От Форума – к Симпозиуму
Рубрика Выставки
С 13 по 15 октября 2004 года в рамках VI Международного Лесопромышленного Форума в Санкт-Петербургской Государственной Лесотехнической академии прошел IV Международный Симпозиум «Строение, свойство и качество древесины».
Лесотехническая академия является старейшим лесным вузом России. Год назад академия отпраздновала свой двухсотлетний юбилей. Здесь впервые в России была организована кафедра древесиноведения, возникли широко известные научные школы в области химии древесины, биологического древесиноведения, технологии древесины.
Международный Симпозиум «Строение, свойство и качество древесины» собрал ученых из 23-ти стран. Среди них, кроме ученых из России, были представители стран Прибалтики, Украины, Средней Азии, Ирана, Бразилии, Португалии, Франции, Японии и других. В сборнике трудов симпозиума содержится 223 доклада и постера специалистов из разных городов России и зарубежных специалистов. В нем отражены результаты фундаментальных прикладных исследований в области древесиноведения и сопредельных дисциплин. Представленные работы выполнены в академических исследовательских центрах и университетах. Материалы докладов в сборнике даны на русском и английском языках. Вследствие большого количества докладов сборник трудов издан в двух томах.
На пленарном заседании участников Симпозиума тепло поздравил ректор Лесотехнической академии, профессор Владимир Онегин. Он сказал, что 80% лесной науки территориально находится в Санкт-Петербурге и на Северо-Западе России, поэтому место проведения Международного Симпозиума было выбрано не случайно. Проректор по учебной работе ЛТА Анатолий Чубинский отметил, что этот Симпозиум - самое представительное совещание по проблемам древесиноведения за последние десять лет.
Ведущим пленарного заседания и центральной фигурой Симпозиума был профессор Московского Государственного Университета леса, заслуженный древесиновед, по книгам которого выучилось не одно поколение студентов и аспирантов лесных и строительных вузов, Борис Уголев. За большие заслуги в области древесиноведения Борису Наумовичу Уголеву на пленарном заседании ректором ЛТА был вручен золотой нагрудный знак.
Региональный Координационный Совет по современным проблемам древесиноведения начал работу еще в 1968 году на базе института леса Сибирского отделения АН СССР как широкое совещание представителей высших учебных заведений и научно-исследовательских организаций. В 1990 году Координационный Совет передали в Московский Лесотехнический Институт, и возглавил его профессор Борис Уголев. Этот Совет имеет региональный и общественный статус. В Совет входят представители России, Болгарии, Украины, Белоруссии, Грузии, Эстонии, Латвии, Польши, Словакии и Венгрии. Основные функции совета - научно-информационные, он публикует наиболее крупные работы по древесиноведению, краткое резюме работ, апробацию монографий.
Директор Ботанического института им. Комарова, профессор Василий Ярмишко, приветствовал Симпозиум от имени ботаников Санкт-Петербурга. Ботанический сад на Аптекарском острове, созданный по приказу Петра I, Ботанический институт и единственный в своем роде Ботанический музей, где представлены уникальные образцы растений и древесины, и знаменитые оранжереи Ботанического сада - таков конгломерат одного из самых значительных в мире оплотов биологической науки. Работы ученых Ботанического института внесли большой вклад в область анатомии, физиологии и дендрохронологии растений.
Еще один доклад был сделан на пленарном заседании Симпозиума профессором В. В. Коровиным из Московского Государственного университета леса. Он касался преадаптации древесных растений к неблагоприятным воздействиям окружающей среды, а также аномального роста деревьев. Одним из ярких примеров влияния крупных автомагистралей является воздействие МКАД, которая на протяжении 7 км пересекает насаждения комплекса «Лосиный Остров». На расстоянии до 150 метров от МКАД прослеживаются признаки ухудшения состояния хвойных и лиственных пород. Вместе с тем, внутривидовая изменчивость сосны обыкновенной позволяет говорить о ее значительной устойчивости к воздействию загрязняющих веществ, содержащихся в атмосферном воздухе. Примером приспособления к неблагоприятным условиям среды может служить образование так называемых «ведьминых метел» у большинства древесных растений в придорожных полосах магистралей с интенсивным движением автотранспорта при повышенном фоне радиоактивного излучения или токсичных газов. Есть основание считать, что современные растения частично преадаптированы к подобного рода неблагоприятным воздействиям. Структурные аномальные изменения могут быть одной из форм такой преадаптации.
Симпозиум был представлен четырьмя секциями:
Секция I: Анатомия, физиология и дендрохронология (Руководитель − профессор БИН РАН Евгения Чавчавадзе);
Секция II: Свойства и технология древесного сырья.
Подсекция 1: Руководитель − профессор ЛТА Анатолий Чубинский;
Подсекция 2: Руководитель − профессор ЛТА Иван Дейнеко;
Секция III: Биоповреждения и защита древесины (Руководитель − профессор ЛТА Виктор Соловьев);
Секция IV: Качество древесины, древесных материалов, изделий и конструкций (Руководитель − профессор ЛТА Владимир Сергиевич).
Программа Симпозиума по секциям была очень насыщенной, интересной и разнообразной. Один только перечень направлений исследований в области древесиноведения состоит из 22-х наименований.
Как видно из приведенного перечня, есть простор для работы ученым и практикам, древесина для которых является объектом исследований и может быть использована разнообразными способами. Российские ученые на этом Симпозиуме рядом с зарубежными коллегами выглядели весьма достойно.
Несмотря на недофинансирование отечественной науки, отсутствие современных приборов, безденежье, российские ученые сумели не только выжить, но и обогатить мир новыми научными открытиями. Наши люди настолько бескорыстны и настолько щедры умом и сердцем, что никакие депрессивные меры не могут победить этих качеств. А ученые - это своего рода отдельная нация. Потребность думать, мыслить, изобретать несовместима ни с какими меркантильными соображениями. Потому что главное для этих людей - сам процесс познания, в результате которого и делаются открытия, улучшающие и облагораживающие среду обитания.
Работа первой секции Симпозиума была насыщена докладами по анатомическому строению и анатомическим и физиологическим особенностям различных пород живой и ископаемой древесины в разных климатических условиях.
О некоторых особенностях анатомического строения древесины современных и ископаемых таксодиевых рассказала Н. И. Блохина из Владивостокского Биолого-почвенного института. Успешное определение ископаемых древесин зависит от развития сравнительно-анатомического изучения древесины современных древесных пород. Автор пришла к выводу, что в формообразовании у таксодиевых большую роль сыграла гибридизация.
Интересные данные по ритмике транспортных процессов, отраженные структурой древесины, были получены Ю. В. Гамалеем (Ботанический Институт РАН, Санкт-Петербург). Одним из свойств растений является открытый рост, базирующийся на потоковых свойствах света и фотосинтеза. Челночная модель циркуляции воды по тканям проводящей системы объясняет фазово-контрастную ритмику их развития и функционирования в онтогенезе. Взаимосвязь интенсивности ксилемного и флоэмного транспорта выдерживает конфликт к их разной чувствительности к комплексу погодных и климатических факторов. Ритмика транспортных процессов, как и индуцированная стрессом аритмия, отражены структурой древесины.
П. А. Аксенов и О. В. Куракова (Московский Государственный Университет леса совместно с НИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности) отметили, что роль древесины дуба при изготовлении бочки в процессе выдержки вина и спиртов чрезвычайно важна. К числу жестких требований относится отсутствие сучков, косослоя, трещин, видимых повреждений грибами и насекомыми. Увеличение доли поздней древесины повышает ее плотность и улучшает механические свойства бочки, что благотворно сказывается на качестве коньячных спиртов.
Л. А. Горланова и А. Ю. Сурков (Екатеринбургский Институт экологии растений и животных УрО РАН) исследовали влияние температуры воздуха высоких широт на жизнь растений. Материал для исследований был собран в южной части полуострова Ямал. Древесные растения, формирующие ежегодные слои прироста, записывают колебания температуры в течение вегетационного сезона в своей анатомической структуре, поэтому годичные кольца можно рассматривать в качестве своеобразной летописи смены условий, сопутствовавших дереву в течение его жизни. В древесине лиственницы наиболее часто встречаются такие патологические структуры, как светлые и морозобойные кольца. Образование светлых колец происходит под влиянием холодного вегетационного периода, когда средняя температура ниже 4,2°С. Наиболее хорошо изучено патологическое морозобойное кольцо в древесине хвойных и лиственных пород. Хронология по ширине колец охватила период около ста лет. Используя данные метеостанции Салехард, авторы показали, что образование светлых и морозобойных колец является хорошим диагностическим маркером при датировке годичных слоев прироста, что может быть использовано для реконструкции температурных условий вегетационного сезона в далеком прошлом, когда не имелось данных метеонаблюдений.
В настоящее время в регионе Среднего Поволжья остро стоит проблема сохранения и восстановления еловых лесов, решить которую можно, лишь изучив и оценив влияние внешних и внутренних факторов на структуру хвойных лесов. И. П. Демитрова из Марийского Государственного Технического Университета (г. Йошкар-Ола) представила методику изучения влияния колебаний климата на ширину годичных колец деревьев. При анализе радиального прироста зон годичных колец ели определяется влияние возраста на динамику прироста.
Кустарниковые сообщества относятся к растительным группировкам, на которые приходятся значительные площади покрытия в лесах различных лесорастительных зон северных экосистем. В Красноярском институте леса А. А. Кнорре выявил возможности использования радиального прироста кустарников для расчета динамики годичной продукции с учетом ее погодичной изменчивости в северных экосистемах бореальных лесов. Связь между весовым, линейным и радиальным приростом кустарников исследованных экосистем лесотундры и северной тайги хорошо описывается аллометрическим уравнением. Коэффициенты данного уравнения можно использовать для оценки весового прироста по изменению ширины годичных колец стволов кустарников.
В Государственном Эрмитаже Санкт-Петербурга М. И. Колосовой и Б. С. Кроткевич проводится уникальная и скрупулезная работа по исследованию древесины из раскопок на территории Старой Ладоги времен VIII-Х веков. Они обнаружили, что Ладого-Ильменский флористический район включает 48 родов древесных растений. По данным анатомического анализа, далекими предками здесь использовалась древесина девятнадцати хвойных и лиственных пород древесины. Особо интересно использование древесины кустарников жимолости и крушины. Прочная древесина жимолости шла на гвозди, крючки, ободы, обручи, веревки и канаты. Результаты идентификации древесины, начиная от бревен и досок, заканчивая утварью и игрушками, показали, что выбор ее был не случайным. Знания, которыми обладали древние мастера, прекрасно разбиравшиеся в поделочных свойствах разных пород древесины и кустарников, были весьма обширны; ныне же они частично утрачены.
Еще одна работа по исследованию свойств древесины, найденной при раскопках, была представлена Санкт-Петербургской Лесотехнической академией и Новгородским государственным объединенным музеем-заповедником. Древесина из новгородских раскопок ХII-ХIV веков отличается повышенной влажностью. Изучены физические свойства древесины одиннадцати пород. Отмечено значительное увеличение максимальной влажности, снижение базисной плотности, снижение усушки и увеличение усадки древесины с увеличением степени ее деструкции.
Древесина карельской березы чрезвычайно ценится как в мебельной промышленности, так и в производстве высокохудожественных изделий. Красивая текстура, необычный вид деревьев всегда привлекали внимание многочисленных исследователей из разных областей науки, как теоретиков, так и практиков. Карельским институтом леса была поставлена серия экспериментов с введением в ткани ствола обычной березы растворов сахарозы возрастающей концентрации. Установлено, что каждый из выявленных типов развития тканей имеет совершенно четкие аналоги в разных участках ствола узорчатых растений карельской березы. В Московском Институте леса проведена селекционно-генетическая работа по выращиванию карельской березы с однородной текстурой древесины. Изучение полиморфизма карельской березы в естественных популяциях показало, что генетический потенциал влияет на соотношение форм в семенном потомстве, что затрудняет выращивание насаждений с однородной текстурой. Разработка и усовершенствование методов вегетативного размножения позволит разрешить эту проблему.
В. К. Ширнин из Воронежского НИИ лесной генетики и селекции считает: когда лесосырьевые проблемы страны пытаются решить за счет внедрения в лесной фонд интродуцированных видов, это нецелесообразно. Лесные породы - не картофель, который легко акклиматизируется в новых условиях. Перспективы эффективного лесовосстановления заключаются в повышенном внимании к признакам качества древесины. Отбор и размножение ценных в техническом отношении внутривидовых таксонов (клонов, форм, разновидностей, гибридов) способны повысить продуктивность и устойчивость лесов.
На второй секции Симпозиума были представлены доклады, касающиеся как свойств древесины, так и различных технологий ее преобразования в полезные продукты. Здесь прозвучали доклады из Красноярского Института леса об оценке физико-химических свойств древесины, из Барнаульского Алтайского Государственного Университета - о превращении структурных компонентов при модифицировании их в древесине в высокомолекулярные композиции. Реализация предложенных методов и способов послужит основой для разработки экологически чистых, ресурсосберегающих технологий.
Впервые опубликованы обобщенные данные о физических свойствах древесины ели обыкновенной, произрастающей в Латвии − плотности, усушке и набухаемости в воде. Совместными работами Сельскохозяйственного Университета и Государственного Института химии древесины Латвии установлено, что физические свойства еловой древесины изменяются в зависимости от типа леса. В условиях разных лесов - суходольных, мелиорированных, влажных - различаются и свойства еловой древесины.
В Воронежской Государственной Лесотехнической академии А. М. Бомбиным и Е. В. Недорезовой исследованы процессы сушки пиломатериалов электромагнитной энергией сверхвысокой частоты. Ученые определили расчетное соотношение для определения потока мощности в глубине штабеля пиломатериалов.
В Архангельском Государственном Техническом Университете проведены экспериментальные исследования физико-механических свойств древесины свайных фундаментов. В Архангельске около 20% жилого фонда составляют одно- и двухэтажные деревянные дома, построенные в прошлом веке. Выявлена скорость поражения древесины свай в аэрированной части грунта. Определена прочность ствола свай при различной величине поражения дереворазрушающими грибами.
В Сельскохозяйственном центре Луизианского Университета США обнаружили, что наличие пустот в древесностружечных плитах проявляется в существенном снижении модулей упругости и коэффициентов Пуассона. Коэффициенты разбухания мало зависят от доли пустот в плите. Увеличение плотности материала в области пустот приводит к увеличению упругих констант. Метод конечных элементов является хорошим средством для прогнозирования упругих свойств пористых плит ОСБ.
Созданию технологического процесса трансформации примитивной текстуры древесины мягких пород (ель, сосна) в изысканную, а также приобретению материалами высокой твердости, износостойкости и стабильности размеров в нормальных условиях эксплуатации посвящена работа ученых из Института проблем химической физики РАН, г. Черноголовка Московской области.
На кафедре органической химии Санкт-Петербургской Государственной Лесотехнической академии исследовали поведение технического образца гидролизного лигнина в условиях щелочной обработки под действием различных факторов (концентрация щелочи, продолжительность обработки, модуль варки, температура обработки). Получена математическая модель процесса деструкции. Экспериментально показано, что процесс деструкции технического гидролизного лигнина при оптимальных параметрах варки может достигать 95%.
В. Б. Некрасовой из Санкт-Петербургской Научно-производственной фирмы «Фитолон» преобразованы неомыляемые вещества сульфатного мыла, получаемого на целлюлозно-бумажных предприятиях. Неомыляемые вещества - вредный компонент сульфатного мыла от варки лиственных пород древесины или их смеси с другими породами - целесообразно выделять методом экстракции и применять в качестве концентрата высокомолекулярных спиртов или как сырье для получения биологически активных веществ. Из сырого сульфатного мыла получают талловое масло, фитостерин и бетулин, которые являются ценным органическим сырьем.
Под руководством профессора Онегина с соавторами доказано, что фанеру требуемого качества можно получать не из березового шпона, а из шпона осины. Для этого надо изменить условия и режимы склеивания шпона, в первую очередь управляя давлением прессования, которое должно быть ниже, чем при использовании березового шпона, на начальном этапе склеивания (учитывая то, что осина имеет меньшую плотность, чем береза), а затем, по мере нагрева склеиваемого пакета шпона, давление следует снижать пропорционально уменьшению модуля упругости древесины.
В Государственном Техническом Университете города Братска были изучены возможности использования древесины, затопленной при строительстве Братского водохранилища в 1968 году, когда на корню было оставлено 13,2 млн. кубометров древесины. Было установлено, что осина и береза практически исчезли за это время, а затопленная на корню древесина хвойных пород даже после длительного пребывания в воде сохранила свои потребительские свойства.
Интереснейшее сообщение сделал директор частной школы для подготовки специалистов целлюлозно-бумажного производства Доменик Лашеналь из Гренобля (Франция). Создание этой школы относится к 1907 году. Она представляет собой модель взаимодействия университета и промышленности. Представители целлюлозно-бумажной и книгопечатной промышленности платят за аренду зданий, а также выделяют средства на зарплату профессорам. Поддержка промышленников составляет 43%, контракты с заводами − 25%, а доля министерства образования составляет 32%. Обучение же для студентов и аспирантов − бесплатное. Причем студенты из других стран пользуются теми же бесплатными льготами, что и студенты-французы. Обучение в школе - 3 года после двух лет общего образования для инженеров. После окончания этой уникальной школы в промышленность ЦБП приходят работать 90% ее выпускников. Около трети студентов идут в управление, а до 17% работают за границей. Такая система обучения способствует получению хороших знаний и престижной работы. Для российской действительности подобный вид обучения может существовать только в мечтах, хотя выгода такого вложения капиталов для подъема целлюлозно-бумажной промышленности очевидна.
Научно-исследовательскую группу школы в Гренобле (85 человек) возглавляет Насер Бельгасем, который с 1981 по 1986 год сам был студентом Ленинградской лесотехнической академии. Руководил его дипломом профессор кафедры органической химии Михаил Зарубин, кафедра которого до настоящего времени поддерживает тесные связи со школой Гренобля и участвует в отдельных научных проектах школы.
Вместе с тем и выпускники Лесотехнической академии с успехом работают за границей. Андрей Пранович, защитивший диссертацию на кафедре процессов и аппаратов ЛТА в 1988 году, с 1993 года по настоящее время работает в АБО академии в лаборатории химии древесины и бумаги в Турку (Финляндия). Являясь экспертом по химии волокна в АБО академии, приезжает в ЛТА читать лекции по физико-химическим методам анализа.
Третья секция Симпозиума − «Биоповреждения и защита древесины, биотехнология» − проходила особенно эмоционально. Доклады коллег, приехавших на Симпозиум из разных стран, были настолько интересны и вызывали такое количество вопросов, что сессия завершилась гораздо позже назначенного времени.
Много докладов было сделано по защите древесины от грибов и насекомых. Экологически чистая не гниющая древесина может быть получена в том случае, если будет использовано защитное средство, которое безопасно для природной среды, и будет применяться способ пропитки, обеспечивающий экологическую чистоту пропитанной древесины. В Уральском Государственном Лесотехническом Университете разработан и рекомендован отечественный антисептик из группы «ССА-УЛТАН». Испытания данного антисептика показали, что он не уступает по всем параметрам зарубежным аналогам.
В Иркутском Институте химии с успехом применяют для защиты древесины полимерный биоцидный препарат полигексаметиленгуанидин-фосфат, полученный по оригинальной технологии. Найдена оптимальная концентрация этого препарата, предотвращающая грибное поражение влажной древесины в течение месяца. Срок фунгицидного действия увеличивается при добавлении к препарату борной кислоты.
В Санкт-Петербургской академии Г. И. Зарудной и А. В Селиховкиным проводятся работы по биоповреждениям древесины строительных конструкций в памятниках архитектуры в Санкт-Петербурге. Основными агентами разрушения древесины в здании являются грибы и насекомые. Грибы, развивающиеся на зданиях и сооружениях, известны под названием «домовые» грибы. Среди насекомых как технические вредители более всего известны усачи. Борьба с распространением грибов и насекомых нередко требует радикальной замены всех поврежденных элементов, поэтому чрезвычайно важно своевременное обнаружение повреждений и немедленное проведение защитных мероприятий. Развитию агентов разрушения древесины способствует повышенная влажность воздуха и отсутствие аэрации.
В. А. Козловым из Института Леса Карельского НЦ РАН были представлены материалы по реставрационным работам по сохранению памятников деревянного зодчества в Карелии. Проводится поиск специальной древесины, наиболее пригодной для таких работ. Древние мастера, строившие Преображенский собор в Кижах, интуитивно укладывали нижние венцы из древесины с более высокой плотностью, а макушку - из древесины с более низкой. В Кижах существует стенд различных антисептиков, с которыми в былые годы проводились эксперименты - и, увы, проводились не всегда удачно. Сегодня для реставрации ищут здоровую древесину в старовозрастных лесах. Согласно принципам сохранения исторических деревянных памятников, принятых Генеральной Ассамблеей ИКОМОС в 1999 году, для замены отдельных элементов при реставрации необходимо использовать древесину такой же породы, качества и размера.
Большой вклад в дело изучения и применения новых антисептических составов широкого спектра действия внесла профессор Московского Государственного Строительного Университета Е. Н. Покровская. Наиболее эффективными являются биоциды нового поколения и широкого спектра действия на основе производных фосфористых кислот, которые угнетают развитие любых видов дереворазрушающих и плесневых грибов. Представителем нового поколения биоцидов является МИПОР, защитные свойства которого сохраняются в течение 5 - 7 лет. Стабильное увеличение долговечности древесины возможно также при мягком модифицировании кремнийорганическими соединениями, которые приводят к уменьшению водопоглощения и созданию биостойкого, долговечного материала.
Людмила ГРИШКОВА
От Форума − к Симпозиуму. Ч. 2. - ЛесПромИнформ №1 (23) 2005 год
