Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание автономного аппаратно-программного комплекса прогнозирования состояния морской среды на наличие приоритетных экотоксикантов. Разработка экспериментальных образцов аппаратуры нового поколения для непрерывного контроля экологического состояния морских акваторий, в частности, в местах захоронения потенциально радиационно- и химически опасных объектов и районах нефтегазодобычи на морском шельфе.

Номер контракта: 14.604.21.0095

Руководитель: Новиков Александр Павлович

Должность руководителя: заведующий лабораторией

Докладчик: Травкина Анна Вячеславовна, с.н.с.

Организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского Российской академии наук
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского Российской академии наук

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
экотоксиканты, радионуклиды, отравляющие вещества, подводные потенциально опасные объекты, экологический мониторинг, автономный аппаратно-программный комплекс

Цель проекта:
Основные задачи проекта: Отработка комплекса аналитической аппаратуры для экологического и технологического мониторинга природных водных экосистем и технологических вод, основанного на новых подходах к радиохимическому и химическому анализу высокосолевых сред, без использования реагентов и пробоподготовки. Создание комплекса блоков физико-химических измерений состава и свойств морской среды для подводного автономного аппарата экологического контроля и прогноза со- стояния морских акваторий. Целью проекта является Разработка методов и технологий автономного мониторинга состояния морской среды, а также прогнозирования возникновения аварийных ситуаций с использованием спутниковых каналов связи, в частности, для шельфовых районов российской Арктики.

Основные планируемые результаты проекта:
Разработка методов автономного мониторинга морских акваторий и оперативная оценка состояния подводных потенциально опасных объектов (ППОО), в частности, в местах захоронения ППОО и районах нефтегазодобычи на морском шельфе, реализованных в комплексной системе автономного мониторинга морских акваторий.
В ходе проведения работ будут разработаны:
1) Научно-технические решения, реализованные в разработанной сцинтилляционной гамма- измерительной системе.
2) Научно-технические решения, реализованные в разработанном электрохимическом детекторе воды.
3) Научно-технические решения реализованные в разработанном микроплазменном атомно-эмиссионном анализаторе.



Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Создаваемый макет автономного аппаратно-программного комплекса прогнозирования состояния морской среды на наличие приоритетных экотоксикантов предназначен для долгосрочного применения на автономных носителях (буях) в акваториях внутренних морей России, а также Российского Арктического шельфа в качестве средства мониторинга экологического состояния акваторий, средства оперативного обследования и обнаружения чрезвычайной ситуации на радиоактивных и подводных потенциально опасных объектах.
Макет автономного аппаратно-программного комплекса должен обеспечивать возможность круглогодичных всепогодных измерений параметров экологического состояния обследуемой акватории, в том числе в условиях акваторий, покрытых льдом.
В составе комплекса планируется разработка:
а) Блока радиационного контроля (макета высокочувствительной гамма-измерительной системы);
б) Блока электрохимических измерений (макета электрохимического детектора химического состава воды);
в) Блока атомно-эмиссионного определения макрокомпонентов и тяжелых металлов (макета уникального микроплазменного атомно-эмиссионного анализатора).
Планируемая единая система оперативного контроля акваторий будет выгодно отличаться от мировых аналогов способностью одновременно обеспечивать быстрое реагирование на превышение установленного радиационного порога и порога токсичности в среде по данным аварийного всплытия автономных аппаратов, получение оперативной информации от автономных аппаратов по спутниковым каналам связи, минимизацию затрат материальных ресурсов и труда, необходимых для обеспечения радиационного и химического контроля акваторий внутренних морей России и районов Арктического шельфа.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Развитие технологий дистанционных методов анализа состояния морской среды, включая космические средства связи. Проектирование и создание комплекса автономных программно- аппаратных средств для натурного мониторинга состояния акваторий, а также прогнозирования возникновения аварийных ситуаций, в частности, в местах захоронения потенциально радиационно- и химически опасных объектов и районах нефтегазодобычи на морском Арктическом шельфе.
Результаты, полученные в ходе выполнения проекта будут использованы для прогнозирования изменения радиационной обстановки вблизи потенциально опасных объектов, разработки методов реабилитации морских акваторий и составление геоинформационных карт зон потенциального загрязнения.
Разработка в рамках реализуемого технологического направления платформы “Освоение океана” (Информационные технологии и системы для освоения Мирового океана) единой системы оперативного контроля экологического состояния акваторий позволит повысить уровень экологической безопасности акваторий внутренних морей России, а также Российского Арктического шельфа за счет обеспечения возможности оперативного обследования и обнаружения чрезвычайной ситуации на радиоактивных и химических подводных потенциально опасных объектах (ППОО) с помощью подводного автономного аппарата.
Конкурентоспособность разработок Индустриального партнера проекта - ООО «Ситекрим» после внедрения предлагаемых подходов будет существенно повышена. Это объясняется актуальностью и новизной подходов к анализу морской воды методом атомно-эмиссионной спектроскопии на основе разряда при вскипании в канале.

Текущие результаты проекта:
В ходе проведения 2 этапа ПНИ были разработаны научно-технические решения, реализуемые в микроплазменном атомно-эмиссионном анализаторе.
В соответствии с ТЗ, это обеспечивает следующие возможности:
а) работа без принудительной циркуляции анализируемой среды и введения химических реагентов в режиме погружной ячейки;
б) регистрация спектров с использованием разряда при вскипании в канале как источника излучения для анализа морской воды в автономном режиме;
в) система циркуляции анализируемой воды, обеспечивающая обновляемость поверхности жидких электродов при работе в потоке;
г) малая потребляемая мощность источника возбуждения импульсных микроплазменных разрядов;
д) возможность измерения не менее 10 различных макрокомпонентов морской воды и тяжелых металлов в диапазоне концентраций 0,0001-0,1 моль/л в зависимости от конкретного компонента.
Как показал критический анализ литературы и существующего мирового коммерческого рынка аналитического оборудования, в наибольшей степени необходимым требованиям отвечает метод атомно-эмиссионной спектроскопии с микроплазменным разрядом при вскипании в канале (РВК). Отличительной особенностью микроплазменного АЭС на основе РВК является отсутствие реагентов при проведении анализа морской воды и незначительное энергопотребление. Выбор данного метода позволяет использовать его, в частности, на автономных аппаратах.