Methods. The solution of the problems posed is obtained by the finite element method. Galerkin approximation, non-uniform finite element mesh was used. The parameters of the grid elements were chosen from the conditions of convergence of the solution. An increase in the number of elements of the computational grid was carried out using the Delaunay method.
Results. The effect on heat loss of the type of binder and the characteristics of the microspheres, the wall thickness of the microsphere and the gas phase contained in the cavity of the microsphere was investigated. For the case under consideration, the deviation from the experimental data was up to 90%, depending on the composition of the thin-film thermal insulation coating. Comparison of the results of numerical simulation of heat transfer in a layer of thin-film thermal insulation, performed using a conductive-convective heat transfer model with the results for a conductive model showed a discrepancy between them does not exceed 3%. This is due to errors in numerical calculations. For this reason, a simpler conductive model of heat transfer can be used in practical calculations.

Speaker: Viacheslav Polovnikov (Tomsk Polytechnic University)

59 Экспериментальная проверка работоспособности образцов сейсмоизолирующих устройств

текст

Speaker: Бейшенбек Ордобаев

60 Energy-efficient retrofit of evaporation station for calcium chloride production: the case for Russian Federation

The problems of an energy-saving and high pollution in the Russian Federation is a hot topic since the country step-up to a market economy. The existing facilities of process industries were mainly designed and built-in time of cheap energy resources. The main priority was to get the final product and supply as much energy as was required by the technology. The situation was not so much changed the last 3 decades and the energy efficiency gap in the Russian process industry is still high. Nowadays, this issue is becoming more complex accounting for global environmental problems, such as different kinds of wastes and global warming. The chemical industry is one of the most energy-intensive production sectors that generate a huge amount of solid, liquid and gaseous wastes. The last trend of sustainable development out to develop both new processes and retrofit in a new way addressing sustainability and green economy. One of the most beneficial approaches for retrofit of reprocessing industries is a Process Integration. This method was unified for application in process system engineering. However, the real application requires a detailed investigation of the process flow diagram (PFD), process simulation and development of local methods to tune-up the general methodology to particular case studies.

In this work, the analysis of calcium chloride production was analysed to identify the energy gap and provide the retrofit roadmap. The initial concentration of calcium chloride in raw materials is 14% (mass) and it has to be concentrated up to 35 % (mass). Process Integration techniques were used for the analysis of the existing process to identify the bottlenecks and disadvantages of existing PFD and operation modes. Pinch approach was applied to get real energy targets, the energy gap of an existing process and prospective options of process update. The authors proposed the solution for process improvement by use of detailed simulation of heat exchanger parameters and systematic synthesis heat exchanger network to get a feasible and economically viable retrofit option. The case study of the Russian chemical industry was described and analysed. There are some process constraints, e.g. limited performance of existing equipment, that out to develop a local methodology to solve the problem in an appropriate and most profitable way. It was defined that the real energy consumption of existing process is 25% higher than the target value. Nevertheless, the 1st feasible retrofit case with a detailed simulation of heat exchanger network parameters reduces the energy consumption only by 17 % but, at the same time, the improved operating conditions of evaporation unit were achieved. The 2nd retrofit option reduces the energy consumption by 22% and more complicated network with additional operation issues was designed. The process flowsheets of both retrofit options were proposed and economic indicators were calculated. They provide information for investors and decision-makers on possible options for energy and emission reduction and profitability improvement. The results of this work may be used for efficient retrofit of industrial evaporation units in different process industries to reduce their environmental impact and green economy transition.

Speaker: Dr Stanislav Boldyryev (Tomsk Polytechnic University)

61 Разработка ресурсосберегающей технологии получения строительных блоков из твердых отходов фтороводородного производства и шлаков ТЭС АО «СХК»

Одной из экологических проблем в Томском регионе России является наличие твердых отходов фтороводородного производства – фторангидрита, и золошлаковых отходов теплоэлектростанции ОАО «СХК», которые загрязняют окружающую среду.

Сотрудниками Томского политехнического университета были проведены опыты по исследованию свойств фторангидрита и золошлаковых отходов СХК. Результаты исследований показали, что вышеназванные отходы являются радиационно безопасными; после обезвреживания, т.е. нейтрализации кислых компонентов, измельчения гранул, модифицирования соответствующими добавками и классификации из техногенного ангидрита – фторангидрита, получается ангидритовое вяжущее марки 100 (10 МПа); в результате затворения водой унифицированного ангидритового вяжущего с измельченным золошлаковым наполнителем, после виброуплотнения и выдержки на воздухе на протяжении 28 суток были получены строительные конструкционные изделия – ангидритовые шлакоблоки, с пределом прочности на сжатие, равном 3,5 МПа.
Описание функционирования технологической схемы производства шлакоблоков.

Ангидритовое унифицированное вяжущее в контейнере 1, оборудованных верхним загрузочным и нижним разгрузочным герметичными люками, привозят автотранспортом и с помощью автопогрузчика помещают на место его дозированной подачи в технологию. Шлак поставляют автосамосвалами и выгружают в приемный бункер 5. Ангидритовое вяжущее из бункера 1 посредством транспортеров 2 и 3 подают в скип-объемный дозатор 4. Шлак из бункера 5 с помощью транспортера 6 подают в валковую дробилку 7, а затем транспортером 8 измельченный до размеров гранул, не превышающих 20 мм, направляют также в скип 4.
С помощью скипа исходные сыпучие материалы перегружают в растворобетоносмеситель 9. Cамотеком из емкости 10 через дозатор 11 поступает вода затворения ангидритового вяжущего. После перемешивания массы на протяжении 4,5 – 5 минут ее выгружают через лоток 12 в промежуточный бункер 13. Под бункером 13 находится подвижный виброформователь 14. Он состоит из 2-х кассетных форм, электромеханического вибратора 15, пружин 16, рамы виброформователя 17, поддонов блоков 18, штоков – выталкиватилей 19 и гидротолкателей 20 и 21. 2-х кассетных форм по 8 блоков в каждой Штоки – выталкиватили 19 и гидротолкатели 20 и 21 предназначены для выпрессовки шлакоблоков из форм. Рама и подпружиненный виброформователь установлены на колеса и с помощью гидротолкателя 22 перемещаются по рельсовому пути 23. Перемещение штоков гидротолкателей 20,21 и 22 осуществляется за счет гидрораспределителя масла 24 и гидронасоса 25.

Перемешанная шихта, выгруженная в бункер 13, автоматически попадает в формы виброформователя 14, так как днищем бункера 13 служит виброформователь 14. После этого включают вибратор 15 и с помощью гидротолкателя 22 перемещают виброформователь в сторону первого съемника блоков 27, при этом пригруз 26 выравнивает верхнюю поверхность 8-ми шлакоблоков первой кассеты. Одновременно с этим 2-ая кассета виброформователя занимает место днища бункера 13 и заполняется шихтой. После того, как все блоки 1-ой кассеты будут выведены из-под бункера 13 и пригруза 26, отключают гидротолкатель 22, вибратор 15 и включают гидровыталкиватель блоков 20. На выпрессованые блоки с помощью пневмоцилиндра 28 опускают первый съемник блоков 27 и за счет системы рычагов отделяют все 8 блоков от поддонов блоков 18, а затем тельфером 29 перемещают на транспортный поддон 33, предварительно установленный на технологический поддон 34 карусельного устройства поддонов. После укладки блоков на транспортный поддон первый съемник блоков 27 возвращают в исходное положение с помощью тельфера 29 и пневмоцилиндра 28.

После того, как блоки сняты с поддонов 18, включают гидровыталкиватель 20 и возвращают поддоны 18 в исходное положение. Отключив гидровыталкиватель 20, включают гидротолкатель 22 и перемещают виброформователь 14 в сторону второго съемника блоков 30 при работающем вибраторе 15. Когда все 8 блоков второй кассеты будут выведены из-под бункера 13 и пригруза 26, отключают гидротолкатель 22, выключают вибратор 22 и включают гидровыталкиватель блоков 21. Выпрессованные блоки с помощью второго съемника блоков 30, пневмоцилиндра 31 и тельфера 32 перемещают на другой транспортный поддон карусельного устройства.

Пневматический компрессор 43 обеспечивает подачу сжатого воздуха к пневмоцилиндрам 28 и 31.

Карусельное устройство состоит из 20 металлических технологических поддонов 34, на которые устанавливают съемные деревянные транспортные поддоны 33. Технологические поддоны 34 общим количеством 20 штук оборудованы колесными парами и перемещаются по замкнутому кольцевому рельсовому пути 35 с помощью гидротолкателя 36, гидронасоса 37 и гидрораспределителя 38. Складирование шлакоблоков на поддоны осуществляется послойно по 8 блоков в слое, каждый следующий слой блоков укладывается на поддоны после заполнения предыдущего на всех 20 поддонах.

Speakers: Yura Fedorchuk, Владимир Матвиенко (TPU), Denis Naryzhnyy

62 Actual performance of aluminium heating appliance determination

Aluminium heating appliances are widely used in Russia. They are popular due to the advantages, such as high heat transfer at relatively small sizes, low weight, optimal ratio between thermal power and cost, aesthetic appearance. However, manufacturers do not provide enough data on the heating appliance thermal power to accurately determine the heating surface in the designed heating systems, in particular, the connection method of the appliance is not taken into account. At best, it will lead to waste of thermal energy and overheating of the room, which does not comply with the energy saving policy. It is necessary to remember that the manufacturer provides the section or device power without specifying the connection method. The published heat transfer only corresponds to unilateral and diagonal "top-down" connection schemes. In some cases, for example, when the radiator is connected in a “bottom-down” scheme, the load on the radiator decreases and there may be underheating of the rooms.
Thermal power deviation from the experimental points does not exceed 5% according to decree [1]. Thus determination of actual characteristics of the heating devices, taking into account their connection scheme is an actual task.
The article presents the results of research of radiator of the ROYAL Termo Evolution type, it was made on request from company specialising in heating systems design. The actual thermal power of the section is independent of the flow rate, exceeds 11% of the value, declared by the manufacturer, with a unilateral connection method and coincides with a diagonal one, was determined experimentally. Thermal power decrease of 14% with the coolant flow rate up to 0.038 kg/s and decrease of 33% with an increasing up to 0.06 kg/s should be taken into account in a "bottom-down" connection scheme.

References
1. Binding certification of all types heating devices: https://www.c-o-k.ru/ market_news/obyazatelnaya-sertifikaciya-vseh-tipov-otopitelnyh-priborov
2. GOST 31311-2005. heating devices. general specifications. Moscow, Standartinform Publ., 2006

Speaker: Anna Novozhilova (NArFU)

Sustainable Use of Natural Resources/Рациональное природопользование

Convener: Elena Khamidullina (Irkutsk National Research Technical University)

63 Material Flow Analysis for Screening Operation Losses in Non-Ferrous Metal Processing

Pyro-metallurgical metals refining, starting from poly-metallic ores is an energy-intensive and slow process. Usually, the production in Kazakhstan results in lead as the main product, also extracting other valuable metals as side products – including gold, silver, zinc. Considering the large flow rates of the processed materials, and the high monetary values of the side products, it is important to develop a method for evaluating and then minimising the losses of the product materials, as well as to minimise the use of energy for running the process.
After analysing the article Inge Bellemans "Metal losses in pyrometallurgical operations" in the journal Advances in Colloid and Interface Science , as well as an article on the site metal-archive.ru "metal Loss due to evaporation during smelting" , the loss of valuable metal in electrothermal melting is considered harmful to the economic and environmental performance. Which makes necessary further detailed analysis.
The aim of the work is to analyse the flowsheet of the pyro-metallurgical processing of lead-containing poly-metallic ores, in order to identify the main patterns and factors that can have a significant impact on the optimisation of the existing technology. This is expected to allow increasing the resource efficiency by integrated use of the raw materials. The high environmental and financial value of the process outputs makes it necessary to analyse the potential measures for waste and energy demand reduction in a hierarchy, identifying the potential savings for each of the possible measures, and then ordering them by the value of the marginal benefit from applying the measures.
It is expected to identify the main sources of losses of valuable product materials and energy waste and the process operations, in which the potential for savings is of the order of 20 %.

Speaker: Mr Azamat Ipmagambetov (Kurmagazyevich)

64 Search for the main sources of losses in the blast smelting process of lead production

Strategic direction in the development of metallurgy is to increase labor productivity, the integrated use of raw materials, the extraction of valuable components and the improvement of product quality. One of the main steps to achieve the objectives of the lead production is the processing of lead-containing industrial products and additional recovery of valuable components. Improving this process will increase the processing efficiency of concentrates, increasing the efficiency of metal recovery.
Many researchers have devoted their time to solving similar problems. A list of works of researchers was reviewed. In 1993 they developed a method for processing low-quality lead-containing materials. By improving the processing of lead materials, the extraction of related components with a minimum specific yield of process gases, low energy costs. In 2002 other researchers developed a method for processing lead waste containing precious and rare metals. The result of this method was lead bullion and a concentrate of rare metals, from which noble and rare metals can be extracted.
The aim of the work is to analyse the flowsheet of the pyro-metallurgical processing of lead-containing poly-metallic ores, in order to identify the main patterns and factors that can have a significant impact on the optimisation of the existing technology, allowing increasing the resource efficiency by integrated use of the raw materials.
It is expected to increase efficiency and productivity of the smelting process and to increase lead output by reducing losses.

Speaker: Marzhan Sadenova (EKTU)

65 AN INNOVATIVE SOLUTION TO THE PROBLEM OF RECLAMATION OF THE DUSTING SURFACE OF THEу CLOSED MINING ENTERPRISE TAILINGS IN THE PRIMORSKY TERRITORY

The article discusses the innovative solution of the issues of reclamation of dusting surfaces of the tailing toxic waste from the tin ore processing of the closed mining enterprise in the Primorsky Territory of the Far Eastern Federal District. It is shown that the large amounts of enrichment waste accumulated in the last century during the intensive development of tin mineral deposits led to the destruction and degradation of forest ecosystems. Dangerous disturbances of ecological balance, pollution of the atmosphere, lithosphere, hydrosphere and biosphere by a wide range of toxic heavy metal compounds have been revealed. The enrichment wastes stored in tailings, the conservation and reclamation of which were not carried out contrary to the Russian legislation, contributed to the large-scale transformation of the ecosystems basic component ‒ soil, as well as vegetation. The relevance of the above issue is related to the need to preserve and restore an eco-friendly environment within the influence of the man-made system. In this regard, the aim of the study was to reproduce the productivity of the lands withdrawn from the forest fund disturbed by the tailing dump using the biological systems potential (bioremediation) to ensure environmental and social safety of toxic wastes from tin ore processing in the Primorsky territory. Based on experimental studies, the assessment of waste as a potential source of technogenic pollution of the ecosphere was made, and an innovative technological solution was developed to rehabilitate the tailings dusting surface. It was proved experimentally that it ts possible to use the following composition to recreate the productivity of technologically polluted substrate tailings: 1) biochar - 30%; 2) zeolites - 5%, humic acids - 5%; 3) waste of ore-enrichment of tin-containing raw materials - 60%. The novelty of the proposed composition is confirmed by the Patent of the Russian Federation (2018).

Speaker: Liudmila Krupskaya

Article Krupskaya.doc

66 Рациональное использование слюдяного сырья - приоритетная задача горнодобывающей отрасли Иркутской области

Слюда - один из самых распространенных минералов, используемых в различных отраслях промышленности. Иркутская область располагает большими запасами высококачественной слюды. Наибольшее применение получили слюды мусковит и флогопит. В период активного использования слюдяного сырья основным применением было его использование в качестве электроизоляционного материала. В настоящее время многие слюдяные месторождения прииски законсервированы, закрыты фабрики по переработке слюдяного сырья. Большое количество добытой слюды осталось невостребованной, накоплены рудничные отвалы забойного сырца и отходов производства. Наличие этих факторов ухудшает экологическую обстановку на прилегающих территориях. Следует отметить, что невостребованная, ранее добытая слюда, отвалы, а также отходы слюдяного производства могут быть использованы для получения качественной продукции.
Для успешного возобновления работы слюдяной отрасти, которая была одной из ведущих в Иркутской области, необходимо рассмотреть альтернативные, нетрадиционные направления использования слюды. В данной работе рассматриваются возможности и приводятся результаты по разработке технологии приготовления композиционных материалов на основе слюды и отходов производства с комплексным использованием других минералов Иркутской области. Перспективной областью использования слюды является утилизация радиоактивных отходов с разработкой новых радиационно-стойких материалов на ее основе, а также использование мелкоразмерных фракций слюды в строительной индустрии. Хорошие результаты получены по обеззараживанию воды с помощью слюды, в особенности от нефти и радиационных нуклидов.
Приведенные результаты исследований определяют перспективные направления использования слюдяного сырья, способствующие возрождению слюдяной отрасти в России и, в частности, в Иркутской области, позволяют снизить негативное влияние вредных веществ на окружающую среду, решить экономические и экологические аспекты комплексного рационального использования природных ресурсов.

Speaker: Mr Вадим Федчишин (ИРНИТУ)

67 РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА НИЗКОКАЧЕСТВЕННЫХ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВ

Анализ современного состояния вопроса переработки низкокачественных цинксодержащих концентратов показал, что наиболее привлекательными являются гидрометаллургические методы, которые позволяют вскрывать данное сырье, минуя стадию предварительного обжига.
Применение способа прямого выщелачивания низкокачественных цинксодержащих концентратов растворами серной кислоты выявил некоторые важные аспекты этого процесса. Практика действующих цинковых заводов показывает, что, как правило, стадия выщелачивания включает в себя не только непосредственное растворение компонентов цинксодержащего сырья (концентрата, огарка, возгонов), но и все операции по очистке и фильтрации раствора от примесей. Сульфатные цинковые растворы, в зависимости от состава исходной руды могут содержать примеси меди, кадмия, кобальта, кремния, алюминия, железа и других. Изучение условий и параметров проведения процесса очистки сульфатных цинковых растворов от примесей показали, что присутствие в растворах ионов двухвалентного железа, наряду с трехвалентным железом, снижает скорость фильтрации.
В настоящей работе проведены исследования по электрохимическому окислению ионов Fe+2 в электролизере с разделением катодного и анодного пространства анионообменной мембраной. Растворы из анодной камеры могут быть направлены на гидролитическую очистку, из катодной камеры – на операцию цементации примесей. В ходе экспериментов контролировались сила тока, скорость циркуляции, исходное содержание элементов. Эксперименты по очистке от ионов Fe+3 проводили в открытом реакторе с пропеллерной мешалкой, при комнатной температуре. После формирования осадка приступали к свободной фильтрации, определяли ее скорость.
Полученные результаты указывают на возможность переработки низкокачественных цинксодержащих материалов традиционным гидрометаллургическим способом после некоторой модернизации аппаратурного парка и технологической схемы несколькими дополнительными стадиями очистки.
Разработка новых эффективных ресурсосберегающих подходов к гидрометаллургической переработке низкосортного минерального сырья Казахстана позволит сократить объемы добываемого сырья за счет вовлечения накопленных техногенных материалов, повысить комплексность использования минерального сырья и создаст предпосылки для развития круговой экономики.

Speaker: Dr Маржан Саденова (Центр опережающего развития «Veritas», Восточно-Казахстанский государственный технический университет имени Д. Серикбаева)

68 ASYMPTOTICALLY STABLE DYNAMICS AND CONSTRUCTIVE PERFECTIONISM IN THE DEVELOPMENT OF CIVILIZATION

The concept of “asymptotic stability” implies the ability of geosystems to change the expediency of their development in accordance with the changing environmental conditions, being outside of human control. These objective conditions play a fundamental role for understanding the management principles connected with global geo-ecological processes. In era of powerful technogenic activity, it is practically impossible to establish any “growth limits”. In the best case, all attempts to determine the growth limits come down to "constructive perfectionism", which basically means improving the landscape structure on a regional scale. The thing is that there are no limits to Man's creative activitу, as evidenced by the entire history of the mankind. For this reason, in contrast with the ideas of the Club of Rome on the necessity to enforce the “limits of growth”, we propose a different paradigm and different objectives for socio-ecological systems development.
To the date, we can single out three dynamic types of geosystems (including socio-economic one), forming the global ecosystem:
- Asymptotically stable geosystems using renewable energy sources and performing self-regulation based on negative feedback principle. These include the absolute majority of the eco-bio-geocenoses and landscapes forming the biosphere in all geographical zones of the Earth;
- Ecosystems and their constituent elements (certain types of living organisms and animals, etc.), exponentially developing based on positive feedback principle, in conditions of an excess of renewable sources of nutrition, during short periods of time;
- Socio-economic systems and their constituent elements, exponentially developing based on positive feedback principle, due to the exploitation of long-term geological reserves of energy sources and the accumulated energy of ecosystems. To these system, the current type of human civilization is attained.
For all types of geo- and eco-systems, environmental conditions are the controlling factor. The slow changes in the environment evoke evolution and natural selection; while the rapid changes in the environment and energy sources lead to the fatal replacement of species and their diversity (global catastrophes).
Modern civilization can be considered as a global ecosystem which is objectively developing towards a monopolar world. We propose to conduct the study of the problem of sustainable development in two interrelated areas: the study of the laws of naturally emerging, asymptotically stable dynamics of geosystems (where the role of human activity is minimized) and the study of new man-changed structural integrities, which are developing on the principles of constructive perfectionism.
A societal emergent system is a global attractor in the civilization development, the eve of the coming new era in the history of mankind, in which economic relations will be based on scientifically grounded predictions of events, with collective planning and management of socio-economic processes. The epoch of democracy is coming to its end, naturally transforming into its more perfect continuation – noocracy – the power of reason, thought and technogenic abstractions.

Speaker: Prof. Alexandr Pozdnyakov (Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems of the Siberian Branch of the RAS In Russian)

69 The concept of sustainable development of human civilization – the problem status and the research objectives

The concept of sustainable development of human civilization – the problem status and the research objectives
The attempts to scientifically comprehend the global threats to humanity took place back in the 1970s, with the appearance of the Club of Rome's “The Limits to Growth” research. The conclusions of the study, which laid the ground for international discussion of the problem, were that the modern economic and population growth was on the the path leading to the collapse of civilization.
The discussion of the problems at the highest level started in 1972 at the UN Conference in Stockholm. In 1987, the Brundtland's UN commission issued the “Our Common Future” report. For the first time, it defined the concepts of sustainable development, according to which mankind is able to develop in sustainable and long-term manner, so that it could meet the needs of the current generation without depriving future generations of the ability to meet their needs. The idea of sustainable development formed the basis of Agenda 21, adopted at the 1992 Conference in Rio de Janeiro. Later on, following four subsequent world's summits, the world leaders confirmed their commitment to the course for sustainable development.
The concept of sustainable development implies the resolution of contradictions both between human society and natural environment, and the contradictions within the society itself, occurring in conditions of rising prosperity and exponential population increase. At this, such model of civilization development should be sustainable in the long run.
In reality, instead of approaching the status of sustainable development, humanity is moving away from it. The growing Earth's population and the model of socio-economic development, aimed to satisfy the endless needs, increase the natural resources exploitation rate, thus leading to the degradation of the natural environment. In the course of the competition for shrinking natural resources, the contradictions between people will only be growing. Attaining the solution of global problems in such conditions without changing the development paradigm is impossible.
The task of this research is to develop a conceptual model of asymptotically stable dynamics of geosystems and the model of constructive perfectionism. The concept of asymptotic stability can be described as a system’s ability to spontaneously return to the state of dynamic equilibrium, determined by the conditions of the global environment, which are outside of human control. Constructive perfectionism is aimed at improving the landscape structure on a regional scale.

Speaker: Мария Дегтярева (Александровна)

70 Поиск путей снижения расхода топливно-энергетических ресурсов в производстве сахара

Анализ статистических данных и динамики производства и импорта сахара в России показывает устойчивое развитие отрасли за последние 15 лет. На первом этапе – 2010 г, уменьшился импорт готового сахара, на втором этапе – 2015 г, полностью отказались от закупок сырья.
Рост мощностей свеклоперерабатывающих заводов и высокая продуктивность отрасли стали результатом инвестиций последних лет. Продуктивность свеклосахарного комплекса выросла с 4,1 тонн сахара с 1 га посевов до 5,3 тонн с 1 га. В плане обеспечения продуктовой безопасности Россия сделала один из важных шагов.
Комплексным показателем, позволяющим оценить уровень эффективного использования ТЭР является доля условного топлива в массе переработанного сырья. Для трех комбинатов в Пензенской области этот показатель равен 4,5 – 5 %. Для аналогичных производств в странах Евросоюза этот показатель равен 3 – 3,5 %. Наше производство сахара по энергоэффективности уступает европейскому уровню в 1,5 раза.
Основными причинами высоких затрат энергоресурсов и низких экономических показателей нашего региона и сахарной отрасли России в целом являются:
1. Устаревшее оборудование и технологии.
2. Высокая стоимость сырья в конечном продукте.
3. Низкое качество сырья, низкое содержание сахара.
4. Колебания цен на мировых сахарных рынках,
5. Длительное время хранения сырья.
6. Изменения режимов работы и сбои в технологическом ритме.
Комплексный показатель уровня технологии - энергоемкость производства. Для применяемого оборудования он равен 0,38 т.у.т. на тонну сахара. Для сахарных заводов Германии и Франции этот показатель 0,15 – 0,17. Наши заводы по затратам энергетических ресурсов проигрывает европейским в 2 раза. Следовательно – у нас есть существенный резерв и необходимо найти пути его реализации.

Speaker: Prof. Sergey Golobokov

6:00 PM Ужин

Thursday, September 19

Clean Technologies and Environmental Protection Systems/ Проблемы экологической безопасности и системы защиты среды обитания

Convener: Prof. Svetlana Timofeeva

71 THE ORGANIZATION OF WORK TO IMPROVE THE WORKING CONDITIONS OF THE WORK OF THE SILICON PRODUCTION

Metallurgical enterprises are of the largest sources of dust emissions. Dust is the main air pollutant in the working area and is formed in all areas where the metal production process is carried out. Thus, up to 900 kg of dust is formed in the production of 1 ton of silicon. Inhalation of such dust by workers of the foundry can contribute to the development of a number of dan-gerous respiratory diseases. Therefore, the aim of this paper was to study the dust waste of the silicon production and to analyze the working conditions of employees of this enterprise in order to develop measures to reduce the dust load and improve the working conditions. The article also presents the results of studies of the dispersion composition of dust emissions in the silicon pro-duction. Using the X-ray phase analysis method, it was shown that the dust of the silicon production mainly consisted of amorphous silica, as well as silicon and carborundum. According to the results of the chemical analysis, it was found that this type of waste contained on average 86% of the valuable SiO2 component. The particle-size analysis of the composition of gas cleaning dust from the silicon production showed that there were particles in the dust ranging in size from 0.1 to 600 µm. Most particles had a size of -50.00 + 100.00 µm. Particles of this size are easily inhaled by the operating personnel and quickly penetrate into the lungs and affect the lung tissue. During the assessment of the working conditions of the silicon enterprise by this factor, it has been found that all workplaces of the electrothermal department have hazardous conditions and correspond to the class of working conditions 3.2, and the allowable work period under these conditions is 6 years. The analysis of the above data shows that gas cleaning dust of the silicon production contains a significant amount of the valuable SiO2 component, and the volumes formed allow this material to be used as a silica-containing raw material. Therefore, in order to effectively solve environmental problems and improve the working conditions of silicon production workers, it is necessary to develop innovative technologies for recycling fine silica-containing waste and other methods for their disposal.

Speaker: Mariya Leonova (Sergeevna)

72 Assessment of environmental damage from oil sludge to land resources in the Irkutsk region

The problem of oil sludge is considered to be serious in the regions of oil and gas production, since it migrates and transforms when in contact with the environment. In this article, we considered the amount of oil sludge produced in the fields of the Irkutsk region and methods of its disposal using the example of the three most promising fields in Eastern Siberia. We considered the ways of oil sludge disposal and treatment in these fields, fees for the drilling waste produced and made a comparative assessment of the waste produced.

Speaker: Nadezhda Gorlenko (ISTU)

73 FOREST FIRES AND THEIR ENVIRONMENTAL PROBLEMS ON THE TERRITORY OF IRKUTSK REGION

Purpose – the study of forest fires on the territory of Irkutsk region and its districts as a source of environmental problems: 1) pollution in cities with carcinogenic combustion products and 2) the effect on the number of fishing fauna.
The dynamics of forest fires is considered. Over the past 30 years, there has been a tendency to increase the area of forest fires covered by fire. Maximum fires were observed in 2014-2016. Areas with high forest burning were identified.
Analyzed specific emissions of products of incomplete open burning of vegetative materials. The average specific emissions of carbon monoxide, soot, Benz(a)pyrene were found, with the help of which the gross emissions of harmful substances from forest fires in the region were estimated. The contributions of anthropogenic and natural sources of emissions of Benz(a)pyrene to the atmosphere are compared.
The dynamics of the content of Benz(a)pyrene in the air of Irkutsk region cities is studied. A high degree of atmospheric pollution has been established. It is shown that the main sources of emissions of Benz(a)pyrene are thermal power of coal combustion, aluminum production and furnace heating by solid fuels.
Dynamics of the content of Benz(a)pyrene in the atmosphere of cities and indicators of fires in the region and its districts are compared. It is established that the content of Benz(a)pyrene in the air in many cities linearly depends on the area of forest fires. The accuracy of correlations has been higher in recent years, indicating an increase in the role of forest fires in atmospheric pollution compared to other sources.
On the basis of statistical data, the dynamics of forest fires and the number of hunting and fishing fauna in the Irkutsk region and one of its specially protected natural area-Olkhon district were studied. Against the background of positive dynamics of indicators of forest fires, the dependence of the number of animals on their family, species and fires in the adjacent areas has been established. With the help of linear correlations, the positive impact of fires on the population of the family of deer (Cervidae), canids (Canidae), cats (Felidae), bears (Ursidae) and pheasants (Phasianidae), due to one of such factors as the migration of animals from the burning nearby areas, was confirmed. Unstable and negative population dynamics was revealed for the populations of the Kunya family (Mustelidae).

Speaker: Prof. Larisa Belykh

74 Application of mathematical models for estimating emissions of the industrial enterprises of power on the Baikal region

As the assessment of the impact of the emissions of the industrial enterprises of power on the Baikal region applied mathematical models, taking into account climatic factors, the landscape and the priority direction of the winds. This provides an opportunity to assess the State of ecosystems and provide forward-looking recommendations

Speaker: Valentina Verkhozina

75 Ecological safety in construction

Analysis of the construction industry. Negative effects on air and water, soil pollution.

Speaker: Natalya Svetkun

76 The best available technologies in oil production

The article justifies the need to use new environmentally-friendly, resource- and energy-efficient technologies in oil production. The implementation of such technologies reduces the negative effects on the environment. In international practice, they are referred to as the best available technologies (BAT). The article analyzes the technologies for oil production which could be recommended for implementation in Siberian business.

Speaker: Mr Veniamin Uvarovskii (master degree student)

77 Управление риском аварии при эксплуатации нефтепроводов через водные объекты

В работе заданы характеристики пяти модельных подводных переходов нефтепроводов, у которых варьируются количество дефектов с предельным сроком эксплуатации не более 1 года на участке трассы и размер дефекта.
В работе предложено дерево событий при истечении нефти из поврежденного дюкера. Исходя из значений условных вероятностей, определен наиболее вероятный сценарий развития аварии, который заключается в загрязнении водной среды нефтепродуктами без взрыва и возгорания.
Для модельных подводных переходов нефтепроводов рассчитаны вероятность аварии, количество истекающей нефти, ущерб, риск при истечении нефти из поврежденного дюкера. Получено, что риск может достигать
28048,46 руб/км год.
В работе предложено ввести мероприятие по снижению риска: применение автоматизированного скринингового контроля для выявления утечек нефти при аварии на подводных переходах нефтепроводов.
Для оценки эффективности мероприятия по снижению риска оценили срок окупаемости. Получено, что окупаемость варьируется от 5,9 до 6,5 лет. Дополнительно оценен риск возникновения аварии после введения мероприятия.
Таким образом, в работе показана методика управления риском на примере аварии на подводных переходах нефтепроводов. Предложенный подход может быть использован для управления риском аварии на опасных производственных объектах.

Speaker: Ekaterina Larionova (Tomsk Polytechnic University)

Green Chemistry/Зеленая химия

Convener: Dr Andrey Ivanov (A.E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry SB RAS)

78 Effect of Heat Treatment on Microstructure of La1.7Fe11.6Si1.4 Alloy

The non-stoichiometric ratio of La1.7Fe11.6Si1.4 was prepared by the addition of La. The microstructure, phase formation and magnetocaloric property of La1.7Fe11.6Si1.4 were studied under different heat treatment conditions. The experiments were carried out by vacuum levitation melting and quick quenching method with pulverized quick-setting method to obtain the quick-acting sheet of La1.7Fe11.6Si1.4, and the mother alloys were annealed at 850 ℃, 950 ℃, 1000 ℃, 1050 ℃ and 1100 ℃ respectively sample. The mother alloys and samples were examined by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The experimental results show that there are many similar α-Fe dendrites in the as-cast state at 950 ℃ and agglomerate into the granular α-Fe at the proper temperature. There are many La(Fe,Si)13 phases at 1050 ℃, α-Fe phase and LaFeSi phase decrease. It is verified that the La-Fe-Si based La-rich alloy can be annealed at a relatively low temperature for a short time and the La(Fe,Si)13 phase is transformed from the α-Fe phase and the LaFeSi phase ; At 1100 ℃ there will be more α-Fe agglomeration into large particles, while the 1:13 phase tends to be stable. Finally, the magnetic properties of the better samples were tested to determine the best annealing time and annealing temperature.

Speaker: Kai Sun

79 ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ДИГИДРОКВЕРЦЕТИНА В НЕВРОЛОГИИ

Экстрактивные вещества из биомассы лиственницы являются природными биологически активными препаратами, обладающими антиоксидантными, сосудистыми и регенераторными свойствами, и широко применяются в медицине.
В области неврологии для лечения ранних форм сосудистых заболеваний головного мозга целесообразно широко использовать препарат Диквертин, созданный на основе экстрактивного вещества из древесины лиственницы - биофлавоноида дигидрокверцетина. Дигидрокверцетин обладает антиагрегантным, гиполипидемическим, антиоксидантным, вазоактивным и ноотропным действием и оказывает существенное влияние на механизмы развития церебральной ишемии. Учитывая активность и эффекты действия Диквертина, препарат может применяться в комплексной терапии острой сосудистой мозговой недостаточности, а также для её вторичной профилактики. Перспективным представляется использование Диквертина при ишемической болезни сердца, облитерирующем атеросклерозе артерий нижних конечностей и сахарном диабете как с целью терапии этих заболеваний, так и для профилактики возникающих при них осложнений.

Speaker: Prof. Василий Бабкин

80 Synthesis of Novel Catalytic Materials Using Metallurgical Slags

The development of science and technology makes new demands on the properties of materials and dictates the creation of new substances with improved properties necessary to improve the technical and economic indicators of production. On metallurgical, mining and concentrating industries there is an acute problem of waste disposal. Mostly metallurgical slags are used as an inexpensive additive in building materials. Recently, their unique chemical properties have attracted attention to the production of materials for use in catalysis as adsorbents, catalysts, or a source of active substances [1]. Studies [2] showed that metallurgical slag from the production of ferrous metals has adsorption properties and can be used to clean polluted water. It was discovered [3] that metallurgical slag can also be used as a carrier for the synthesis of catalysts in complete oxidation reactions in order to purify CO waste.
The continuous progress of industrialization and population growth leads to high CO2 emissions. In this regard, the demand for catalysts and carriers for catalysts is growing [4]. However, the synthesis of catalyst carriers based on technogenic raw materials requires the development of new technological methods of production. The solution to this issue may be the production of catalyst carriers from natural raw materials and industrial wastes by powder metallurgy methods.
In the production of catalyst carriers, the issue of phase composition, sintering and physicochemical processes during firing is of particular importance, since they determine mainly the operational properties of products.
Based on the data of X-ray phase, differential thermal and thermogravimetric analyzes, the areas of stability of the studied samples were determined during heat treatment, which allowed us to synthesize carriers with specified characteristics.

References

1. Montoya-Bautista C. V., Avella E., Ramírez-Zamora R.-M., Schouwenaars R. (2019). Metallurgical Wastes Employed as Catalysts and Photocatalysts for Water Treatment: A Review. Sustainability. 11, 2470. doi:10.3390/su11092470.
2. Dimitrova S., Nikolov V., Mehandjiev D. (2001) Effect of The Heat Treatment on The Morphology and Sorption Ability to Metal Ions of Metallurgical Slag. J. Mat.Sci. 36: 2639-2643. doi:10.1023/a:1017996325916.
3. Mihailova I., Ivanov G., Mehandjiev D. (2011). Catalytic Activity in Oxidation Reactions of Copper Furnace Slag and Converter Slag. Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy. 46: 143-150.
4. Catalyst Carriers Market Forecast, Trend Analysis & Competition Tracking - Global Review 2018 to 2028 (2018). www.factmr.com/report/1263/catalyst-carriers-market.

Speaker: Dr Marzhan Sadenova (aPriority Department Centre «Veritas», D. Serikbayev East Kazakhstan State Technical University)

81 ENDOGENOUS PHTHALATES IN PLANTS AND THEIR ALLEGED PARTICIPATION IN DEFENSE RESPONSE AGAINST PHYTOPATHOGENES

Phthalates (esters of o-phthalic acid) are best known as products of the chemical industry. For a long time, they were considered purely xenobiotics and pollutants. To date, however, a lot of information has appeared on the presence of biogenic phthalates in organisms of various phyla. Direct evidence of phthalate biosynthesis from labelled precursors has been obtained. Phthalates have been detected in plants taken from natural habitats as well as in closed experimental systems with controlled growth conditions – in plants and cell cultures grown in vitro. It should be noted that in situ plants were of different phyla, different ecological specializations and grew in different regions of Russia (Crimea, Siberia). In some studies, the antimicrobial activity of phthalates against gram-positive and gram-negative human pathogens has been found; their cytotoxic properties have been detected. Moreover, the ability of cells to excrete phthalates into the extracellular environment under stress has been disclosed. That may have biological significance in the interaction of various organisms. Fairly recently, experimental data on the participation of phthalates in suppressing the growth of phytopathogenic microorganisms have become available. The facts suggest that plants use these substances as protective compounds. Biofilm formation is known to determine the display of virulence of pathogens increasing their hardiness to plant resistance factors and blocking the xylem flux. It should be noted that the effect of phthalates on phytopathogenic bacteria was practically not studied earlier. According to our data, adding dibutyl phthalate to the culture medium of bacteria reduced the intensity of biofilm formation both in the biotroph Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus and in the necrotroph Pectobacterium carotovorum ssp. carotovorum. It is important to note the fact that in such a case there was an increase in the growth of bacterial cultures. The effect was similar when using di-2-ethylhexyl phthalate. On the data obtained, it can be assumed that phthalates are involved in the protection of plants from infections suppressing the process of biofilm formation of bacterial phytopathogens – the initial stage of plant colonization. Meanwhile, phthalates have been found in the cells of phytopathogenic bacteria. When growing Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus in Petri dishes in minimal medium with a dibutyl phthalate gradient of 0-60 μg/l, growth of bacteria was observed towards the gradient concentration increase. That indicates the physiological reaction of bacteria to the presence of phthalates. Rather ambiguous results suggest that the physiological and biochemical role of phthalates can be much more complex and not be limited to the participation of plant organisms in the protective process.

Speaker: Mrs Ljudmila Maksimova (Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry SB RAS, Irkutsk, Russia, VendyS@yandex.ru )

82 Каталитическая конверсия жидких отходов переработки биомассы в условиях, соответствующих требованиям "зеленой химии"

Е.Н.Колобова1, Е.Г.Пакриева1, Д.Ю.Герман1, А.Р.Григорьева1, А.А.Горбунова1, Л.Прати2, С.Карабинейро3, Н.Богданчикова4, А.Н.Пестряков1

1Томский политехнический университет, г. Томск, Росси
2Университет Милана, Милан, Италия
3Университет Лиссабона, Лиссабон, Португалия,
4Национальный автономный университет Мексики, Мексика

Селективное окисление спиртов, которые в больших количествах содержатся в продуктах переработки биомассы, в ценные карбонильные и карбоксильные соединения, играет важную роль в тонком органическом синтезе и имеет большое промышленное значение [1]. Традиционно, реакции окисления проводят с использованием стехиометрических окислителей, таких как KMnO4, реагент Джонса, пиридин-дихромат и др., которые приводят к образованию большого количества токсичных отходов [2]. В связи с этим, в методах переработки биомассы все большее внимание уделяется гетерогенным катализаторам на основе благородных металлов с возможностью их повторного использования, а также применению экологически чистых и дешевых окислителей, таких как молекулярный кислород или воздух, в мягких условиях, соответствующих требованиям «зеленой химии» [3].
В настоящее время показано, что нанесенные золотые катализаторы в жидкофазном окислении спиртов отличаются высокой активностью, высокой селективностью и лучшей устойчивостью к дезактивации по сравнению с катализаторами на основе Pt и Pd [4].
В настоящей работе было проведено комплексное сравнительное исследование нанозолотых катализаторов, нанесенных на сложные оксиды, включающее в себя изучение структурных, электронных, а также каталитических свойств этих систем в процессах жидкофазного окисления ряда спиртов (фенилэтанол, глицерин и т.д.) и HMF. Подробно рассмотрено совместное влияние ряда параметров - содержания золота, природы модификатора и атмосферы предварительной обработки - на формирование активной поверхности золотосодержащих катализаторов и, как следствие, на их каталитические характеристики (активность и селективность) в процессе окисления спиртов и HMF. Определены параметры, позволяющие целенаправленно влиять на активность и селективность золотосодержащих катализаторов в процессе окисления спиртов и HMF. Была установлена прямая корреляция между каталитической активностью и содержанием Au+(Auδ+) ионов. На основе полученных данных была экспериментально доказана катионная природа активного центра.
Исследовано влияние кислотно-основных свойств носителя на стабилизацию активных центров золота. Показано, что функциональные группы поверхности носителя (Бренстедовские и Льюисовские кислотные и основные центры) выступают не только как инструмент формирования и стабилизации Au+ центров, но также участвуют в процессе конверсии спирта, в частности, определяют селективность процесса (образование кислоты или эфира).

1. V. C. Corberán, M. E. González-Pérez, S. Martínez-González, A. Gómez-Avilés, Appl. Catal. A 2014, 474, 211–223.
2. G. Tojo, M. Fernández, Oxidation of primary alcohols to carboxylic acids: a guide to Current Common Practice, (Ed.: G. Tojo), Springer, New York, 2006.
3. N. Dimitratos, J. A. Lopez-Sanchez, G. J. Hutchings, Chem. Sci. 2012, 3(1), 20–44
4. E. Pakrieva, E. Kolobova, G. Mamontov, N. Bogdanchikova, M. H. Farias, L. Pascual, V. Cortés Corberán, S. Martinez Gonzalez, S.A.C. Carabineiro, A. Pestryakov , ChemCatChem 2019, 11, p. 1615-1624.

Speaker: Alexey Pestryakov (Tomsk Polytechnic University)

83 Esterification of tall oil fatty acids by n-butanol in the presence of ion exchange resins

Studies of the process of esterification of tall oil fatty acids with n-butanol. Ion exchange resins of three types were used as a catalyst. The research is aimed at the development of technology for the production of motor oils and additives to them on the basis of tall oil fatty acids esters.

Fatty acids of tall oil of the Bratsk pulp and paper mill of the mixed type (deciduous and coniferous breeds of wood) which parameters are given in table 1 were used for synthesis of esters. The analysis of the obtained samples was carried out in the Research center – quality control Department "Angarsk petrochemical company".
For the synthesis of esters by esterification reaction with n-butanol, we used fatty acids of tall oil of mixed type, having higher values in density, viscosity, viscosity index, acid number and produced at the enterprise in large quantities
The esterification reaction of tall oil fatty acids with n-butanol (ratio 1:3 by weight) was carried out at a temperature of 100-115 °C for 110-130 minutes before the cessation of water release. As a catalyst, ion exchange resins of 3 types in an amount of 5% by weight of fatty acids were used. As a result, an intermediate product was obtained. A low acid number (>0.05 mg KOH/g) indicates an almost complete conversion of the acid into a ester.
The use of butyl esters of tall oil fatty acids as motor oils is limited by their low kinematic viscosity, but in other parameters, butyl esters of the gastrointestinal TRACT significantly exceed the motor oil of Motul Specific 0W-30. It is also known from the literature that: "tall oil fatty acid Esters can be used as lubricants with good biological decomposition (approximately 98% in 21 days – according to the test CEC L-33-A-93) and non-toxicity»

LITERATURE:
1. Popova L. M. Kurzin A.V., Chemistry and technology of organic substances on the basis of the by-products of the pulp and paper industry, St. Petersburg.: studies'. the manual is / HSE SPb GUPTA. SPb., 2016, 61 p.
2. Kogan V. B., Trofimov A. N. Production of carboxylic acids based on wood. - M.: "Forest industry", 1977, 256 p.

Speaker: Александр Говорин

84 Energy-efficient and environmentally-friendly flexible electronics by photochemical processing

Graphene and other carbon-based nanomaterials are expected to make breakthroughs in new technologies.1 Particularly, graphene oxide (GO) allow a new range of applications including robotics, sensors, wearables, power generation, electronics, catalysis, and chemical protection. However, GO is typically obtained by using strong acids and oxidizing agents that compromise graphene exceptional properties. In addition to explosion risks and high-toxicity, conventional chemical methods involve the degradation of the graphene properties. In this contribution, as an alternative to GO, we propose a new method for developing energy-efficient and environmentally friendly graphene-based laser-irradiated flexible electronics. Our graphene material has all the advantages of GO such as water dispersibility, and even more, the electrical conductivity can be tuned as a function of laser irradiation processing.2 The exfoliation of graphite with the formation of modified graphene sheets is followed by the laser-beam irradiation that result in increased electrical conductivity due to the photochemical and photothermal elimination of aryl groups. This photonic processing is much cleaner than the conventional chemical method and more energy-efficient than the thermal annealing method conventionally used to reduce graphene oxide. As proof-of-concept, we demonstrate this novel, green, and energy-efficient technology for the development of flexible devices including temperature, pressure, and chemical sensors.

1. Wang, S.; Oh, J. Y.; Xu, J.; Tran, H.; Bao, Z. Acc. Chem. Res. 2018, 51 (5), 1033–1045.
2. Rodriguez, R. D.; Murastov, G. V.; Lipovka, A.; Fatkullin, M. I.; Nozdrina, O.; Pavlov, S. K.; Postnikov, P. S.; Chehimi, M. M.; Chen, J.-J.; Sheremet, E. Carbon. 2019.

Speakers: Prof. Raul Rodriguez (Tomsk Polytechnic University), Ms Anna Lipovka (Tomsk Polytechnic University)

85 Атомэкономный синтез хлорпропенилсульфонов в отсутствии растворителя

С использованием подходов зеленой химии нами предложен метод получения хлорпропенилсульфонов 1, содержащих реакционно-способную хлорпропенильную группу рядом с сульфонильным фрагментом. Синтез целевых продуктов осуществляют действием H2O2 в отсутствии растворителя на доступные хлорпропенилсульфиды 2. Такой подход ранее был применен для получения сульфонов разнообразного строения. Однако наличие хлорпропенильной группы, которая достаточно легко подвергается дегидрохлорированию, существенно расширяет синтетический потенциал получаемых сульфонов, которые ранее таким методом не были получены.

Выход сульфонов составляет 47-94%. Их дегидрохлорирование воздействием раствора КОН в изопропиловом спирте при комнатной температуре приводит к алленилсульфонам 3 (выход ~ 70 %), содержащим реакционно-способную алленильную группу. Проведение дегидрохлорирования в присутствии воды позволяет получить в одну стадию ацетонилсульфоны 4 с выходом 70-76%. Электрофильность углерода карбонильной группы в этих соединениях за счет индукционного влияния сульфонильного фрагмента существенно повышена. В частности, показано, что они легко реагируют с гидроксиламином с образованием соответствующих оксимов 5 – прекурсоров таких важных продуктов, как пирролы.
Сульфонильная группа в органических сульфонах, оказывая сильное индукционное влияние на соседние атомы, способствует протеканию реакций, приводящих к практически важным продуктам. С учетом этого методы синтеза сульфонов постоянно совершенствуются. Тем не менее, большинство из них базируется на окислении соответствующих сульфидов с использованием различных окислителей. Наиболее приемлемым из них является пероксид водорода, применение которого осуществляется обычно в среде растворителей и при введении катализаторов.

Speaker: Dr Valentina Nikonova (Irkutsk Institute of Chemistry RAS)

Sustainable Use of Natural Resources/Рациональное природопользование

Convener: Elena Khamidullina (Irkutsk National Research Technical University)

86 Largest rift Lake Baikal and the world: Nyasa as repositories of freshwater on the planet

Assess the availability of fresh drinking water in Lakes: Lake Baikal and Lake Nyasa. This deep rift Lakes of the world. At present, the water quality has a profound impact anthropogenic factor. Identified indicators of anthropogenic influences on these ecosystems.

Speaker: Valentina Verkhozina

87 ALGORITHM OF REAL TIME KINEMATIC USING BEIDOI REGIONAL SYSTEM AND THE REASULTS ANALYSIS

Global Navigation Satellite Systems is the significant means to get the information of position and time. Since 1985 China has been working on the theoretical research and technical test its own navigation satellite system. According to the development and actual situation of national economic, this system is planned to be established in three steps or phases: demonstrational system, regional system and global system. The system is named as BeiDou, the BeiDou Navigation Satellite System is abbreviated to BDS (BeiDou). On December 27, 2012, the official signal-in-space Interface Control Documents (ICD) for BDS Open Services was released. The regional system is officially announced to provide positioning and navigation and timing services over the Asia-pacific region. The second phase of the construction plan of China BeiDou satellite navigation system is accomplished. The constellation of BeiDou regional system includes five Geostationary Earth Orbit (GEO) satellites, five Inclined Geosynchronous Earth Orbit (IGSO) satellites and four Median Earth Orbit (MEO) satellites.

Speaker: Zhu Huizhong

88 Study on Reasonable malposition of the extremely-near coal seams when combined mining of shaft 10 slots in Daanshan coal mine

Aiming at the reasonable malposition of extreme extreme close coal seam when combined mining under the condition of the composite roof of the Daanshan coal mine,the upper and lower coal seam of shaft 10 slots located in the +400 m level of Daanshan Coal Mine was selected to study the malposition of extreme close coal seam when combined mining under the condition of the composite roof.The results show:under the condition of stratified mining,when the upper layer is mined, after undergoing the process of "extrusion-unloading-support support extrusion and moving frame two times unloading".A large number of cracks will be generated in the gangue, and the degree of fragmentation will increase. Moreover, the smaller the malposition between the upper and lower working faces is, the more serious the damage is.The reasonable malposition of the upper and the lower seam of the shaft 10 in the +400 m level is 20m. Selecting the DW14-300 / 100X type single prop to support the composite roof will make the support effect good.,Which can ensure the safety production of the working face.The research results provide experimental and theoretical basis for the stability of the working faces when combined mining in the extremely close distance coal seam.

Speaker: Wang Junguang

89 STUDY OF GEODYNAMIC CONDITIONS THE DEVELOPMENT OF ROCK BURSTS IN COAL MINES OF TSZINSI DEPOSIT IN CHINA

The method of geodynamic zoning in China has undergone three periods of development – "the entry, development and innovation". With the help of this method, a model of the geological structure of the earth crust plate and coal mine is created. On the basis of geodynamic zoning the program of analytical system of rock stress is developed. On the basis of internal communication of the influence factors of hazards generated forecast model multivariate pattern recognition of the image. Geodynamic hazard in coal mines must have the appropriate geodynamic environments, and to provide indexes and methods of estimation of geodynamic conditions. The energies stored in the coals and rocks are dynamic sources and necessary conditions of dynamic phenomena for the study of the relationship between energy and the size of the array involved in this process. The model of dynamical systems is created, and conditions of destruction of systems are presented. The method of recognition of images of multi-factor forecasts revealed a dangerous region, threatening the region and a safe region for geodynamic hazards in the mine field, and presents preventive measures geodynamic hazards, increased the level of forecast region geodynamic hazards, which ensures safe operation in coal mines

Speaker: Alexander Batugin

90 РЕЦИКЛИНГ ОТХОДОВ – ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРЕВЕСНОГО СЫРЬЯ

Среди многочисленных техногенных месторождений, появившихся на территории нашей страны в результате добычи и переработки природного минерального и органического сырья, существенное место занимают отходы лесной и деревоперерабатывающей промышленности. На долю кусковых и мягких древесных отходов, образующихся при лесозаготовительных работах, механической и химической переработки древесной массы, приходится от 30 до 70 % от объема перерабатываемого сырья в зависимости от сортамента изготовляемой продукции. Степень использования древесных отходов в качестве техногенного сырья чрезвычайно низка, более 70 % данного вида отхода не вовлекается в дальнейший технологический передел. В связи с этим в России проблема утилизации древесных отходов относится к числу наиболее актуальных.
Одним из перспективных направлений рециклинга древесных отходов, которое развивается в Уральском государственном лесотехническом университете, является их использование в качестве техногенного сырья для получения древесных композитов. Разработаны технологические модули продукционного рециклинга производства древесно-минеральных и древесно-полимерных композиционных материалов строительного и конструкционного назначения на основе промышленных отходов с использованием регенеративных и конверсионных технологий.
В таких композитах наполнителем являются измельченные древесные отходы, в качестве вяжущего использованы отходы металлургических и химических производств, а модификаторами, улучшающими физико-механи¬ческие и эксплуатационные свойства композитов, служат отходы тепловых электростанций и производства/переработки слоистых пластиков.
Древесно-минеральные композиты строительного назначения предназначены для производства строительного материала с улучшенными теплофизическими свойствами, используемого для малоэтажного домостроения, а также тепло- и звукоизолирующих материалов, магнезиальных полов различного назначения и профильных изделий для защиты подземных коммуникаций от коррозии.
Назначение древесно-полимерных термопластичных композитов конструкционного назначения – изготовление методом горячего прессования изделий и деталей, в том числе для машин и механизмов.
Физико-механические, эксплуатационные и токсикологические свойства композитов, а также материалов и изделий, изготовленных из них, не уступают, а по некоторым показателям превосходят аналоги, полученные из природного или технического сырья.

Speaker: Mr Игорь Липунов (Уральский государственный лесотехнический университет)

91 РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ ПРИ ДОБЫЧЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

В настоящее время все актуальнее становятся вопросы экологической безопасности нашей планеты. Во всем мире накопилось огромное количество отходов, преимущественно, горного производства. В тоже время, некоторые отрасли промышленности, в частности стройиндустрия, испытывают дефицит высококачественных сырьевых материалов. Обладая хорошими физико-механическими показателями, отвальные породы могут заменить природное сырье при получении различных видов строительных материалов. Это позволит перейти к рациональному экологобезопасному природопользованию в интересах устойчивого развития страны.
При разработке месторождений полезных ископаемых основная масса горных пород перемещается в отвалы. Это приводит к отторжению продуктивных земель и загрязнению окружающей среды на прилегающих территориях. В числе отвальных находятся огромные объемы высокомагнезиальных пород. Практического применения они не имеют. Целью работы явилось решение вопросов утилизации отвальных пород Северо-Байкальской рудной зоны в производстве строительных материалов.
Были изучены основные свойства высокомагнезиальных пород. Установлено, что они имеют высокое качество. По нормам радиационной безопасности соответствуют I классу радиоактивности и могут использоваться для всех видов строительных работ. Щебень из данных пород, а также отсевы от их дробления являются альтернативой традиционным заполнителям при получении бетонов, а также асфальтобетонов повышенной водо- и сульфатостойкости. Высококачественная строительная керамика получается при введении в состав шихты для спекания тонкомолотых пород.
Особый интерес представляют исследования по использованию высокомагнезиальных отвальных пород в качестве минеральной добавки при производстве цементов. Известно, что цементное производство ресурсо- и энергоемко. Также оно является одним из загрязнителей окружающей природной среды выбросами пыли, газов. Применение отвальных пород на стадии помола позволяет значительно улучшить данные показатели, производя при этом продукцию высокого качества.
Таким образом, практическое использование высокомагнезиальных отвальных пород месторождений Северо-Байкальской рудной зоны позволит рационально использовать природные ресурсы, решить вопросы энерго- и ресурсоэффективности, а также снизить негативное воздействие существующих производств на окружающую природную среду.

Speaker: Mrs Людмила Худякова

92 Scientific and technological bases of resource efficient productions of low-emission construction materials of wide range from waste of various productions and anthropogenic СО2/Научно-технологические основы ресурсоэффективных производств низкоэмисионных строительных материалов широкой номенклатуры из отходов различных производств и антропогенного СО2

Global environmental problems of climate change as a result of anthropogenic impact on nature are firmly among the most debated issues at the international level. An increase in the concentration of greenhouse gases in the atmosphere leading to negative consequences has led to the need to develop new products and production methods characterized by lower СО2 emissions than traditional approaches.
One of the industries that emit significant amounts of technogenic СО2 into the atmosphere is the building materials industry which ranks second after the energy sector in terms of global СО2 emissions. The most energy-intensive process in this industry is the production of Portland cement and various lime binders which account for up to 10% of technogenic СО2 emissions worldwide. Accordingly, the search for ways to reduce and utilize these emissions without harming the economy is an important task.
At the same time, in other industries various waste is generated which today cannot be properly reused due to a number of reasons and dumped and accumulated causing damage to the environment. These are, for example, finely dispersed waste of dolomite raw materials, finely dispersed waste of lime production collected by filters, nepheline sludge – waste generated during the production of aluminum oxide from nepheline ores, slags and ash from coal combustion at thermal power plants.
During certain technological processing, these wastes can exhibit astringent properties and harden due to chemical interaction with carbon dioxide thus forming stone materials with high strength and deformative characteristics which in turn can be an effective matrix for obtaining various construction materials on its basis.
As a result of our experimental studies, as well as multiparameter optimization of the processes of structure formation and the formation of properties, the physicochemical regularities of forced carbonate hardening of binding systems obtained from the above-mentioned secondary raw materials, and technological parameters of production on their basis of forced carbonized building products of various functional purposes (structural, heat-insulating and structural heat-insulating) were established. As one of the main raw materials used in the production of these products anthropogenic carbon dioxide is used which is subject to sequestration. Basically, the created and proposed technologies of building materials and products are included in the natural carbon dioxide cycle and are aimed, therefore, at solving global environmental problems of reducing the greenhouse effect, and using only secondary raw materials for the production transforms them into the category of resource-efficient ones.
/
Глобальные экологические проблемы изменения климата, связанные с увеличением концентрации парниковых газов в атмосфере, вызывают необходимость разрабатывать новые продукты и методы производства с более низкими выбросами СО2.
Одной из отраслей промышленности, выбрасывающей в атмосферу существенное количество СО2, является стройиндустрия, которая по этому показателю находится на втором месте после энергетического сектора. Наиболее энергоемким процессом является производство портландцемента и различных известковых вяжущих, на которые приходится до 10 % техногенных выбросов СО2 во всем мире. Соответственно, поиск путей сокращения, утилизации этих выбросов без нанесения вреда экономике является важной задачей.
Вместе с этим, в других отраслях промышленности образуются различные отходы, которые на сегодняшний день не находят должного повторного применения из-за ряда причин,которые сбрасываются в отвалы и накапливаются, нанося вред окружающей среде. Таковыми, например, являются мелкодисперсные отходы доломитового сырья, тонкодисперсные отходы производства извести, нефелиновый шлам – отходы, образующиеся в процессе производства оксида алюминия из нефелиновых руд, шлаки и золы от сжигания каменного угля на ТЭС.
Данные отходы при определенной технологической переработке могут проявлять вяжущие свойства и отвердевать за счет химического взаимодействия с углекислым газом, образуя при этом каменные материалы с высокими прочностными и деформативными характеристиками. Эти материалы представляют собой эффективные матрицы для получения различных строительных материалов.
В результате проведенных нами экспериментальных исследований, а также многопараметрической оптимизации процессов структурообразования и формирования свойств установлены физико-химические закономерности принудительного карбонатного твердения вяжущих систем, полученных из вышеперечисленного вторичного сырья, и технологические параметры производства на их основе принудительно карбонизированных строительных изделий различного функционального назначения (конструкционных, теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных). В качестве одного из основных сырьевых компонентов, используемых при производстве данных изделий, используется антропогенный углекислый газ, который подлежит секвестрации. По сути, созданные и предлагаемые технологии строительных материалов и изделий включаются в естественный природный кругооборот углекислого газа и направлены, таким образом, на решение глобальных экологических проблем снижения парникового эффекта, а использование для производства только вторичного сырья переводит их в разряд ресурсоэффективных.

Speaker: Prof. Nikolay Lyubomirskiy (V.I.Vernadsky Crimea Federal University)

93 Soils of unique phosphorites’ landscapes of lake Khubsugul’ depression (Mongolia) of Baikal rift zone: ecological features of functioning and necessity for their conservation

The basin of lake Khubsugul has not yet been affected by human influence (75% of endemics in ecosystem) and can serve to recreate and decoding of the model of the standard' nature system.
A comprehensive study of ecological functioning features of the soils, formed on outputs of phosphorites' layers of Ongolignur deposit of Khubsugul phosphorite basin of Baikal rift zone was conducted. It was found that the soil formation, biogeochemical migration of phosphorus and other elements, the humus state of soils and biological productivity of biocenosises of the study area is strongly determined by the influence of lithogenic basis of soil, intrazonal factors and cryogenesis.
Phosphate-carbonate lithogenic basis (matrix) of phosphorite soils, forming a strong organic-mineral frame of humate composition, helps to support a sufficiently high level of soil-ecological potential of the study area.
Weathering of phosphate-bearing soil-forming rocks of the deposit leads to a significant accumulation of silicate fine-thin aleurolite compounds as the decomposition and carrying out of carbonate component, and also - contributes to the residual accumulation of clay minerals and silty organic matter. Carbonates are “hiding” the impact of phosphate material of parent rocks for soil genesis, promoting to the formation of hydro-mica-chlorite-illite composition of the clay’ part of soils with signs of weak crystallization and super-dispersion’ fineness of illites. Phosphorite soils are characterized by a large quantity of total (up to 3% P2O5) and mobile phosphorus, which determines their peculiar morphological and physico-chemical properties. Phosphorus and carbonates are promoted to the stabilization of the humus accumulation process at the studied soils through the coagulation of solid carbonate-phosphorus-humus complexes, the mineralization of which has been inhibited by the formation of protective thin carbonate layer on them. Fractional analysis of mineral phosphates showed that under the influence of phosphorite layers clay substances and phosphates of Al and Fe are most active accumulated in the studied soil profiles,forming complexes with humus substances.
The lithogenic matrix determine the directions of soil formation because of its bioclimatic «reflectivity», forming a lithogenic spectrum of soils on rocks with different content of carbonate and phosphate, complicated of stratigraphic and facies variability of phosphate-(siliceous)-carbonate rocks. Carbonate barrier creates unfavorable conditions for growth of areas of distribution of phosphate dispersion and non-stability of phosphorite-soils in case of possible industrial mining and disintegration of the rocks of deposit.
In the landscapes surrounding lake Khubsugul, in addition to CA-P classes of soils and landscapes there are other "exotic", due to the presence of fluorine, polymetals, iron, copper and other chemical elements. Vanadium, nickel,fluorine, mercury are the elements with a high content in the environment of the Khubsugul phosphorite deposit, that can be accumulated in the trophic cycles.They are "transformers", which can lead to individual genetic disorders in biota.
Of the elements, which are typomorphic to the Khubsugul deposit, mercury belongs to the first class of the sanitary hygienic danger, but its anomalies are local and low-contrast; fluorine – belongs to second class (with large areas); phosphorus is a biogenic element. These data make it possible to formally classify the Khubsugul deposit as an ecologically average dangerous one.
If we take into account the contrasting natural and anthropogenic situation, the Khubsugul deposit should be attributed to the first class of danger, which is determined by the impact on the biota of landscapes with phosphorus-manganese specialization (which leads to increasing incidence of “urolithiasis”), and by influence of very large amounts of overburden rocks of the deposit.
During the open mining of the phosphorite deposit, there is possible to activate of naturally balanced system of Khubsugul depression with an increase of pollutants over long distances along the wind rose. Phosphorus can be involved in the biological cycle and in the form of phosphorus-organic compounds can migrate across the landscape, promoting to the phosphatization of lake Khubsugul. The open mining of the deposit will can bring eutrophication to part or all area of lake Khubsugul (and, possible,of lake Baikal). Hydrogen sulfide contamination of the lake will require of “geological” periods of time for restoration of it current ultra-oligotrophy.
Conducted researches of phosphorite soils confirm of necessity of preservation of these exotic unique landscapes of the Baikal rift zone, which have no analogues within Siberia and Mongolia.

Speaker: Mrs Наталья Мартынова (Александровна)

11:00 AM Кофе-брейк

Biotechnology Contribution for Sustainability/Экологическая биотехнология, зеленая экономика: проблемы и перспективы

Convener: Dr Viktor Voronin (Siberian institute of plant physiology and biochemistry SB RAS)

94 Application of the principles of bioeconomy and sustainable forest management in the field of waste management of the timber industry complex

The development of bioeconomics and principles of sustainable forest management in our country is one effective method for managing the waste of the timber industry complex.

Speaker: Ms ELENA PANASENKOVA

95 Prospects for the development of the bioeconomy in the Irkutsk region

Irkutsk region has a high resource potential. This is a prerequisite for the development of bioeconomy. Bioeconomics includes the production of renewable biological resources and their transformation into food, feed, bio-products and bioenergy.

Speaker: ELENA PANASENKOVA

96 Использование ризосферных микроорганизмов в биоремедиации почв,загрязненных нефтью.

Микробная ремедиация почв является одним из наиболее перспективных методов очистки почвы от нефти и нефтепродуктов. С целью поиска перспективных нефтедеструкторов из ризосферы растений,произрастающих не нефтезагрязненных почвах, нами были выделены бактерии, в короткие сроки эффективно разрушающие нефть и принадлежащие к родам: Rhodococcus, Acinetobacter и Pseudomonas. Была показана их способность выживать и разлагать нефть при высоких и экстремально высоких ее концентрациях,а также при низких положительных температурах. На основе выделенных микроорганизмов была сформирована ассоциация из трех наиболее активных штаммов. Однако ее применение нежелательно без выяснения процессов,происходящих с нефтью во время микробной деструкции.В качестве маркерных соединений нами были выбраны ароматические компоненты нефти, представленные моно- и полициклическими ароматическими углеводородами. По появлению в среде культивирования низкомолекулярных фенольных соединений нами были показаны основные пути деструкции ароматических соединений, используемые исследуемыми микроорганизмами.Так, все штаммы разлагают их по наиболее среди микроорганизмов распространенному метаболическому пути, интермедиатом которого является пирокатехин, а штаммы Pseudomonas 90, Rhodococcus 108 и Acinetobacter guillouiae 114 дополнительно используют альтернативный путь окисления, протекающий с образованием протокатеховой кислоты. Нами также исследовано микробное разложение модельных соединений нефти,таких как нафталин, фенантрен,антрацен, нафтол, и их смеси. Установлено, что все исследованные штаммы способны утилизировать эти соединения, с образованием группы метаболитов,среди которых идентифицированы фталевая и протокатеховая кислоты и пирокатехин. Убыль модельных соединений составила от 30 до 70% в течение 10 дней. Еще одним аспектом этой работы было применение стимуляторов роста микроорганизмов, в качестве которых использовались протатраны,синтезированные путем реакций биогенных гидроксиэтиламинов с арилхалькогенилуксусными кислотами.Интересно, что присутствие протатранов в питательной среде не только ускоряло ост микроорганизмов,но и изменяло скорость разложения модельных соединений нефти и спектр интермедиатов. Предположительно, протатраны способны взаимодействовать с мембраной микробной клетки,изменяя проницаемость каналов и скорость проникновения веществ через мембрану.
Таким образов,нами создана ассоциация микроорганизмов,способная эффективно и в короткие сроки разлагать сырую нефть. Показано, что все штаммы разлагают модельные соединения нефти, а внесение стимулятора роста приводит к изменениям с скорости и направлении ее деструкции.

Speaker: Mrs Марина Третьякова

97 ECOBIOTECHNOLOGY IN THE PROCESS OF INDUSTRIAL WASTEWATER TREATMENT OF THE CLOSED MINING ENTERPRISE AS A GUARANTEE OF ENVIRONMENT SAFETY

The report presents the results of long-term studies of the problem of ecological and chemical assessment of the impact of mineral processing waste in the form of pulp on the ecosphere, including aquatic ecosystems, and the development of bioengineering technologies (bioremediation) aimed at reducing their negative impact on the environment in the Primorsky territory. In the last century at the concentrating plant of the closed Khrustalnensky GOK mining enterprise a chemical method was used to treat industrial wastewater, a degree of which was no more than 75%. It is shown that pollutants discharged into water bodies after chemical treatment, which have a general toxic, carcinogenic and mutagenic effect, still pose a great threat to the ecological balance of natural systems. The studies show that there was intense pollution of ground and surface water, soil and vegetation, exceeding the regional background indicators up to 9 or more times within the boundaries of the anthropogenic system impact. Therefore, in the study area it is necessary to ensure environmental and social safety of industrial effluents by improving their treatment technology. In this regard, the aim of the research was not only to assess the extent of the negative impact of beneficiation mineral toxic wastes in the form of pulp to the ecosphere, but also in the development of biotechnological method of purification by biodegradation, bio-oxidation and biosorption from solutions using the metabolic potential of biological systems (hydrophytic plants). Based on the purpose, the following tasks are defined:
Experimental studies have proved the effectiveness of the biological systems potential (Lemna Minor) to ensure the normative quality of treated wastewater by the example of a closed mining enterprise in the Primorsky territory (Khrustalnensky GOK). The scientific novelty of the proposed method is confirmed by a Patent of the Russian Federation (2014).

Speaker: Konstantin Gula

Статья на конферецию Гула.doc

98 ECOLOGICALLY SAFE TECHNOLOGY OF ENRICHMENT OF BREAD WITH SELENIUM

One of the most important directions of Russia's policy is to create a system of healthy nutrition. The provinces deeply deficient of selenium include not only the North-Western regions of the Russian Federation, but also Buryatia, Chita and Irkutsk regions, and others. The presence of selenium in the blood serum of the adult population of the Angara region has an average value of 74.8 ± 2.9 mcg/liter (norm 160 mcg/liter). It is known that the deficiency of selenium in the human body significantly increases the likelihood of various diseases. One of the environmentally friendly ways of introducing selenium into bread can be the usage of a baking improver – malt flour obtained on the basis of malt-germinating technology using a solution of sodium selenite when soaking the grain. This method makes it possible to obtain selenium in a form easily absorbable in the body: selenium-methionine, selenium-cysteine.
The aim of the research was to study the effect of selenium-enriched malt flour on the quality of bread and on the content of selenium in the finished product, and to determine the content of selenium in the finished product.
For the production of malt, three types of cereals zoned in the Irkutsk region were used: spring upright two-row barley of the "Acha" variety, spring soft wheat "IREN", winter rye of the "Bukhtarminskaya" variety. The germination of malt was carried out on a mini-apparatus at a laboratory. The soaking of grain was carried out using an aqueous solution of sodium selenite 0.033 mg/l. In the experimental versions, the wheat flour was replaced with the malt flour in the proportion of 2.5% of the total mass.
The concentration of selenium in the resulting bread was 120 mcg/kg of dry weight. It is established that the consumption of 300 g of fresh bread baked using selenium-enriched malt can provide up to 60% of the daily nutritional need for selenium. Interrelations between technological indicators of the quality of bread and the content of selenium in the selenium-containing malt flour are revealed.
The results indicate the prospect of using selenium-enriched malt in the production of bakery products. An environmentally friendly technology of obtaining selenium-enriched malt and its use in breadmaking is introduced.

Speakers: Ms Tatyana Katsurba (Graduate student ), Viktoria Frantenko (Konstantinovna)

99 ТЕНДЕНЦИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ МИРОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Динамика структуры энергопотребления в мире позволила выявить общие тенденции развития мировой энергетики. На основе проведенного анализа данных о запасах углеводородных ресурсов с учетом концепции абиогенного глубинного генезиса углеводородов сделан вывод о том, что в настоящее время на мировом энергетическом рынке происходит смена парадигмы. Мировая энергетика вступает в новый период своего развития – эру природного газа.
На планете сосредоточены огромные, а с учетом вовлечения в разработку нетрадиционных ресурсов метана, практически неограниченные запасы природного газа. Он является самым дешевым, доступным и безопасным видом топлива для получения тепла и электроэнергии. Развитая и отлаженная система транспортировки, современное топливно-энергетическое оборудование позволяют сравнительно дешево доставлять этот источник энергии практически в любую точку на нашей планете и получать необходимую энергию. При сжигании природного газа образуется значительно меньшее количество диоксида серы и диоксидов азота при практически полном отсутствии золы и пыли, чем при сжигании других видов органического топлива. Технологии, позволяющие значительно сократить или свести к нулю выброс CO2 при его сжигании, делают его самым экологически чистым видом органического топлива.
Потребность в газе, несмотря на достижения в области энергосбережения и расширение использования возобновляемых источников энергии (традиционная гидроэнергетика, геотермальная энергия, биомасса, солнце и ветер), несомненно, будет возрастать. Более того, именно природный газ может обеспечить устойчивое развитие энергетики для удовлетворения растущих потребностей человечества в энергии при значительном сокращении нагрузки на окружающую среду и в среднесрочной перспективе будет основным источником энергии в процессе постепенного перехода на использование возобновляемых источников энергии. Несмотря на то, что за два последних десятилетия выработка энергии на основе возобновляемых источников энергии существенно выросла, ее доля в мировом энергетическом балансе пока незначительна. Однако, перспективы ее использования для энергообеспечения широкого круга объектов (в т.ч., как показывают проведенные авторами исследования, для автономного обеспечения удаленных объектов нефтегазовой отрасли России) весьма велики.
Проведен анализ доли экологически чистой энергии («безуглеродная» энергетика + природный газ) в энергобалансе стран G-20 в зависимости от уровня энергопотребления, показавший «узкие места» в развитии чистой энергетики.
Одним из самых многообещающих направлений развития энергетики, способствующих существенному уменьшению выброса парниковых газов в атмосферу, является гибридизация –
совместная генерация энергии с использованием органического топлива и возобновляемых источников энергии. Именно гибридизация, на наш взгляд, является «мостом в будущее» для мировой энергетики.

Speakers: Prof. Valeriy Bessel (National University of Oil and Gas «Gubkin University», NewTech Services LLC (Moscow, RF)), Prof. Vladimir Koshelev (National University of Oil and Gas «Gubkin University» )

100 GREEN TECHNOLOGIES OF LAND RECULTIVATION FOR COAL MINING ENTERPRISES

Coal mining in the form of an open and underground method accompanies land disturbance, changes in the terrain, and the formation of a technogenic landscape.
In these conditions, it becomes urgent to develop new scientifically based approaches to the restoration of technologically disturbed agrolandscapes with high productivity of land based on the formation of technologies for mining and remediation, comprehensively ensuring the stabilization of quality and conservation of soil resources.
In the Irkutsk region, coal mining is one of the main extractive industries. The estimated coal resources are 27.9 billion tons. The explored balance reserves of coal (14.7 billion tons) are represented mainly by black coal (11.7 billion tons). Coal reserves in the region at current production levels are 600 years.
Development projects on land recultivation made on the basis of existing standards specifications, taking into account climatic conditions. Recultivation works usually have two main stages - technical and biological.
The use of biological remediation methods by covering the surface with a fertile soil layer or having fertile rocks requires considerable costs.
Therefore, particular importance of research aimed at developing cost-effective ways to restore the biological productivity of disturbed lands. The main goal is to create sustainable plant communities, with the aim of improving environmental and sanitary conditions in the placement of the coal industry.
Recently, the most popular are methods of recultivation when conducting biological stage is to stimulate active and effective overgrowing anthropogenic soil formations
The use of mycorrhizal fungi has become widespread. It discloses a method for reclaiming post technogenic land, including land application of organic fertilizers and sowing of perennial grasses. Research experiments have shown the possibility of using a ugleothodov ugleudobreny to accelerate the accumulation of humus in coal tailings.
Special development, both in Russia and abroad, has received the use of microorganisms, whose function is to transfer difficult forms of nutrition for higher plants.
Conducting recultivation is a necessary exercise, because the reclamation of disturbed lands is of great economic and environmental importance because of the shortage of land resources and the negative environmental impact of industrial development.

Speaker: Irina Kuznetsova (Vladimirovna)

Clean Technologies and Environmental Protection Systems/ Проблемы экологической безопасности и системы защиты среды обитания

Convener: Prof. Svetlana Timofeeva

101 Organochlorine pollutants in recent lake sediments under specific conditions of anthropogenic impact

The paper presents the results of monitoring observations (during 2002-2017 period) of the organochlorines levels and its distribution patterns in the bottom sediments of a small shallow low-flow lake in the south of the Arkhangelsk region, which is part of a complex lake-river system and hydrographically connected with the upstream Onega River (White Sea basin).
The industrial site of the shutdown timber mill is adjacent to the lake shore. In the past, the timber mill intensively and continuously used a wood-preservation commercial chemical (pentachlorophenol sodium salt, Na-PCP) for timber treatment, which contained pentachlorophenol (PCP) as the main component and hexachlorobenzene (HCB) as the impurity component. Also, one of the districts of a large local settlement is located in the vicinity of the timber mill industrial site.
In 2002, seven years after the termination of Na-PCP use at the timber mill, a survey of the lake was conducted. In the bottom sediments high levels of PCP and HCB (with predomination of the latter) were detected. It was found that the formation of sediment pollution by these toxic lipophilic organochlorines classified as persistent organic pollutants is caused by its transfer from the polluted soils of the nearby industrial site.
In lake sediments, fifteen years after the first research, PCP and HCB were still detected. This leads to the assumption that recent soils at the industrial site of a timber mill act as the currently active local source of these pollutants. The tendency to a general decrease in the concentrations of organochlorine pollutants with continuous dominance of HCB was revealed. In addition to PCP, other chlorophenolic compounds with various degrees of toxic level and lipophilic potential were detected and quantified in bottom sediments. It was found that the concentrations of toxic highly chlorinated methoxyphenols, which are derivatives of PCP, exceeded the concentrations of pentachlorophenol itself.
It is shown that the studied small lake is a holding reservoir of toxic organochlorines, including persistent organic pollutants, which can be transferred by waters further to the subarctic Onega River, which creates the threat of distribution of pollution in present and in future.

Speaker: Mrs Elena Kolpakova (N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research, RAS)

102 The use of stable carbon and nitrogen isotope ratios in epiphytic mosses and lichens for air pollution studies in cities of the Western Siberia

Increasing anthropogenic emissions of carbon- and nitrogen-containing compounds are the main air pollution sources that have a negative influence on the cities air quality and surrounding ecosystems. Due to biological and morphological characteristics, epiphytic mosses and lichens are sensitive to environmental changes, pollution and health of ecosystem. The C and N percentage and the carbon and nitrogen isotope compositions were determined in thallus of epiphytic mosses (Leskea polycarpa, Platygyrium repens, Sciuro-hypnum reflexum) and lichens (Hypogymnia physodes, Flavoparmelia caperata, Physcia stellaris), growing in Tomsk, Prokopyevsk, Khanty-Mansiysk, and Bely Yar (workers settlement, Tomsk region). The relation between these parameters and environmental conditions was established. The carbon and nitrogen isotope compositions were measured using isotope-ratio mass spectrometry (IRMS) by DELTA V Advantage isotope mass spectrometer (Thermo Fisher Scientific, Germany) coupled to Flash 2000 elemental analyzer (Tomsk Regional Сore Facilities of Tomsk Scientific Center of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (SB RAS)). The δ13С values varied for lichens from –29‰ to –24‰ and for mosses from –35‰ to –27‰. The lowest δ13С value was –35‰ for mosses samples from Prokopyevsk. This value might be explained by the presence of mine methane in the air in Prokopyevsk. The nitrogen isotope composition indicates environmental pollution to a greater degree and it is one of the main anthropogenic pollution markers. The δ15N values for mosses and lichens samples also varied in different ranges: for lichens from –11‰ to 4‰, and for mosses from –7‰ to 5‰. Comparison of mean δ15N values between cities allows us to conclude the anthropogenic load in cities increases in a row: Bely Yar < Khanty-Mansiysk < Prokopyevsk < Tomsk in terms of nitrogen-containing compounds emissions.

Speaker: Ms Alina Geraskevich (IMCES SB RAS)

103 РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

Интенсивная деятельность во второй половине ХХ-столетия военно-промышленного и топливно-энергетических комплексов, поиска новых источников энергии и создание невиданного по силе ядерного и водородного оружия привели к возникновению в различных регионах земного шара горнорудных комбинатов по добыче и переработке урановой и других радиоактивных руд. В истории развития цивилизации не было, что научные открытия или разработки приносили для людей определенные блага. Есть обратная сторона, которая приносит значительную угрозу для их существования. Достаточно вспомнить, что принесло населению атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, испытание ядерного оружия в различных точках земного шара, аварии на атомных подводных лодках и на Чернобыльской и других АЭС, которые унесли миллионы человеческих жизней и создали проблему экологической безопасности на земле. Не смотря на эти факты, работа в этом направлении продолжается, которая может привести не предсказуемые последствия для всего живого.
Кыргызстан имея небольшую территорию – 199,9 т. км2, с населением 5,2 млн. человек, является одним из экологических опасных регионов, на нашей территории находятся 49 урановых хвостохранилищ и 80 отвалов горных пород, где захоронено 70 млн. м3 отходов уранового производства, что может в покрыть несколько слоев всю территорию нашей республики, для сравнения на каждого жителя приходится по 14 м3 радиоактивных отходов. По данным наших ученных, первоначальная общая мощность экспозиционной дозы излучения каждого уранового хвостохранилища составляет от 30 до 100 тыс. мкР.
В течении многих десятилетий проводились человечеством работы по извлечению из недр земли полезных ископаемых, не придавая значение последствиям этой деятельности, сегодня возникли проблемы как обезопасить человечество от этих глобальных загрязнений биосферы земли. Многие хвостохранилища в нашей республике формировались в пределах населенных пунктах Майлуу-Суу, Мин-Куш, Шекафтар, Сумсар, Каджи-Сай, Ак-Тюз, Кан в высокосейсмичных, подверженных современным геологическим процессам зонах. В Кыргызстане начали заниматься этой проблемой всерьез после принятия Закона 31 мая 2001 года «О хвостохранилищах и горных отвалах», в настоящее время завершены работы первого этапа по реабилитации хвостохранилищ на территории г. Майлуу-Суу, на эти цели выделено Всемирным банком на грантовой основе 11 млн. долл. США, выделение на полное завершение реабилитационных работ рассматривается. В стадии решения находится вопрос финансирования Мин-Кушских урановых захоронений, будут продолжены работы по приведению в безопасное состояние Каджи-Сайских хвостохранилищ. Согласно аналитических материалов хвостохранилищ по регионам республики, который показал, что все они находятся в неудовлетворительном состоянии, по данным специалистов в настоящее время имеется высокий риск возникновения радиационно-опасных экологических катастроф, в зону возможного загрязнения подпадают территории Кыргызской, Казахской, Таджикской и Узбекской Республик, где проживают около 5 миллионов человек. Урановое месторождение Майлуу-Суу отрабатывалось с 1946 по 1967 гг., в настоящее время на территории города находятся 23 хвостохранилища и 13 горных отвалов. Общая площадь хвостохранилищ и горных отвалов -606,8 тыс. кв. м. Общий объем отходов уранового производства, отложенный на хвостохранилищах составляет 1,99 млн. м3, объем отходов некондиционных руд -940,5 тыс.м3. при разрушении хвостохранилищ могут возникнуть трансграничные проблемы экологической и радиационной опасности на территориях соседних государств. (Рис.1) Хвостохранилища расположены в высокосейсмичной и селеоползнеопасной зоне. Урановое месторождение в районе поселка Мин-Куш разрабатывалось с 1958 г. по 1969 г., в состав промышленного комплекса входили сооружения основного и вспомогательного производства и жилой поселок. Рудо-перерабатывающее производство включало обогатительную фабрику, хвостовое хозяйство и рудные склады. После прекращения деятельности предприятия в районе п. Мин-Куш остались 4 хвостохранилища (Туюк-Суу, Талды-Булак, Как и Дальнее) с общим объемом хвостового материала 1,15 млн. м3 и два рудных склада, хвостохранилаща расположены в высокосейсмичной и селеоползневой зоне (рис.2). Хвостохранилище в пгт. Каджи-Сай с общим объемом радиоактивного хвостового материала 150 тыс. куб.м. расположена в 1,5 км. К югу от уникального озера Иссык-Куль, разрабатывалась с 1942 по 1946 гг. Радиационный фон на поверхности хвостохранилища составляет 30 – 60 мкР/час, локально имеются места до 1500 мкР/час. На территории п. Шекафтар расположено 8 отвалов некондиционных урановых руд с объемом 700 тыс. куб. м. Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения 60 – 150 мкР/час. Загрязняющие вещества соли тяжелых металлов имеет 3 хвостохранилища в пос. Сумсар с общим объемом 2,65 млн. куб. м. Период эксплуатации с 1950 по 1978 гг. Из анализа проблем с хвостохранилищами и радиационной безопасности Кыргызской Республики видно, что имеются следующие проблемы, которые требуют безотлагательного решения это:
ограниченное решение и неполная реализация основных задач по реабилитации хвостохранилищ, горных отвалов;
созданию комплексной системы мониторинга состояния хвостохранилищ и горных отвалов;
переносу отдельных хвостохранилищ в безопасное место и уменьшение их количества;
складирование мелких хвостохранилищ.
Для достижения целей защиты целостности экосистемы следует решение вышеназванных задач по снижению рисков от радиоактивного загрязнения регионов и деградации земель.

Speaker: Наргиза Садабаева

104 Mathematical modeling of oil pollution in the river in case of damage to the pipeline

Rivers are the main source of water supply. At present, water purification methods are still not sufficiently effective, especially in cases of emergency emissions of various substances. In connection with the assessment of the state of the aquatic environment, the methods of describing the distribution of contaminants in water bodies are of interest. This article presents a mathematical model of the process of heat and mass transfer, velocity fields, temperature and concentration of polluting components in a certain section of the river. The developed methods for predicting the levels of distribution of contaminants entering the aquatic environment can be used to control the quality of river water, including subject to accidental release of various substances into the reservoir. Pollutants can enter the water from the catchment area, with sewage, as well as a result of emergency salvo emissions from accidental breaks in oil pipelines. Contaminants can either be dissolved in water and then spread downstream, or transported in the form of suspended particles under the influence of the flow of a river. The latter in some cases may sink to the bottom of the river and then rise from the bottom, for example, under adverse weather conditions, when the flow characteristics change. As a result of the analysis of existing models of pollution of the aquatic environment, a mathematical model based on solving equations for turbulent diffusion was constructed within the framework of continuum mechanics. This takes into account the configuration and depth of the river, its flow rate, ambient temperature, parameters of emission sources (coordinates, dynamics and composition of emissions). With this approach, it is possible to include additional factors that need to be taken into account when calculating environmental pollution. Using the laws of continuum mechanics, a boundary-value problem has been posed to describe the heat and mass transfer of pollutants in a river. The paper deals with the spatial problems of convective heat and mass transfer of pollutants in a river. The source of pollution is modeled by a surface source of mass of heated substances released as a result of a volley release for some time. It is believed that the flow has a developed turbulent character, and to describe convective transfer under the influence of a river flow, the three-dimensional Reynolds equations for a turbulent flow are used. This problem was solved numerically. Discrete analogue was obtained on the basis of the finite volume method. The system of algebraic equations obtained as a result of discretization was resolved using the SIP method. To define the configuration of the river, the method of fictitious areas was used; in the control volumes of the computational domain, outside the river, the initial values of the functions were specified and did not change in the course of the calculations, and the velocity components were set equal to zero. As a result of numerical calculations, spatial distributions of the fields of velocity, temperature, and concentrations of the components of contaminants at different times were obtained. Using the mathematical model presented in this paper, we can study the dynamics and spatial pattern of water pollution under the influence of various external conditions (water temperature, river flow rate, etc.), as well as the parameters of the source of pollution.

Speaker: Valeriy Perminov (Tomsk polytechnic university)

105 Обнаружение наноразмерных частиц загрязняющих веществ с помощью хронопикоамперметрии

В современном промышленном производстве повсеместно применяются материалы в форме наноразмерных частиц. За последние 15 лет объем высокотехнологичной продукции, выпускаемой с применением таких материалов, вырос в 25-30 раз, однако параллельно резко обострилась проблема загрязнения окружающей среды наночастицами.
Обнаружение и измерение параметров таких частиц в естественной среде является сложной научно-технической задачей, решение которой требует применения высокочувствительных аналитических методов. Электрохимические методы обнаружения и измерения параметров наноразмерных частиц представляют большой интерес с точки зрения возможности создания экспресс-методов мониторинга загрязнения окружающей среды, однако для этого требуется оборудование с предельной чувствительностью.
Нами был разработан прототип программно-аппаратного комплекса для детекции и измерения параметров частиц в коллоидных растворах на основе метода хронопикоамперметрии. Измерительная схема построена на основе потенциостата с тремя электродами и входным током смещения не более 20 фА при комнатной температуре. Среднеквадратичное значение шума тока, приведенное ко входу, не более 30 фА в полосе частот от 1 Гц до 20 кГц, диапазон измерения тока $\pm$ 1 нА, динамический диапазон, ограниченный шумом, не менее 90 Дб, ширина полосы пропускания по уровню -3 Дб не менее 20 кГц. Диапазон регулирования потенциала $\pm$5В с шагом 0,15 мВ, разрешающая способность измерения входного тока 30 фА, относительная погрешность измерения после калибровки не превышает 5 %. Установка потенциала производится с помощью цифро-аналогового преобразователя с разрешающей способностью 16 бит, измерение входного тока осуществляется аналого-цифровым преобразователем с такой же разрешающей способностью. Управление измерительным комплексом осуществляется с помощью оригинального программного обеспечения собственной разработки.
Программно-аппаратный комплекс были проведены измерения параметров тестовых коллоидных растворов серебра. В качестве референтного был использован ртутно-сульфатный электрод, вспомогательный хлорсеребряный электрод, рабочий электрод был выполнен из углеродного волокна диаметром 7-12 мкм. Электроды погружались в измерительную ячейку цилиндрической формы объемом 30 мл. Эксперимент проводился в два этапа. На первом этапе в измерительную ячейку помещался буферный раствор - цитрат натрия в объеме 15 мл без наночастиц серебра. На вход потенциостата подавалось напряжение 0,7 В и регистрировалась хронопикоамперограмма в течение 3- 5 сек, после чего входное напряжение обнулялось. Затем в раствор добавлялось 50 мкл коллоидного раствора серебра и проводилось повторное измерение с аналогичными параметрами.
На хронопикоамперограмме буферного раствора с добавлением наночастиц серебра обнаруживаются импульсы входного тока амплитудой 10 - 30 пА и продолжительностью 1 – 25 мсек. Для измерения концентрации наночастиц могут быть использованы статистические параметры распределения Пуассона, размеры наночастиц определяются на основе статистического анализа площади импульсов.
Аналитические возможности хронопикоамперометрии (предел чувствительности, погрешность определения концентрации и размеров наночастиц) зависят как от технических характеристик потенциостата, так и от параметров электрохимической ячейки. Нижний предел обнаружения наночастиц при комнатной температуре ограничивается входным током шума потенциостата и шумового тока измерительной ячейки. При проведении измерений в буфером растворе цитрата натрия фоновый шумовой ток измерительной ячейки при нулевом потенциале относительно референтного электрода в полосе частот от 1 Гц до 20 кГц составил 0,8 пА (среднеквадратичное значение), что в 27 раз превышает уровень шума входного усилителя тока в этой же полосе частот.
Таким образом, существует принципиальная возможность детекции и измерения параметров наноразмерных частиц с помощью хронопикоамперметрии. Экспериментально было показано, что данный метод может обеспечить малое время измерения и высокую чувствительность при снижении уровня собственного шума измерительной ячейки.

Speaker: Sergey Romanenko (SEWANconf.ru)

106 Development of methods for monitoring the content of toxic metals in the working area for employees of enterprises for the production of solar modules

Photovoltaic installations for direct conversion of solar energy into electricity during operation do not emit polluting substances into the environment. However, the definite amount of toxic substances is used in fabricating solar cells (SCs) and also produced at decommissioning and utilizing PV modules. For this reason, an important ecological problem is the assessment of the effect of negative factors on the environment and the human organism, when the person is engaged in production and operation of solar modules and other parts of PV installations.
Identify the features of the accumulation of metals in the hair of workers whose activities are related to the production of solar modules of other and constituent elements of solar power plants with direct conversion of solar energy. The study of trace elements in the hair makes it possible to identify the presence of pathological processes in the body of workers of the studied production and to develop a method for controlling the toxicity of metals for workers of enterprises producing solar modules.

Speaker: Lidya Kontrosh

107 Фильтрование высоковязких и сильно загрязненных сред с использованием комплексного силового воздействия на очищаемый поток жидкости

Интенсификация и повышение эффективности процессов фильтрования высоковязких и сильно загрязненных сред представляют большой интерес во многих отраслях промышленности, таких как нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая, химическая, медицинская и пищевая. Также фильтрование высоковязких сред связано с большими затратами на создание движущей силы процесса, быстрым забиванием пор фильтровального материала, необходимостью частой регенерации фильтровального материала. Поэтому возникает необходимость заменять фильтровальный материал новым. Актуальными являются разработка и исследование аппаратов, которые позволяют увеличить ресурс фильтровального материала до регенерации, уменьшить затраты энергии на создание требуемого перепада давления, при этом сохранить компактность аппарата и требуемую тонкость очистки. Предложен способ фильтрования высоковязких и сильно загрязненных жидкостей в гидродинамическом вибрационном фильтре, в котором очистка фильтровальной перегородки осуществляется за счет сочетанного воздействия гидродинамических и вибрационных сил.
Авторами предлагается использовать фильтрование в сочетании с очисткой в центробежных полях и вибрационных полях. Поле центробежных сил в гидродинамическом фильтре формируется благодаря тангенциальному вводу жидкости в аппарат и вращению цилиндрической фильтровальной перегородки. Отличие метода от других технологий заключается в создании потенциального течения в кольцевой зоне аппарата в поле центробежных сил. Такая организация течения позволяет до 80% загрязнений удалить с потоком перепускаемой жидкости фильтрата, минуя фильтровальную перегородку, что снизит нагрузку на фильтровальный материал и увеличит ресурс работы. Предусмотренная в конструкции вибрация фильтровальной перегородки позволяет разрушить слой осадка на ней и направить осадок в поток фильтрата. Таким образом, предлагаемый гидродинамический фильтр имеет возможность саморегенерации.
Разработана математическая модель исследуемого процесса, проведено численное исследование структуры потоков, найдены оптимальные соотношения между входными характеристиками и интенсивностью закрутки потока, определяющие границы применимости гидродинамического фильтрования. Показана возможность использования предлагаемого способа фильтрования и для разделения маловязких сред, для которых вероятностно-статистические процессы играют определяющую роль. Технический результат введения в корпус фильтра защитной вращающейся перегородки заключается в повышении эффективности центробежной сепарации за счет уменьшения влияния случайных составляющих процесса сепарации дисперсной фазы. Это приводит к дополнительному увеличению ресурсных характеристик фильтровальной перегородки и эффективности работы всего аппарата в целом.

Speaker: Mr Владимир Девисилов (Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана)

Sustainable Use of Natural Resources/Рациональное природопользование

Convener: Elena Khamidullina (Irkutsk National Research Technical University)

108 Post-fire transformation of drained bog in Western Siberia: ecological consequences and recovery dynamics

The aim of research is to carry out the assessment of pyrogenic load and vegetation recovery dynamics after the fire event in 2016 within the drained bog site in Gavrilovka River basin. Specifically, the objectives of this study were to: 1) perform a retrospective analysis of the water-thermal regime according to monitoring data on the nearby site 2) estimate zone of contamination by combustion products; 3) determine the quantitative characteristics of vegetation restoration based on field and satellite data; 4) estimate the organic hydrocarbons in mire and river waters, peat and typical plants of the pyrogenic disturbed bog. The water-thermal retrospective analysis is confirmed that in August 2016 most favorable conditions for the emergence of a fire-dangerous situation were developed. The area of Zn and Pb pollution covers an area of 8 km, which is consistent with the prevailing wind direction and atmospheric deposition data for 2016. The zone of extreme pollution of heavy metals peat deposits is limited mainly by the zone of intensive burning of the surface, however, and beyond it there was also a significant (2 times) Zn, Cd, Pb concentration (except Cu) increasing, mainly due to the migration of elements with water flow. Carbon losses for the burned area of 1 square meter to a depth of 30 cm were about 3800 gC/m2. Intensive recovery of vegetation cover and NDVI increase was noted mainly due to the growth of the shrubs and sedge in the period from 2017 to 2018. Against the background of a decrease in the content of n-alkanes, their share in the composition of peat lipids of the burnt area increases slightly, among them the content of homologues C23-C25 increases, C29 – C33 decreases and the CPI value decreases.
The reported study was funded by RFBR according to the research project № 18-44-700005

Speaker: Anna Sinyutkina

109 The efficiency of bark and wood fuel utilization in the hot water boilers

The commissioning of a hot water boiler house at ZAO “Sawmill 25” was another major step in increasing of efficiency of the integrated use of wood raw in the enterprise. It required efficiency assessment of burning bark and wood fuel in the combustion chambers of PR 8000 boilers.
For this purpose, the comprehensive energy audit of boiler house equipment was carried out, the biofuel mixture as fired and the residues of combustion were analyzed. The moister content of bark and wood fuel was 50.83–54.82 %. The proportion of bark in the fuel varied in the range from 55 to 77 %. As a result of the energy audit, the components of boilers heat balance were calculated. In this case, combined relative and calorimetric method supplemented with thermal imaging was used to determine external heat loss. Gaseous and particulate emissions were determined with electrochemical and weight methods. Distribution of combustibles in fly ash fractions was analyzed. The overall separation efficiency of gas cleaning plants was determined. Gas-entrained soot particles were studied with an electronic scanning microscope. Based on the analysis, recommendations were elaborated to improve the energy-ecological performance of the tested boiler house and to reduce the emission of particulate matter. Measures for partial or complete removal of restrictions on the furnace draft when burning bark and wood fuel with a relative moister content of more than 55% were proposed. The energy audit showed that the design characteristics of the main and auxiliary equipment of PR-8000 boiler provide sufficiently high energy-ecological performance if the grates surfaces are used effectively and the vacuum in the combustion chambers is close to the optimum values.

Speaker: Viktor Lyubov (Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov)

110 The energy and ecological performance of the hot water boiler burning linden bark and wood briquettes

The North-West of Russia possesses huge wood resources reserves, therefore the issues of the most efficient use of wood biomass are relevant for this region. The implication of wood biofuels into fuel and energy budget provides an opportunity to reduce the negative impact of power industry facilities on the environment and preserve the potential of non-renewable fuels for future generations. An effective way of the complex solution of energy and ecological problems, while providing heating loads for consumers, is the use of modern devices operating on solid biofuel. Technical analysis of foreign and domestic high-performance heating units has great importance. The aim of the research is an evaluation of energy and ecological performance of the Firematic 60 hot water boiler burning bark of linden, briquettes from wood sanding dust and sawdust of plywood processing, as well as briquettes obtained by pressing softwood sawdust and shavings. The paper presents thermotechnical characteristics of burning biofuels and the components of boiler heat balance and gaseous emission from the burning linden bark and briquettes. Particulate matter emission and content of soot were studied. The shape and composition of soot particles were determined with a Zeiss SIGMA VP electronic scanning microscope. Presented data were obtained using equipment of the Research Center of Power Engineering Innovations. The results of the comprehensive energy audit have shown that the Firematic 60 boiler provides high technical and economic performance with minimum emission of harmful substances to the atmosphere. It can be used for low-rise buildings heat supply in weather conditions of the Arctic region especially.

Speaker: Viktor Lyubov (Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov)

111 Исследование динамики содержания углеводородов в эпикутикулярном слоя личинок колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata) на разных стадиях межлиночного периода

Изучение химико-биологических основ взаимоотношений между насекомыми и патогенными организмами является актуальным вопросом в области экологической химии и представляет интерес для разработки экологически приемлемых методов контроля численности насекомых-вредителей. Известно, что функции эпикутикулярного слоя меняются в течение жизненного цикла насекомого. На ранних стадиях развития личинок колорадского жука основной задачей эпикутикулы является защита от обезвоживания, к концу стадии развития личинки при переходе в почву – защита от почвенных энтомопатогенных грибов. Для понимания механизмов защиты насекомых от патогена необходимо выявить связь между изменением состава эпикутикулы и степенью восприимчивости к патогену. Данных по исследованию состава эпикутикулы личинок колорадского жука практически нет, однако данная стадия наиболее восприимчива к патогену.
Целью данной работы являлись качественное и количественное определение основных компонентов эпикутикулярного слоя личинок колорадского жука с помощью метода ГХ/МС и выявление динамики содержания основных компонентов в течение межлиночного периода.
Объектом исследования являлись личинки колорадского жука трех возрастных групп в пределах IV заключительного возраста: свежеперелинявшие, промежуточного возраста и заканчивающие питание личинки.
В экстракте эпикутикулы было идентифицировано 15 предельных моно-, ди- и триметилразветвленных углеводородов состава С28-С32; также были обнаружены жирные кислоты, содержание которых не превышало 10 %. Установление строения углеводородов проводилось на основании рассчитанных линейных индексов удерживания и характеристичных ионов, образующихся при разрыве связей в местах разветвления углеродной цепи. Для случая плохо разделяемых изомерных соединений была использована методика «ионной экстракции» и был разработан количественный критерий выявления характеристичных ионов метилразветвленных алканов.
Для всех возрастных групп основными компонентами являлись углеводороды состава С30. Показано, что суммарное содержание углеводородов для групп свежеперелинявших, промежуточного возраста и заканчивающих питание личинок составило 24.7±2.0, 20.4±2.7 и 11.6±2.4 мкг/см2 площади поверхности личинки. Уменьшение общего количества углеводородов в пределах IV возраста развития личинок коррелирует с уменьшением степени адгезии конидий грибов. Таким образом, уменьшение содержания углеводородов является адаптивным механизмом защиты личинок от заражения грибами, и с прикладной точки зрения наиболее эффективной будет обработка грибными препаратами на ранних стадиях развития личинок.

Speaker: Мария Ганина (НИОХ СО РАН)

112 ПОДМЕНЕННАЯ СОБСТВЕННОСТЬ НА ПРИРОДНУЮ РЕНТУ SUBSTITUTED OWNERSHIP ON NATURAL RESOURCE RENT

В развитии цивилизации и всего живого рента является автомодельным источником энергии, вещества и информации. Биосистемы формируются и развиваются за счет создаваемой ими ренты. Энергетическим источником для этих своеобразных автономных биопроцессов служат Солнце и Земля, в совокупности с фундаментальными законами взаимодействия, создающими направленный процесс динамики систем. Ими обусловлен анархический принцип самоорганизации и сосуществования биосистем на Земле (АПСБ).
Россия, как государство, является подмененным собственником по праву (принцип АПСБ) принадлежащей ей природной ренты. Реальным собственником природной ренты в России являются экономически развитые страны во главе с США. Согласно разработанным ими механизмам безраздельного действия в современной экономике закономерностей хрематистики, большая часть дохода от продаваемой по рыночной цене природной ренты невозобновляемых источников энергии (нефти, газа и пр.) переходит в доход покупателя. РФ, как продавец, теряет значительную долю прибыли и переводится, таким образом, в категорию арендатора – не реального, а подмененного собственника ресурсов. Нами данный механизм рассматривается на примере Японии. В 2017 г. в Японию завезено более 400 млн тнэ на сумму 141 млрд долларов. Средняя стоимость 1 тнэ составляет 348,5 $. С одного доллара, потраченного на импорт топлива, Япония получает 36 $ прибыли, а с каждого барреля тнэ рентную прибыль ВВП 1750 $; средний общемировой вклад в ВВП - 1034$.
В России рентный доход за счет энергоресурсов составляет 380 $. Япония же, приобретая их в РФ по 200 $ за 1 тнэ, получает прибыль в 8,75 раз больше. Таким образом, торгуя невозобновляемыми ресурсами по законам рыночной экономики, мы неотвратимо теряем ренту.
The natural resource rent provides a self-modelling source of energy, matter and information, both in the world of nature and in the development of human civilization. Biosystems are formed and developed using the resource rent they have created. The Sun and the Earth provide the energy sources for autonomous biological processes, which flow according to the fundamental laws of their interaction, thus creating the systems' directional dynamics. These processes also determine an anarchic principle of self-organization and coexistence of biosystems on Earth.
Russia, as an independent country and state, lawfully possesses the rights of ownership on its natural resource rent. But in fact, Russia plays a role of just a substituted owner of its natural resource rent. The real owners of the Russia's natural resource rent income are economically developed countries led by the United States of America. According to the mechanisms of chrematistics developed by them and ruling in the world's economy, a larger part of the income (rent) derived from the non-renewable energy sources (oil, gas, etc.) sold at the market price, goes into the income of the buyer. The Russian Federation, as a seller, gets only a smaller share of its real resource value and therefore, plays as a tenant – not a real owner and profit-taker, but as a substituted (temporary) owner of the resources. Let's consider this mechanism on the example of Japan. In 2017, over 400 mln. tonnes of oil equivalent (toe) were imported to Japan, for the sum of $141 bln. The average price of 1 toe was $348.5 (Japan's data). Per one dollar spent on fuel imports, Japan received $36 in profit. This means that, according to our calculations, an economic effect for Japan's GDP comprised $1,750 per one barrel of oil equivalent (boe); while an average global contribution to GDP from the use of natural resources was $1,034. At the same time, a GDP effect, received by Russia for selling its resources, made up only $380 per 1 boe. So, Japan, acquiring these resources from Russia for the price of $200 per 1 toe, made a profit surpassing Russia's profit by factor of 8.75. Thus, trading in non-renewable resources in the world's market economy, we inevitably receive less natural resource rent income than we would get if we used these resources ourselves.

Speaker: Prof. Alexandr Pozdnyakov (Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems of the Siberian Branch of the RAS In Russian)

113 Characteristics for different types of water bodies in Siberia for model assessment and forecast of their water-ecological state

Typification of water bodies is an important issue in connection with their diversity. Two their categories — natural and artificial, above all, stand out. Rivers, lakes, etc belong to the first category. Reservoirs etc relate to the second.
Quantitative and qualitative characteristics of runoff for rivers are of particular importance in the study of natural water objects. The report presents the results of the allocation of anthropogenic component of the hydrochemical flow of the Ob-river in the area to the Barnaul. "Pulsating" level mode of the drainless Chany lake considered as an interesting hydrological example.
The assessment and prediction of the state of ecosystems of a number of Siberian reservoirs as artificial water bodies was carried out by means of simulation.
The assessment of the characteristics of the real Ust-Ilimsk reservoir served as the analog for forecasting of the water quality which was executed at the stage for the Boguchanskoye reservoir design.
Reproduction of the transformation biogeochemical cycles for elements limiting the development of hydrobionts made it possible to create a adaptive simulation model of the Novosibirsk reservoir. The largest metropolis of Siberia - the Novosibirsk, which uses for municipal needs the water resources of the Novosibirsk reservoir and its downstream, is now experiencing water and environmental problems.
Surplus spills are used in the water management practice to avoid a reservoir overfilling above normal headwater level. However, a mass death of zooplankton occurs when the hydrostation implements idle water discharges in summer- autumn periods. The destruction of organisms responsible for the sustainability of aquatic ecosystems all year round is concerned to environmentalists. The paper presents a model approach, the implementation of which this environmental problem can be solved.
The reported research was funded by the Russian Foundation for Basic Research and the government of Altai Krai of the Russian Federation, grant № 18-41-220002.

Speaker: Aleksandr Tskhai

114 Modern data about characteristics for types of water objects in Siberia for model assessment and forecast of their water-ecological state

Typification of water objects is an important issue in connection with their diversity. Two their categories — natural and artificial, above all, stand out. Rivers, lakes, etc belong to the first category. Reservoirs etc relate to the second.
Quantitative and qualitative characteristics of runoff for rivers are of particular importance in the study of natural water objects. The paper presents the results of the allocation of anthropogenic component of the hydrochemical flow of the Ob-river in the area to the Barnaul. "Pulsating" mode of the Chany lake considered as an interesting hydrological example.
The assessment and prediction of the state of ecosystems of a number of Siberian reservoirs as artificial water bodies was carried out by means of simulation.
The characteristics of the real Ust-Ilimsk reservoir served as the analogs during water quality forecasting which was executed at the design stage for the Boguchanskoye reservoir.
Reproduction of the transformation biogeochemical cycles for elements limiting the development of hydrobionts made it possible to create a adaptive simulation model of the Novosibirsk reservoir. The largest metropolis of Siberia - the Novosibirsk, which uses for municipal needs the water resources of the Novosibirsk reservoir and its downstream, is now experiencing water and environmental problems.
Surplus spills are used in the water management practice to avoid a reservoir overfilling above normal headwater level. However, a mass death of zooplankton occurs when the hydrostation implements idle water discharges in summer- autumn periods. The destruction of organisms responsible for the sustainability of aquatic ecosystems all year round is concerned to environmentalists. The paper presents a model approach, the implementation of which this environmental problem can be solved.
The reported research was funded by the Russian Foundation for Basic Research and the government of Altai Krai of the Russian Federation, grant № 18-41-220002.

Speaker: Aleksandr Tskhai

115 A Review of Regional Water Scarcity Assessment Methodology

Water scarcity is one of the major environmental issues with increasing impacts on human life and economic development. Due to the growing discharge and diversity of industrial pollutions, water quality degradation and ineffective regional water allocation have been identified as important causes of water scarcity. Regional water scarcity becomes a host of complex issues related to the availability of water with sufficient quality rather than just an insufficient water quantity. Water scarcity assessment (WSA) is of great significance to quantify the extent of the scarcity and provide insightful information to facilitate scarcity minimization. The up-to-date development of the WSA methodology should also be able to consider the scarcity in terms of water quantity and quality, as well as the complicity of regional water allocation and management.
In order to establish the state-of-the-art and identify the future directions of research and development in the area of water scarcity assessment and minimisation, this paper presents a review of the major water scarcity assessment methods developed and implemented within the recent 10 years (2008-2018).
The metrics and consideration of water quality of selected WSA methods are reviewed. These methods are divided into 3 categories including Single Value Indicating (SVI) method, Direct Ratio-based (DR) method and Fuzzy Comprehensive Evaluation (FCE) method. The potential directions of WSA methodology are discussed. Major findings of the review include i) there is an urgent need to include the contribution of water quality in WSA; ii) across-regional water distribution should be considered in future studies, and iii) Pinch Analysis (PA) is of great potential as a graphical tool for WSA.
Acknowledgment
The EU supported project Sustainable Process Integration Laboratory – SPIL funded as project No. CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_003/0000456, by Czech Republic Operational Programme Research and Development, Education, Priority 1: Strengthening capacity for quality research in the collaboration agreement with the Universiti Teknologi Malaysia (UTM) based on the SPIL project have been gratefully acknowledged.

Speaker: Ms Xuexiu Jia (1Sustainable Process Integration Laboratory – SPIL, NETME Centre, Faculty of Mechanical Engineering, Brno University of Technology)

116 ПРОБЛЕМЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ НА МОРСКИХ ПОБЕРЕЖЬЯХ ПРИ ДАЛЬНЕЙШЕМ ПОВЫШЕНИИ УРОВНЯ МИРОВОГО ОКЕАНА PROBLEMS OF ENVIRONMENTAL MANAGEMENT ON RUSSIAN COASTS IN THE CONTEXT OF GLOBAL SEA LEVEL RISE

Подпорин С.А., Холопцев А.В.
Россия, Севастополь, ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет», Севастопольское отделение ФГБУ «Государственный океанографический институт имени Н.Н. Зубова»

Значительная часть природных ресурсов, потребляемых человечеством, локализована на побережьях Мирового океана, вследствие чего для прибрежных районов неизменно актуальным является непрерывное развитие технологий природопользования.
Для успешного и экологически безопасного развития прибрежных зон важно адекватно учитывать происходящие там физико-географические процессы, многие из которых обусловлены наблюдаемым в современном периоде повышением среднего уровня Мирового океана. Этот глобальный процесс вызывает не только постепенное затопление ряда прибрежных территорий, но и повышает уязвимость морских побережий и расположенной на них инфраструктуры, в том числе портовой, к возникающим опасным гидрометеорологическим явлениям.
Необходимым условием устойчивого развития территориально-производственных комплексов прибрежных зон является выявление участков побережий, для которых дальнейшее повышение среднего уровня мирового океана представляет угрозу.
В настоящей работе анализируются наиболее подверженные указанным рискам участки побережий морей России. Также авторами рассмотрен ряд характерных для таких участков вопросов рационального природопользования, решение которых позволило бы минимизировать вероятные негативные последствия дальнейшего повышения уровня Мирового океана.
При выполнении исследования осуществлялись оценки средних скоростей межгодовых изменений среднемесячных значений уровня прибрежных участков акваторий российских морей для различных месяцев периода 1979–2018 гг. Указанные оценки получены на основе результатов выбранного глобального реанализа изменений Мирового океана, а также данных о скоростях вертикальных перемещений соответствующих блоков земной коры.
Выявлены участки побережий морей России, где межгодовые изменения среднемесячных значений уровня прилегающих к ним акваторий значимо статистически связаны с совпадающими по времени вариациями средних значений их поверхностных температур. Такие участки преобладают на побережьях Черного, Балтийского, Берингова, Баренцева и Японского моря в зимне-весенние месяцы; для Охотского моря они характерны для летне-осенних месяцев. В Азовском, Карском, Лаптевых, Восточно-Сибирском и Чукотском море главными факторами межгодовых изменений среднемесячных значений уровня их прибрежных акваторий являются вариации повторяемости и средней скорости ветров, создающих на них сгоны и нагоны.

Podporin S.A., Kholoptsev A.V.
Russian Federation, Sevastopol, Sevastopol State University, Sevastopol branch of N.N. Zubov’s State Oceanographic Institute

A great amount of natural resources consumed by mankind is concentrated in coastal zones. Their wellbeing greatly depends on how effectively and consistently environmental management technologies are implemented there, which is a topical issue of modern environmental science.
Successful and environmentally safe development of coastal zones will not be possible without adequate response to physiographic processes affecting them. Many of such processes are associated with the global sea level rise, which is of major concern in the modern era. It is anticipated that the consequences will not be limited to just inundation of certain coastal territories. We will also be forced to tackle greatly increased vulnerability of sea coasts and the related infrastructure, including that of sea ports, to unfavorable hydrometeorological phenomena.
Stable functioning of shore-based industrial complexes will also be compromised unless we are well in advance aware of the coast parts most threatened by the sea level rise in the near future.
In this paper we aim to identify the most endangered parts of the Russian sea coasts. We also address a number of issues related to rational environmental management in the affected areas and discuss approaches to minimize possible negative consequences of further sea level rise.
In our research we estimate average rates of interannual variations in mean monthly sea level heights of near-coastal Russian seas in various months of 1979–2018 period. The estimation is obtained by use of the results of the global sea state reanalysis as well as information on vertical shift rates of the corresponding parts of the earth's crust.
We identify those parts of Russian coasts where interannual variations in mean monthly sea surface heights of the adjacent water areas exhibit significant correlation with concurrent variations in their mean surface water temperatures. Such coastal territories are predominantly located on the coasts of the Black, Baltic, Bering, and the Barents seas, as well as the Sea of Japan in winter-spring months. For the Sea of Okhotsk, the presence of such territories has been established for summer-autumn period.
The seas of Azov, Kara, Laptev, East Siberian and Chuckhi feature a different background for their surface topography variations. The major impact on sea level therein is due to variations in frequency and mean velocity of the winds causing surge effects.

Speakers: Sergei Podporin (Sevastopol State University), Mr Alexandr Vadimovich Kholoptsev (Sevastopol State University, Sevastopol branch of N.N. Zubov’s State Oceanographic Institute)

1:00 PM Обед

Установка стендов

Постерная сессия 2

117 Исследование низкотемпературных свойств смесей дизельное топливо - биодизельное топливо - низкотемпературная присадка

Сегодня, многие развитые государства уделяют большое внимание альтернативной энергетике. Одним из самых популярных видов альтернативного топлива является биодизельное топливо, производство которого динамично развивается в наши дни. Кроме того, производство биодизеля является способом утилизации пищевых и производственных отходов, таких как отработанные масла.
Основной целью работы является определение наиболее предпочтительного сырья для производства биодизельного топлива с оптимальными низкотемпературными свойствами и оценка возможности применения полученных видов топлив в условиях холодного климата.
Для проведения испытаний были выбраны наиболее распространенные в России растительные масла: подсолнечное, кукурузное, льняное, горчичное и рыжиковое масло. В лабораторных испытаниях использовались только нерафинированные масла. Из вышеперечисленных растительных масел были синтезированы методом переэтерификации биодизельные топлива. Реакции переэтерификации проводились в избытке этилового спирта при температуре 75 °С в течение 6 часов, в качестве катализатора использовался гидроксид калия.
Полученное биодизельное топливо представляет собой смесь моноалкильных эфиров жирных кислот. Как для сырья (различные растительные масла), так и для полученных продуктов было определены молекулярная масса, плотность (при 15 °С), кинематическая и динамическая вязкости (при 20 °С).
Также для полученных смесей этиловых эфиров жирных кислот были определены низкотемпературные характеристики (температура помутнения и температура застывания). Полученные результаты позволили выявить, что наилучшими низкотемпературными характеристиками обладает продукт, полученный из горчичного масла, худшими – продукт, полученный из подсолнечного масла.
После исследования полученных продуктов была поставлена цель исследования возможности применения биодизельных топлив в смеси с нефтяными дизельными топливами в условиях холодного климата. Для достижения данной цели были приготовлены смеси биодизельное топливо – дизельное топливо с различным содержанием биодизеля в смеси, а именно 5 % мас., 10 % мас. и 20 % мас. Добавление максимум 20 % мас. обоснованно тем, что применение подобного типа смесевого топлива не повлечет конструкционных изменений двигателя.
Смеси были приготовлены на основе продуктов, полученных из горчичного масла (наилучшие низкотемпературные свойства) и подсолнечного масла (худшие низкотемпературные свойства).
Для полученных смесей биодизельное топливо – дизельное топливо также были определены температуры помутнения и температуры застывания и выявлено, что c увеличением содержания биодизельного топлива низкотемпературные характеристики смеси ухудшаются. В смеси биодизельное топливо – дизельное топливо были добавлены низкотемпературные присадки для получения товарных дизельных топлив, соответствующих требованиям современных стандартов.

Speaker: Mrs Natalia Belozertseva

118 Influence of Mineral Sources on Formation of Soils in the Foothills of East Sayan Mountains (Buryatia)

Results of studying of genesis and properties of unique soils in a zone of influence of underground mineral waters and geological conditions are given on the example of mineral source sites in the foothills of East Sayan Mountains. Spatial regularities of soils change and its dependence on landscape conditions and mineral water composition are revealed.

Speaker: Mrs Olga Lopatovskaya (ISU)

119 PLATINUM-CONTAINING NANOCOMPOSITES BASED ON HUMIC SUBSTANCES FROM THERAPEUTIC MUD

The search for new functional materials is one of the defining characteristics of modern science and technology. Metal nanoparticles, in particular, platinum nanoparticles can possess a wide range of properties that can be used for many practical applications. Platinum has high corrosion resistance and numerous catalytic applications including automotive catalytic converters and petrochemical cracking catalysts.
Previously, first time we studied characteristic of water-soluble silver and gold containing nanocomposites with a variable amount of the metal component based on reducing and stabilizing matrix of humic substances isolated from various deposits in Mongolia. The humic substances of therapeutic mud have the greatest reducing and stabilizing ability among the investigated objects.
Due to potential technological interests of platinum nanoparticles, the synthesis and study of nanoparticles was a very active field of research during last years. In particularly, these studies of nanostructured materials show a strong dependence of their properties on size and shape. For example, the size effect on the catalytical efficiency is known, and the perspective effect on catalysis by the shapes of metal nanoparticles is anticipated and under investigation.
In the present, we report on the result of synthesized Pt-containing nanocomposites based on humic substances. The composition and properties of humic substances isolated from brown coal in Mongolian deposits are established. The methodology of obtaining platinum-containing nano biocomposites using a matrix of humic substances is described and their composition and structure are characterized by a complex of modern physicochemical methods, such as X-ray energy dispersive spectral microanalysis, infrared spectroscopy, ultraviolet spectroscopy, X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy.

Speaker: Galina Aleksandrova (A.E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry)

120 SYNTHESIS AND STUDY OF BIODEGRADABLE PROTON-EXCHANGE MEMBRANES FOR PEM FUEL CELLS

The fuel cell represents a promising way of generating electrical power from a variety of fuels, which converts the chemical energy of a fuel and oxidant directly into electrical power. Polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) are an environment-friendly and high efficient alternative of conventional energy sources [1-2].
A key component of PEMFC is a proton conducting membrane. It has two main functions – providing of proton transfer from anode to cathode and separation of fuel and oxidizing agent [3].
The PEMFC can be operated using various types of fuel, including hydrogen, natural gas, biogas, alcohols, and other organic compounds, the oxidizing agent of is usually oxygen of the air [2].
Commercially available membranes, such as Nafion, have good mechanical properties and high conductivity. However, the high cost of the membranes leads to an increase in the cost of the fuel cell [4]. There is also an urgent need to dispose of the membrane after the end of its life cycle. The use of more efficient and cheaper proton-exchange membranes in PEMFC will lead to cost reduction and widespread application of these power sources. The use of biodegradable components in the composition of the membranes will contribute to their more efficient disposal. Therefore, the objective of this work is the synthesis and study of new proton-exchange membrane materials for sustainable energy conversion and fuel cell applications with eco-friendly process.
The synthesis of proton-exchange membranes was carried out in accordance with the principles of "green chemistry" using a biodegradable polymer – polyvinyl alcohol. Sulfosuccinic acid was used as a crosslinker. The membranes were doped with zeolites of ZSM and BEA types. Proton conductivity of synthesized membranes was measured by impedance spectroscopy in the temperature range of 30-80 C. Ion exchange capacity was measured by the back titration method (GOST 17552-72).
A convenient method for the synthesis of proton-exchange membranes based on polyvinyl alcohol, sulfosuccinic acid and zeolites was developed and main physicochemical characteristics of the samples were investigated. The samples obtained are characterized by proton conductivity of the order of 10–3 –10–2 S cm-1. The membrane with the addition of zeolite BEA has lower activation energy for the proton transfer process than the sample with ZSM zeolite - 18.56 and 26.17 kJ / mol, respectively. Water absorption of the synthesized samples is 19.5% and 40% for samples with the addition of zeolites ZSM and BEA, respectively. The ion exchange capacity of the membrane sample with zeolite ZSM additive was 1.22 mg • eq / g, and for the membrane doped with zeolite BEA - 1.28 mg • eq / g.
The results show that the obtained protonconductive membranes possess similar physicochemical characteristics compare with commercial Nafion membranes ("DuPont", USA). The advantage of the developed membranes is lower production cost and environmental friendliness. In this regard, the proposed membranes are promising materials for use in PEMFC. The use of fuel cells as sources of electricity will significantly reduce the harmful effects on the environment and increase the performance properties of energy systems based on them.

[1] Barbir F. PEM Fuel Cells: Theory and Practice, Academic Press. 2012; 518p.
[2] Zhao TS., Kreuer K-D., Nguyen T.: Advances in Fuel Cells. Elsevier 2007; 499p.
[3] Yaroslavtsev A.B. Perfluorinated ion-exchange membranes. Polymer Science. Series A 2013; 55(11): 674-698.
[4] Kraytsberg A., Ein-Eli Y. Review of Advanced Materials for Proton Exchange Membrane Fuel Cells // Energy Fuels 2014 28, 12, 7303-7330.

Speaker: Sergey Zakarchevskiy (Irkutsk National Research Technical University)

121 Применение метода математического моделирования для повышения ресурсоэффективности химических производств на примере процесса сульфирования линейных алкилбензолов

Процесс сульфирования – одна из стадий производства линейной алкилбензолсульфокислоты (АБСК) – основного компонента биоразлагаемых анионных ПАВ. Мировой спрос на моющие средства растет год от года, объемы производства необходимо наращивать, при этом наиболее эффективно с точки зрения использования природных ресурсов и экономики. Метод, позволяющий это осуществлять – математическое моделирование.
Рассматриваемый процесс сульфирования линейных алкилбензолов (ЛАБ) проводят в многотрубном пленочном реакторе. Тонкая органическая пленка стекает по внутренней поверхности узких вертикальных трубок, газовоздушная сульфирующая смесь поступает в трубное пространство, диффундирует в пленку, одновременно продвигая ее по поверхности трубок вниз.
В ходе протекания побочных реакций этой и предыдущих стадиях образуются тетралины, сульфоны и другие субпродукты, образующие в совокупности высоковязкий компонент, который, в свою очередь, нарушает целостность и равномерность течения пленки, ведет к снижению качества конечного продукта. Для его удаления при достижении критической концентрации в 0,034 % масс. необходима остановка процесса и промывка реактора. Основная цель исследований – увеличение эффективности производства за счет уменьшения образования высоковязкого компонента и увеличения продолжительности непрерывной работы реактора.
Для математического описания процесса использовали модель реактора идеального вытеснения с учетом радиальной диффузии. Для исследования были использованы данные с действующей установки сульфирования.
Расчеты на модели показали, что продолжительность непрерывной работы реактора может быть увеличена без риска получения некондиционного продукта, за счет повышения эффективности использования сырья при оптимальных технологических параметрах.
Также было проведено исследование влияния конструкционных особенностей реактора на эффективность протекающего процесса. Для этого на модели изменяли число и диаметр трубок многотрубного реактора, при сохранении объема трубного пространства. Так при увеличении диаметра трубок реактора происходит увеличение выхода АБСК в течение всего межпромывочного цикла. Данный результат объясняется тем, что при увеличении диаметра трубок режим течения пленки имеет тенденцию к переходу в турбулентную область, что увеличивает диффузию SO3 в ЛАБ и среднюю скорость течения пленки жидкости. Так, при увеличении диффузии снижается образование несульфированного остатка, в пользу образования целевого продукта, при увеличении скорости течения пленки же снижается образование сульфонов и тетралинов.
Таким образом, при проведении расчетов на математической модели процесса сульфирования, выявлена зависимость продолжительности межпромывочного цикла от конструкционных параметров реактора. Увеличение диаметра трубок в пленочном реакторе сульфирования ЛАБ положительно влияет на продолжительность межпромывочного цикла, за счет снижения образования высоковязкого компонента, а также увеличивает выход целевого продукта и его качество.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 18-38-00487 "Разработка фундаментальных основ повышения ресурсоэффективности отечественной технологии получения линейной алкилбензосульфокислоты - биоразлагаемого поверхностно-активного вещества - на основе прогнозирования активности реакционной среды химически сопряженных стадий смешения и катализа"

Speaker: Ms Maria Pasyukova

122 An energy efficiency forecast for the economy of Irkutsk region

The energy efficiency of the Russian economy lags far behind that in the developed countries of the world. The enhancement of the energy efficiency and, first of all, the energy saving, is the source that can provide an additional economic growth through organizational and technical measures. The object of research is the economy of the Irkutsk region, whose energy efficiency increase is of particular relevance due to the high energy intensity of the economy. The study aims to perform an energy-economic analysis of the Irkutsk region and to make a forecast of the increase in the energy efficiency of the economy. A methodological approach proposed for the research is based on balance and statistical methods. The research involves the development of retrospective energy balances of the Irkutsk region (for the period of 2005-2017) and the calculation of energy efficiency indicators on the basis of these balances. Moreover, based on the statistical methods, the equation of the energy-GRP ratio is devised. The forecast for the energy and economic development of the Irkutsk region is made, the forecast energy balances are developed (for the period up to 2050), based on them, the energy intensity of the regional GRP is calculated for the long term, and measures to increase the energy efficiency are proposed. The obtained results can be used to predict the dynamics of changes in the energy-GRP ratio, depending on the development of the economy and energy industries of the Irkutsk region. Based on the proposed model, the executive authorities of the region can receive information about the planned change in the main indicator of the energy efficiency, i.e. energy-GRP ratio in the Irkutsk region.

Speaker: Svetlana Muzychuk

Презентация1Muzychuk.pptx

123 Complex processing of sea brines of desalination plants

Water are the most important resource for sustainable human development. Many countries today do not have sufficient fresh water resources and are forced to use desalination technology of sea water. Despite many years of accumulated experience of these technologies remain unresolved, such technological and ecological problems like high energy consumption, low degree of use of abstracted water, the accumulation of salt brines. The article discusses integrated approaches to solving these problems.
First, it is advisable the development of innovative technologies for seawater desalination based on nanotechnology, which will reduce energy consumption and improve the efficiency of desalination.
Secondly, highly concentrated brines can become a new resource base for the development of some chemical productions. Complex processing of such brines will create a diversified chemical clusters and thus reduce the cost of production of fresh water.
Kazakhstan has the technological potential in this field and is willing to share it with other countries.

Speaker: Prof. Baurzhan Duisebayev (LLP Universal Design Technological Bureau)

124 Geoinformation mapping of the mudflow basins of the Southern Baikal region: methods and results

Рассмотрены методические аспекты картографирования селевых бассейнов разного уровня с использованием геоинформационных систем и дистанционного зондирования Земли из космоса. Показана практическая значимость космических методов в изучении динамики состояния селевых бассейнов в районе рек Сосновая, Солзан, Утулик, Мангутай, Похабиха, Слюдянка. Приведены примеры картографических интерпретаций результатов исследования селевых процессов, произошедших за последние 10 лет.

Speaker: Mr Boris Olzoev (Irkutsk National Research Technical University)

125 HYDROGENATION OF POLY-α-OLEFIN OILS ON APPLIED PALLADIUM CATALYSTS

ANNOTATION. To obtain a carrier for a catalyst for the hydrogenation of poly-α-olefinic oil, the starting diatomite, before applying the active metal phase, was subjected to thermal and acidic treatment with hydrochloric acid. The surface structure and morphological changes of diatomite were characterized using scanning electron microscopy, X-ray fluorescence analysis, and BET.
A 1.0% Pd / D-HCI-500 catalyst was prepared by adsorption. The average particle size of palladium on a carrier is determined using high-resolution transmission electron microscopy. The catalytic activity of the catalysts was studied in the reaction of hydrogenation of poly-α-olefinic oils at a temperature of 120 ° C and a hydrogen pressure of 1.0 MPa of batch action Parr-4848.
Introduction. Scientific and technical progress in mechanical engineering, leading to the tightening of equipment operating conditions, to the creation of instruments requiring high performance lubricants that cannot be achieved in mineral-based lubricants. Also, the desire to save energy and fuel economy, to extend the service life of equipment, to improve the ecology of the environment, has intensified the involvement of synthetic and mineral-synthetic base oils in the lubricants.
There are several types of oil classification: composition, viscosity, application, etc. The composition of synthetic oils is divided into alkyl aromatic, polyalphaolefin (PAO), polybutene, polyester, oils, etc. Due to the absence of heteroatomic compounds, the availability of raw materials and the relatively low price of the final product, in recent years, the most used synthetic oils are poly-α-olefinic oils (PAOM). PAOM belong to the API classification group IV. This is the most demanded type of synthetic lubricating oils that fully meet modern technological and environmental requirements for lubricating oils. They are a hydrogenated product of oligomerization (co-oligomerization) α-olefins (mainly decene-1). Along with decent-1, α-olefins C6, C8, C12, C14, and their mixtures are used [1].
The selection of catalysts and process conditions allows you to synthesize PAO with desired properties. PAOMs are characterized by a high viscosity index (120–160), flash point (above 210 ° C), thermal oxidative stability, low pour point (from -55 to -65 ° C), low evaporability [2]. PAOM retains all the benefits of mineral oils (for example, inertness to structural materials, low toxicity, etc.). Due to the high thermal-oxidative stability of PAOM, it is possible to significantly increase the service life of synthetic hydrocarbon oils in comparison with mineral oils.
At present, dispersed Ni-catalysts are widely used in the production of PAOM, in most cases widely used. The process of hydrogenation on nickel catalysts takes place at high temperatures (120–180 ° C) and at high pressure (10–20 MPa); many researchers, to improve the activity of the process of hydrogenation of synthetic and mineral-synthetic base oils, used various metals, mainly noble, as a catalyst ( Pd, Ru, Pt, Rh, Ir) [3]. The use of palladium catalysts in the PAOM hydrogenation process allows one to carry out the hydrogenation process under mild conditions; the catalyst also shows higher activity.
We carried out research, in the process of PAOM-4 hydrogenation (TANECO JSC, Nizhnekamsk, Republic of Tatarstan, Russia) palladium catalysts (1.0 wt.% Pd) were used, deposited on activated diatomite. The activity of the catalyst, the iodine number, and the degree of hydrogenation of the products obtained were determined.
The results obtained for the investigation of the activity of the PAOM-4 catalyst developed in the hydrogenation reaction show that low-percentage palladium catalysts (1.0 wt.% Pd) deposited on diatomite exhibit high activity. The hydrogenation temperature from 120 ° C provides a high degree of hydrogenation equal to 98.2% and an iodine number of 0.58 g I2 / 100g.

REFERENCES
1. I.A. Arutyunov, A.V. Kulik, S.N. Potapova, O.L. Ivanisko, D.V. Svetikov, E.V. Korolev. Synthetic base oils // Scientific and Technical Bulletin of JSC "NK Rosneft" 4-2016. 45. 87-91 P.
2. Pat 5856612 (US)
3. Tsvetkov O. N. Catalytic processes in the technology of polyalphaolefinic oils // Catalysis in industry. 2002. №6. 33-40 P.

Speaker: Mr Ermek Aubakirov (doctor of Chemisty, professor)

126 NATURAL RISKS OF VULNERABILITY OF THE DARK CONIFEROUS TAIGA OF THE SOUTHERN BAIKAL REGION (KHAMAR-DABAN RANGE)

The causes and extension of dark coniferous forests die-off registered on f the northern macroslope of the Khamar-Daban Ridge from 2006–2009 are comprehensively investigated. The “wetwood” disease caused by bacteria Erwinia nimipressuralis Carter was recognized as a reason of forests die-off. The disease outbreak was triggered by the period of water shortages in the region. The approach implying landscape analysis was applied to assess the extent of damage to dark-coniferous forests. As a result of studies, the medium-scale map of geosystems was created. The map shows geosystem diversity at the facies level throughout the region. The forest stands were stratified into three levels according to the damage intensity (low, medium, and strong damage), and the size of the areas of damaged forest stands was calculated. The main areas of forests affected by the “wetwood” are concentrated within the eastern and western parts of the Khamar-Daban Ridge, and tend to occupy middle and upper bands of the mountain taiga belt. The Siberian cedar (Pinus sibirica) stands were the most suffered from the “wetwood”. The Siberian fir (Abies sibirica) stands were of a low damage level, while the Siberian spruce (Picea obovata) was not affected by the disease. The dramatic decreasing in the radial increment of the Siberian cedar stands during 2006–2009 years was discovered. Additionally, reduction of the spare nutrients amount in the Siberian cedar spore grains, as well as the decrease in the activity of germination was revealed. Besides, the negative signs of the Siberian cedar cones were observed, namely excessive resin amount combined with immaturity. These signs are typical when the “wetwood” is diagnosed. Abnormality in development of spores and cones is negatively influencing to the cedar seeds maturing, and finally impedes the forest regeneration.

Speaker: Prof. Viktor Voronin (Siberian institute of plant physiology and biochemistry SB RAS)

127 STUDY OF MATERIALS BASED ON ALYUMOSILICATES WASTES

Mica is a large group of minerals characterized by perfect cleavage, that is, the ability to split into very thin leaves with a flat surface. They are also thermally and chemically resistant, little hygroscopic and in thin leaves flexible, elastic and transparent. A special low-melting glass, which has the ability to actively interact with fine-crystalline mica at temperatures below the mica degradation temperature, is used as a binder in the micalex. In the molten state, it should wet the mica and, during hot pressing, glue the composite together. The glass used for the production of mikalex is an expensive component, it contains toxic fluoride compounds harmful to humans, respectively, there is a need to replace the binder with a cleaner ecological parameters and cost-effective binder. Production and preparation of glass for micaceous composites undergoes a series of beneficiation operations. In the process, it was determined that the crushing can be completed after the first stage. A special low-melting glass, which has the ability to actively interact with fine-crystalline mica at temperatures below the mica degradation temperature, is used as a binder in the micalex. The glass used for the production of mikalex is an expensive component, it contains toxic fluoride compounds harmful to humans, respectively, there is a need to replace the binder with a cleaner ecological parameters and cost-effective binder. In the process, it was determined that the crushing can be completed after the first stage. Glass is a rather fragile material. As a result, the destruction of pieces of glass will occur with a small amount of medium voltage. After crushing, screening, magnetic separation, the waste of the glass industry was mixed with chemical additives. Thus, a new glassy binder was obtained which is an environmentally and economically advantageous material.

Speaker: Mrs Fedorova Svetlana Fedorova

128 THE RESEARCH OF HYDROMETALLURGICAL METHOD OF COPPER EXTRACTION FROM REBELLIOUS COPPER ORES

The reduction of the world reserves of conditioned copper ores leads to the involvement in the production of mixed raw materials, and it requires the search for alternative technological solutions. This trend is widespread in the field of rebellious copper ores in Kazakhstan on to the full extent.
Regarding the main problems which are encountered in the processing of rebellious copper ores are the presences of copper in the oxide and sulfide forms. This leads to large losses of copper with tails when using flotation beneficiation schemes, as well as the difficulty of separating copper minerals from the remaining sulfides due to their fine germination.
Analysis of processing methods for copper rebellious ores that contain increased amount of oxidated minerals proves that it’s possible to use methods of hydrometallurgy. In most cases these methods provide positive results in comparison with flotation concentration.
The object of research was the rebellious copper-bearing ore with an average copper content of 0,7–1,0%. The ratio of oxide and sulfide forms of copper mineral fluctuated from 1,2:1 to 1,4:1. In terms of oxygen-bearing copper minerals, it is constituted 48–50%, while for sulphide minerals it consists of 40– 42%.
This paper presented the results of studies of sulfuric acid opening up of refractory copper ores. The effect of sulfuric acid concentration, temperature and process duration was studied. The results of the experiments are shown that industrially acceptable copper recovery is around with 83-84%.

Speaker: Ms Meruyert Yerkesheva

129 ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ И СОВРЕМЕННЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ НА СОСТОЯНИЕ АГРОЭКОСИСТЕМ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА

Обсуждаются мониторинговые исследования агроэкосистем на загрязненных ТМ и фторидами алюминиевого производства почвах в условиях современных климатических изменений. Экспериментальные данные получены в 1992-2018 гг. в полевых опытах на стационарах СИФИБР в Байкальском регионе. Гидротермические изменения проведены относительно "климатической нормы" (WMO, 2008). Оценка воздействия среды на трансформацию углерода в агроэкосистемах основана на ежегодном за вегетацию изменении содержания С мик в почве и эмиссии СО2. Впервые показана зависимость температуры воздуха и эмиссии СО2, позволяющая повышение СО2 в атмосферу на загрязненных почвах рассматривать как антропогенный фактор, влияющий на изменение климата. Оценка экофизиологических показателей (С мик / С орг, % и С-СО2 /С мик, мг/г ч) выявила адаптивную устойчивость почвенных микробных сообществ, зависящую от доступности субстрата и содержания гумуса.
Впервые анализ трансформации углерода в агроэкосистемах основан на методологии системного анализа. Агроэкосистему исследовали как открытую систему компонентов (почва-микроорганизмы-растения-атмосфера), интегрированных потоками углерода. Минерализованный за вегетацию углерод почвы (М) оценивали как «вход» в систему, потоки нетто-минерализованного (Н-М) – «выход» и (ре)иммобилизованного (РИ) углерода – «возврат на выходе», обеспечивающий поддержание новообразованного углерода в почве. Величина Н-М (минерализация) и РИ (ресинтез) углерода рассчитана с учетом плотности сложения почвы. Подход интегрально оценивает режимы функционирования агроэкосистем и экологическую нагрузку, согласно разработанной шкале критериев. Соотношение Н-М:РИ близкое единице характеризует динамически-равновесное состояние агроэкосистемы (режим гомеостаза). Повышение нагрузки меняет режим (стресс, резистентность, адаптационное истощение, репрессия). Например, мониторинг 1992-2005 гг. выявил, что в близкие к "норме" годы агроэкосистемы функционировали в режиме стресса, а в аномальные – резистентности и даже адаптационного истощения (критическая нагрузка). Обобщение исследований на основе методологии системного анализа позволяет состояние и развитие агроэкосистем прогнозировать в контексте самоорганизации.

Speaker: Любовь Владимировна Помазкина

130 Исследование влияния состава композиционного топлива на механизм и характеристики зажигания в рамках стратегии утилизации промышленных и бытовых отходов

В настоящее время одной из основных мировых экологических проблем является загрязнение окружающей среды промышленными и бытовыми отходами. Только в России на полигонах хранится более 94 млрд. тонн отходов. Их относительно высокий энергетический потенциал, а также необходимость снижения загрузки полигонов и улучшения экологической обстановки характеризуют перспективы утилизации отходов путем сжигания в составе композиционных жидких топлив (смесь мелкодисперсного угля, воды, отработанных индустриальных масел). В рамках выполненного исследования предложена стратегия совместной утилизации горючих промышленных и бытовых отходов (древесины, резины, пластика, картона), которая заключается в переводе типичных угольных ТЭС на композиционное топливо. Реализация на практике такой стратегии, с одной стороны, снизит негативное воздействие отходов на окружающую среду, с другой стороны, уменьшит потребление высококачественного угольного топлива для производства тепла и электричества. В течение 25 лет экономический эффект составит не менее 65 % относительно затрат на функционирование угольной ТЭС. Это объясняется определяющим значением (85–95 %) топливной составляющей (приобретение энергоресурсов) в типичной структуре эксплуатационных издержек и стоимостью энергоресурсов, которая отличается в 2,5–3,5 раза для угля и композиционного топлива из отходов (в пересчете на единицу энергии, выделяющейся при сжигании топлива). Для обоснования перспектив практического применения разработанной стратегии выполнены экспериментальные исследования процесса горения композиционного топлива. При варьировании компонентного состава топлива установлены условия (содержание отработанного масла не менее 20 %), при которых происходит диспергирование образца, что интенсифицирует процесс его выгорания. Добавление отработанных масел в состав композиционных топлив, с одной стороны, положительно влияет на снижение концентрации диоксинов и фуранов в дымовых газах при выгорании типичных твердых бытовых отходов в составе топлива из-за более высоких температур горения, с другой стороны, отрицательно влияет на увеличение концентрации основных антропогенных выбросов. Но это ухудшение экологических характеристик не ведет к превышению предельно допустимых нормативных выбросов загрязняющих веществ энергетических установок для сжигания твердого топлива.
Исследование выполнено за счет средств программы повышения конкурентоспособности Томского политехнического университета (проект ВИУ-ИШФВП-74/2019).

Speaker: Kristina Paushkina (Tomsk Polytechnic University)

131 Методы и результаты картографо-космического мониторинга Прибайкалья

Рассмотрены методы картографо-космического мониторинга, реализованные в Байкальском регионе. Представлены результаты геоинформационного картографирования по данным космических съёмок. Предложены геоинформационные модели природных и техногенных процессов, составленных по разновременным космическим снимкам.

Speaker: Mr Boris Olzoev (Irkutsk National Research Technical University)

132 Мониторинг экологического состояния городской среды на примере г. Томска

Актуальность темы обусловлена исполнением Указа Президента РФ от 7 мая 2018 г. № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года», реализацией национального проекта «Жилье и городская среда», а также резким ухудшением экологической обстановки на территории г. Томска.
Цель исследования – оценка экологического состояния городской среды муниципального образования «Город Томск».
Задачи:
1. Изучить основные факторы антропогенного воздействия на городскую среду.
2. Выделить методики комплексной оценки экологического состояния городской среды.
3. Оценить экологическое состояние городской среды муниципального образования «Город Томск».
4. Провести анализ полученных результатов.
5. Разработать рекомендации по снижению негативного воздействия хозяйствующих субъектов на окружающую среду.
Основные объекты анализа: животноводческие предприятия, канализационно-насосные станции,пруды-накопители, объекты размещения твердых коммунальных отходов.
В работе определены основные факторы, загрязняющие городскую среду. На основе анализа литературы выбраны 3 метода оценки экологического состояния городской среды: интерполирование, экологическое картографирование, экспертная оценка. Проведена оценка экологического состояния городской среды муниципального образования «Город Томск» по показателям "загрязнение атмосферного воздуха" и "загрязнение земельных ресурсов" с использованием данных методов. В результате анализа выявлены хозяйствующие субъекты, оказывающие наибольшее влияние на состояние окружающей среды, а также степень их воздействия. Разработана информационная ГИС-система, отражающая источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и поля рассеивания данных веществ. Система находится в открытом доступе и функционирует при поддержке областной Администрации. Интерполирование значений площадей объектов накопления отходов позволило определить территории, не обеспеченные такими объектами, и площади загрязненных земель. Также даны рекомендации по снижению негативного воздействия на городскую среду при осуществлении хозяйственной деятельности в области животноводства и обращения с отходами производства и потребления. Данные рекомендации включены в комплексный план мероприятий области и адресованы напрямую коммерческим организациям, осуществляющим выброс и сброс отходов.

Speaker: Анна Каташова (Евгеньевна)

133 Оптимизация использования стимуляторов для увеличения роста посадочного материала

Тенденции современного использования лесных ресурсов в мире привели к катастрофическим последствиям, что проявляется в уменьшении площади естественных лесов, ухудшении состояния лесных ресурсов и снижении запасов древесины. Для создания новых лесных массивов, полезащитных лесных полос, облесения нелесных площадей, а также озеленения населенных пунктов требуется большое количество посадочного материала. В последнее время работы по выращиванию сеянцев и саженцев ведутся по усовершенствованной технологии с применением удобрений и стимуляторов роста растений. Целью исследований являлось определение оптимального способа интенсивного выращивания посадочного материала сосны обыкновенной. Объектами исследований являлись одно- и двухлетние сеянцы сосны обыкновенной в лесном питомнике Государственного лесного природного резервата «Ертiс орманы» Павлодарской области. Семена сосны обыкновенной замачивались в стимуляторах различное время, затем высевались в питомнике по принятой в питомнике агротехнике. На постоянных пробных площадях в течение двух лет за сеянцами проводились наблюдения с проведением замеров. Для определения качества семян в лабораторных условиях изучены энергия прорастания и лабораторная всхожесть по вариантам опыта. Наибольшей энергией прорастания (49%) и лабораторной всхожестью (66%) обладали семена сосны обыкновенной, обработанные Экстрасолом в течение 5 минут, также в опыте с применением стимулятора ГНБ семена показали достаточно высокую всхожесть (60%). Контрольные образцы имели наименьшие показатели качества. Высота двухлетних сеянцев, выращенных из семян с предпосевной обработкой стимуляторами, колебалась от 19,8 до 24,5 см и все опытные варианты превышали рост контрольных сеянцев на 8,2-33,8%. Наибольшей массой стволиков отличались варианты с замачиванием семян в Экстрасоле в течение 2 часов и 5 минут - соответственно 5,2 и 4,0 г. Определена тесная корреляционная взаимосвязь между высотой и длиной стволика (коэффициент корреляции 0,744), массой корней и массой стволика (коэффициент корреляции 0,723). Методом бутстреп-моделирования проведен сравнительный анализ влияния стимуляторов на высоту сеянцев в динамике. Выявлено, что наилучшим эффектом обладала предпосевная обработка семян в Экстрасоле в течение 5 минут, полив почвы Эригроу перед посевом семян и применение стимулятора ГНБ. Следовательно, для выращивания посадочного материала сосны обыкновенной рекомендуется применение указанных стимуляторов.

Speaker: Mrs Svetlana Kabanova

134 Перспективы получения газового топлива из отходов сельскохозяйственного производства в условиях Пензенской области

В последние десятилетия в мировой энергетике успешно развивается направление альтернативной энергетики. Пензенская область располагает обширными площадями пахотных земель, пастбищ и имеет значительный объем производства продуктов. Для переработки отходов разных отраслей сельского хозяйства применяют методы термического разложения, метод паровой конверсии и биотехнологии. Выход газового топлива зависит от метода переработки, исходного сырья и технологических схем. Затраты энергии и себестоимость полученного газового топлива также разные.
Для малых и средних предприятий, крестьянско-фермерских хозяйств можно рекомендовать комплекты оборудования компании «Экомаш». Технологии термохимической переработки биоресурсов позволяют экологически безопасно перерабатывать широкий спектр отходов, вырабатывать газовое топливо и наладить на местах генерацию электрической энергии по цене 2 рубля за 1 кВт-ч и тепловой энергии с себестоимостью порядка 800 руб за Гкал.
По данным АО «Межрегионгаз-Пенза» поставки природного газа в Пензенскую область составляют в среднем 2,5 млрд куб м в год. Применение установок низкотемпературной газификации позволит получить примерно 1 млрд куб м газа, а низкотемпературного пиролиза - почти 2 млрд куб м газа. Этого объема достаточно, чтобы закрыть потребность всех потребителей. Попутно будет решаться комплекс экологических и противопожарных задач, связанных с накоплением и утилизацией горючих отходов.

Speaker: Dr Владимир Горячев (Яковлевич)

135 ПРОИЗВОДСТВО ЗИМНЕГО И АРКТИЧЕСКОГО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА В ПРОЦЕССЕ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ

Введение. Актуальность исследования: для России в связи с особенностями климатических условий и географического положения возникла необходимость в производстве большего объема зимнего и арктического дизельного топлива с улучшенными характеристиками эксплуатации при низких температурах окружающей среды. Цель работы: исследование процесса производства зимнего и арктического дизельного топлива в процессе каталитической депарафинизации. Задачи исследования: исследовать влияние технологических параметров на процесс каталитической депарафинизации и оптимизация технологического режима в зависимости от состава сырья и активности катализатора. Теория процесса депарафинизации: Основные реакции процесса гидродепарафинизации включают гидрокрекинг длинноцепочечных молекул н-парафинов С17-С27 и изомеризацию н-парафинов С5-С16 – эти превращения имеют наибольшее значение. Молекулы н-парафинов обладают положительными значениями температуры застывания, что неприемлемо для топлива высокого качества. Продуктами процесса являются низкокипящие н-парафины С10-С13, углеводороды изостроения, моноциклические ароматические углеводороды.
Экспериментальная часть. В качестве исходных данных использовались состав и плотность сырья и технологические параметры процесса каталитической депарафинизации: 340 куб. м/ч, расход ВСГ - 35000 куб. м/ч, давление – 7,5 МПа, температура рециркулирующего ВСГ – 75 гр. С.
Выявлено, что увеличивая температуру процесса депарафинизации, содержание н-парафинов в продукте уменьшается, предельная температура фильтруемости снижается.
Далее было исследовано влияние состава сырья на процесс каталитической депарафинизации. Состав сырья варьировался по температуре конца кипения от 344 гр. С до 383 гр. С, по плотности от 840 кг/куб. м до 862 кг/куб. м.
Выявлено, что с увеличением температуры конца кипения фракции содержание н-парафинов снижается.
С использованием компьютерной моделирующей системы также проведена оптимизация в зависимости от состава сырья и активности катализатора.
Показано, что сырье с большей температурой выкипания требует меньшую температуру для получения топлива с предельной температурой фильтруемости –26 гр. С.
Заключение. Исследовано влияние температуры и состава сырья на процесс каталитической депарафинизации, подобраны оптимальные температуры для получения дизельного топлива с предельной температурой фильтруемости –26 гр. С.

Speaker: Violetta Bykova (Vitalevna)

136 Фитосорбент на основе сосновых опилок

Одним из результатов деятельности человека, является образование отходов лесоперераытывающего производства, которые производятся в больших количествах, а также практически не утилизируются. В Росси таких отходв скапливается около 300 млн м3. Поэтому проблема переработки и утилизации данного сырья актуальна на сегодняшний день.
Данный отход можно рассмотреть, как сорбционный материал, прежде модифицированный путем пропитки роданидом аммония. Данный способ модификации заключается в пропитке раствором и нагревом до 170оС и выдерживанием в течение 1,5 ч. Избыток роданида аммония отмывали водой, контролируя его содержание по реакции с хлоридом железа (III).

В результате синтеза при повышенной температуре на поверхности фитоматериала (сосновые опилки), основу которого составляет целлюлоза, образуются группы тимочевины 〖NH〗_2-■(C@⃦@S)-〖NH〗_2 .
В процессе исследования полученных результатов, можно увидеть по таблиице 1, что степень сорбции по тяжелым металлам проходит достаточно хорошо, после регенерации сорбента.

Металлы 1 2 3 4 5 6 7 8
Cu 75,248 84,530 47,169 27,262 97,846 99,124 98,703 99,381
Zn 37,673 46,761 47,290 35,162 51,388 64,078 64,607 68,638
Cd 24,548 46,630 50,849 38,466 76,712 88,110 86,137 88,712
Bi 89,370 96,010 75,000 58,727 99,835 99,827 99,806 99,908
Hg 99,587 99,775 99,733 99,159 99,047 95,134 99,029 99,485
Te 36,909 74,276 64,382 52,423 90,651 91,511 91,884 92,458
In 36,572 77,974 60,601 46,349 99,817 99,794 99,776 99,900
Таблица 1 – степень сорбции и десорбции при разных концентрациях азотной кислоты
Так же при сорбции и десорбции происходит внутригрупповое разделение металлов таких как медь, цинк, ртуть, мышьяк, телур и индий. В связи с групповым разделением данных металлов можно утилизировать, а также повторно использовать данный сорбент после регенерации, перед этим отмыв его

Speaker: Mr Анастасия Денисенко

4:00 PM Закрытие

6:00 PM Ужин

Friday, September 20

9:00 AM Отъезд участников