Актуальность работы.Проблема рекультивации земель и ликвидации шламонакопителей в Чеченской республике стоит остро из-за отсутствия фактического опыта таких работ и малочисленности исследований в этом направлении. Состав нефти на объектах истоических загрязнений и нефтеотходов в амбарах и шламонакопителях сильно варьирует, что предполагает и разные подходы в методах переработки. Целью исследования было изучение разных способов биодеструкции нефтяных углеводородов в составе нефтешламов бывшего Новогрозненского нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) по показателям изменения состава остаточной нефти в полевых и лабораторных опытах. Методы исследования. В полевом и лабораторно-вегетационном опытах проведено исследование методов детоксикации нефтешлама объекта накопленного экологического ущерба прошлых лет в Чеченской Республике. Оценку опытных грунтов проводили по изменению концентрации нефтепродуктов, структуры фракции нормальных парафинов и изоалканов, активности микробиоты. Результаты работы. Изучено влияние на скорость и качество биодеструкции нефтеуглеводородов комплекса методов биоремедиации с примением нефтеокисляющих аборигенных микроорганизмов, структураторов и сидератов в аэробных и частично анаэробных условиях. Показано, что на первом этапе ремедиации (обработка почвы) происходит активная детоксикация нефти, снижение в 2-4 раза концентрации ПАУ. Наиболее эффектино разрушению ПАУ подвергаются при использовании комплекса приемов: биопрепарата, структуратора и укрывного материала. На стадии фиторемедиации почвогрунт очищается наиболее быстро (до 85-90% от начального уровня загрязнения) при предварительной подготовке путем ремедиации со структуратором и биопрепаратом в аэробных условиях. В этом случае концентрация алкановой фракции заметно снижается. При фиторемедиации почво-грунта, подготовленного в частично анаэробных условиях, концентрация н-алканов возрастает наряду со снижением общей концентрации нефти. Перспективность использования методов частично анаэробного нефтеокисления при использование укрывного материала определяется, в первую очередь, возможностью глубокой трансформации нефтепродуктов в почвенный углерод с перспективой повышения показателей почвенного плодородия и увеличением эффекта декарбонизации после нефтяных загрязнений Relevance. The problem of land remediation and eliminating sludge reservoirs in the Chechen Republic is acute due to the lack of actual experience in such work and the small number of studies in this direction. The composition of oil waste varies greatly, which suggests different approaches and processing methods, especially if we are talking about the use of biotechnological methods. The aim of the study was to study different methods of biodestruction of petroleum hydrocarbons in the oil sludge of the former Grozny oil refinery in terms of changes in the composition of residual oil in field and laboratory experiments. Research methods. In field and laboratory-vegetation experiments, a study was conducted of methods for detoxifying oil sludge from an object of accumulated environmental damage of past years in the Chechen Republic. The toxicity of test soils was assessed by changes in the concentration of petroleum products, the structure of the fraction of normal paraffins and isoalkanes, and the activity of microbiota. Results. The influence on the rate and quality of biodestruction of petroleum hydrocarbons by a set of bioremediation methods using oil-oxidizing indigenous microorganisms, structurizers and green manures under aerobic and partially anaerobic conditions was studied. It has been shown that at the first stage of remediation (soil cultivation), active detoxification of the soil occurs, reducing the concentration of PAHs by 2-4 times. PAHs are destroyed most effectively when using a set of techniques: a biological product, a structurizer and a covering material. At the stage of phytoremediation, the soil is cleaned most quickly (up to 85-90% of the initial level of contamination) with preliminary preparation by remediation with a structurizer and a biological product under aerobic conditions. In this case, the concentration of the alkane fraction decreases noticeably. During phytoremediation of soil prepared under partially anaerobic conditions, the concentration of n-alkanes increases along with a decrease in the total concentration of oil. The prospects of using methods of partially anaerobic oil oxidation when using covering material are determined primarily by the possibility of deep transformation of oil products into soil carbon with the prospect of increasing soil fertility and increasing the effect of decarbonization after oil pollution
Актуальность работы. Проблема рекультивации земель и ликвидации шламонакопителей в Чеченской республике стоит остро из-за отсутствия фактического опыта таких работ и малочисленности исследований в этом направлении. Состав нефти на объектах истоических загрязнений и нефтеотходов в амбарах и шламонакопителях сильно варьирует, что предполагает и разные подходы в методах переработки. Целью исследования было изучение разных способов биодеструкции нефтяных углеводородов в составе нефтешламов бывшего Новогрозненского нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) по показателям изменения состава остаточной нефти в полевых и лабораторных опытах. Методы исследования. В полевом и лабораторно-вегетационном опытах проведено исследование методов детоксикации нефтешлама объекта накопленного экологического ущерба прошлых лет в Чеченской Республике. Оценку опытных грунтов проводили по изменению концентрации нефтепродуктов, структуры фракции нормальных парафинов и изоалканов, активности микробиоты. Результаты работы. Изучено влияние на скорость и качество биодеструкции нефтеуглеводородов комплекса методов биоремедиации с примением нефтеокисляющих аборигенных микроорганизмов, структураторов и сидератов в аэробных и частично анаэробных условиях. Показано, что на первом этапе ремедиации (обработка почвы) происходит активная детоксикация нефти, снижение в 2‒4 раза концентрации ПАУ. Наиболее эффектино разрушению ПАУ подвергаются при использовании комплекса приемов: биопрепарата, структуратора и укрывного материала. На стадии фиторемедиации почвогрунт очищается наиболее быстро (до 85‒90% от начального уровня загрязнения) при предварительной подготовке путем ремедиации со структуратором и биопрепаратом в аэробных условиях. В этом случае концентрация алкановой фракции заметно снижается. При фиторемедиации почвогрунта, подготовленного в частично анаэробных условиях, концентрация н-алканов возрастает наряду со снижением общей концентрации нефти. Перспективность использования методов частично анаэробного нефтеокисления при использовании укрывного материала определяется, в первую очередь, возможностью глубокой трансформации нефтепродуктов в почвенный углерод с перспективой повышения показателей почвенного плодородия и увеличением эффекта декарбонизации после нефтяных загрязнений.
Актуальность. Проблема ликвидации шламонакопителей и переработки нефтеотходов в Чеченской Республике стоит остро из-за отсутствия фактического опыта таких работ и малочисленности исследований в этом направлении. Целью исследования было изучение разных способов детоксикации углеводородов в составе нефтеотходов бывшего Грозненского нефтеперерабатывающего завода. Методы исследования. В полевом и лабораторно-вегетационном опытах проведено исследование методов детоксикации нефтешлама объекта накопленного экологического ущерба прошлых лет в Чеченской Республике. Изучено влияние на скорость и качество биодеструкции нефтеуглеводородов при обработке почво-грунтов экспериментальным биопрепаратом МБК-А, внесении гидрофильного структуратора (соломы) с активатором разложения растительных остатков ТД, и укрывного материала для сохранения влаги. Оценку токсичности опытных грунтов проводили по изменению концентрации нефтепродуктов, массовой доли ПАУ, фитотоксичности и активности микробиоты. Результаты и обсуждение.Установлено, что скорость разложения нефтеуглеводородов зависит от условий аэрирования и увлажнения, а также от степени активизации почвенного микробиоценоза. За 10 месяцев очистка почво-грунтов достигала 20-70% в зависимости от вида обработки нефтешлама. Наиболее эффективно разрушение нефти происходило в варианте с применением биопрепарата и одновременным внесением в почву соломы. Использование при этом укрывного материала способствовало наибольшему эффекту деструкции полиароматических соединений в составе нефтешлама. Через 10 месяцев после обработки почво-грунта уровень фитотоксичности снизился во всех вариантах с соломой и укрывным материалом. Relevance. The problem of eliminating sludge reservoirs and processing oil waste in the Chechen Republic is acute due to the lack of actual experience in such work and the small number of studies in this direction. The purpose of the study was to study different methods for detoxifying hydrocarbons from oil waste from the former Grozny oil refinery. Research methods. In field and laboratory-vegetation experiments, a study was conducted of methods for detoxifying oil sludge from an object of accumulated environmental damage of past years in the Chechen Republic. The effect on the rate and quality of biodestruction of petroleum hydrocarbons was studied when treating soils with an experimental biological preparation MBK-A, adding a hydrophilic structurizer (straw) with an activator for the decomposition of plant residues TD, and a covering material to preserve moisture. The toxicity of test soils was assessed by changes in the concentration of petroleum products, mass fraction of PAHs, phytotoxicity and microbiota activity. Results of the work It has been established that the rate of decomposition of petroleum hydrocarbons depends on the conditions of aeration and moistening, as well as on the degree of activation of soil microbiocenosis. Over 10 months, soil cleanup reached 20-70%, depending on the type of oil sludge treatment. The most effective destruction of oil occurred in the variant with the use of a biological product and the simultaneous introduction of straw into the soil. The use of a covering material contributed to the greatest effect of destruction of polyaromatic compounds in the composition of oil sludge. A year after soil treatment, the level of phytotoxicity decreased in all variants with straw and covering material.
Представлены результаты оценки воздействия автотранспортной нагрузки на химический состав почвы и показатели СО2-газообмена древесных растений на экспериментальных участках с разной удаленностью (1000, 500 и 5 м) от автомобильной дороги федерального значения Р-217 «Кавказ». Исследование состояния почв и параметров фотосинтеза Quercus robur, Corylus avellana и Acer campestre проводили на участке «Черноречье» карбонового полигона «Way Carbon» Чеченской Республики в период вегетации (май-сентябрь) 2023 г. В почве определяли содержание 10 тяжелых металлов, бенз(а)пирена и нефтепродуктов. Углекислотную (A/Ci-curve) и световую (A/Q-curve) зависимость фотосинтеза в полевых условиях измеряли c помощью портативной фотосинтетической системы LI-6800 (LICor Inc., США). Выявлена зависимость степени техногенного загрязнения почвы от размещения экспериментальных участков по отношению к источнику загрязнения в пределах обследуемой территории. Превышение установленных ПДК в почве отмечено только для мышьяка. Модельный анализ экспериментальных данных световой и углекислотной зависимости СО2-газообмена у разных видов в вегетационной динамике показал существенное влияние всех трех факторов (вид растения, месяц исследования, экспериментальный участок) на параметры фотосинтеза. Полученные результаты являются основой для комплексного мониторинга состояния почвенного и растительного покрова на участке «Черноречье» карбонового полигона «Way Carbon» Чеченской Республики. The article presents the results of assessment of the impact of motor transport load on soil chemical composition and CO2-gas exchange parameters of woody plant species on sample plots with different distances (1000, 500 and 5 m) from the federal motor road R-217 “Kavkaz”. Soil conditions and photosynthesis parameters of Quercus robur, Corylus avellana and Acer campestre were investigated at the Chernorechye site of the Way Carbon site in the Chechen Republic during the growing season (May-September) 2023. The contents of 10 heavy metals, benz(a)pyrene and petroleum products were determined in soil. The photosynthetic CO2 and light responses were measured in the field by LI-6800 portable photosynthesis system (LI-Cor Inc., USA). The dependence of the degree of technogenic soil contamination on the location of sample plots in relation to the source of pollution within the surveyed area was revealed. Exceeding of the established MPC in soil was noted only for arsenic. Modeling analysis of experimental data of light and CO2 response curves in deciduous tree species in growing season showed a significant influence of all three factors (species, month, sample plot) on the parameters of photosynthesis. The results obtained are the basis for comprehensive monitoring of the state of soil and vegetation cover at the Chernorechye site of the Way Carbon landfill in the Chechen Republic.
Актуальность работы. Баланс и динамика углерода требуют детального анализа соотношения фракций фитомассы и мортмассы в биогеоциклах. Особенно важным является переход зеленой фитомассы в мортмассу с дальнейшим ее разложением и депонированием либо в почву, либо в летучие соединения. Вследствие чего необходимо уделять особое внимание измерениям различных составляющих мортмассы: опада, отпада, ветоши, подстилки, промежуточных гумусовых соединений и климатически активных газов. При этом особенно важно понять влияние климатических условий на скорость разложения составляющих мортмассы, так как основное влияние на эти процессы оказывают не только температура и осадки, но и суточные, сезонные и годовые колебания метеоклиматических параметров. Для изучения деталей этой динамики были использованы данные микроклиматических наблюдений на ключевых участках и регулярные измерения динамики фитомассы. Цель статьи – выявление основных факторов и условий, лежащих в основе динамики соотношения зеленой фитомассы и мортмассы на двух ключевых участках карбонового полигона в Чеченской Республике, расположенных в различных почвенно-климатических условиях. Методы работы. Крупномасштабное ландшафтное картографирование на ключевых участках, детальные микроклиматические исследования с помощью установленных логгеров – датчиков температуры и влажности, а также наблюдения за состоянием растительного покрова. Особое внимание уделялось замерам отдельных фракций мортмассы на различных участках и в разных условиях микрорельефа, биогеоценоза. Учет надземной фитомассы проводился методом обмера деревьев, последующего расчёта объема и массы. Надземная травянистая фитомасса и мортмасса определялись на основе укосов с площадок размером 50×50 см в трехкратной повторности в различные периоды развития растительности. Для оценки биологической продуктивности использовались данные по запасам надземной массы на единицу площади (г/м2, т/га). Отбирались также образцы почв для определения гумуса и основных питательных веществ. Результаты работы. Находящиеся в различных ландшафтных условиях ключевые участки на Чеченской равнине и в низкогорье обнаруживают различные условия динамики углерода. Наблюдения, проведённые на ключевых участках, и расчет разных фракций фитомассы позволили охарактеризовать условия по эмиссионному потенциалу природных комплексов двух ключевых участков карбонового полигона в Чеченской Республике, расположенных в разных ландшафтных условиях. Количество фитомассы в низкогорных ландшафтах (Рошни-Чу) почти в два раза превышает количество фитомассы на равнине (Черноречье). Это объясняется различными почвенно-климатическими условиями и антропогенной деятельностью. Смена сезонных состояний природных комплексов участков карбонового полигона от холодного к теплому периодам и связанная с этим интенсивность тепловлагообмена лежат в основе динамики перехода зеленой фитомассы в мортмассу, которая далее разлагается на газы, частично минерализируется и откладывается в почву. Заповедование на участке Черноречья ведет к более интенсивному накоплению наземной мортмассы, восстановлению подлеска, более сложно устроенной вертикальной структуры. Однако это не гарантирует депонирования углерода в почвах, большая его часть уходит в атмосферу. По всей видимости, нужны меры для утилизации надземной мортмассы, направленные на депонирование углерода.
For the first time, the inverse, no less urgent, task of influencing the field oil-water emulsion (OWE) has been solved — not to destroy the OWE and decompose it into oil and water (a direct task), but to create a stable emulsion, while its viscosity should be significantlyreduced. The electrohydraulic effect was used to influence on OWE — the formation of a shock wave as a result of a pulsed plasma electrohydraulic discharge (PAED) in a liquid (electrohydraulic shock — E-shock). The study was carried out on crude water-oil emulsions of the Taylakovsky field of the Slavneft-Megionneftegas-Gazpromneft. The field OWE contains 80 % water and is located near the point of inversion «oil-water» to «water-oil», as a result of which its viscosity reaches critical values up to 50 Pa∙s, which does not allow it to be transported through pipelines without the use of expensive inhibitors. The effect of E-shock on the OWE led to multiple crushing of large liquid droplets and the formation of a stable, non-delaminating oil-water emulsion for a long time. At the same time, there was a decrease in the viscosity of the OWE by 15-20 times. As a result of the effect of E-shock on the OWE, the type of liquid has changed. From a non-Newtonian thixotropic fluid, the OWE was transformed into a Newtonian fluid with viscosity independent of the measurement time. It is shown that, in contrast to the generally accepted ideas, the viscosity of the OWE decreases, but does not increase with a decrease in the diameter of the droplets in the emulsion. The obtained practical results make it possible to transport OWE through pipelines without the use of expensive inhibitors and reduce the cost of its transportation by 2.5–5 times. We also studied the effect of E-shock on partially dehydrated up to 20% of the water content of the OWE of the Tailakovsky field. As a result of exposure, an emulsion stable for a period of more than 3 months with a decrease in viscosity by 2–3 times was obtained. The type of liquid of the oil-water emulsion has changed after the E-shock exposure — from a non-Newtonian liquid, the OWE becomes a Newtonian liquid.
В ходе мониторинговых наблюдений за потоками парниковых газов на участке лесо- восстановления карбонового полигона в Чеченской Республике были получены новые экспери- ментальные данные об их сезонной изменчивости, а также оценена их чувствительность к изме- нению условий окружающей среды. Лесовосстановление и рекультивация нарушенных земель являются важными элементами стратегии низкоуглеродного развития и декарбонизации рос- сийской экономики. Наблюдения за потоками парниковых газов проводились на рекультивиро- ванном участке «Карбоновая ферма» Чеченского карбонового полигона, засаженного саженцами древесных растений. В качестве основных методов измерений потоков использовались метод турбулентных пульсаций (eddy covariance) и метод экспозиционных камер. Результаты пульса- ционных измерений показали, что для исследуемой экосистемы затраты тепла на турбулентный теплообмен превышали затраты на испарение в летний период из-за малого количества осадков при высоких температурах воздуха, способствующих значительному иссушению верхних слоев почвы и снижению скорости эвапотранспирации. Также на протяжении всего периода измерений (за исключением мая – начала июня) эмиссия СО2 в атмосферу превышала поглощение СО2 рас- тительностью. Максимум эмиссии СН4 на исследуемом участке был отмечен в середине мая на фоне активного прогрева почвы после зимнего периода. Начиная с конца мая экосистема служит преимущественным стоком СН4 из атмосферы. Анализ результатов измерений потоков методом экспозиционных камер показал хорошее согласование результатов с измерениями потоков ме- тодом турбулентных пульсаций. Измерения показали, что диапазон изменения потоков СО2 на участках полигона в зависимости от атмосферных условий и наличия травянистой растительно- сти изменялся от -1 до 6 мкмоль/(м2с). Потоки СН4, N2O и NH3 значительно варьировали по вре- мени и в пространстве от отрицательных к положительным значениям, определяясь преимуще- ственно температурой и влажностью почвы. In the course of monitoring observations of greenhouse gas fluxes at the reforestation site of the carbonic landfill in the Chechen Republic, new experimental data were obtained on their seasonal variability, and their sensitivity to changes in environmental conditions was also assessed. Reforestation and reclamation of disturbed lands are important elements of the strategy for low-carbon development and decarbonization of the Russian economy. Observations of greenhouse gas fluxes were carried out at the reclaimed area “Carbon Farm” of the Chechen carbon polygon, planted with saplings of woody plants. The turbulent pulsation method (eddy covariance) and the exposure chamber method were used as the main methods for measuring flows. The results of pulsation measurements showed that for the ecosystem under study, the heat costs for turbulent heat transfer exceeded the costs for evaporation in summer due to the low amount of precipitation at high air temperatures, which contributes to a significant drying of the upper soil layers and a decrease in the evapotranspiration rate. Also, throughout the entire period of measurements (except for May - early June), CO2 emission into the atmosphere exceeded CO2 absorption by vegetation. The maximum CH4 emission in the study area was noted in mid-May against the background of active soil warming after the winter period. Starting from the end of May, the ecosystem serves as the predominant sink of CH4 from the atmosphere. Analysis of the results of flow measurements by the exposure chamber method showed good agreement between the results and flow measurements by the turbulent pulsation method. The measurements showed that the range of changes in CO2 fluxes in the areas of the landfill, depending on atmospheric conditions and the presence of herbaceous vegetation, varied from -1 to 6 μmol/(m2s). The fluxes of CH4, N2O, and NH3 varied considerably in time and space from negative to positive values, being determined mainly by temperature and soil moisture.
Баланс и динамика углерода требуют детального анализа соотношения фракций фитомассы и мортмассы в биогеоциклах. Особенно важным является переход зеленой фитомассы в мортмассу с дальнейшим ее разложением и депонированием либо в почву, либо в летучие соединения. Вследствие чего необходимо уделять особое внимание измерениям различных составляющих мортмассы: опада, отпада, ветоши, подстилки, промежуточных гумусовых соединений и климатически активных газов. При этом особенно важно понять влияние климатических условий на скорость разложения составляющих мортмассы, так как основное влияние на эти процессы оказывают не только температура и осадки, но и суточные, сезонные и годовые колебания метеоклиматических параметров. Для изучения деталей этой динамики были использованы данные микроклиматических наблюдений на ключевых участках и регулярные измерения динамики фитомассы. Цель статьи – выявление основных факторов и условий, лежащих в основе динамики соотношения зеленой фитомассы и мортмассы на двух ключевых участках карбонового полигона в Чеченской Республике, расположенных в различных почвенно-климатических условиях. Методы работы. Крупномасштабное ландшафтное картографирование на ключевых участках, детальные микроклиматические исследования с помощью установленных логгеров – датчиков температуры и влажности, а также наблюдения за состоянием растительного покрова. Особое внимание уделялось замерам отдельных фракций мортмассы на различных участках и в разных условиях микрорельефа, биогеоценоза. Учет надземной фитомассы проводился методом обмера деревьев, последующего расчёта объема и массы. Надземная травянистая фитомасса и мортмасса определялись на основе укосов с площадок размером 50×50 см в трехкратной повторности в различные периоды развития растительности. Для оценки биологической продуктивности использовались данные по запасам надземной массы на единицу площади (г/м2, т/га). Отбирались также образцы почв для определения гумуса и основных питательных веществ. Результаты работы. Находящиеся в различных ландшафтных условиях ключевые участки на Чеченской равнине и в низкогорье обнаруживают различные условия динамики углерода. Наблюдения, проведённые на ключевых участках, и расчет разных фракций фитомассы позволили охарактеризовать условия по эмиссионному потенциалу природных комплексов двух ключевых участков карбонового полигона в Чеченской Республике, расположенных в разных ландшафтных условиях. Количество фитомассы в низкогорных ландшафтах (Рошни-Чу) почти в два раза превышает количество фитомассы на равнине (Черноречье). Это объясняется различными почвенно-климатическими условиями и антропогенной деятельностью. Смена сезонных состояний природных комплексов участков карбонового полигона от холодного к теплому периодам и связанная с этим интенсивность тепловлагообмена лежат в основе динамики перехода зеленой фитомассы в мортмассу, которая далее разлагается на газы, частично минерализируется и откладывается в почву. Заповедование на участке Черноречья ведет к более интенсивному накоплению наземной мортмассы, восстановлению подлеска, более сложно устроенной вертикальной структуры. Однако это не гарантирует депонирования углерода в почвах, большая его часть уходит в атмосферу. По всей видимости, нужны меры для утилизации надземной мортмассы, направленные на депонирование углерода. The balance and dynamics of carbon require a detailed analysis of the ratio of phytomass and mortmass fractions in biogeocycles. Of particular importance is the transition of green phytomass to mortmass with its further decomposition and deposition either into the soil or into volatile compounds. As a result, it is necessary to pay special attention to the measurements of various components of the mortmass: litter, waste, rags, intermediate humus compounds and climatically active gases. At the same time, it is especially important to understand the influence of climatic conditions on the rate of decomposition of mortmass components, since these processes are mainly influenced not only by temperature and precipitation, but also by daily, seasonal and annual fluctuations in meteorological parameters. To study the details of this dynamics, we used data from microclimatic observations in key areas and regular measurements of phytomass dynamics. The purpose of the article is to identify the main factors and conditions underlying the dynamics of the ratio of green phytomass and mortmass in two key areas of the carboniferous polygon in the Chechen Republic, located in different soil and climatic conditions. Methods. Large-scale landscape mapping in key areas, detailed microclimatic studies using installed loggers - temperature and humidity sensors, as well as observations of the state of vegetation. Particular attention was paid to the measurements of individual fractions of mortmass in different areas and under different conditions of microrelief, biogeocenosis. Accounting for aboveground phytomass was carried out by measuring trees, followed by calculation of volume and weight. Aboveground herbaceous phytomass and mortmass were determined on the basis of cuts from sites 50 × 50 cm in size in triplicate at different periods of vegetation development. To assess biological productivity, data on stocks of aboveground mass per unit area (g/m2, t/ha) were used. Soil samples were also taken to determine humus and key nutrients. Results. The key areas on the Chechen Plain and in the low mountains, located in different landscape conditions, exhibit different conditions of carbon dynamics. Observations carried out in key areas and calculation of different phytomass fractions made it possible to characterize the conditions for the emission potential of natural complexes of two key areas of the carbonic range in the Chechen Republic, located in different landscape conditions. The amount of phytomass in low-mountain landscapes is almost twice the amount of phytomass in the plains. This is due to various soil and climatic conditions, anthropogenic activities. The change in the seasonal states of the natural complexes of the areas of the carboniferous polygon from cold to warm periods and the intensity of heat and moisture exchange associated with this underlie the dynamics of the transition of green phytomass to mortmass, which further decomposes into gases, partially mineralizes and is deposited in the soil. The conservation in the area of Chernorechye leads to a more intensive accumulation of ground mortmass, restoration of undergrowth, a more complex vertical structure. However, this does not guarantee the deposition of carbon in soils; most of it goes into the atmosphere. Apparently, measures are needed for the disposal of aboveground mortmass, aimed at carbon sequestration.
A study was carried out on the effect of surfactant-depressants such as Paraflow, Santopur, poly(alkyl methacrylate), and oxidized petrolatum on the temperatures of dissolution, crystallization, and solidification of solutions of natural and synthetic paraffins in various types of hydrocarbon solvents differing in composition and viscosity. The activity of the depressant should be evaluated relative to paraffin content and development of dispersed structure, which it prevents in the given solvent. Hysteresis was found for the temperatures of the onset of crystallization and dissolution of the paraffin in solvents with added depressant. Paraflow is not considered a micellar surfactant but forms molecular complexes with n-paraffins.
This review was timed to coincide with the 9th Russian Zeolite Conference “Zeolites and Mesoporous Materials: Achievements and Prospects,” which was held in Grozny on October 5–9, 2021. This conference was dedicated to the memory of Academician Salambek Khadzhiev, who passed away on March 2, 2018. Academician Khadzhiev, an outstanding petroleum chemist, a talented leader and organizer, and a remarkable person, devoted his life to the establishment and development of petroleum chemistry and catalysis at the local (in the city of Grozny), national, and world levels. The review reveals and summarizes the contribution of people from Grozny to the initiation and development of catalyst production in Grozny, a city where the first studies in the USSR on the synthesis and industrial production of zeolites were carried out. We further show the role of the Grozny Petroleum Research Institute (GrozNII) in the explorations of catalyst synthesis and related catalytic processes, and in the growth of relevant industrial facilities throughout the country during the periods when the institute was headed by A.N. Sakhanov, A.Z. Dorogochinskii, and S.N. Khadzhiev. The names of Grozny scientists who contributed significantly to the development of national catalyst and zeolite production are mentioned.
В статье рассмотрены вопросы создания и первого этапа функционирования карбонового полигона Чеченской Республики «Way Carbon» на базе ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова. Данный полигон включает 6 эталонных участков, включая карбоновую ферму. Описаны ландшафтные особенности эталонных участков и перечислены цель и основные задачи карбонового полигона. На двух эталонных участках полигона установлено современное стационарное оборудование, включающее эколого-климатическую станцию, метеостанции, газоанализаторы. Для проведения исследований были использованы также мобильный газоанализатор G4301, установка для фотосинтетических измерений, геофизическая аппаратура и беспилотный летательный аппарат (БПЛА), оснащенный воздушным лазерным сканером (лидар), аэрофото-мультиспектральными камерами. В статье описаны основные характеристики и назначение используемого стационарного и мобильного оборудования, результаты тестовых измерений, примеры регистрации искомых параметров. Приведены результаты наблюдений за период май-ноябрь 2022 г. на эталонном участке «Карбоновая ферма», включающие метеонаблюдения, почвенное дыхание и данные по воздушным потокам парниковых газов. На эталонном участке «Рошни-Чу» измерения почвенного дыхания с использованием мобильной камеры, исследования фотосинтеза на доминирующих видах деревьев и мультиспектральная съемка с БПЛА. На экспериментальном участке, загрязненном углеводородами, исследована интенсивность эмиссии метана и углекислого газа, по результатам исследований разработано два экспериментальных биоконсорциума. Построены графики изменений температуры и карты годовых осадков на территории Северного Кавказа за период 1961-2020 гг., установлено повышение температуры на 1.5-2.0оС и уменьшение осадков. Составлены карты потоков парниковых газов по территории республики и для отдельных участков. The article considers the issues of creation and the first stage of functioning of the carbonic range of the Chechen Republic “Way Carbon” on the basis of GGNTU. acad. M.D. Millionshchikov. This polygon includes 6 reference sites, including a carbon farm. The landscape features of the reference areas are described and the purpose and main tasks of the carboniferous polygon are listed. Modern stationary equipment has been installed at two reference sites of the landfill, including an ecological and climatic station, meteorological stations, and gas analyzers. The G4301 mobile gas analyzer, a photosynthetic measurement unit, geophysical equipment and an unmanned aerial vehicle (UAV) equipped with an airborne laser scanner (lidar), aerial photography and multispectral cameras were also used for the research. The article describes the main characteristics and purpose of the used stationary and mobile equipment, the results of test measurements, examples of registration of the desired parameters. The results of observations for the period May-November 2022 at the Carbon Farm reference site are presented, including meteorological observations, soil respiration and data on airflows of greenhouse gases. At the Roshni-Chu reference site, soil respiration measurements using a mobile camera, photosynthesis studies on dominant tree species, and multispectral UAV imaging. At the experimental site polluted with hydrocarbons, the intensity of methane and carbon dioxide emissions was studied, and two experimental bioconsortiums were developed based on the results of the studies. Graphs of temperature changes and maps of annual precipitation on the territory of the North Caucasus for the period 1961-2020 have been constructed, an increase in temperature by 1.5-2.0 °C and a decrease in precipitation have been established. Maps of greenhouse gas flows were compiled for the territory of the republic and for individual sites.
Представлены результаты исследований параметров фотосинтеза основных эдификаторов и субэдификаторов предгорных широколиственных лесов Северного Кавказа. Для решения поставленных задач проведен анализ углекислотных и световых зависимостей СО2-газообмена листьев граба обыкновенного (Carpinus betulus L.), бука лесного (Fagus sylvatica L.), дуба черешчатого (Quercus robur L.), лещины (Corylus avellana) и грецкого ореха (Juglans regia L.). Углекислотную (A/Ci-curve) и световую (A/Q-curve) зависимость фотосинтеза в полевых условиях измеряли c помощью портативной фотосинтетической системы LI-6800 (LI-Cor Inc., США), оснащенной СО2 инжектором и источником света LI-6800-02B LED (LI-COR Inc., США). Для оценки параметров фотосинтеза использовали классическую модель Фаркхара и модернизированную функцию Микаэлиса-Ментен. Для дуба под пологом грабового древостоя получены наибольшие значения максимальной интенсивности фотосинтеза, светового компенсационного пункта (СКП) и константы насыщения, свидетельствующие о его наибольшем светолюбии по отношению граба, бука, лещины и ореха. У граба при затенении выявлены максимальные значения квантового выхода фотосинтеза и наименьшие величины СКП, что может служить адаптивным признаком наиболее высокой эффективности усвоения СО2 при низкой освещенности под пологом леса, а также индикатором теневыносливости вида. Невысокие значения интенсивности фотосинтеза у лещины и бука под пологом леса обусловлены наименьшими в большинстве случаев величинами параметров световой и темновой фазы фотосинтеза относительно других видов. Для объективной оценки параметров фотосинтеза необходимо учитывать, что различия показателей могут быть обусловлены как особенностями мезоструктуры листа исследуемых видов, так и межвидовыми особенностями развития листа в период вегетации. Проведение комплексных исследований межвидовых характеристик СО2/Н2О-газообмена в вегетационной динамике, в разных экологических условиях, а также у деревьев разного возраста является основой для комплексного изучения углеродного баланса исследуемой территории. The article presents the results of study on photosynthetic parameters in deciduous tree species of North Caucasian foothill broadleaved forests. The tasks were fulfilled by analyzing the photosynthetic response to increasing CO2 (A-Ci curve) and light intensity (A-Q curve) in common hornbeam (Carpinus betulus L.), common beech (Fagus sylvatica L.), common oak (Quercus robur L.), common hazel (Corylus avellana), and common walnut (Juglans regia L.). The photosynthetic CO2 and light responses were measured in the field by LI-6800 portable photosynthesis system (LI-Cor Inc., USA) fitted with a СО2 injector and an LI-6800-02BLED light source (LI-COR Inc., USA). The parameters of photosynthesis were estimated using the classical Farquhar model and a modified Michaelis-Menten function. The highest values of maximum photosynthesis rate, light compensation point (LCP), and light saturation constant were demonstrated by oak under hornbeam canopy, proving it to be more lightdemanding that hornbeam, beech, hazel, and walnut. Hornbeam in shaded conditions featured the highest values of the quantum yield of photosynthesis and the lowest LCP values, probably indicating an adaptation to most efficiently assimilate CO2 in low light under the forest canopy as well as the species’ shade tolerance. The relatively low rates of photosynthesis in hazel and beech under canopy cover result from the predominantly lower levels of light and dark phase photosynthesis compared to other species. For objective assessment of the parameters of photosynthesis, it is necessary to take into account that the differences in the indices can be due to both the leaf mesostructure of the studied species and interspecific features of leaf development during the growing season. Integrated researches of the interspecific characteristics of CO2/H2O-gas exchange during the growing season, under different ecological conditions, and in trees of different ages are the basis for a comprehensive study of the carbon balance of the study area.
Актуальность работы. Нефтезагрязненные территории являются источниками повышенной эмиссии парниковых газов, что связано с постоянными процессами трансформации нефтеуглеводородов под действием физических, физико-химических и биологических факторов. Исследована интенсивность эмиссии метана и углекислого газа на участке хранения нефтеотходов. Участок относится к объектам накопленного экологического ущерба прошлых лет, расположен в Заводском районе г. Грозный на территории бывшего Новогрозненского НПЗ им. Н. Анисимова. Показано, что после выжигания нефтешлама и образования плотной грунтовой корки, наибольший вклад в эмиссию вносит фактор увлажненности грунта, усиливающий пористость поверхности и выделение парниковых газов. Увеличение температуры окружающей среды приводит к пропорциональному усилению эмиссии парниковых газов в случае нарушения целостности корки из сгоревших нефтепродуктов и грунта. С учетом состава нефтеотходов экспериментального участка разработан биоконсорциум для активизации биологической деструкции углеводородов и заложен полевой опыт. Целью работы является изучение эффективности методов биопереработки нефтеотходов с позиции процессов декарбонизации и эмиссии парниковых газов. Одной из задач опыта является разработка приемов трансформации нефтеуглеводородов в почвенное органическое вещество для максимального сохранения углерода нефти в почве и улучшения показателей ее биопродуктивности. Методы работы. Лабораторные исследования показали, что обработка почвы экспериментальным биоконсорциумом МБК-А усиливает интенсивность почвенного дыхания, ускоряет очищение грунта от углеводородов на 55–58% за 2 месяца, использование соломы в качестве структуратора наряду с МБК-А стимулирует очищение с еще большей скоростью – до 67% за 2 месяца. Использование укрывного материала замедляет почвенное дыхание и снижает скорость трансформации углеводородов с использованием МБК-А с соломой и без нее. Однако, именно данный прием (применение укрывного материала) может стать наиболее перспективным для улучшения и восстановления почвенного плодородия впоследствии за счет процессов трансформации нефтеуглеводородов в почвенную органику. Результаты работы. Полученные данные этого и последующих лет наблюдений позволят обосновать наиболее эффективные методы декарбонизации при переработке нефтесодержащих отходов для ликвидации участков накопленного экологического ущерба прошлых лет в Чеченской Республике. Ключевые слова: нефтеотходы, парниковые газы, почвенное дыхание, биодеструкция, трансформация. Relevance. Oil-contaminated territories are sources of increased greenhouse gas emissions, which is associated with the constant processes of transformation of petroleum hydrocarbons under the influence of various factors. The intensity of methane and carbon dioxide emission in the area of oil waste storage has been studied. The site refers to the objects of accumulated environmental damage of past years, located in the Zavodskoy district of Grozny on the territory of the former Novogroznensky Oil Refinery named after. N. Anisimova. An increase in ambient temperature leads to an increase in greenhouse gas emissions in the event of a violation of the integrity of the crust from burnt oil products and soil. Taking into account the composition of oil waste from the experimental site, a bioconsortium was developed to activate the biological destruction of hydrocarbons and a field experiment was laid. The aim of the experiment is to study the effectiveness of oil waste biorefining methods from the standpoint of decarbonization processes and greenhouse gas emissions. One of the objectives of the experiment is to develop methods for the transformation of petroleum hydrocarbons into soil organic matter to maximize the conservation of oil carbon in the soil and improve its bioproductivity. Methods. Laboratory studies have shown that tillage with the experimental bioconsortium MBK-A enhances the intensity of soil respiration, accelerates the purification of soil from hydrocarbons by 55-58% in 2 months, the use of straw as a structurant along with MBK-A stimulates purification at an even faster rate - up to 67% for 2 months. The use of covering material slows down soil respiration and reduces the rate of hydrocarbon transformation using MBK-A with and without straw. Results. The obtained data of this and subsequent years of observations will allow to substantiate the most effective methods of decarbonization in the processing of oily waste.
The temperatures of the beginning of crystallization and solidification of solutions of petroleum and synthetic paraffins of different concentrations in nonpolar and weakly polar hydrocarbon solvents of different composition and viscosity are studied. Paraffins of different origin and hydrocarbon composition and with similar melting points are shown to have slightly different crystallization and solidification temperatures in a given solvent. The range between the temperatures of the beginning of crystallization and solidification of the studied paraffin solutions is established.
The dynamics of energy consumption in the world market is analyzed. The natural gas demand growth forecast is provided. Gas will be the most crucial energy source in the next 30 years which can be considered to be the “era of gas”. It is shown that natural gas is a promising source of energy and raw materials of petrochemical chemistry. Unlike oil and coal, gas will have strengthened its position by increasing its share in the total balance of primary energy carriers from 22 to 24-26% by 2035. By the middle of the 21st century, its share will have been 25 -27% in the world and 56% in Russia. The use of natural and associated petroleum gas in Russia is compared with global trends. In Russia, the use of useful gas components does not meet potential capabilities of the raw material base and does not comply with the world practice. The rational use of hydrocarbons can be organized through the cooperation of gas processing. The backlog of Russian gas processing is described. Currently, global gas processing is in the GTL era. In order to increase the profitability of producing synthetic liquid hydrocarbons, a combination of existing and GTL enterprises is promising. Developments of Russian scientists and world experience allow us to create GTL-production in almost all developed regions of Russia. The conclusion about the possibility and necessity to develop GTL-production is drawn.
В статье проанализированы современные методы осушки природного газа для дальнейшей переработки его в метано-водородную смесь. Приведены результаты исследования абсорбционной и адсорбционной осушки природного газа жидкими реагентами (этиленгликолями) и твердыми адсорбентами (цеолитами и бентонитами). Показано, что природные бентонитовые глины обладают сравнительно небольшой адсорбционной активностью, их активация водными растворами Na2CО3 и H2SO4 способствует повышению адсорбционной активности, и их применение в комплексе с другими адсорбентами способствует значительному повышению процессов адсорбции. Авторами показана возможность и необходимость дальнейших исследований поиска эффективных методов активации бентонитовых глин. The article analyzes modern methods of drying natural gas for further processing it into a methane- hydrogen mixture. The results of studies of absorption and adsorption drying of natural gas with liquid reagents (ethylene glycols) and solid adsorbents (zeolites and bentonites) are presented. It is shown that natural bentonite clays have a relatively small adsorption activity, their activation with aqueous solutions of Na2CO3 and H2SO4 increases the adsorption activity, and their use in combination with other adsorbents contributes to a significant increase in the adsorption processes.The authors show the possibility and necessity of further research to find effective methods of activation of bentonite clays.
and georadar studies to study the modern spatial distribution, migration, and dynamics of technogenic oil deposits ; development of an optimal network for placing engineering pores in order to study the spatio-temporal state of technogenic deposits on the territory of Grozny and its environs; regular monitoring of the migration of technogenic deposits on the territory of Grozny and the adjacent territory; creation of a geoecological database on the state of technogenic hydrocarbon deposits and the use of GIS.