Проекты

Описание инициативы (проектной идеи)

Цель проекта:
Сохранение биотопов редких видов гидробионтов ООПТ Ивановской области путем комплексного мониторинга токсической нагрузки тяжелыми металлами и разработки опытных сорбционных материалов на основе модифицированных мезопористых носителей и биополимеров для оперативной локализации загрязнений малых водоемов.
Проблема и ее актуальность:
Малые водные объекты ООПТ региона (озера Рубское, Святое, Западное, притоки рек Уводь и Теза бассейна Верхней Волги) испытывают возрастающее техногенное и рекреационное давление. В водной толще и донных отложениях накапливаются подвижные ионы тяжелых металлов (Ni2+, Pb2+, Cd2+, Cu2+). Обладая накопительным эффектом, они включаются в трофические цепи, нарушают структуру бентоса и напрямую угрожают местам обитания и нереста видов, занесенных в Красную книгу РФ и Ивановской области (ручьевая минога Lampetra planeri, подкаменщик Cottus gobio, русская быстрянка Alburnoides bipunctatus). Промышленные схемы очистки неприменимы в полевых условиях малых водоемов заповедного фонда, что требует создания портативных и селективных сорбционных систем.
Что будет сделано (план на 12 месяцев):
• Весна (экомониторинг): выезды на малые водные объекты ООПТ области, экспресс-анализ показателей (рН, окислительно-восстановительный потенциал, растворенный кислород, УЭП) полевым мультимонитором, отбор не менее 50 проб воды и донных отложений.
• Весна–лето (характеризация проб): количественный анализ содержания Ni2+, Pb2+, Cd2+, Cu2+ методами УФ-спектрофотометрии и атомно-абсорбционной спектрометрии; графическое представление выявленных очагов токсикологической нагрузки на карте.
• Лето–осень (создание сорбентов): синтез модифицированных мезопористых носителей и биополимерных матриц, капиллярная пропитка и функционализация макроциклическими лигандами (краун-эфиры, циклодекстрины) для обеспечения хемосорбционной избирательности к токсичным катионам.
• Осень (исследования и испытания): анализ микроструктуры матриц методами СЭМ, РФА, низкотемпературной адсорбции азота (БЭТ) и калориметрии; сорбционные испытания опытных картриджей и загрузок на реальных пробах природной воды из ООПТ.
• Зима (внедрение): подготовка методических рекомендаций по мониторингу и сорбционной локализации очаговых загрязнений для ГБУ «Управление ООПТ Ивановской области»; публикация статьи ВАК/РИНЦ; доклады на 2 научных конференциях; освещение в СМИ; подготовка предложений для природоохранных программ по масштабированию сорбционных систем на другие уязвимые гидрологические памятники природы региона.
Результаты к моменту завершения:
• База гидрохимических данных и уровней загрязнения тяжелыми металлами малых водоемов ООПТ региона (не менее 50 проб с GPS-привязкой).
• Лабораторные образцы композитных сорбентов с эффективностью извлечения ионов металлов до 70–85% и подтвержденным снижением токсической нагрузки в природных водах.
• Методические рекомендации и технологический регламент по применению сорбционных систем в уязвимых биотопах редких видов ООПТ.
• Не менее 1 статьи ВАК/РИНЦ и 2 докладов на научных конференциях.
Как команда убедится в достижении результата:
• Полнота мониторинга подтверждается полевыми журналами, актами отбора проб с географическими координатами и протоколами измерений.
• Селективность и сорбционная емкость подтверждаются протоколами анализа концентраций металлов «до/после» (ААС/ИСП-МС).
• Структура и пористость сорбентов подтверждаются комплексом физико-химических методов анализа (СЭМ, РФА, БЭТ).
• Практический эффект подтверждается официальным актом передачи рекомендаций в ГБУ «Управление ООПТ Ивановской области».
Опыт команды и ресурсы:
Команда проекта включает молодых ученых (руководитель – аспирант Роман Кушнир, соавтор и ключевой исполнитель – аспирант Николай Овчинников), имеющих опыт синтеза адсорбентов, модификации пористых носителей, задел из более 12 статей ВАК/Scopus и опыт руководства проектами Фонда содействия инновациям («Студенческий стартап»), исполнения грантов Российского научного фонда и государственных заданий и побед в конкурсах Фонда Андрея Мельниченко. Проект опирается на лабораторную базу кафедры ОХТ, НИЛ «Катализаторы и адсорбенты» и ЦКП ИГХТУ.