Регистрация / Вход
Прислать материал

Комплексное исследование содержания ионов тяжелых металлов и техногенных радионуклидов по акватории Авачинской Губы и в Петропавловской городской агломерации и создание опытно-экспериментальной установки для биологической очистки морских вод.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Продолжительность работ
2009 - 2011, 28 мес.
Бюджетные средства
11,75 млн
Внебюджетные средства
2,35 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 10.12.2009
Цель работы:
1) организация и проведение мониторинга за содержанием ионов тяжелых металлов в водах Авачинской губы, донных отложениях, макрофитах;
2) исследование содержания техногенных радионуклидов в донных отложениях, водорослях Авачинской губы;
3) исследование содержания техногенных радионуклидов в почве, растительности и снеге в Петропавловской городской агломерации;
4) проведение опытно-экспериментальных работ по применению современных биотехнологий с целью очистки вод Авачинской губы от техногенного загрязнения;
5) широкое привлечение студентов и аспирантов КамГУ им Витуса Беринга в практическую работу по организации мониторинга, что окажет положительное влияние на уровень экологического воспитания молодежи Камчатского края.

1. Наименование разрабатываемой продукции
• Карты распределения техногенных загрязнений акватории Авачинской губы и Петропавловской городской агломерации;
• Отчет о НИР, содержащий обоснование развиваемого направления исследований, изложение методик проведения исследований, а также описание полученных результатов;
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Результаты работы на первом этапе, в том числе: разработанные виды продукции с указанием их характеристик, полученных, в том числе, по результатам испытаний, оценка соответствия этих характеристик требованиям задания.
Для осуществления контроля за содержанием ионов тяжелых металлов по акватории Авачинской губы ежемесячно на 9 станциях отбирались пробы морской воды. На шести станциях отбора вдоль береговой полосы со стороны г. Петропавловска - Камчатского с суши отбирались пробы морской и пресной воды. Для выявления и контроля источников техногенного загрязнения вод Авачинской губы были определены координаты для 41 выпуска сточных вод от предприятий г. Петропавловска-Камчатского. Была создана карта расположения глубоководных стоков. В местах глубоководного сброса сточных вод от предприятий, имеющих лицензию на водосброс, в августе-октябре отбирались пробы в придонной области непосредственно в районе расположения створов сточных труб. В местах сосредоточения глубоководных выпусков было намечено 9 станций отбора проб морской воды. Используя GPS, задавался маршрут отбора проб по координатам станций отбора.
Пробы водорослей для анализа на содержание ионов тяжелых металлов отбирались в районах мыса Казак (ламинария), остров Старичкова (ламинария), Сероглазка (фукус), Култучное озеро (фукус), малая Лагерная (ламинария).
Для всестороннего изучения и контроля за содержанием техногенных радионуклидов по Петропавловск-Камчатской городской агломерации в конце периода вегетации отбирались пробы содержащие листву деревьев и пробы содержащие полынь, а также пробы почвы. Точки отбора проб выбирались в спальных районах города и в местах, где расположены техногенные источники загрязнения окружающей среды. Всего было выбрано 19 мест отбора и отобрано 57 проб. Также после обильных осадков были отобраны четыре пробы снега.
Был проведен патентный поиск современных биотехнологий очистки морских вод от техногенных загрязнений с использованием методов интенсивной и экстенсивной марикультур. В результате проведения патентного поиска было обработано около тысячи патентов, из которых отобран 101 патент.
Выполнен анализ современных биотехнологий очистки вод от техногенного загрязнения с использованием методов интенсивной и экстенсивной марикультур, который позволяет сделать вывод о том, что проблема очистки вод от техногенного загрязнения требует дальнейших исследований и системы биологической очистки морских вод необходимо совершенствовать.
Данные работы выполнены в полном объеме в соответствии с заданием первого этапа.
2.2. Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Создана не имеющая аналогов карта глубоководных выпусков сточных вод от предприятий г. Петропавловска-Камчатского, объединяющая большинство глубоководных стоков неочищенных сточных вод от предприятий города Петропавловска-Камчатского.
В отличие от традиционно практикуемых отборов сточных вод в коллекторах, исследовательским коллективом осуществлялся отбор проб непосредственно в местах сосредоточения глубоководных выпусков от предприятий г. Петропавловска-Камчатского.
Новизна процедуры отбора проб почвы, растительности и снега по территории Петропавловск-Камчатской городской агломерации связана с ее комплексным характером.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
Данное исследование является комплексным экологическим контролем за состоянием окружающей среды в Петропавловск-Камчатской городской агломерации и акватории Авачинской бухты.
2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.
Не создано.
3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов (области науки и техники; отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция).
Данные, полученные в результате исследований, могут быть переданы администрации города Петропавловска-Камчатского и использованы для усиления контроля за предприятиями, осуществляющими выпуск сточных вод в акваторию Авачинской бухты.
3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
Результатами внедрения НИР в образовательный процесс являются:
Стажерская и производственная практика студентов кафедры биологии и химии КамГУ им. Витуса Беринга, проводимая на базе научно-образовательного центра «Технопарк» в рамках выполнения государственного контракта;
Выполнение квалификационных работ по теме государственного контракта (студенты кафедры биологии, химии, физики).
  Обновленное содержание образовательной программы по специальности «Экология» для аспирантов.
3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов, товаров и услуг, созданных на основе полученных результатов, на подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, достижение или превышение заданных индикаторов и показателей.
В ходе выполнения работ по государственному контракту ведется подготовка трех кандидатских диссертаций и одной докторской, что превышает запланированное число подготовки кандидатских диссертаций.
4. Выводы
В процессе выполнения первого этапа государственного контракта № 02.740.11.0340 по теме «Комплексное исследование содержания ионов тяжелых металлов и техногенных радионуклидов по акватории Авачинской губы и в Петропавловской городской агломерации и создание опытно-экспериментальной установки для биологической очистки морских вод» были проведены:
1) патентный поиск современных биотехнологий очистки морских вод от техногенных загрязнений с использованием методов интенсивной и экстенсивной марикультур. В результате проведения патентного поиска было обработано около тысячи патентов, из которых отобран 101 патент. Для наших условий наиболее отработаны технологии подвесного выращивания в двухгодичном цикле и одногодичном с выращиванием рассады в цехах;
2) анализ современных биотехнологий очистки вод от техногенного загрязнения с использованием методов интенсивной и экстенсивной марикультур, который позволяет сделать вывод о том, что проблема очистки вод от техногенного загрязнения требует дальнейших исследований и системы биологической очистки морских вод необходимо совершенствовать. По нашему мнению мало внимания уделено комбинированным способам очистки с помощью макрофитов и морских беспозвоночных;
3) экспериментальные исследования по выбору полигона расположения опытно-экспериментальной установки, ежемесячный отбор проб пресной и морской воды, водорослей-макрофитов по акватории Авачинской губы. Сезонный отбор проб снега, почвы, разнотравий;
4) анализ отобранных проб на содержание ионов тяжелых металлов и техногенных радионуклидов.
В процессе выполнения работ были созданы:
1) база данных общего уровня загрязнения;
2) карта мест глубоководного сброса сточных вод от предприятий, имеющих лицензию на водосброс;
3) карты отбора проб пресной и морской воды, снега, водорослей-макрофитов, трав, обоснование их выбора.
Запланированные работы по этапу № 1 были выполнены в полном объеме.
По итогам проделанной работы был подготовлен отчет по этапу № 1 «Подготовка аналитического обзора биотехнологий очистки вод. Определение размещения станций отбора проб». «Комплексное исследование содержания ионов тяжелых металлов и техногенных радионуклидов по акватории Авачинской губы и в Петропавловской городской агломерации и создание опытно-экспериментальной установки для биологической очистки морских вод» и итоговый отчет о результатах патентных исследований.

Руководитель работ по проекту
Руководитель НОЦ «Технопарк» В.П.Федорченко
Развернуть
2
01.01.2010 - 30.06.2010
2.1 Изучение динамики созревания зооспор у потенциальных
объектов марикультуры.
2.2 Изучение скорости роста макрофитов в природных чистых
районах и районах техногенного загрязнения.
2.3 Разработка методов отбора маточных слоевищ водорослей.
2.4 Изучение распределения водорослевого пояса
(ламинариевых) вдоль техногенно загрязненных участков
побережья Авачинской губы.
2.5 Проведение технико-экономических расчётов и выбор
оптимальной для Авачинской губы биотехнологии очистки вод
от техногенного загрязнения и её обоснование.
2.6 Проведение экспериментальных исследований:
ежемесячный отбор проб пресной и морской воды, водорослей-
макрофитов по акватории Авачинской губы. Сезонный отбор
проб снега, отбор проб почвы, отбор проб разнотравий.
Гидрологические и гидрохимические наблюдения в месте
предполагаемого размещения площадки для опытно-
экспериментальной установки выращивания водорослей-
макрофитов (вблизи источника загрязнения).
Проведение экспериментальных лабораторных работ по
выращиванию водорослей.
2.7 Анализ и обобщение результатов научных исследований по
этапу.
2.8 Обоснование отобранной биотехнологии очистки вод от
техногенного загрязнения с использованием методов
марикультур.
2.9 Анализ отобранных проб на содержание ионов тяжелых
металлов с апреля по июнь.
2. 10 Анализ отобранных проб снега на гамма- бета-
спектрометре и альфа-бета-радиометре.
Развернуть
3
01.07.2010 - 10.12.2010
3.1 Разработка и изготовление конструкции плантации для
выращивания макрофитов с целью биологической очистки вод
Авачинской губы.
3.2 Проведение экспериментальных исследований:
ежемесячный отбор проб пресной и морской воды, донных
отложений, водорослей-макрофитов. Сезонный отбор снега, разнотравий, почвы. Гидрологические и гидрохимические наблюдения, лабораторные работы по выращиванию
водорослей: 2010 год.
3.4 Анализ отобранных проб на содержание ионов тяжелых
металлов.
3.5 Анализ отобранных проб почвы, снега, разнотравий на
гамма-бета- спектрометре и альфа - бета - радиометре.
3.6 Изучение помесячной динамики накопления минеральных и
органических веществ и содержание ионов тяжелых металлов в
районах техногенного загрязнения.
3.7 Изучение помесячной динамики накопления минеральных и
органических веществ и содержание ионов тяжелых металлов в
чистых районах, прилегающих к акватории Авачинской губы.
(о. Старичкова, б. Спасения).
3.8 Разработка методов оспоривания субстрата.
Развернуть
4
01.01.2011 - 30.06.2011
4.1 Проведение сравнительного анализа помесячного
содержания ионов тяжелых металлов в слоевищах водорослей,
произрастающих в чистом месте и на плантации в районе
источника загрязнения.
4.2 Продолжение работ по изучению и развитию
культивируемых водорослей.
4.3 Проведение экспериментальных исследований:
ежемесячный отбор проб пресной и морской воды, донных
отложений, водорослей-макрофитов. Сезонный отбор проб
снега, разнотравий, почвы. Гидрологические и
гидрохимические наблюдения.
4.4 Обобщение данных по экосистеме Авачинской губы и
Петропавловск-Камчатской городской агломерации по этапу.
4.5 Анализ отобранных проб на содержание ионов тяжелых
металлов.
4.6 Анализ отобранных проб снега на гамма- бета-
спектрометре и альфа - бета - радиометре.
4.7 Подведение итогов исследований по этапу.
Развернуть
5
01.07.2011 - 15.11.2011
5.1 Создание карт-схем распределения загрязнения ионами
тяжелых металлов по акватории Авачинской губы.
5.2 Проведение экспериментальных исследований:
ежемесячный отбор проб пресной и морской воды, донных
отложений, водорослей-макрофитов. Сезонный отбор снега,
разнотравий, почвы. Гидрологические и гидрохимические
наблюдения.
5.3 Патентование опытно-экспериментальной установки
искусственного выращивания водорослей.
5.4 Проведение технико-экономической оценки полученных
результатов НИР.
5.5 Анализ и обобщение данных по экосистеме Авачинской
губы и Петропавловск-Камчатской городской агломерации за
2011 г.
5.6 Разработка программы внедрения результатов НИР в
образовательный процесс.
5.7 Расчет объемов поглощенных водорослями из окружающей
среды ионов тяжёлых металлов.
5.8 Экспериментальная оценка эффективности очистки вод
Авачинской губы с помощью водорослей.
5.9 Анализ отобранных проб почвы, снега, разнотравий на
гамма- бета- спектрометре и альфа - бета - радиометре.
5.. 10 Итоговый анализ и обобщение результатов НИР.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
4,5 млн
профинансировано
Тема
Разработка способов очистки морских акваторий от нефтяного загрязнения с использованием биологических объектов (морских водорослей и нефтеокисляющих бактерий).
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка методов медицинского лабораторного анализа содержания тяжелых металлов в крови и биологических жидкостях.
Продолжительность работ
2009, 8 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка технологии раннего обнаружения предвестников опасных геодинамических процессов в береговой зоне России и способов защиты ее прибрежных территорий. Разработка системы сейсмического мониторинга на акваториях и территориях для стратегически важных и экологически опасных объектов на установке: "Мобильная комплексная геофизическая установка наземного базирования для сейсмологического мониторинга морских акваторий и прибрежных зон (СЕЙСМОЛАБОРАТОРИЯ) (рег. № 2-1.9)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
4,9 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка методов переработки руд с низким содержанием тяжелых металлов с использованием геохимических барьеров
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
4,5 млн
Количество заявок
3
Тема
Оценка радиационно-токсикологических параметров радионуклидов при внутреннем и наружном поступлении, и разработка средств защиты. Измерение содержания трансурановых радионуклиов в организме человека для работников ядерных производств на установке: "Лабораторный стенд для проведения экспериментальных работ с радиоактивными веществами в открытом виде (РАДИАЦИЯ) (рег. № 2-3.13)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Количество заявок
1