CC BY
29
При расчете прочности кристалла будем исходить из того, что при разрушении твердого тела по плоскости сечения происходят разрывы химических связей между частицами, находящимися в узлах кристаллической решетки.
Найдем работу разрыва одной связи A = FT, где F - сила притяжения между соседними узлами решетки; l - расстояние, на которое необходимо раздвинуть две плоскости, чтобы перестала действовать сила притяжения между соседними узлами решетки. Это расстояние оценивается в 1 А и соответствует длине химической связи.
Работу образования двух поверхностей можно вычислить следующим образом:
AS = An,
где n - число связей, пронизывающих площадь сечения стержня. Найдем поверхностную энергию:
1 1
а = 2 AS = 2 Fln
Найдем напряжение, необходимое для раскрытия микротрещины:
Р = — l
P = Fn
Для упрощения расчетов значение l может быть принято равным параметру кристаллической решетки а. Тогда:
P =
2а
а
В качестве примера рассчитаем поверхностное натяжение и прочность ионного кристалла хлорида натрия. Параметр а = 2,78 А. Из геометрических соображений, что на площади в 1 м2 располагается n = 1/а2 = 1,3-1019 ионов. Такое же количество связей пронизывает плоскость сечения. Силу взаимодействия двух зарядов аниона и катиона рассчитаем в соответствии с законом Кулона:
F = e2/sa2
где а - величина элементарного заряда (1,602 10-19 Кл). Для разрыва одной связи F = 2,98-10-9 Н. Таким образом, а = 1,931 Па, Р = 3,9108 Па.
Если принять, что упругая энергия твердого тела в момент разрушения равна APs, то прочность (напряжение) может быть рассчитана через модуль упругости Юнга. Тогда APs = 2а. Для упругого тела в соответствии с законом Гука имеем:
P =s/aE
Из двух последних уравнений получим:
Р = (2Еа/а)1/2 (2)
Уравнение (2) позволяет рассчитать теоретическую прочность твердого тела. В табл. 1 приведены значения теоретической прочности твердого тела на разрыв, рассчитанные по уравнению (2) и технологической прочности.
__________Таблица 1 Теоретическая Ртеор и технологическая Ртехн прочность неорганических материалов [4, 5]_
Материал Ртеор, кг/см2 Ртехн, КГ/см Р /Р 1 теор'^ техн
Железо 180 69 2,6
Медь 94 21 4,5
Алюминий 51 10 5,1
Бор 250 7 35,7
Графит 500 2 250,0
Корунд (AI2O3) 500 2 250,0
Обращает на себя внимание тот факт, что теоретическая прочность во много раз превышает технологическую прочность. Теоретическая прочность неорганических материалов неметаллической природы существенно превышает теоретическую прочность металлов. Это объясняется более высокой прочностью ковалентных неполярных химических связей по сравнению со связью металлической.
Литература
1. Таблицы физических констант. / Сост.: Н.И. Доброннравов, Я.Г. Дорфман, А.Н. Загулин и др. - М.-Л.: Госиздат, 1928. -280 с.
2. Кей Дж., Лэби Т.Л. Таблицы физических и химических постоянных. - М.: Г осиздат физ.-мат. лит-ры, 1962. - 206 с.
3. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. - М.: Наука, 1978. - 791 с.
4. Келли А. Волокнисто-упрочненные материалы. // Физика твердого тела. - М., 1972. - С. 92-103.
5. Хентов В.Я.. Инженерная химия: учеб. пособие. / В.Я. Хентов; Новочерк. политехи. ин-т. Новочеркасск, 1992. - 140 с.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ / BIOLOGICAL SCIENCES
Анисимов Р.Н.
Магистрант 1 года обучения, Национальный исследовательский Томский государственный университет КОЛИЧЕСТВО НЕПЕРАБОТАННЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ КАК ОДИН ИЗ КЛЮЧЕВЫХ ИНДИКАТОРОВ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ
Аннотация
В статье рассмотрено - понятие индикаторов устойчивого развития, внедрение индикаторов устойчивого развития на территории Томской области и динамика одного из ключевых индикаторов региона в период с 2008 по 2012 год, а также его значение в концепции устойчивого развития Томской области.
Ключевые слова: устойчивое развитие, индикатор, отходы производства и потребления.
Anisimov R.N.
Student, National Searching Tomsk State University
AMOUNT OF UNRECYCLED PRODUCTION AND CONSUMPTION WASTES AS ONE OF THE KEY INDICATORS OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT IN TOMSK REGION
Abstract
The article considers the concept of sustainable development indicators, the implementation of sustainable development indicators in the Tomsk region and the dynamics of one of the key indicators of the region in the period from 2008 to 2012 and its importance in the concept of sustainable development of the Tomsk region.
54
Keywords: sustainable development, indicator, production and consumption wastes.
Переход к экологически безопасному устойчивому развитию в России определен Указом Президента РФ (Российской Федерации) «О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» и постановлением Правительства РФ об утверждении «Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации до 2020 года» [1].
Устойчивое развитие характеризуется сложным набором взаимосвязанных факторов - показателей устойчивого развития. Показателем устойчивого развития является количественная или качественная характеристика отдельных свойств и состояний объектов, а также процессов в природных и социальных системах относительно их соответствия целям и задачам устойчивого развития. Показатели устойчивого развития условно делятся на индикаторы и индексы [2].
Для перехода общества к устойчивому развитию требуется выработка не столько стратегических установок, сколько слаженной системы практических мероприятий, эффективность которых подтверждена системой индикаторов. Именно простота и прозрачность индикаторов позволяет в полной мере оценить тенденции экономического, экологического и социального развития общества и наметить вехи на пути к устойчивому развитию.
Такой программно-целевой подход успешно реализован в Томской области. Идеи устойчивого развития заложены на всех этапах стратегического планирования развития региона: в стратегии развития Томской области до 2020 г., в целевых программах развития области и в оперативных планах органов исполнительной власти.
В практической реализации перехода к устойчивому развитию важнейшую роль играет определение индикаторов -непосредственно измеряемых по определенным критериям характеристик изучаемого объекта или процесса. Индикаторы устойчивого развития помогают определить тенденции изменения разных сфер жизни общества и, тем самым, указывают возможные направления дальнейшей деятельности [3].
Разработка индикаторов устойчивого развития осуществляется как на государственном, так и на региональном уровне. Согласно рейтингу устойчивого развития регионов Российской Федерации за 2010 год, Томская область занимает третье место по потенциалу устойчивого развития среди добывающих регионов. Разработка индикаторов устойчивого развития для Томской области выполнена в 2003 г. В рамках международного проекта «Разработка индикаторов для оценки устойчивости процесса экономических и социальных реформ в Российской Федерации». Она осуществлялась британской консалтинговой фирмой «ERM» и финансировалась Министерством международного развития Великобритании по заказу Министерства экономического развития и торговли России.
Одним из ключевых индикаторов устойчивого развития Томской области является количество непереработанных отходов производства и потребления. Индикатор направлен на оценку системы управления отходами, экологичности экономики. Большое количество отходов, накапливающихся в окружающей среде, создают опасную тенденцию, которая может вызвать чрезвычайную ситуацию с тяжелыми последствиями для здоровья людей и окружающей среды. Индикатор показывает экологичность применяемых технологий, природоемкость экономики, эффективность системы управления отходами, качество окружающей среды (косвенно), влияние экономики на здоровье населения (косвенно), экологическую опасность производства. Увеличение степени переработки и обезвреживания отходов - существенный аспект продвижения по пути устойчивого развития городов, так как снижается экологическая опасность накопления отходов. Положительная динамика индикатора характеризует устойчивое развитие региона [4].
За последние пять лет, количество отходов производства и потребления, образовавшихся на территории Томской области выросло более чем в два раза. Если в 2008 году, согласно данным инвентаризационных ведомостей, количество образовавшихся отходов составляло 557 тыс. (тысяч) тонн, то в 2012 году этот показатель вырос до 1255 тыс. тонн (Рис. 1).
Рис. 1 - Динамика объемов отходов потребления и промышленных отходов тыс. тонн.
В учетном объеме отходов образовавшихся в 2012 году не включены отходы, размещенные в несанкционированных местах, и отходы, не охваченные инвентаризацией природопользователей.
Подобная тенденция увеличения образования отходов производства и потребления, в большинстве своем, свидетельствует о росте экономического благополучия региона и развитии промышленности. Также, причиной, обуславливающей увеличение количества образованных отходов, является включение в годовую отчетность объемов отходов от г. Северска, начиная с 2011 года.
В сфере обращения с отходами производства и потребления на территории региона за последние пять лет наблюдается положительная тенденция (Рис. 2).
55
Рис. 2 - Динамика обращения с отходами производства и потребления в Томской области в период с 2008 по 2012 гг.
Количество отходов, повторно использованных на предприятиях и переданных на переработку другим предприятиям, составляет практически половину от всего объема образованных за 2012 год отходов. Такая ситуация наблюдается и в предыдущих годах взятого периода. Это связано с активным развитием на территории региона экологической политики. Для решения проблем по обращению с отходами в Томской области в 2005 - 2007 годах была разработана и реализована областная целевая программа "Обеспечение экологической безопасности окружающей среды и населения при обращении с отходами производства и потребления". В настоящее время действует региональная программа «Развитие системы обращения с отходами производства и потребления на территории томской области на 2012 - 2014 годы и на период до 2020 года».
Литература
1. Эколого-экономические аспекты устойчивого развития Западной Сибири (на примере Томской области) / Том. гос. ун-т; [под ред. д-ра техн. наук А.М. Адама, д-ра биол. наук С.Н. Кирпотина]. Томск: Изд-ва Том. ун-та, 2011. - С.76.
2. Устойчивое развитие: теория, методология, практика: учеб. для вузов; [под ред. д-ра экон. наук Л.Г. Мельника]. - Сумы: Университетская книга, 2009. - 1216 с.
3. Адам А.М., Дмитриев А.В., Коняшкин В.А. Опыт применения инструментов устойчивого развития в управлении регионом РФ на примере Томской области // Томская обл. Уст. развитие: опыт, проблемы, перспективы. — М.: Институт уст. развития Общественной палаты РФ/Центр экологической политики России, 2011. — С. 7-8.
4. Индикаторы устойчивого развития Томской области. Вып. 2. / Томск: Печатная мануфактура, 2004. - 46 с.
5. Экологический мониторинг: Доклад о состоянии и охране окружающей среды Томской области в 2012 году / Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Томской области, ОГБУ «Облкомприрода». - Томск: Дельтаплан, 2013. - 172 с.
Введенский О.Г.
Кандидат технических наук, доцент кафедры водных ресурсов, Поволжский государственный технологический университет АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОГО ОСВОЕНИЯ ВОДОХРАНИЛИЩ
Аннотация
Рассматриваются возможные подходы по созданию на гидроузлах рыбоохранных комплексов, которые позволят восстановить естественное воспроизводство проходных и полупроходных видов рыб и обеспечить их безопасность при эксплуатации гидротехнических объектов различного назначения. Предложены варианты новых технических решений по модернизации классических рыбоходных сооружений и рыбонаправляющих устройств. Представлено математическое обоснование предлагаемых технических решений.
Ключевые слова: рыбоохранные мероприятия, гидроузел, рыбопропускные сооружения, рыбоход, рыбозащитные сооружения, искусственные нерестилища, нерестовая миграция рыбы, покатная миграция рыбы, естественное воспроизводство рыбы
Vvedenskiy O.G.
Ph.D., associate professor, department of water resources, Volga state university of technology TOPICAL ISSUES OF DEVELOPMENT OF FISHERY RESERVOIRS
Abstract
Possible approaches on making fish-protecting complexes on water-engineering system that lets to rehabilitate natural reproduction ofpass-through and halfpass-trough species offish and guarantee supply of safety on exploitation hydrotechnical objects of different are considered. New options of engineering solutions on updating classical fish-running constructions and fish-tracking are put forward. Mathematical supports of offered engineering solutions are given.
Keywords: fish-protecting companies, water-engineering system, fish-running constructions, fish-running, fish-protecting constructions, man-made spawning-ground, fish spawning migration, fish-migration, natural production of fish.
Острота проблемы охраны живой природы, начиная с середины прошлого века по настоящее время, не только не снижается, а наоборот продолжает нарастать. Сейчас совершенно очевидно, что без специальных мер охраны некоторые виды животных не могут выжить, причем списки их, в частности рыб, увеличиваются с каждым годом. Необходимо достигнуть того, что бы человек своей деятельностью не ставил под угрозу генофонд живых существ, для этого нужно сохранять численность популяций на уровне, достаточном для их выживания. Чем же определяется данная необходимость?
Во-первых, видовое разнообразие, обусловленное длительным процессом эволюции, составляет основу целостности экосистем, а значит, и биосферы в целом. Выпадение нескольких, а иногда даже одного «малоценного» вида ведет к нарушению этой целостности, разрушению продуктивных экосистем. По мере того, как естественные сообщества становятся менее
56
