Содержание к диссертации
Глава 1 Анализ современного состояния торфяно-болотных экосистем и
их экологической безопасности 7
Природные экосистемы и их назначение 7
Состав, свойства и качественные характеристики торфа и торфяных месторождений 9
Торфяные ресурсы Российской Федерации 15
Комплексное использование ресурсов торфяно-болотной системы 18
Обеспечение экологической безопасности торфяно-болотной экосистемы ...22
Структуры воды и ее модели 34
Изменение физических и физико-химических свойств воды и надмолекулярной структуры 39
Выводы по главе 48
Цели и задачи диссертационного исследования 49
Глава 2 Объекты и методы исследования 51
Источник получения модифицированной воды 51
Время контакта и условия обработки воды 56
Методы оценки эффективности воздействия ПЧМЭП на физико-химические свойства, огнетушащие и нейтрализующие характеристики воды и растворов на ее основе 58
2.3.1 Метод определения поверхностного натяжения по
максимальному давлению газа в пузырьке 58
Метод определения вязкости 59
Метод определения рН раствора 61
Метод определения испаряемости воды 63
Метод определения биологической активности по скорости прорастания семян 63
Метод определения эффективности снижения задымленности и нейтрализации токсичных компонентов продуктов горения при диспергировании в объеме модифицированной воды 66
Метод определения массовой концентрации кислорода растворенного в воде йодометрическим методом 72
Метод определения дисперсного состава капель в факеле распыла 73
2.3.9 Метод определения пены средней и низкой кратности 74
2.4 Метод обработки экспериментальных данных 77
Глава 3 Экспериментальные исследования воздействия ПЧМЭП на
физико-химические свойства воды 79
Результаты исследования поверхностного натяжения 79
Результаты исследования вязкости 81
Результаты исследования рН раствора 82
Результат определения рабочего времени воздействия и сохранения воздействия 83
Результаты исследования кинетики испарения воды из различных сред 85
Результаты исследований биологической активности растений ....89
Выводы по главе 92
Глава 4 Огнетушащие и нейтрализующие характеристики воды, а
также растворов на ее основе 93
Результаты исследований дисперсного состава капель в факеле распыла 93
Результаты исследований огнетушащей эффективности воды ....101
4.3 Результаты исследований вододиспергационного метода снижения
задымленности и нейтрализации токсичных компонентов продуктов
горения 103
Результаты исследований изменения массовой концентрации кислорода растворенного в воде 107
Результаты исследований пен средней и низкой кратности 109
Выводы по главе 112
Глава 5 Практическое применение обработанной воды и ее растворов 113
Заключение 118
Литература 120
Приложение 1 131
Введение к работе
Ухудшение экологической ситуации во многих регионах земного шара требует более энергичных усилий для изучения закономерностей региональной и глобальной экодинамики, а также быстрого принятия мер по созданию надежных средств защиты окружающей среды от техногенных воздействий. Во многом ухудшению экологической ситуации способствует горение торфяников, которые являются пожароопасными территориями. Следовательно, решение проблемы обеспечения экологической безопасности и профилактики торфяных пожаров требуют особого подхода. Данные проблемы, как правило, требуют практических действий и не решаются применением только математического анализа. Актуальность же проблемы обусловлена как крайней уязвимостью от техногенных факторов одного из важнейших природных ресурсов, так и масштабными последствиями таких особо трудно ликвидируемых подземных пожаров.
Одними из основных причин торфяных пожаров являются: самовозгорание торфа (47%); искры, возникающие при работе технологического оборудования и тракторов (24%); неосторожное обращение с огнем (28%) и др. Ущерб, наносимый экологическим системам в результате пожара, как правило, приводит к необратимым последствиям. Так, например, дым от пожаров загрязняет атмосферный воздух на большой территории. Согласно спутниковым данным, шлейфы дыма от пожаров на торфяниках тянутся относительно существующей розы ветров и составляют десятки и сотни километров, при этом концентрации вредных веществ в зоне шлейфа часто превышают предельно допустимые нормы.
За последние десять лет только в Юго-Восточной Азии было уничтожено огнем около 3 миллионов гектаров торфяников. Из-за такого рода неконтролируемых процессов горения в атмосферу Земли ежегодно поступает около 1,4 миллиарда тонн парниковых газов и паров, что влияет на изменение климата.
6 В настоящее время для тушения крупномасштабных торфяных
пожаров применяют, как и для обычных пожаров, различные огнетушащие
вещества и составы, газы, порошки, жидкости и пены. Однако с позиции
требований обеспечения экологической безопасности и масштабов
применения, средства пожаротушения должны быть исключительно
биоразлагаемыми и не токсичными для экосистем.
На сегодняшний день основным средством пожаротушения остается
вода, которая отвечает требованиям экологической безопасности и благодаря
своим свойствам подходит не только для тушения пожаров практически всех
классов, но и при поддержании определенной влажности торфа исключает,
возможность его тления.
Кроме того, вода в компактном и распыленном виде применяется для охлаждения и осаждения токсичных продуктов горения, а также используется для получения пен различной кратности и т.д. Благодаря своим особым (или аномальным) свойствам вода имеет возможность изменять свои физико-химические свойства после различного рода воздействий -магнитного, акустического, электрического, термического, дегазационного и.т.п., что подтверждено множеством экспериментальных данных.
В настоящее время ведутся многочисленные работы по повышению огнетушащей эффективности воды с помощью различных физико-химических методов воздействия. В первую очередь электрофизических, так как применение химических реагентов отражается на экологии. Поэтому в последнее десятилетие особое внимание уделяется возможности активации водных систем различными физическими воздействиями — магнитными, акустическими, электрическими, термическими, дегазационными и другими воздействиями.
