Предупреждение. Спасение. Помощь

Вид материала

Содержание

Способы увеличения сорбции нефти и нефтепродуктов
Экспериментальное обеспечение научных исследований
Е.В. Гайнуллина
Биоинженерных технологий
Интерактивное электронное учебное пособие
Е.Н. Глотов, канд. хим. наук, Г.Г. Сергеев, канд. пед. наук

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 19

Максимальная сумма баллов, которую курсант может набрать за семестр по дисциплине, равна 100, при этом на текущий и рубежный контроль по всем модулям семестра отводится 80 баллов, а на промежуточную аттестацию (экзамен) – 20. Минимальная (пороговая) сумма баллов, которая позволяет зачесть курсанту освоение учебного материала семестра на удовлетворительном уровне, составляет 60 баллов, при этом на текущий и рубежный контроль отводится 48 баллов, а 12 баллов ему необходимо набрать в сессию.

ФИО

ИКЗ

КТ (Р)

Модуль 1

СОЦ

КТ

КР (Р)

Модуль 2

СУММА

ЛР

КР

СОЦ

КТ (Р)

Модуль 3

Петров

3,6

4,6

8,2

3,56

4,45

22,2

3,5

3,93

21,4

Все виды контроля оцениваются в баллах, которые вычисляются по шкале пересчёта оценки в баллы согласно заданному для данной контрольной точки значению R_max. В результате итоги обучения за семестр, к началу экзаменационной сессии выглядят следующим образом:

После этого подсчитывается сумма баллов за первые три модуля, и так далее. В итоге курсант Петров имеет, например, к экзамену накопленную сумму баллов за семестр, равную 63. Экзамен начинается с компьютерного тестирования, максимальная «стоимость» которого 12 баллов. Экзаменационный тест содержит 36-42 вопроса, с помощью которых легко определяется уровень притязаний курсанта. Максимальную оценку (20 баллов) за экзамен он может получить, ответив дополнительно на 2 вопроса экзаменационного билета (каждый вопрос оценивается в 3 балла) и решив практическую задачу.

Практика показала, что модульное обучение в рамках БРС имеет свои достоинства и недостатки.

Бесспорным достоинством является то, что основная масса обучаемых работает в течение семестра более сознательно и интенсивно, текущие задолженности практически отсутствуют.

Однако во время экзаменационной сессии наблюдается спад активности и интереса, курсанты предпочитают не напрягаться и довольствуются малым. В результате общая успеваемость повышается, но количество отлично успевающих курсантов становится меньше.

и.М. Вертячих, канд. .техн. наук, доц., В.И. Жукалов, адъюнкт

УО «Гомельский инженерный институт МЧС Республики Беларусь», г. Гомель

СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ СОРБЦИИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

ПОЛИМЕРНЫМИ ВОЛОКНИСТЫМИ MELT-BLOWN МАТЕРИАЛАМИ

Анализ научно-технических литературных источников показывает, что в настоящее время в качестве адсорбентов нефти все более широкое применение находят синтетические нетканые волокнистые материалы.

Согласно литературным источникам, синтетические адсорбенты обладают высокой грязеёмкостью – от 30 до 60 кг нефти/кг, хорошей флотируемостью, гидрофобностью и регенерацией. Однако все эти показатели получают в лабораторных условиях. Использование же в реальных условиях показывает, что их сорбционная способность оказывается, как правило, в 10...15 раз ниже по сравнению с экспериментально установленной [1].

Многократное использование сорбентов возможно только при сборе чистых фракций нефти. Чаще всего уже после двух-трех циклов регенерации емкость сорбента значительно снижается, так как его поры забиваются грязью и тяжелыми фракциями, структура сорбента деформируется.

Причиной ухудшения сорбции также может послужить изменение физико-химических свойств разлитой нефти в результате ее испарения, окисления, эмульгирования и других процессов. Повышенное содержание в нефти газа, легких фракций и эмульгированной воды приводит к увеличению расхода сорбента для ее удаления с поверхности воды [2]. Стоимость импортных сорбентов высока (15 – 30 $/кг), что иногда несопоставимо с эффективностью их применения.

В настоящее время в качестве адсорбентов нефти и нефтепродуктов все более широкое применение находят синтетические волокнистые материалы, полученные простым и одностадийным методом распыления расплава полимера газовым потоком (melt-blown) [3]. В качестве сырья используют гранулированные полиэтилен, полипропилен, стоимость которых не превышает 1,5-2 $/кг, а так же отходы термопластов.

Основными параметрами полимерных волокнистых материалов (далее – ПВМ), определяющими их сорбционные характеристики, являются плотность и диаметр волокон. Плотность материала можно регулировать в пределах 0,05 – 0,5 г/см³, диаметр волокон 5 – 500 мкм. Как известно, количество поглощаемого сорбентами вещества, прежде всего, зависит от их свободной площади и свойств поверхности.

Увеличение площади поверхности melt-blown материалов может быть достигнуто различными методами [3], одним из которых является измельчение. Полученные таким образом «перья» различаются не только уровнем развитости поверхности, но и механизмом осуществления сорбционного процесса.

Однако, предел измельчения частиц с целью увеличения их поглотительной способности по отношению к нефти и нефтепродуктам ограничен. С уменьшением размера частиц ПВМ происходит уменьшение их массы. При этом снижение может достигнуть критической точки, когда сила воздействия частицы на поверхность нефти не превысит силы ее поверхностного натяжения, и частица не смачивается. Соответственно, не происходит процесса адсорбции. Реальный предел измельчения в технологии производства адсорбентов зависит от использованного материала, но в целом составляет не менее 0,1 мкм.

Поглощение нефти и нефтепродуктов при локализации и ликвидации аварийных разливов на поверхности воды и суши гидрофобными порошковыми материалами, вместе с тем, не сводится только к процессу поверхностной адсорбции. Процесс адсорбции в реальных условиях доминирует лишь только в случае очистки поверхности водоемов от тонких мономолекулярных пленок нефти и нефтепродуктов. В случае применения предлагаемых ПВМ в виде «перьев» для очистки сильно загрязненной нефтью поверхности воды, наряду с процессом адсорбции, будет протекать процесс сгущения нефти вследствие образования суспензии гидрофобных частиц в данной жидкой фазе. В последующем образовавшиеся сгустки нефти с сорбентом можно будет легко собирать при помощи скиммеров.

Для эффективной очистки воды от нефти и нефтепродуктов ПВМ необходимо существенно повысить его сорбционные свойства. Один из самых простых и дешевых способов доработки будет заключаться в активации материала путем придания ему электретного заряда. Предполагается, что принцип действия адсорбента из измельченного электретного ПВМ будет дополнительно основан на захвате волокнами частиц нефти благодаря кулоновским и индукционным силам. Кулоновские силы будут действовать при захвате заряженных частиц, а индукционные – притягивать нейтральных путем наведения в них дипольных электрических моментов, что в свою очередь увеличит сорбционную способность ПВМ.

Литература

Предотвращение загрязнения окружающей среды в нефтяной промышленности зарубежных стран. ОЗЛ, ВНИИОЭНГ, 1975. – 82 с.
Бочкарев Г.П., Шарипов А.У., Минхайров К.Л. и др. Сбор разлитой нефти с поверхности водоемов. – НТС сер. «Коррозия и защита», №7. 1980. – С. 23 – 25.

3. Гольдаде В.А., Макаревич А.В., Пинчук Л.С. и др. Полимерные волокнистые melt-blown материалы. – Гомель: ИММС НАНБ. – 2000. – С. 5.

Д.В. Вышинский, канд. воен. наук, доц., В.А. Иванов, канд. воен. наук, доц.

ФГОУ ВПО «Академия гражданской защиты МЧС России»

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В АКАДЕМИИ ГРАЖДАНСКОЙ ЗАЩИТЫ МЧС РОССИИ

В Академии создана и функционирует учебно-лабораторная база, способствующая выполнению НИОКР.

Она включает в себя программно-аппаратные комплексы и информационно-обучающие модули в области гражданской защиты и оперативно-тактического управления (кафедра № 1), учебно-практический комплекс по подготовке пожарных и спасателей (кафедра № 2), информационно-аналитический модуль оперативного управления силами РСЧС (кафедра № 3), комплекс программ модуля (класса) радиационного и химического заражения (кафедра № 6), модуль подготовки специалистов по вопросам организации и обеспечения медицинской защиты населении и территорий (кафедра № 7), программные модули по инженерно-техническому обеспечению по ликвидации аварийных разливов нефти, последствий аварий на химически опасных объектах, последствий пожаров, аварий на атомных электростанциях, разрушительных землетрясений (кафедра № 8), аппаратно-программный комплекс (кафедра № 10), учебный специализированный компьютерный класс (кафедра № 11), учебные лаборатории гидрогазодинамики, квантовой и волновой оптики, электротехники и электромагнетизма (кафедра № 18), комплекс программ модуля (специализированного класса) комплексной оценки рисков (кафедра № 20), программно-аппаратный комплекс оповещения «Марс-арсенал» (кафедра № 24). Ряд созданных и внедрённых специализированных приборов позволяет проводить исследования инженерно-графического характера (кафедра № 16).

Наиболее эффективным научно-техническим и учебно-лабораторным комплексом является учебно-материальная база по диагностике опасных радиационно-химических веществ и процессов, включая радионуклиды и ФАВ, разработанные под руководством д-ра техн. наук, профессора И.А. Пушкина и д-ра техн. наук, профессора Н.П. Валуева (кафедра № 19).

Существующие программные комплексы и экспериментальные лаборатории позволяют при проведении научных исследований решать следующие задачи:

обеспечить эффективный информационный обмен между должностными лицами и подразделениями, автоматический мониторинг объектов и ресурсов, поддержку принятия решений и их документирование;

проводить экспертную и аналитическую оценку кризисных ситуаций, прогнозирование и выработку рекомендаций по предотвращению и ликвидации последствий ЧС;

оперативно оценивать возможные последствия ЧС на основе исходных данных; принимать рациональные решения о применении имеющихся ресурсов;

проводить моделирование и осуществлять прогноз обстановки в зоне природных и техногенных ЧС, расчет последствий основных видов ЧС;

осуществлять информационную поддержку принятия решений в сложившейся обстановке;

организовывать телекоммуникационные сети для обеспечения передачи оперативной информации, голосовой и видеоселекторной связи с ЦУКС субъектов с использованием беспроводного оборудования, спутникового терминала Inmarsat проводить оценку тактико-технических характеристик снаряжения и инструмента прогнозировать масштабы зон заражения при авариях на технологических емкостях и хранилищах ОХВ, при транспортировке ОХВ железнодорожным, трубопроводным и другими видами транспорта, а также в случае разрушения химически опасных объектов;

моделировать концентрацию ядовитых веществ в воздухе при авариях;

прогнозировать последствия аварий на АЭС;

возможные санитарные потери населения при ЧС природного и техногенного характера, при применении противником современных средств поражения в военное время;

проводить расчет потребности медицинских сил и средств для медицинского обеспечения пораженного населения при ЧС в мирное и военное время;

осуществлять моделирование информационных процессов деятельности мобилизационных органов при решении задач мобилизационной подготовки и мобилизации (в рамках деловых игр);

проводить испытания строительных материалов на прочность, вибрацию механических объектов, измерения и анализ уровня шума, исследования динамики и прочности металлоконструкций, измерения и анализ уровня загазованности воздуха;

исследовать микроструктуры материалов, чистоты их поверхности, замерять освещенности рабочих мест, определять высокие температуры дистанционным методом;

разрабатывать электрические схемы различного назначения и определять их характеристики;

проводить анализа водных проб на содержание тяжелых металлов;

определять концентрации кислот, щелочей и солей в водных растворах, концентрации горючих и взрывоопасных газов в воздухе, температуру воспламенения газов и паров горючих веществ, скорости коррозии металлических материалов;

осуществлять анализ и создание локальных систем оповещения на потенциально опасных объектах, моделирование систем оповещения объектового звена.

Более подробно информация о возможностях программных комплексов (модулей) и лабораторий будет размещена в сети Интранет.

Анализ показывает, что использование имеющейся научно-технической и учебно-лабораторной базы Академии позволяет обеспечивать качественное и квалифицированное проведение научных исследований в широком диапазоне проблем гражданской защиты, приоритетных направлений науки и критических технологий.

Е.В. Гайнуллина

ФГОУ ВПО «Уральский институт государственной противопожарной службы МЧС России»

защита природных вод от загрязнения синтетическими

поверхностно-активными веществами при помощи

Биоинженерных технологий

Синтетические поверхностно-активные вещества (далее – СПАВ) являются обязательным компонентом современных промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод, в том числе и прошедших полную биологическую очистку, эффективность которой составляет 48-80 %, а в зимний период – лишь 20 %. Некоторые из этих веществ способны оказывать отрицательное влияние на процессы биологической очистки сточных вод. Существенный вклад в поступление СПАВ в водные объекты также вносят ливневые стоки с территорий городов, промышленных объектов и сельскохозяйственных угодий. Содержание детергентов в них может достигать нескольких десятков грамм на дм³, в то время как предельно допустимые концентрации в поверхностных водах составляют 0,1 –0,5 мг/дм³.

Следы СПАВ обнаруживаются даже в воде многих городских водопроводов, поскольку при подготовке для хозяйственно-питьевых целей вода от них практически не очищается. По такому показателю как СПАВ вода, выходящая с типовых очистных сооружений, не соответствует не только нормативам ПДК_р.х., но и ПДК_о.с..

Биоинженерные сооружения, основанные на процессе биохимической деструкции СПАВ, сопровождающейся окислением их гетеротрофными микроорганизмами до простых веществ (углекислоты и воды), обладают целым комплексом достоинств, что делает их весьма привлекательным методом защиты вод от широкого спектра загрязняющих веществ, в том числе от СПАВ. Процесс этот протекает при наличии достаточного количества растворённого в воде кислорода и питательных веществ, обеспечиваемых наличием в водных объектах высшей водной растительности. Многофункциональность свойств высшей водной растительности позволяет сделать очистку и доочистку загрязнённых вод управляемой.

Поскольку применение гидроботанического способа для снижения содержания СПАВ в природных водах представляется весьма перспективным, были проведены исследования по изучению снижения содержания их в воде в присутствии трёх видов наиболее распространённой на Среднем Урале высшей водной растительности: воздушно-водной (рогоз узколистный Typha angustifolia L.), свободноплавающей (ряска малая Lemna L.) и погружённой (элодея канадская Elodea canadensis M. и рдест гребенчатый Potamogeton pectiatus L.).

Данные виды растительности отличаются высокой устойчивостью к разнообразным загрязняющим веществам. Однако для определения граничных пределов применения биоинженерных сооружений с рассматриваемыми видами растений по стандартной методике был определён порог токсичности по содержанию СПАВ в воде. Установлено, что для погружённой растительности концентрация СПАВ в воде не должна превышать 15 мг/дм³, а для свободноплавающей и воздушно-водной – 25 мг/дм³.

По результатам исследований наибольшая степень снижения содержания СПАВ в воде (до 99 % от исходного количества) выявлена в присутствии погружённой (элодея канадская) и воздушно-водной (рогоз узколистный) высшей водной растительности, а также доказана эффективность применения этих видов макрофитов в качестве загрузки в биоинженерных сооружениях для защиты природных водных объектов от загрязнения СПАВ.

В целом все рассмотренные системы, за исключением контрольных, включающих донные отложения и природную воду без растительности, характеризуются высокой самоочищающей способностью (табл. 1). Снижение содержания СПАВ в воде в отсутствии растительности происходит в четыре раза медленнее. Это говорит о том, что для системы растение–перифитон, характерен механизм интенсификации процессов жизнедеятельности бактерий прижизненными выделениями макрофитов.

Таблица 1

Величина самоочищающей способности экспериментальных систем.

(время экспозиции – 12 суток)

С_исх. мг/дм³	СС, %
С_исх. мг/дм³	Контроль	Ряска	Рогоз	Элодея	Рдест
1.0	83.8	97.0	99.0	99.5	98.0
2.0	82.0	96.5	98.0	98.0	97.8
5.0	81.6	95.8	97.3	97.5	96.9
10.0	80.4	95.2	96.8	97.0	96.0

Изменение концентрации СПАВ во времени для всех рассмотренных вариантов описывается уравнением реакции первого порядка:

С_t = С₀ ´ е^-^k^t

где С₀ – исходная концентрация СПАВ в воде, мг/дм³; k – константа скорости процесса, сутки^-1; t – время, сутки.

Анализ величин констант скорости снижения содержания СПАВ в природных водах в присутствии различных видов растительности также доказал, что наибольшая скорость процесса наблюдается в присутствии элодеи канадской и рогоза узколистного. В целом по эффективности очистки исследованные варианты можно расположить в такой последовательности:

элодея > рогоз > рдест > ряска > контроль.

На основании исследований способности высших водных растений увеличивать скорость процесса самоочищения природных вод от СПАВ, поступающих в водные объекты с недоочищенными сточными водами и с рассредоточенным стоком, предложена перспективная технология защиты водных объектов от загрязнения данными веществами, основанная на водоочистных свойствах звеньев водной экосистемы.

Были рассчитаны показатели эколого-экономической эффективности применения предлагаемой технологической схемы. По степени очистки данная технология не уступает традиционным физико-химическим методам, и даже несколько превосходит их, но в то же время характеризуется значительно меньшими капитальными и эксплуатационными затратами, а также большей величиной предотвращённого экологического ущерба.

Предлагаемая технология обеспечивает доочистку сточных вод биоценозом до уровня, допускающего сброс в водные объекты общего пользования. Конструкция сооружения обеспечивает не только экологичность предлагаемой технологии, но и естественно вписывается в ландшафт местности. Развитие разработанной технологии видится не только в применении её для доочистки сточных вод промышленных предприятий, но и в создании компактных сооружений кустового пользования, внедрение которых в технологические схемы очистки воды позволит снизить ущерб от коттеджной застройки, хозяйственной и рекреационной деятельности на водных объектах.

С.А. Гарелина, А.С. Захарян, курс., А.М. Курбанов, курс.

ФГОУ ВПО «Академия гражданской защиты МЧС России»

ИНТЕРАКТИВНОЕ ЭЛЕКТРОННОЕ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ПО РАЗДЕЛУ «СОПРОМАТ» ДИСЦИПЛИНЫ «МЕХАНИКА»

Построение эпюр крутящего момента, касательного напряжения в сечениях круглого стержня и углов поворота сечения стержня является важным учебным модулем при изучении раздела «Сопромат» дисциплины «Механика». Знания, умения и особенно навыки построения таких эпюр определяют профессиональный подход к проектированию эффективных инструментов утилитарного аварийно-спасательного и двойного назначения.

Однако изучение этого модуля связано с определёнными трудностями не только чисто технического, но и дидактического характера, заключающегося в потребности оперативной обратной связи обучаемого и обучающего на протяжении всей цепочки технологии построения эпюр вращательного типа.

Для самостоятельного изучения студентами и курсантами АГЗ МЧС России методик авторами под руководством профессора Закатова М.М. разрабатывается электронное обучающее интерактивное учебное пособие.

Пособие позволяет контролировать правильность построения эпюр и в случае неправильных действий, выдает обучающемуся студенту, курсанту соответствующую информацию и подсказку. Программа, реализующая алгоритмы методик, позволяет делать расчеты крутящих моментов, напряжений и углов поворота в различных сечениях стержня по заданным исходным данным и строит графики зависимостей крутящего момента, напряжения и угла поворота как функции положения сечения на оси стержня – эпюры. Также программа позволяет проводить обучение студентов и курсантов по проведению расчетов по подбору сечения круглого стержня из условий прочности и жесткости.

Дополнительным положительным фактором разработки является то, что обеспечение интерактивности осуществлено в рамках широко распространённого приложения Microsoft – программе Excel.

Е.Н. Глотов, канд. хим. наук, Г.Г. Сергеев, канд. пед. наук,

Т.С. Комова

ГОУ НПО «Профессиональное училище № 64 МО Московской области», г.о. Химки

Управление внутренних дел г.о. Химки Московской области

Blog

Предупреждение. Спасение. Помощь

Содержание