Размер
A A A
Цвет
Ц Ц Ц Ц Ц
Разрядка
ИИ И И И И
Изображения
нет Ч/Б Цв.
18 Июня 2019
НаукаИнновации

Инновационные проекты в сфере техносферной безопасности защитили магистранты-выпускники ИРНИТУ

К защите выпускных квалификационных работ приступили магистранты, проходящие подготовку на кафедре промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности ИРНИТУ. Из 16 человек восемь претендуют на «красный диплом».

Первые результаты двухлетнего обучения и исследований представили магистранты, освоившие профиль «Народосбережение, управление профессиональными, экологическими и аварийными рисками» (направление 20.04.01 «Техносферная безопасность»). По научной наполненности и практической значимости государственная экзаменационная комиссия (ГЭК) под председательством директора Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН, д.б.н. Виктора Воронина особо выделила два проекта, посвященных техногенным рискам и микробиологической генерации энергии.

Одним из лучших докладчиков стал Михаил Хрони. Молодой ученый получил степень бакалавра в Иркутском педагогическом университете, освоив экологическую сферу. Затем он решил освоить инженерную профессию и поступил в магистратуру ИРНИТУ. Учебу и науку магистрант успешно совмещал с работой в компании «Центр труда». Окончив вуз, Михаил планирует трудиться вахтовым методом.

Экспертам он представил научные изыскания на тему «Отходы целлюлозно-бумажной промышленности как сырье для микробиологической генерации энергии». Научным руководителем выступила заведующая кафедрой промэкологии и БЖД, профессор, д.т.н. Светлана Тимофеева. По словам Михаила, эксперименты дипломного проекта проводились в лабораториях ИРНИТУ и ИГУ. Исследования осложнялись тем, что разработки по данной тематике активно ведутся за рубежом, и молодому ученому приходилось адаптировать англоязычные источники.

«В современном мире особое внимание уделяется биотехнологиям, связанным с утилизацией отходов. Ориентируясь на актуальность вопроса, мы подробно остановились на разработке теоретических основ биотехнологической системы утилизации сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП) и получения электроэнергии с помощью технологии микробных топливных элементов (МТЭ)», - рассказал магистрант.
Необходимо пояснить, что МТЭ представляет собой пример микробной биоэлектрической системы, которая превращает энергию, содержащуюся в химических связях органических молекул, в электрическую энергию через посредство микроорганизмов. Микробные топливные элементы широко используются в исследованиях, посвященных поиску альтернативных источников энергии из возобновляемого органического сырья, а также в сфере охраны окружающей среды. К преимуществам подобных технологий можно отнести их экологическую безопасность, возможность сочетать биотехнические процессы с получением электроэнергии, длительное время функционирования каждой отдельно взятой установки. В МТЭ органическое вещество и бактерии находятся в анодной камере в анаэробных условиях.

«Биотехнологии применяются на разных этапах производства, начиная с варки и заканчивая утилизацией твердых отходов ЦБП. В качестве биоагентов в основном приспособляют лигнинразрушающие грибы и ферментные системы.

Исследования показали, что штамм микроорганизмов (Clostridium acetobutylicum ВКПМ-4786) может использовать целлюлозу в качестве субстрата для получения электричества. Об этом свидетельствует прирост напряжения и силы тока. Например, в условиях микробных топливных элементов с добавлением органического соединения наибольшее напряжение за 50 часов эксперимента достигло 401 мВ, в то время как в контрольной ячейке напряжение было получено 206 мВ», - отметил Михаил.

По словам магистранта, в сравнении с другими субстратами лучшими средами для микроорганизмов оказались картофель и жидкость для клостридий (род бактерий). Худший результат наблюдался при применении шлам-лигнина. Также ученые создали принципиальную схему биотехнологической очистки сточных вод ЦБП.
«Данная технология позволит утилизировать отходы, параллельно генерируя электроэнергию. Мощность, выдаваемая цепочкой МТЭ, будет составлять примерно 14 Вт/ч. Полученное в процессе электричество, можно использовать в качестве дополнительно источника энергии, снижающего основное потребление. Минеральная часть из осадка, остающаяся на выходе, будет полезна в качестве удобрений, либо после дополнительной обработки может применяться при изготовлении строительных материалов. Кроме того, вспомогательным блоком после МТЭ и перед отстойником с фильтром, может стать перегонка, для получения спиртов. Однако включение данного этапа ведет к удорожанию системы», - дополнил Михаил Хрони.
По мнению молодого ученого, преимуществом разработанной технологии по сравнению с традиционной биологической очисткой в аэротенках является меньшее количество осадка, сбрасываемого после очистки и занимающего огромные территории. Подаваемого кислорода в этом случае нужно не так много, соответственно, уменьшаются и затраты энергии, так как процесс утилизации происходит в анаэробных условиях.
«К сожалению, на данном этапе научных изысканий МТЭ является нерентабельной с экономической точки. Однако активное развитие этого научного направления вскоре сможет решить эту проблему, - говорит Михаил. - За 20 лет исследований получаемая мощность технологии увеличилась примерно в 10000».
Еще одна магистрантка-выпускница Анастасия Подкорытова в настоящее время проходит отборочные испытания в АО «ВЧНГ» на должность инженера по охране труда.

В выпускной квалификационной работе Анастасия дала прогнозную оценку техногенных рисков Иркутской области, а также предложила усовершенствовать систему мотивации работодателей.

«Учитывая высокую занятость населения в промышленном секторе экономики, одним из приоритетных направлений социально-экономического развития Приангарья является создание безопасных условий труда.

Статистика говорит о том, что динамика производственного травматизма в Иркутской области отрицательная. Этот показатель ниже уровня по Сибири в целом, а коэффициент частоты повреждений превышает среднее значение по России в 1,3 раза. Число смертельных случаев на производстве ежегодно уменьшается», - уточнила магистрантка выпускного курса.

Анастасия оценила качество охраны труда на наличие систематических причин травматизма с помощью контрольных карт Шухарта. Построенный график показывает, что процесс статистически не управляем. Схема подтверждает, что существующие мероприятия по снижению несчастных случаев недостаточно эффективны, поэтому необходимо применять принципиально новые способы.

«Наиболее высокий индекс вреда зафиксирован в обрабатывающей промышленности и строительстве. При этом следует отметить, что снижение профессионального риска не наблюдается ни в одной из отраслей.

По методике Минтруда 2016 года я определила, что минимальные экономические потери организаций составляют от 1 млн рублей и выше, в зависимости от степени тяжести происшествия.

Превентивным мероприятием является обучение охране труда. Одним из способов внедрения «безопасного поведения» можно назвать «Поведенческий аудит безопасности», - пояснила Анастасия Подкорытова.

Магистрантка принимает участие в конкурсе «Лучший выпускник ИРНИТУ» и надеется на победу. Напомним, что церемония награждения состоится 24 июня в 14:00 в актовом зале вуза.

Людмила Портнова
июнь
2019
пн
вт
ср
чт
пт
сб
вс
1
2
12
15
16