Для оценки изменения газопроницаемости мерзлых песчаных грунтов в условиях гидратообразования при отрицательной температуре проведено специальное экспериментальное моделирование. Эксперименты выполнены на оригинальной установке, позволяющей определить газопроницаемость дисперсных пород в условиях замораживания и гидратонасыщения. В ходе опытов получены данные по изменению газопроницаемости мерзлых песчаных грунтов, насыщенных метаном или диоксидом углерода, в условиях гидратообразования при температуре -5 °С. Установлено, что при гидратообразовании в мерзлых песчаных образцах происходит снижение газопроницаемости, величина которой зависит от начального льдосодержания. Получена зависимость снижения газопроницаемости от степени перехода порового льда в гидрат. При этом тип газа-гидратообразователя влияет на интенсивность снижения газопроницаемости мерзлых песков во времени.
Представлены результаты экспериментального изучения влияния газового давления на теплопроводность и теплоемкость мерзлого и талого песчаного грунта, насыщенного различными газами: азотом, метаном, диоксидом углерода, a также смесью газов (50 % CH4 + 50 % CO2). В экспериментах максимальное давление газа в грунтовых средах задавалось ниже давления образования газовых гидратов. Эксперименты проводились на специальной установке - в барокамере, позволяющей измерять теплопроводность и теплоемкость грунта под давлением газа при положительных и отрицательных температурах. Впервые получены экспериментальные данные по влиянию газового давления на теплопроводность и теплоемкость в промерзающей песчаной породе, насыщенной различными газами. В ходе экспериментов выявлено, что теплофизические характеристики газонасыщенного песчаного образца в талом состоянии практически не зависят от состава и давления газа. Установлено, что в мерзлом песчаном образце с повышением давления газа в ряду: N2, CH4, смесь газов CH4 + CO2 и CO2 - теплопроводность снижается, а теплоемкость увеличивается. Наибольшее влияние на изменение теплофизических параметров оказывает диоксид углерода, что связано с достаточно высокой растворимостью данного газа в поровой воде и его влиянием на содержание незамерзшей воды в мерзлых породах.
Со времени обнаружения в 1993-1998 гг. явления аномального охлаждения и оседания средней и верхней атмосферы сложились две концепции, объясняющие его происхождение техногенными процессами. Обе делают упор на различных следствиях одной причины - сжигания углеродного топлива в промышленных масштабах. Основу первой концепции составляет гипотеза о ключевой роли в этом процессе убыли содержания кислорода в атмосфере. Возникшая несколько позже вторая модель связывает наблюдаемые эффекты с ростом в атмосфере парниковых газов, прежде всего СО2. В прошедшие годы предпринимались многочисленные попытки подтвердить предположение о доминировании второго механизма в формировании многолетнего тренда климата средней и верхней атмосферы. Однако все они оказались тщетными. Сегодня, во-первых, подтверждается справедливость первой гипотезы, признающей ведущую роль кислорода в изменении климата верхних слоев атмосферы, во-вторых, выявляются ошибки, ставшие причиной отказа от этого заключения. Становится очевидным, что техногенные процессы, влияющие на атмосферу, приводят к двум разнонаправленным явлениям: а) глобальному потеплению тропосферы; б) глобальному охлаждению термосферы, а именно: экстремальный рост массы СО2 нагревает нижние слои атмосферы, а ее верхние слои охлаждает даже малозаметная по отношению к общей массе убыль О2. Поскольку ничто не указывает на спад в ближайшие годы техногенной активности мировой цивилизации, для адекватного прогнозирования последствий роста загрязнения атмосферы, по-видимому, следует учитывать фактор влияния убыли содержания кислорода на состояние околоземного космического пространства.
Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с программой направления 18.03.02 и 18.04.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»; включает теоретические вопросы и задачи. Предназначено для студентов очной, очно-заочной и заочной формы обучения по указанным направлениям, а также студентов других направлений, изучающих дисциплины экологического цикла.
Метод сверхкритической флюидной экстракции является эффективным и экологичным по сравнению с традиционными методами получения экстрактов (перколяция, реперколяция и другие). В настоящей работе осуществлена экстракция сверхкритическим диоксидом углерода биоактивных соединений из мицелия трутовика скошенного (чага, Inonotus obliquus (Ach. ex Pers.) Pil., семейства Hymenochaetaceae) при различных параметрах давления, температуры и с добавлением в качестве сорастворителя этанола, а также реализован процесс экстракции на пилотной экстракционной установке. Выявлены зависимости выхода экстракта при различных параметрах экстракции от объема пропущенного диоксида углерода. Установлено, что с увеличением температуры проведения экстракции выход получаемого экстракта увеличивается, но повышение давления не увеличивает выход экстракта после 30 МПа. Показано, что на выход тритерпенов влияние оказывает как температура получения экстракта, так и давление. Присутствие этанола также приводит к улучшению извлечения фенольных соединений. Однако доля флавоноидов при этом остается неизменной, так как на нее не оказывает существенное влияние изменение параметров экстракции. Проведенные исследования показали, что данные, полученные на пилотной установке, соответствуют данным, полученным на лабораторной экспериментальной установке. Этот факт позволяет спрогнозировать, что сверхкритический флюидный экстракционный процесс применительно к экстракции I. obliquus является хорошо масштабируемым процессом.