Предлагается использование системы Tree Talker мониторинга в сочетании с традиционными методами фитопатологического и энтомологического мониторинга для обеспечения своевременного обнаружения изменения состояния насаждений Санкт-Петербурга и выявления ключевых факторов экологического стресса. Разнообразная ведомственная принадлежность и широкий видовой состав насаждений города, а также наличие многочисленных экологических факторов, негативно влияющих на состояние деревьев, появление инвазионных патогенов и вредителей создают плохо прогнозируемые ситуации. Появление инвазионных вредителей и патогенов, таких как возбудитель голландской болезни гриб-аскомицет Ophiostoma novo-ulmi и его распространители – короеды-заболонники, ещё один аскомицет, гриб Hymenoscyphus fraxineus и ясеневая изумрудная узкотелая златка Agrilus planipennis, привело к массовой гибели вязов и ясеней, в том числе из-за несвоевременного обнаружения этих патогенов и вредителей. В условиях разобщенности системы управления городскими насаждениями из-за разной ведомственной принадлежности, мозаичного расположения, видового разнообразия и специфичности видового состава древесных растений, а также требований к оперативному принятию решений, использование Tree Talker технологий становится весьма перспективным. Эти технологии позволяют обеспечить оперативное получение, передачу и анализ данных по суточной и сезонной динамике физиологических параметров, устойчивости деревьев к ветровым нагрузкам с учётом породы, возраста и размеров. Интегрирование полученных данных позволяет оценить эффективность насаждений в целом по созданию микроклимата, динамике отклонений по вертикали, эффективности санитарно-оздоровительных мероприятий. В итоге, получение оперативной информации позволяет своевременно обнаружить неблагоприятные изменения как у отдельных деревьев, так и в структуре насаждений и провести анализ причин этих изменений, в особенности в отношении появления биологических угроз насаждения – распространению опасных патогенов и размножению вредителей.

Изучали характер и масштаб сезонных изменений пигментного состава хвои разных видов ели (Picea A. Dietr.) в условиях интродукции в Нижегородскую область, выявляли содержание и баланс пластидных пигментов фотосинтеза. Объектами исследования выступали 13 видов ели, относящихся к аборигенам и экзотам: ель европейская (Picea abies (L.) H. Karst.); ель сибирская (Picea obovata Ledeb.); ель Глена (Picea glehnii (F. Schmidt) Mast.); ель белая (Picea glauca (Moench) Voss); ель шероховатая (Picea asperata Masters); ель черная (Picea mariana Mill., Britton, Sterns & Poggenburg); ель колючая форма серебристая (Picea pungens Engelm., f. argentea); ель колючая форма голубая (Picea pungens Engelm., f. glauca Regel); ель сербская (Picea omorika (Pančić) Purk.); ель Энгельмана (Picea engelmannii Parry ex Engelm.); ель колючая (Picea pungens Engelm.); ель аянская (Picea jezoensis (Siebold & Zucc.) Carrière); ель корейская (Picea koraiensis Nakai). Отбор проб осуществлен рендомизированно с соблюдением принципа единственного логического различия. Использовали спектрофотометр СФ-2000. Установлено, что содержание и соотношение пластидных пигментов в хвое динамично в течение года. Определена эффективность влияния фаз сезонного развития растений на характеристики пигментного состава: по содержанию хлорофилла-a – 18,86±0,32%; по содержанию хлорофилла-b – 21,26±0,31%; по сумме хлорофиллов – 16,13±0,33%; по каротиноидам – 37,43±0,25%; по доле хлорофилла-a – 39,74±0,24% и доле хлорофилла-b – 39,74±0,24%. Эффект влияния межвидовых различий по показателям содержания и соотношения разных форм хлорофилла и каротиноидов достоверен и в достаточной мере выравнен при максимуме 23,56±0,91%. При общих тенденциях в сезонной динамике представители рода ель обладают заметной видоспецифичностью пигментного состава.

Интродукция как одна из традиционных в лесном хозяйстве сфер практической деятельности сохраняет свою актуальность и на современном этапе. Обладая широким спектром полезных признаков и свойств, представители рода берёза (Betula L.) подвергаются разноплановым исследованиям. Цель данного исследования являлось получение сравнительной оценки различных видов, входящих в таксономическую систему рода берёза, по степени лигнификации ксилемы. Объектом исследования служили посадки 10 видов берёзы, представленных в интродукционной коллекции ботанического сада Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. Предметом исследования являлась изменчивость степени лигнификации ксилемы у интродуцированных и аборигенного видов берёзы. Первичной единицей выборки в опыте принят однократный учет временных препаратов поперечных срезов из средней части годичного прироста, которые после окрашивания и фиксации визировали с помощью микроскопа Микмед-2. Одревеснение клетчатки в стенках клеток ксилемы выявляли с помощью качественной реакции флороглюцина на лигнин. Дополнительно был произведен опытный анализ сроков опадания листвы у исследуемых объектов. В ходе анализа степени лигнификации клеток ксилемы в годичных побегах видов берёзы, в пределах опытного участка, установлена их неоднородность по значениям изучаемых показателей вне зависимости от видовой принадлежности. Минимальное число неодревесневших клеток ксилемы свидетельствовало о большей степени подготовленности растений к неблагоприятному зимнему периоду и более раннему опаданию листвы. Различия проявились на выровненном экологическом фоне в условиях Нижегородской области и подтверждены результатами однофакторного и двухфакторного дисперсионного анализа.

Лесные пожары относятся к главным экологическим факторам негативного влияния на лес и экологическую ситуацию. Увеличение числа лесных пожаров происходит в связи с многочисленными нарушениями правил населением, с глобальными изменениями климата и деградацией природной среды. Леса Новгородской области, территориально располагаясь между двумя агломерациями, являются незаменимым фактором окружающей среды. Обеспечение пожарной безопасности в лесах лесохозяйственных предприятий является одной из важнейших государственных задач. Цель исследований – оценка состояния охраны лесов от пожаров в Новгородской области, с использованием эффективных противопожарных мероприятий. Леса Новгородской области характеризуются средней степенью природной пожарной опасности. Территория области относится к слабогоримым регионам, а динамика лесных пожаров связана с условиями погоды. Лесные массивы на территории области представлены сосновыми и еловыми древостоями, расположенными на северо-востоке и самом юге области, в составе которых доля молодняков составляет 31,6%. Повышают пожарную опасность в лесах повреждения массивов вредными насекомыми и заболеваниями, неблагоприятными погодными условиями, рекреационными нагрузками и выбросами промышленных предприятий. Эффективность использования системы «Лесохранитель» позволило ликвидировать 85,5% пожаров в течение первых суток, при этом численность крупных пожаров за период 2009–2017 гг. снизилась до 4 шт., а средняя площадь пожаров составила 1,7 га. Разработанный картографический материал распределения земель лесного фонда Новгородской области по степени горимости лесничеств и по зонам мониторинга позволяет обеспечить противопожарное устройство объекта и дает реальную информацию для оперативной работы. Комплекс предложенных и используемых противопожарных мероприятий характеризуется как надежный и эффективный прием для уменьшения численности пожаров в лесах.

Целью исследования являлось изучение естественного лесовозобновления в условиях средней тайги таежной лесорастительной зоны РФ на основе массовых данных лесоустройства, в которых отражена информация о ходе естественного лесовозобновления. Поставленная задача была решена с помощью электронной повыдельной базы данных объекта исследования, включающая в себя информацию, необходимую для общей оценки подроста хозяйственно ценных пород. Оценка естественного лесовозобновления была проведена по шкале оценки возобновления. Из общей электронной базы были отобраны все выделы естественного происхождения в возрасте преобладающей породы основного яруса старше 4-го класса возраста, т. е. хвойные старше 80 лет и мягколиственные старше 40 лет. Общий объем выборки составил 6533 выдела площадью 16814,2 га. В целом на 32,7% площади таксационных выделов, наблюдается полное отсутствие подроста хозяйственно ценных пород. Структура породного состава подроста характеризуется практически полным доминированием елового подроста. Оптимальные условия для естественного лесовозобновления ели создаются в черничниках (встречаемость 99,8%) и в кисличниках – встречаемость 98,4%. Максимальный процент подроста с оценкой хорошо по преобладающей на выделе древесной породе (35% от всех выделов с подростом) оказался в сосняках кисличного типа леса в свежих суборях.

технологии и методы автоматизированной классификации материалов ДЗЗ активно используются во многих странах при проведении работ по инвентаризации лесов, проектированию использования лесов и изучению их состояния и характеристик. Задачи исследования состояли в разработке методики и проведении автоматизированной классификации категорий земель крупной административно-территориальной единицы на основе дистанционных методов и ГИС-технологий. Объектом исследования служила территория Пушкинского района Санкт-Петербурга. На территории Пушкинского района расположено значительное количество зелёных насаждений (парки, скверы, сады, лесополосы), часть из которых включена в список памятников, охраняемых ЮНЕСКО. Также на территории района расположены промышленные предприятия, крупные производственные зоны, развито сельское хозяйство. В качестве исходных материалов дистанционного зондирования использовались спутниковые изображения Landsat-8. Использовался также набор карт на изучаемую территорию. Программными средствами для сбора, представления и обработки данных служили ГИС Arcgis и Mapinfo, и программы ENVI и Trimble eCognition. Наземные работы по отбору эталонных (тренировочных) участков включали выбор участка на местности, фотографирование, определение координат. Классификация снимка Landsat осуществлялась по результатам двух основных операций – автоматизированного дешифрирования методом максимального правдоподобия и определения вегетационных индексов классов представленных категорий земель. После наземной верификации результатов классификации и выполнения операций обработки и агрегирования была сформирована итоговая тематическая карта классов категорий земель Пушкинского района и получены итоговые таблицы распределения площадей по муниципальным образованиям. Представленная методика, связанная с обработкой и интерпретацией материалов дистанционного зондирования средствами ГИС-технологий, может рассматриваться в качестве современного инструмента ландшафтного анализа, государственной (национальной) инвентаризации лесов, различных видов мониторинга.

Исследования последующего возобновления проводились на вырубках 5-15-летнего возраста в Северном лесничестве Усть-Илимского района Иркутской области. Основное внимание было уделено подросту сосны, как самой распространенной и наиболее эксплуатируемой хвойной породе. На почвенных прикопках измерялась мощность гумусового горизонта А1 и лесной подстилки А0, а также определялся гранулометрический состав верхних минеральных горизонтов почв. Выявлено отсутствие значимой корреляции густоты подроста сосны с отношением мощности А1/А0осолоделых красно-бурых длительно-сезонно-мерзлотных почв региона, сформированных в условиях резкой континентальности климата, преобладания испарения над осадками, богатства материнской породы обменным кальцием, магнием и натрием. Установлена высокая обратная корреляция численности подроста сосны с «утяжелением» гранулометрического состава почв от супеси к среднему суглинку. Наибольшее количество подроста (3-5 тыс. экз./га) выявлено в исходных сосняках с почвами супесчаного, реже – легкосуглинистого механического состава. На почвах легко-и среднесуглинистых сосны значительно меньше, в составе подроста господствуют береза и осина. Подрост сосны практически отсутствует на относительно богатых суглинистых почвах в исходных пихтарниках, ельниках, лиственничниках. Отношение А1/А0, в силу особенностей формирования почв в районе исследований, не играет определяющей роли в успешности последующего возобновления сосны на вырубках.

Рубки ухода за лесом – это комплекс лесохозяйственных мероприятий. направленный на улучшение качественных и количественных показателей древостоя, формирование высокопродуктивных, устойчивы[ и хозяйственно-ценных насаждений, путем удаления из насаждений больных, поврежденных, фаутных деревьев, а также деревьев нежелательных пород в молодняках, жердняках и средневозрастных дендроцинозах. В работе представлено сравнение нормативных показателей по двум правилам ухода за лесом, основным различием которых является подход к выделению максимально допустимого вырубаемого запаса, основывающегося на анализе абсолютной, для нового норматива, и относительной, для старого, полнот древостоя. Была произведена оценка и сравнение классов товарности, процентов вырубаемого запаса и его распределения по делянкам, с целью выявления различий и особенностей подходов двух рассматриваемых нормативных подходов. По результатам проведенных анализов было выявлено различие данных лесоустройства по реальным качественным и количественным показателям древостоя на большинстве делянок, большой разницей между классами товарности по рассматриваемым нормативам, что в свою очередь ведет к различиям в выходе по запасам деловой и дровяной древесины, а также их качественному различию, и интенсивности изреживания полога, что обуславливается вышеописанными особенностями по выделению максимально допустимого вырубаемого запаса. В связи с вышеизложенным, необходимо разрабатывать региональные нормативы уходов за лесом на базе полученных долговременных наблюдений на постоянных пробных площадях с полным циклом проведённых уходов за лесом и при необходимости вносить коррективы, возможность которых принципиально исключается существующей схемой разработки и введения в действие нормативных документов.

В условиях рыночной экономики эффективность работы предприятий лесопромышленного комплекса во многом определяется соответствием характеристик лесоматериалов техническим возможностям перерабатывающего оборудования и используемых технологий в целом. В процессе заготовки древесины в больших объемах с применением высокопроизводительного оборудования возникает необходимость в статистической обработке получаемых массивов данных по каждому контролируемому параметру. Методы статистической обработки требуют сложных вычислений, поэтому возникает необходимость в создании унифицированного программного средства для статистического анализа выборок данных различного объема с достаточным набором рассчитываемых статистических параметров. Целью работы является статистическая обработка размерных характеристик партии лесоматериалов, заготовленных в условиях средней тайги Республики Коми, с использованием специально разработанного программного обеспечения. В ходе исследования были изучены параметры заготовленной древесины – длина и сбег ствола, длина сортиментов, средний диаметр сортиментов, полученные из системы контроля-измерения колесной валочно-сучкорезно- раскряжевочной машины среднего класса фирмы John Deere 1270G 8W, работающей на заготовке древесины в условиях зимнего заготовительного периода. Обработка полученных массивов данных осуществлялась с применением специально разработанного программного обеспечения statsProg, написанного на языке программирования Python. Разработанное программное обеспечение позволяет обрабатывать любые числовые массивы данных, с последующим расчетом статистических параметров и проверки распределения на нормальность. Статистическая оценка партии лесоматериалов, заготовленных в условиях средней тайги Республики Коми с применением валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины John Deere 1270G 8W, показала большую изменчивость размерных характеристик, что объясняется природно-климатическими условиями произрастания древесины, в том числе заготовкой смешанных пород, а также выработку сортиментов с учетом их качества и вырезкой дефектных мест.

Основные представления системного анализа как составной части теории систем становятся неотъемлемой частью научно-технических исследований в лесном комплексе: целостность и связность во внутреннем функциональном пространстве-времени, выстраиваемом целевыми функциями системы и её элементами. В каждой отрасли народного хозяйства формируются свои представления понятия системы различных структурных уровней от максимальных до минимальных и соответствующих им внутрисистемных функциональных пространство-время. В лесной отрасли комплексы машин и оборудования, выполняющие технологические процессы производства лесоматериалов, можно рассматривать как мезосистемные структуры, тогда к микроуровню можно отнести технические операции самих машин и оборудований. В данной статье с системных позиций построено единое функциональное время внутренней связности протекания производственных операций харвестерной головкой валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины (ХГ ВСРМ). В настоящее время технологическая эффективность машин и оборудования определяется среднестатистически во внешнем времени. Повышение производительности труда комплексов лесной техники возможно только на соблюдении основного принципа оптимизации систем: в системе, состоящей из связанных между собой, взаимодействующих подсистем, оптимум для всей системы не является функцией (например, суммой) оптимумов подсистем, входящих в систему. Этот принцип можно рассматривать как теорему оптимумов системного подхода. Определение технологической эффективности харвестерной головки валочно-сучкорезно- раскряжевочной машины в функциональном времени связности выполняемых технических операций по сравнению со среднестатистическим подходом раскрывает более информативную картину динамики протекания процесса и раскрывает возможности лучшей организации труда. В статье динамика работы харвестерной головки валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины исследуется в представлении трехступенчатой связности операций производства лесоматериалов. В первой ступени происходит валка дерева и определяется производительность получения общего древесного сырья; во второй ступени происходят два суперпозиционных процесса получения сортиментов и древесных отходов, поэтому здесь определяется производительность получаемых древесных отходов, сортиментов и совокупного древесного сырья; в третьей ступени получается древесный материал кроны. Построенный системный подход раскрывает целостность и единство динамических операций харвестерной головки валочно-сучкорезно-ракряжевочной машины путем определения производительности как каждой операции, так и их суперпозиции в функциональном времени технологического процесса.

При реализации концепции, обеспечивающей экономическую доступность удаленных лесных ресурсов, предусматривается сплотка малогабаритных пакетов круглых лесоматериалов в двухъярусные единицы в пунктах выхода с мелководных участков рек на глубоководные. Указанная сплотка предполагается в специальных устройствах, где предусматривается, в частности, торцевание сплоточных единиц с целью повышения экономических показателей дальнейшей транспортировки и надежности сохранения их целостности. Для обоснования параметров устройства нужна информация о требуемых усилиях для торцевания плавающих пакетов и двухярусных единиц из них. Установлено, что для ее получения нужны дополнительные исследования. Очевидна целесообразность общей методологии для двухъярусных единиц и составляющих их пакетов, с которых и следует начать исследования. С целью получения зависимости для расчета усилия, необходимого для торцевания плавающих пакетов, использовали теоретический метод, базирующийся на эластиковой теории. При этом плавающий пакет рассматривали как гибкую оболочку, заполненную двумя видами сыпучей среды с разным объемным весом. Граница сред проходит по поверхности воды. Линия обвязки, то есть гибкой оболочки представляет собой комбинацию фрагментов двух эластик с разными характеристиками. Используя параметрические уравнения, описывающие форму эластик, и зависимости для определения давлений в сыпучих средах, получили искомую аналитическую зависимость и ее упрощенный вариант для практических расчетов. Результаты расчетов по предложенной формуле превышают результаты, вычисленные по формуле, полученной ранее по другому алгоритму действий без учета давления обвязок, на 70% при коэффициенте формы пакета 1,5, то есть при сильном давлении обвязок и примерно на 10% – при коэффициенте 2,5, то есть слабом их давлении. Это позволяет считать результаты исследования достоверными, применение использованной методики для соответствующего исследования двухъярусным единиц – целесообразным. Установили, что при фиксированной плотности лесоматериалов наиболее существенно влияют на усилие торцевания изменения отношения высоты пакета к среднему диаметру лесоматериалов, его коэффициента формы и объема. Влияние первых двух факторов в аналитической формуле учитывается множителем, величину которого в практических расчетах можно определить по предложенным графикам или аппроксимирующим зависимостям.

Приведено теоретическое и экспериментальное обоснование применения щебеночных дорожных одежд, укрепленных нефелиновым шламом и цементом, для покрытий лесных терминалов. Цель данного исследования – подбор наиболее прочного, технологичного и экономически эффективного материала для погрузочных площадок и складов временного хранения лесоматериалов в связи с ростом частоты применения многоступенчатой вывозки древесины. Результаты исследования показали, что получаемый материал обладает высокой прочностью и водостойкостью, соответствует требованиям ГОСТ к материалам покрытий, в том числе погрузочных пунктов. Приведены рекомендации по дозировкам компонентов смеси.

Проведен анализ существующих способов оценки размыва грунтов в гидротехнических и водопропускных сооружениях, показывающий, что определение глубины и скорости размыва проводится без учета физических свойств связных грунтов. Таким образом, данные параметры оцениваются по эмпирическим зависимостям и с существенными погрешностями. Опытные данные по размыву связных грунтов доказывают, что большая удельная поверхность и гидрофильность глинистых частиц приводят к разуплотнению и выносу микроагрегатов грунта в поток. Предложена математическая модель расчета глубины размыва связных грунтов в зависимости от касательного напряжения в грунте. Учет показателей сцепления и угла внутреннего трения в данной модели позволит избежать погрешностей в расчетах.

Ежегодные экономические потери вследствие неудачного проектирования трассы лесовозной автомобильной дороги наносят огромный ущерб предприятиям и отраслям экономики. Поэтому повышение эффективности дорожно- строительного производства связано с усовершенствованием методик расчетов проектирования и строительства лесовозных автомобильных дорог. По мере увеличения интенсивности движения на лесовозных автомобильных дорогах возникла необходимость оптимального проектирования геометрических элементов дорог. Основой формообразования будущей дороги является ее трасса, а очертания этой трассы во многом определяют технические качества будущей дороги. В работе рассматриваются и анализируются различные сочетания криволинейных участков плана и продольного профиля трассы лесовозных автомобильных дорог. Основными причинами часто получавшихся неудачных сочетаний кривых плана и продольного профиля является недостаточная изученность зрительной ясности и плавности, а также недостаточный опыт практического использования в проектных организациях известных принципов пространственного проектирования лесовозных автомобильных дорог. Целью исследования является анализ, который позволит определить встречаемые в проектах лесовозных автомобильных дорог типичные сочетания трассы в плане и профиле и их частоту и оценить в первом приближении соответствие этих сочетаний зрительной ясности и плавности. В работе систематизированы различные сочетания типичных участков плана и профиля и их варианты, получены показатели степени взаимной увязки кривых плана и продольного профиля. Проведенные исследования дали общее представление о типах сочетаний кривых плана и профиля и их частоте в проектах лесовозных автомобильных дорог.

С использованием концепций ингибирования горения древесного комплекса и образования древесных плит при горячем прессовании излагается авторское представление об основных аспектах создания плит пониженной горючести. Приводятся подходы к решению проблемы, раскрываются функции эффективных антипиренов, в том числе в их закрепляемости в древесных компонентах, температурном интервале активации, вариабельности кислотности среды. Анализируются параметры результатов испытания для оценки эффективности фосфорсодержащих антипиренов для древесных композиционных материалов (древесностружечных, древесноволокнистых и других). Предлагается развитие результата в направлении «сильного» решения и саморецензирование научного исследования.

Представленная работа посвящена определению оптимальных условий выделения суммы экстрактивных веществ из древесной зелени сосны методом эмульсионной экстракции. Экологически безопасный эмульсионный метод экстракции растительного сырья в водно-щелочной среде не уступает традиционным методам извлечения низкомолекулярных компонентов и позволяет эффективно выделять как гидрофильные, так и гидрофобные соединения. Объектом данного исследования являются отходы лесозаготовок - древесная зелень сосны обыкновенной - источник природных биологически активных веществ, имеющих практическое применение. Определение оптимальных условий экстракции ДЗ сосны эмульсионным способом в данном исследовании было проведено методом поверхности отклика с использованием ротатабельного композиционного униформ-плана второго порядка, который включал 13 экспериментальных опытов со всеми возможными комбинациями уровней двух изучаемых факторов: концентрации водного раствора NaOH и гидромодуля - отношения объема щелочного раствора к массе сырья. Анализ результатов исследований показал, что в заданном интервале варьирования факторов наибольшее влияние на выход экстрактивных веществ оказывает гидромодуль, при увеличении которого до 10:1 выход увеличивается, далее устанавливается равновесная концентрация в системе «сырье – экстрагент». Установлены оптимальные условия эмульсионной экстракции древесной зелени сосны: концентрация водного раствора NaOH - 5%, гидромодуль - 10:1. В оптимальных условиях выход экстрактивных веществ составил 9,84% от массы сухого сырья, что сопоставимо с результатами, полученными традиционными методами экстракции сырья органическими растворителями.

Дана оценка влияния свойств природного и синтезированного на технической целлюлозе из рисовой и овсяной шелухи диоксида кремния на каталазную активность диоксидсодержащих материалов. Техническую целлюлозу из шелухи получали окислительно-органосольвентным способом. Закрепление диоксида кремния на целлюлозе проводили золь-гель методом с применением тетраэтоксисилана. Свойства полученных диоксидсодержащих материалов оценивали: рентгеноструктурным анализом, методом тепловой десорбции азота, эмиссионным спектральным анализом с индукционно- связанной плазмой. Каталазную активность диоксидсодержащих материалов оценивали по модельной реакции разложения Н₂О₂. В ходе работы получены образцы целлюлозы: из рисовой шелухи с содержании зольного остатка от 0,3 до 33,5%; из овсяной и рисовой шелухи без содержания минеральных компонентов. Золь-гель методом получены материалы с содержанием синтетического диоксида кремния от 0 до 47,2% на основе рисовой шелухи и от 0 до 44,3% на основе овсяной шелухи. Установлено, что количество закрепленного диоксида кремния золь-гель методом не зависит от природы технической целлюлозы. Диоксид кремния остающийся в технической целлюлозе находится в аморфном состоянии. Максимум удельной поверхности (20,4 м²/г) достигается при предельном содержанием диоксида кремния (30,3%). Синтезированный на технической целлюлозе золь-гель методом диоксид кремния находится в кристаллическом состоянии, при этом максимальная удельная поверхность составляет для диоксидсодержащего материала на основе ОШ 18,5 м²/г, а для диоксидсодержащего материала на основе РШ 15,7 м²/г); Выявлено, что каталазной активностью обладает диоксидсодержащий материал с природным диоксидом кремния. Такой каталазный эффект можно объяснить наличием примесей в виде металлов, которые накапливаются в минеральном компоненте растительного сырья при вегетации. Образцы целлюлозы с синтезированным диоксидом кремния каталазной активностью не обладают, независимо от удельной поверхности и содержания SiO₂.

В соответствии с изменением природоохранного законодательства проблема минимизации природоёмкости сульфат-целлюлозного производства, влияющего на экосистему озера, неразрывно связана с изучением вопроса трансформации и превращения загрязняющих веществ в воде с учетом гидрологических характеристик водоема. Природоёмкость целлюлозного производства определяется следующими показателями: количество и качество используемого сырья – древесина, щепа, химические реагенты, вода; технологический процесс производства целлюлозы, бумаги, картона, побочных продуктов – скипидар, талловое масло; эффективность систем очистки сбросов и выбросов предприятия, а также применяемые природоохранные технологии по их управлению. Решались задачи снижения негативного воздействия сульфат-целлюлозного производства на водную экосистему. Совместно с лабораторией отдела охраны окружающей среды целлюлозного завода в летне-осенний период 2020 г. проведен ряд лабораторных исследований сточных вод разной степени очистки после варки разных марок целлюлозы с целью изменения показателей экологичности состава сточных вод ЦБП по критериям региональной экологической техноёмкости. Реализована модель исследования трансформации загрязняющих веществ очищенных и неочищенных сточных вод сульфат-целлюлозного производства при различных разбавлениях природной водой. Представлены целевые и репрезентативные показатели щелокосодержащих сточных вод с учетом наилучших доступных технологий (НДТ) в области производства целлюлозы. Проведены исследования параметров кинетики биохимического окисления при пяти кратностях разбавления водой, имитирующих зону начального и основного разбавления. Произведено соизмерение определяющих технологических характеристик производственно-территориального комплекса в рамках решения задачи эколого-технологического нормирования.

Методами потенциометрического титрования, ИК-спектроскопии, твердофазной ЯМР-спектроскопии ¹³С и химического анализа исследовано гелеобразование технических лигнинов (окисленного гидролизного, сульфатного, натронного и лигносульфонатов) и лигнина Пеппера при взаимодействии с солями металлов: CaCl₂, Mg(NO₃)₂,FeSO₄, Co(NO₃)₂, Pb(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, CuSO₄, AgNO₃. Установлено, что способностью к гелеобразованию обладают соединения, представляющие собой соли слабого основания и сильной кислоты; катион металла имеет стандартный потенциал выше определенного значения, обладает умеренной способностью к гидролизу, а гидроксид катиона, образующийся в реакции гидролиза, имеет относительно низкую растворимость. При формировании геля образуется соединение состава R–COO–Me^z+–OOC–R z = 2,3. Предложена схема межмолекулярных связей в точке образования гидрогеля лигнина, в соответствии с которой смежные молекулы лигнина связываются между собой тремя типами связей: ионной между карбоксильными группами лигнина и катионами металла, координационной между катионами металла и молекулами воды, входящими в координационную сферу; и водородными, связывающими все компоненты системы в единое целое. Гидрогели лигнина обладают высокой сорбционной способностью по отношению к тяжелым металлам, таким как свинец, железо и медь, составляющей в зависимости от содержания кислых групп в лигнине и молярной массы сорбата ~ 25–50% от массы лигнина. Это открывает возможность использовать новый вид гидрогелей лигнина для очистки сточных вод химических предприятий.