Экология

Больше 95% выпускаемого в мире чугуна до сих пор производится в доменных печах. Современные доменные печи производят в сутки тысячи тонн чугуна, но требуют подготовленного высококачественного сырья — агломерата, окатышей и кокса. Перерабатывать железосодержащие техногенные отходы, которых только на российских предприятиях ежегодно образуется более 5 млн тонн, в доменных печах было либо невозможно, либо технологически и экономически нецелесообразно. Но не теперь…

Золотосодержащие комплектующие для утилизации. Источник: пошаговая DIY-инструкция «Извлекаем золото из старой электроники»

Госкорпорация «Росатом» намерена заняться переработкой электронных устройств — мобильных телефонов, ноутбуков, телевизоров, в платах которых содержатся редкоземельные металлы. Соответствующая заявка опубликована 16 марта 2018 года на сайте госзакупок корпорации. Страница закупки в Центре электронных торгов (конкурс № 986774).

Предмет закупки: «Поставка, монтаж, пуско-наладочные работы технологической линии для переработки компонентов электронных плат на территорию ОХТЗ АО “ВНИИХТ” по адресу г. Москва, Лихоборская набережная, дом 11». Максимальная цена договора: 26,47 млн руб. Поставки намечено выполнить к весне 2019 года.

Концентрация драгоценных металлов (золота, серебра, палладия) в печатных платах в десять раз превышает их концентрацию в добываемой руде.

Визуализация термоядерного реактора SPARC. У него мощность 20% от ИТЭР, а размер в 65 раз меньше. Иллюстрация: Ken Filar/MIT

Управляемый термоядерный синтез — настоящая чаша святого Грааля для энергетики. Если физики научатся удерживать плазму в магнитной ловушке и тратить на магниты меньше энергии, чем выделяется в результате реакции, то человечество получит практически неисчерпаемый источник чистой энергии, а об ископаемом топливе из углеводородов и урана можно будет забыть как о страшном сне (тем более что их запасов надолго не хватит).

Сейчас человечество потребляет 22 255 ТВт·ч электроэнергии ежегодно (в среднем по миру 3052 кВт·ч на человека, в России — 6588 кВт·ч, в США — 12833 кВт·ч, на Гаити — 40 кВт·ч на человека). Потребление растёт с каждым годом, а ископаемые источники рано или поздно закончатся (того же урана-235 осталось примерно на 50 лет).

Поэтому уже сейчас необходимо готовиться к окончанию эпохи использования ископаемых типов горючего — и рассматривать альтернативные варианты. Это могут быть реакторы на тории, плутониевые бридеры на быстрых нейтронах, солнечные батареи (для удовлетворения потребностей человечества достаточно собирать 0,5% солнечной энергии, падающей на Землю) и проч. Но ядерный синтез — это кардинальное решение проблемы, потому что он потенциально представляет собой неистощимый источник энергии для развития Вселенной вообще. Ядерный синтез обеспечит не только текущие энергетические потребности человечества, но даст гораздо больше энергии. Нам придётся думать, куда её потратить.

Сотни миллионов акул убивают ежегодно, в основном, ради их плавников. Акул не разводят в неволе, вся добыча идет в водах мирового океана. Этот промысел наносит ущерб экосистемам океана т.к. эти хищники играют в них важную экологическую роль в поддержании нормального функционирования морских экосистем. Более 110 видов акул находятся в Красном списке Всемирного союза охраны природы как виды под угрозой исчезновения. Основная причина — чрезмерная рыболовля. Акулы гибнут как прилов и как предмет промысла.

Акулы очень медленно размножаются. В ближайшие 50 лет в океане станет меньше на 12 видов акул, среди которых китовая, молотоголовая, белая и акула-лисица. Правительства разных стран мира запрещают вылов и торговлю плавниками хищников, популяция которых все ближе подходит к определению «исчезающей». В защите акул участвуют различные организации и СМИ. Одно из них — National Geographic. Но как оказалось дочернее издание National Geographic в РФ не разделяет эти принципы и рекламирует на своих страницах лекарственное средство из акул.

В Шотландии в 2015 году построили крупнейшую в мире плавучую ветроэлектростанцию с пятью турбинами по 6 МВт каждая. Теоретически она способна вырабатывать 30 МВт, в идеальных условиях. Размещается станция примерно в 25 км от берега. Правительство страны рассчитывало на то, что эта станция, которая получила название Hywind Scotland, может выдавать около 135 ГВт*ч в год.

Эта станция вместе с другими стала одним из залогов успеха энергетики Шотландии. В 2016 году, в августе, только ветряки выработали 106% необходимого региону электричества. Правда, тогда скорость ветра достигала 185 км/ч, что бывает очень нечасто. Спустя почти три года ветроэлектротанция продолжает показывать отличные результаты работы.

«Зеленые» технологии и методы устойчивого производства добрались до всемирно любимого конструктора Lego. Датский производитель знаменитых пластиковых кубиков решил попробовать перейти на более «экологичные» материалы. Конкретно: с производимого из нефти ABS-пластика на полиэтилен из сахарного тростника.

Основатель компании HyperSciences, ракетостроитель Марк Рассел показывает макет буровой установки с гиперзвуковыми снарядами

В январе 2018 года Google подписала соглашение Space Act Agreement с Исследовательским центром Эймса НАСА в Калифорнии. В соглашении говорится: «Исследовательское подразделение Google проводит концептуальное исследование гиперзвуковых траекторий в режимах абляции на высоких числах Рейнольдса» (hypersonic trajectories in high Reynolds number ablation regimes). При этом специалисты НАСА «осуществляют анализ прохода гиперзвукового снаряда через плотную атмосферу». Согласно смете, Google оплачивает услуги НАСА в размере $99 489 за семь недель эксперимента.

Гиперзвуковым называется всё, что летит со скоростью в пять или более раз быстрее скорости звука. Обычно это сверхскоростные самолёты или оружие. В качестве примеров можно привести гиперзвуковую крылатую ракету Boeing X-51 или новую российскую баллистическую ракету, о которой рассказал недавно Путин.

Глобальное потепление — проблема, которая требует участия ученых, инженеров, политиков. Правда, при рассмотрении этой проблемы основное внимание специалистов уделяется выбросам углекислого газа. Он является одним из факторов, ускоряющих процесс потепления климата. На самом деле есть и другие вопросы, которые требуют рассмотрения, причем они часто остаются вне поля внимания научного сообщества. Один из этих вопросов — изменение pH морской воды в результате увеличения концентрации углекислого газа.

Океаны и моря становятся более «кислыми», и речь здесь вовсе не о вкусе. Это огромная проблема для большого количества живых организмов, а следовательно и для экосистем. Взаимодействие между различными элементами морских и океанических экосистем, приходившее в равновесное состояние в течение многих миллионов лет, нарушается.

В Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт» разработали инновационные микробные топливные элементы, которые можно использовать в различных устройствах Интернета вещей. Например, в полевых датчиках для мониторинга состояния воды, почвы и воздуха. Такие датчики способны автономно работать длительное время, не требуя обслуживания, пишут «Известия».

«Мы создали первый прототип — датчик, способный измерять сразу несколько параметров: температуру, давление, влажность. Он использует автономное энергопитание и передаёт информацию раз в полчаса, чаще для городских служб обычно не нужно», — рассказал Павел Готовцев, заместитель руководителя отдела биотехнологий и биоэнергетики комплекса НБИКС-технологий НИЦ «Курчатовский институт».

Дефицит лития — одна из главных причин дороговизны литий-ионных аккумуляторов, а как следствие, дороговизны электромобилей, где аккумуляторы составляют более половины стоимости. Если бы не сложность с его добычей, то мы жили бы сегодня в совершенно другом мире, где альтернативная энергетика, возможно, была бы гораздо шире распространена, а о сжигании углеводородов на транспорте люди стали бы постепенно забывать. Но реальность такова, что богатых месторождений не так много: они находятся в Аргентине, Боливии, Чили, Китае, США, России и нескольких других странах.



Мировые запасы лития сами по себе велики. Только в России 1 млн тонн лития, но здесь после распада СССР его больше не добывают: отечественные предприятия импортируют литийсодержащий концентрат из Конго и Китая. Добыча карбоната лития Li₂CO₃ предполагает выпаривание рассола в сильносолёных озёрах (Чили, Боливия, Аргентина, США) или кислотную переработку, как в случае с российской рудой. После выпаривания производится хлорирование карбоната с получением LiCl, электролиз ($$) и вакуумная дистилляция. Всего на мировых месторождениях добывается около 35 000 тонн лития в год.

После написания предыдущей статьи у меня самого остался не до конца решенным вопрос — а что же конкретно выгоднее купить и на сколько можно выиграть в дальней и ближней перспективе. Плюс остались некоторые неопределенности по эффективности светодиодов. А вопрос побуждает к поиску ответа на него, поэтому я продолжил разрабатывать это направление. Не скажу что получился материал на полноценную статью, но в качестве дополнения к предыдущей информация содержит существенно важные данные будет полезна.

Есть много важных вещей, которыми мы должны заняться прямо сейчас, но почему-то не делаем. На какие направления, по вашему мнению, следует расходовать интеллектуальные и физические ресурсы нашей планеты?

Похоже на то, что быстро тающие льды Гренландии и Антарктики ускоряют общий процесс поднятия уровня вод Мирового океана. Об этом свидетельствуют данные, передаваемые искусственными спутниками с орбиты. Если текущая скорость роста уровня воды сохранится, то уже к концу столетия этот показатель будет больше текущего на 61 сантиметр.

Исследование, которое позволило выяснить скорость поднятия уровня воды, базируется на достаточно крупной выборке данных. Ученые взяли информацию, переданную спутниками за 25 лет и подвергли ее детальному анализу при помощи компьютерных систем. Как оказалось, именно потепление и тающие льды играют основную роль в ускорении процесса «затопления».

Население Земли в 2017 году достигло 7,55 миллиарда человек. Разрыв между уровнем жизни в разных регионах мира колоссальный. Если в Швейцарии миска тушёной фасоли стоит 0,41% от дневного дохода, то в Малави человеку придётся потратить 41% заработанных за день денег. Разница — в сто раз. В США 40% еды выбрасывают в мусор, а в Сомали, Кении, Нигерии и других странах третьего мира люди продолжают умирать от голода.

Исследователи постарались ответить на вопрос, возможно ли обеспечить нужды первой необходимости для всех людей в мире или повысить уровень жизни до стран Западного мира, не лишив при этом Землю всех ресурсов в кратчайшие сроки. Оказалось, это невозможно, если мы не научимся более эффективно использовать то, что даёт нам природа.


Цуг, город в Швейцарии, стране с самым высоким показателем качества жизни

Гляциолог из Принстона говорит, что несколько инженерных мегапроектов могут помочь стабилизировать самые опасные ледники мира

Геоинженерия, как скажут вам её самые преданные приверженцы, не только в принципе возможна — она уже работает.

Они говорят, что им это известно, поскольку мы ею уже занимаемся — просто мы называем этот процесс глобальным потеплением. Человечество ежегодно выбрасывает миллиарды тонн парниковых газов в атмосферу, и в результате мы уже создали другую климатическую систему: более горячую, влажную и менее покладистую, чем та, в которой люди жили с самого появления сельского хозяйства.

Пока что наиболее многообещающие и наименее дорогие способы обращения этих изменений вспять подходят к вопросу также на общемировом уровне. Исследователи рассуждают о том, как самолёты могут периодически распылять газ в верхних слоях атмосферы, который не даст части солнечного света дойти до поверхности Земли, что охладит земной шар. Эту идею активно обсуждают и называют солнечной геоинженерией. В августе 2017 её обсуждали более сотни учёных на неофициальной конференции; Гарвардский университет открыл центр изучения этого вопроса за $7,5 млн.

Глобальное изменение температуры в 1850−2016 гг

22 апреля 2016 года участники Конференции по климату в Париже подписали Парижское соглашение, которое регулирует меры по снижению углекислого газа в атмосфере с 2020 года. На сегодняшний день Парижское соглашение — главная надежда человечества остановить потепление до того, как мы достигнем «точки невозврата» в виде необратимого процесса, который поддерживает сам себя (потепление вызовет таяние ледников и оттаивание вечной мерзлоты, из-за чего увеличится количество выбросов CO₂, усилится парниковый эффект, произойдёт дальнейшее потепление и так далее).

Цель соглашения — удержать рост глобальной средней температуры ниже 2 °C и «приложить усилия» для ограничения роста температуры величиной 1,5 °C (см. спиральный график). Для этого участники соглашения договорились после «максимально скорого» достижения пика эмиссии CO₂ начать снижение выбросов углекислого газа.

К сожалению, не всё так просто. Снижения выбросов CO₂ может оказаться недостаточно, чтобы остановить разогрев Земли. Эта тема затрагивается в докладе по технологиям «негативных выбросов», составленного учёными из более 20 стран, входящими в Научный консультативный совет европейских академий. Под «негативными выбросами» подразумевается очистка атмосферы от парниковых газов, прежде всего — углекислого газа.

Маленький мальчик с энтузиазмом тянет за удочку. Леска летит вверх, и ощетинившаяся шипами рыба ударяет его прямо в глаз. Он очень любит прогулки на природе, поэтому игнорирует боль, но его зрение за последующие несколько месяцев ухудшается. Он продолжает наслаждаться любовью к природе, но, после того, как он остался с одним здоровым глазом, его возможности ограничиваются изучением существ, которых легче увидеть: насекомых. Он вырастает и становится всемирным авторитетом по муравьям, а в более поздний период жизни получает прозвище «отец биоразнообразия».

Это Эдвард Осборн Уилсон, выдающийся американский биолог. В своей книге «Разнообразие жизни» 1992 года он описал биоразнообразие, как собрание, «поглотившее шторма, упаковавшее их в наши гены, и создавшее мир, создавший нас. Оно делает мир устойчивым». Мы представляем себе биоразнообразие как ландшафты битком набитых джунглей или коралловых рифов, а его уничтожение — как вырубку лесов и вымирание видов. Однако такие картины не отражают всей важности равновесия, описанного Уилсоном. Биоразнообразие — это не только богатство жизни на Земле. Это то, что поддерживает устойчивость и гибкость окружающей среды в целом, так, чтобы жизнь была способна переждать неминуемые «шторма».

Преобразователь WiFi в энергию непригоден к использованию, но, тем не менее, может оказаться источником энергии будущего

Я немного повёрнут на энергоэффективности. Меня расстраивает тот факт, что идиоты, строившие мой дом, не использовали новейшую доступную на момент постройки информацию — ведь тогда моему дому почти не требовалось бы отопление. И одна из наиболее интересных для меня вещей — перспектива повторного использования выброшенной энергии. Мне нравится идея о сборе энергии, которая в ином случае просто обречена на рассеивание в окружающей среде, и превращении её во что-то полезное.

Поэтому работа по повторному использованию микроволновой энергии не могла пройти мимо меня. К сожалению, сбор WiFi излучения вряд ли даст нам что-то полезное. Но сначала давайте посмотрим на очень интересные идеи, стоящие за этим устройством.

Марс и Земля в масштабе — видно, насколько больше и насколько дружелюбнее к жизни наша планета, чем наш красный сосед

Во всей известной нам Вселенной есть только одна планета, способная поддерживать сложную разумную жизнь: Земля. И хотя у далёких миров, движущихся вокруг других звёзд, и может быть потенциал, похожий на земной, и они могут быть даже населены, нам ещё только предстоит научиться путешествовать так далеко. А что, если рассмотреть другой мир в нашей Солнечной системе? Наиболее вероятным кандидатом служит Марс, который, судя по всему, в прошлом обладал многими свойствами, сравнимыми с земными. Возможно, что с небольшой помощью, он снова сможет стать таким. Вопрос на эту тему и задаёт наш читатель:

Я читал разные материалы по этой теме, и большая часть из них описывает то, как можно жить на Марсе в настоящий момент, что выглядит достаточно сложным предприятием. А теперь ещё мы узнали, что тамошняя почва токсична и быстро убивает бактерий. Но реальное терраформирование Марса? Мне кажется, что наибольшей проблемой будет отсутствие магнитного поля, из-за чего любая созданная вами атмосфера просто улетит оттуда. Почему бы нам не терраформировать Землю — это будет гораздо проще!

Есть веские причины для пессимистичного отношения к тому, что мы можем сделать с нашими текущими технологиями, но в принципе превратить Марс в обитаемый мир, оказывается, всё же возможно.

Добровольцы из числа инженеров и архитекторов хотят решить самую нерешаемую проблему Эвереста: убрать свалку человеческих отходов

Подняться на Эверест становится всё проще. Лучшее оборудование, инфраструктура, помощь неутомимых гидов заполнило гору отважными туристами. В 2016 году там прошло более 36000 человек, что на 34% больше, чем приезжало в 2015-м.

Повышение интереса к горе Эверест прибыльно для Непала. Каждый из альпинистов тратит от $30 000 до $100 000 на это предприятие, в зависимости от выбора лицензий и сопровождающих. Но больше людей — это значит, больше отходов, включая и отходы жизнедеятельности человека. Да, да — какахи. Много каках.