Научно-технологическое развитие Российской Федерации

Как ученые спасают Землю

Как ученые спасают Землю

Сегодня ученые разрабатывают сотни проектов по переработке и утилизации отходов, составляют карты «диких свалок» и придумывают, как преобразовать мусор в энергию. О некоторых из этих способов мы вам сегодня расскажем, и начнем с глобального – с космического мусора.

Попал на камеру: как обнаружить космический мусор с помощью видеомониторинга 

Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» придумали, как очистить от мусора не только нашу планету, но и космос. Они создали мультиспектральную систему, которая сможет найти и классифицировать космические объекты естественного и искусственного происхождения, а также оценить их потенциальную угрозу для летательных аппаратов.

Космический мусор – а это сотни тысяч частиц спутников и ступеней ракет – несет в себе огромную опасность. Он может содержать ядерные или токсичные материалы, которые представляют угрозу для людей в виде неконтролируемого схода с орбиты, неполного сгорания при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадения обломков на населенные пункты и транспортные коммуникации. Двигаясь с большой скоростью, искусственные объекты могут столкнуться с действующими пилотируемыми космическими аппаратами, что приведет к их последующей разгерметизации и гибели астронавтов.

Проект ученых СПбГЭТУ «ЛЭТИ» может решить проблему контроля движения искусственных объектов на околоземной орбите. В основе разработки лежит мультиспектральная система для видеомониторинга. Над проектом работают аспиранты и студенты кафедры телевидения и видеотехники. 

«Решить задачу классификации космических объектов мы предлагаем по их спектральным характеристикам. Имеется существенное различие между спектральными отражениями покрытий космических аппаратов и спектрами звезд различного класса. На базе этой информации становится возможным классифицировать регистрируемые точечные объекты телевизионной системой», – рассказывает кандидат технических наук, заместитель заведующего кафедрой по научной работе Павел Баранов.

Ученые ЛЭТИ предлагают устанавливать на вновь выводимые космические аппараты мультиспектральную систему для видеомониторинга. Она малогабаритна, что позволит проводить мониторинг непрерывно и более эффективно по сравнению с наземными наблюдениями, а использование нескольких спектральных диапазонов позволяет разделить космические объекты на два класса: естественные и искусственные. При этом система способна не только передавать собранную информацию на Землю, но часть ее обрабатывать на борту.

Из мусора в лекарство: как новая технология поможет переработать отходы в биотопливо и лекарственные вещества

Химики Уральского федерального университета придумали экологичную и безотходную технологию переработки отходов с содержанием природных полисахаридов (деревообрабатывающая промышленность) и хитина (красные водоросли, насекомые, панцири ракообразных).​ Метод включает в себя различные гетерогенные катализаторы на основе оксида алюминия.

«В нашей технологии этот недорогой материал с легко варьируемыми поверхностными характеристиками является твердым носителем, на котором мы иммобилизируем специфичные ферменты или ферментные комплексы, разлагающие природные полисахариды», – говорит Дарья Тамбасова.  

Ферменты с оксидом алюминия «склеивает» органическая прослойка, в качестве связывающих агентов выступают кремневодороды. «Система представляет собой трехслойный “пирог”, первый слой – оксидный носитель, далее – связывающий агент, и завершает эту структуру фермент. Погруженные в водную среду, катализаторы в течение суток разлагают природные полисахариды до моносахаров», – описывает Дарья Тамбасова.

Ферменты, которые используют химики УрФУ, экологически безопасны, поэтому процесс переработки полисахаридов и получаемые продукты не наносят урона окружающей среде. Технология предусматривает многоразовое использование материалов, при этом производство безотходное, экологически безопасное и нацелено на переработку вредных отходов. На выходе получаются экологически чистые и полезные продукты, например, биотопливо. Технология разработана благодаря грантовой поддержке РФФИ. 

Мобильный энергетический комплекс для переработки отходов 

Ученые Донского государственного технического университета совместно с ООО «Донские технологии» разработали мобильный энергетический комплекс для переработки промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных отходов в режиме тригенерации. Технология позволит сократить объемы неиспользуемых отходов сельхозпроизводства, а также получать электрическую энергию без ущерба для окружающей среды.

Ключевое преимущество комплекса – возможность его использования в местах массового скопления отходов сельхозпроизводства: шелухи риса, подсолнуха, гречихи. «Наша разработка позволит безопасно, быстро и одновременно экономически эффективно утилизировать отходы. Перед нами стояла задача создать энерготехнологический комплекс малой мощности в автономном и мобильном варианте», – рассказал директор НИИ «Математическое моделирование и прогнозирование сложных систем» ДГТУ, член-корреспондент РАН Александр Сухинов.

Комплекс мощностью 500 кВт включает в себя устройство водоподготовки, универсальную печь для сжигания отходов сельхозпроизводства, парогенератор, влажно-паровую микротурбину и вентильно-индукторный электрогенератор мощностью 50 кВт, систему автоматического управления. За час мобильный комплекс способен переработать до 400 кг сельскохозяйственных отходов. Проект стартовал в 2017 году при поддержке Минобрнауки России.

Не прошли паспортный контроль: для чего ученые занимаются паспортизацией объектов размещения отходов производства 

Сотрудники учебно-научной лаборатории рационального природопользования «Экотехнополис» Северо-Восточного федерального университета проводят паспортизацию территорий размещения отходов производства и потребления в Якутии. Исследования выявили отсутствие оформленных свалок и необходимость их упорядочивания. 

По словам профессора-исследователя эколого-географического отделения Института естественных наук СВФУ Парасковьи Гоголевой, в Якутии наблюдается большое количество «диких свалок»: «В работе много сложностей. Прежде всего, финансовые. Трудности также возникают из-за отсутствия техники – бульдозеров и кранов – ее не стало во многих населенных пунктах. Необходимо рекультивировать или упорядочивать старые территории размещения отходов и провести много работы с населением».

Парасковья подчеркнула, что в работе ученых имеются многообещающие перспективы:  с помощью региональных операторов нацпроект «Экология» будет способствовать организации раздельного сбора отходов и созданию оформленных территорий их размещения. В Якутске появляются пункты раздельного сбора отходов с дальнейшей их переработкой или с трансфером в другие регионы, где она есть.

Парасковья добавила, что благодаря формированию экологической культуры создаются малые предприятия, содействующие уменьшению выбросов, например, некоторые изготавливают многоразовые сумки, бахилы, имеются «перешивочные» мастерские. «Также отмечу умельцев, делающих из шин разные поделки для сада и огорода. Автодорожники стали использовать пластик и резину для дорожного полотна, заново создаются вермифермы (закрытые установки из нескольких ящиков, в которых живут компостные черви). Предприниматели начинают приобретать разные оборудования для переработки отходов», – подчеркнула Парасковья Гоголева.

Источник

Подписка на новости и события
Введите ваш email