Часть VI. ГОСУДАРСТВЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Раздел 6. НАУКА В РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

6.1. Научно-исследовательская деятельность научных учреждений и организаций Кемеровской области

6.1.1. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский государственный университет»

В рамках научного направления «Наука в решении проблем охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности» основного научного направления деятельности Кемеровского государственного университета «Биологическое разнообразие Южной Сибири: изучение, охрана и рациональное использование» была начата подготовка второго издания Красной книги Кемеровской области (Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных). С этой целью проведена ревизия редких видов, выявлены новые редкие виды, подготовлены новые списки животных для Красной книги. В отредактированном списке увеличилось число редких насекомых с 39 до 54 видов, общее число видов животных увеличилось со 124 до 135.

Под руководством профессора, зав. кафедрой зоологии и экологии Н. В. Скалона, и доцента кафедры ботаники А. Г. Егорова проводилась научно-исследовательская работа по программам:

— оценка наличия животных и растений, занесенных в Красную книгу Кемеровской области, и характеристика их состояния в зоне влияния гидротехнических сооружений Кузбасса (работа проводилась совместно с Новационной фирмой «Кузбасс-НИОГР);

— выполнение комплекса мероприятий по организации и ведению пространственного мониторинга и кадастра объектов животного мира (за исключением отнесенных к объектам охоты и находящихся на особо охраняемых природных территориях федерального значения, и водных биологических ресурсов на территории) Кемеровской области;

— анализ материалов биологических наблюдений и оценка наличия животных и растений, занесенных в Красные книги Российской Федерации и Кемеровской области, на территории Карчитского месторождения песчано-гравийной смеси;

— оценка наличия животных и растений, занесенных в Красные книги Российской Федерации и Кемеровской области, на территориях золошлакового отвала Кемеровской ГРЭС, лицензионного участка добычи базальта на Восточном участке месторождения «Караканское-2» и участка проектируемого накопителя жидких промышленных отходов ООО «Юргинский машзавод»;

— расчет вероятного вреда при авариях гидротехнических сооружений пруда на р. Киня в Зенковском парке города Прокопьевска Кемеровской области.

Завершен 37-й сезон непрерывных зоологических и экологических исследований на стационаре-биостанции КемГУ «Ажендарово». Изучались численность, экология, этология, анатомия и морфология мелких млекопитающих, рептилий, амфибий, птиц, отдельных отрядов насекомых. Продолжено коллектирование мелких грызунов. Коллекционный фонд кафедры зоологии и экологии КемГУ пополнен на 5 тыс. единиц хранения и достиг 105 тыс. единиц хранения. Остеологическая коллекция мелких млекопитающих Западной Сибири кафедры зоологии и экологии КемГУ сегодня является крупнейшей в мире.

С научными целями проведен отлов более 10 тыс. птиц, которые были окольцованы стандартными кольцам и возвращены в природу. Сведения о кольцевании направлены в Центр кольцевания РАН (г. Москва).

В 2011 году кафедра зоологии и экологии по количеству окольцованных птиц вышла на 1-е место среди высших учебных заведений и на 2-е место в России (предварительный результат). В 2010 году занимала 5-е место в России.

Преподаватели и студенты кафедры принимают активное участие в организации и проведении детских экологических и экологообразовательных мероприятий; научно-практических конференций городского, областного и всероссийского уровней; проводят экологические школы, олимпиады, детские конкурсы; организуют и принимают участие в семинарах и курсах повышения квалификации школьных учителей и педагогов дополнительного образования.

На кафедре ботаники под руководством д.б.н. А. В. Заушинценой на протяжении последних лет проводится изучение экологического состояния почв, в том числе реакции растений на загрязнение почв нефтепродуктами.

Розливы нефти и нефтепродуктов создают серьёзную опасность экологическому состоянию почв. Поскольку большинство нефтепродуктов и компонентов нефти обладают биокумулятивностью, токсичностью и канцерогенностью, то они представляют реальную угрозу для живых организмов. Улучшить состояние почв можно за счет фиторекультивации с использованием растений или биоремедиации через внесение ассоциаций микроорганизмов – деструкторов углеводородов. Результаты показали, что внесение ассоциации микроорганизмов при невысоких дозах загрязнения повышает целлюлозолитическую активность на 8,2-31,4 %. При повышении концентрации загрязнения тяжелыми фракциями возможно лишь инициировать работу микроценозов почвы. Улучшение состояния почв наблюдается лишь на следующий год и зависит от динамики физических, химических и экологических функций почвы.

В 2011 году продолжена работа по подготовке к изданию Красной книги Кемеровской области по разделу «Редкие и нуждающиеся в охране виды растений и rрибов».

На ежемесячных заседаниях постоянно действующего научно-методического семинара кафедры и Кемеровского отделения Русского ботанического общества обсуждаются методические и теоретические вопросы изучения разнообразия, охраны и использования растительных объектов. Ежегодно издается сборник научных трудов Кемеровского отделения РБО «Флора и растительность антропогенно нарушенных территорий», в котором публикуются статьи по материалам изучения флоры и растительности Кемеровской области, а также методические материалы в помощь педагогам – руководителям научно-исследовательских работ учащихся экологической направленности.

Продолжалась работа двух малых инновационных предприятий (МИП) ООО «Экосфера» (директор – студентка 5-го курса Ольга Зуева и ООО «Центр экологического анализа и экспертиз» (директор – студентка 5-го курса Анна Рак). Для работы в МИП привлекаются студенты, магистранты и аспиранты, которые под руководством преподавателей университета получают новые знания и опыт в проектировании, бизнес-планировании, разработке ТЭО и внедрении результатов интеллектуальной деятельности.

На кафедре генетики под руководством д.б.н. профессора В. Г. Дружинина выполнен комплекс научно-исследовательских работ (НИР) в рамках государственного контракта «Молекулярно-генетические маркеры радиочувствительности генома человека в условиях хронического воздействия излучений радона и продуктов его распада» и гранта РФФИ «Исследование полиморфизма генов репарации ДНК как маркеров индивидуальной радиочувствительности генома человека к воздействию радона и продуктов его распада».

Областями применения результатов данной работы являются экологическая безопасность жизнедеятельности человека и профилактическое здравоохранение. К структурам, заинтересованным в практическом использовании полученных результатов, относятся государственные санитарно-эпидемиологические службы, которые используют полученные результаты исследований для проведения мониторинга радонового фона и осуществления противорадоновой защиты жилых и общественных зданий с повышенным содержанием радона для организации комплекса профилактических и реабилитационных мероприятий по снижению рисков в отношении населения, подверженного постоянному воздействию высоких концентраций радона, с учетом индивидуальной реактивности генома к такому воздействию.

Выполнение НИР в рамках данного проекта позволит получить принципиально новые результаты в области исследований индивидуальной радиочувствительности генома человека. На базе полученных знаний возможно формирование групп генотоксического и канцерогенного риска с целью проведения первоочередных профилактических и реабилитационных мероприятий для населения радоноопасных районов.

Социально-экономические эффекты, ожидаемые в результате внедрения рекомендаций, сформированных по итогам выполнения проекта, заключаются в снижении радиационных рисков в части возникновения злокачественных новообразований, снижения общей и онкологической заболеваемости населения радоноопасных районов и, как следствие, уменьшения экономических затрат на лечение и реабилитацию больных людей.

6.1.2. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет»

ООО «Малое инновационное предприятие научно-технический центр «Экосистема» (руководитель – к.т.н., доц. Г. В. Ушаков), созданное в 2010 году на базе кафедры химической технологии твердого топлива и экологии, ведет исследования по следующим направлениям:

1. Переработка и утилизация твердых цинксодержащих отходов с получением пигментов: цинковых белил, цинковых кронов, фосфата цинка.

Разработана технология утилизации цинксодержащих отходов с получением красящих и антикоррозионных пигментов (цинковых кронов). Технология является экологически безопасной. Она позволяет:

– практически полностью извлечь цинк из цинксодержащей пасты, – получить грунтовочный крон, обладающий высокими антикоррозионными свойствами, или малярный крон, который вдобавок можно использовать как пигмент в производстве красок;

– утилизировать полученные маточные и промывные растворы для получения полирующей пасты – ценного и востребованного на рынке продукта.

2. Доочистка биологически очищенных фенольных вод коксохимических предприятий физико-химическими методами.

Данной темой предусматривается удаление вредных примесей, негативно влияющих на окружающую среду (остаточный активный ил, органические и неорганические примеси), из сточных вод, поступающих на тушение кокса.

3. Производство топлива и энергии путем комплексной переработки отходов деревообрабатывающих и сельскохозяйственных предприятий.

Технология предполагает комплексное решение проблемы переработки и утилизации органосодержащих отходов животноводческих (навоз, помет) и деревообрабатывающих предприятий (опилки, стружка и др.) с получением твердого, жидкого, газообразного топлива, энергоносителей и биоудобрений.

В рамках реализации проекта аспирантом Е. С. Брюхановой выигран итоговый конкурс «У.М.Н.И.К.-2011», проведенный НП «Ярославский инновационно-технологический центр» совместно с Ярославским государственным техническим университетом и Ярославским государственным университетом им. П. Г. Демидова при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по Ярославской области.

4. Разработка технологии переработки техногенных угольных образований и некондиционных продуктов переработки угля с получением твердого формованного топлива.

Внедрение технологии, предусматривающей производство топливных брикетов с использованием новых нетрадиционных вяжущих веществ и их использование в топливно-энергетическом комплексе Кузбасса, позволит комплексно решить проблемы использования угольных шламов.

5. Разработка технологии переработки отходов биологических очистных сооружений с получением жидких, твердых и газообразных энергоносителей.

Получены результаты, показывающие возможность утилизации обезвоженного избыточного активного ила биологических очистных сооружений с получением газообразного, жидкого и твердого топлива. Предложена принципиальная схема переработки обезвоженного избыточного активного ила совместно с мелкодисперсными отходами и некондиционными продуктами угледобывающих, углеперерабатывающих и деревообрабатывающих предприятий (угольный шлам, коксовая пыль, угольная и коксовая мелочь, опилки и пр.).

6. Получены гранты губернатора Кемеровской области на исследования по темам:

– «Разработка аппаратурно-технологического процесса переработки углеродсодержащих отходов» (рук. доц. Е. В. Жбырь).

Исследования направлены на разработку альтернативного способа обогащения угольных шламов методом масляной агломерации с использованием в качестве реагента отработанного машинного масла с эксгаустеров машинного зала коксохимических производств.

– «Повышение экологической безопасности установок антинакипной водоподготовки для систем теплоснабжения» (рук. доц. А. В. Неведров).

Применение ионообменного метода умягчения совместно с антинакипной обработкой воды электрическим полем позволит повысить эффективность защиты теплофикационного оборудования от накипи, сократить количество сточных вод и повысить экологическую безопасность предприятий тепловой энергетики.

Ученые кафедры химической технологии твердого топлива и экологии опубликовали свои статьи в журналах «Безопасность в техносфере», «Экология и промышленность России», «Альтернативная энергетика и экология».

6.1.3. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт»

С 2007 года в Кемеровском государственном сельскохозяйственном институтеработает проблемная научно-исследовательская лаборатория (ПНИЛ) рекультивации нарушенных земель. Лаборатория проводит исследование нарушенных в результате добычи полезных ископаемых земель и поиск методов восстановления их утраченного плодородия. Основные научно-исследовательские работы, которые проводились в 2011 году:

1. Мониторинг состояния посадок древесных культур после проведения лесной рекультивации.

Данная работа предусматривала мониторинг приживаемости саженцев древесных растений на рекультивированных участках.

2. Поиск путей снижения стресса растений при транспортировке.

Данной работой предусматривалось изучение влияния стресса на фотосинтетический аппарат растений при высадке деревьев и в процессе их адаптации к условиям техногенной среды, разработка приемов защиты корневой системы древесных растений при транспортировке к месту проведения рекультивации, разработка методики диагностики уровня стресса древесных растений при лесной рекультивации нарушенных земель по состоянию фотосинтетического аппарата.

3. Изучение физико-химических характеристик породных отвалов на территории угольных разрезов Кемеровской области.

4. Разработка технологии применения модифицированных полиакриламидных флокулянтов при проведении биологической рекультивации нарушенных земель.

5. Изучение физико-химических характеристик породных отвалов на территории угольных разрезов Кемеровской области с использованием модифицированных флокулянтов.

Данной работой предусматривалось проведение камеральных исследований почвенных субстратов техногенно нарушенных почв, изучение физико-химических свойств почвенных субстратов и рекомендация разработанной технологии применения модифицированных флокулянтов при транспортировке и хранении саженцев, а также при рекультивации земель, нарушенных угледобывающими предприятиями, к производственным испытаниям на отвалах различного происхождения и в различных природно-климатических зонах.

6. Экологический мониторинг и фиторемедиация загрязненных территорий.

Работой предусмотрены определение состояния биологического этапа рекультивации в проектах для угольных разрезов и определение содержания тяжелых металлов в породах угольных разрезов и пути их утилизации.

Сотрудники лаборатории постоянно принимают активное участие в международных, всероссийских, межвузовских конференциях, выставках–ярмарках, научных школах для молодежи в области исследования нарушенных земель.

Ученые лаборатории являются соисполнителями гранта Министерства образования и науки РФ по теме «Разработка комплекса технологий рекультивации техногенно нарушенных земель, позволяющих оперативно сочетать инновационные методы, средства рекультивации, способы ускорения почвообразовательного процесса, дифференцированные по почвенно–климатическим и экологическим особенностям нарушенных территорий».

На базе лаборатории организован студенческий отряд юных рекультиваторов «Росток». Всего в отряде 60 бойцов. Это студенты ФГБОУ ВПО «Кемеровский ГСХИ» различных курсов и различных специальностей. Бойцы отряда принимают активное участие в проведении работ по рекультивации нарушенных земель на угольных предприятиях Кузбасса.

6.1.4. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»

В 2011 году в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (КемТИПП) по разделу «Наука в решении проблем охраны окружающей среды и обеспечении экологической безопасности» были выполнены работы на кафедрах органической химии, физической химии и аналитической химии и экологии.

На кафедре органической химии – хоздоговорная работа с ООО ПО «Химпром» на тему «Экологизация производства окиси пропилена». В результате проведенных исследований:

– Проанализирована работа двух действующих реакторов синтеза окиси пропилена с использованием кинетики химической реакции. Определены мероприятия по снижению выброса пропиленгликоля в сточные воды. Выданы рекомендации по проектированию нового более мощного реактора с уменьшенным количеством сточных вод.

– Отходы производства: повяма и дихлорпропан – испытаны в составе белой краски для дорожной разметки. Опытные образцы переданы в ООО «ИндорЗнак» (г. Томск), которое производит краску для дорожной разметки.

– В ОАО ЦОФ «Беловская» совместно с КузГТУ испытана композиция для предотвращения смерзания и пыления угля при температурах минус 32-36^ºС, которая не уступает по свойствам зарубежному образцу фирмы «Налко», но по стоимости в 2,5 раза дешевле.

– Проведены производственные испытания реагента для очистки дорожных покрытий (асфальт, бетон) от пыли и грязи, в том числе и перед разметкой в муниципальных предприятиях г. Кемерово «Спецавтохозяйство» и «ДЭК». Определен поставщик реагента. Необходимо разрешение администрации города на его применение.

На кафедре физической химии – работы, направленные на снижение экологической нагрузки угледобывающей промышленности на окружающую среду путем разработки технологии переработки угольных отходов (угольных шламов) в товарную продукцию (топливные брикеты), способствующую ресурсо- и энергосбережению в быту и на объектах малой энергетики.

Проведены экспериментальные поисковые работы по выбору угольных отходов и связующих материалов для получения топливных брикетов. Найдены наиболее подходящее угольное сырье (шламы обогащения коксующихся углей марок Ж, ГЖ и К) и рациональные виды связующих водорастворимых материалов на основе полимеров и поверхностно-активных веществ (ПАВ). Выбран энергосберегающий вид сушки полученных сырых брикетов на основе физико-химических процессов. Проведен технический анализ полученных брикетов. Поданы 4 заявки на получение патента Российской Федерации для производства топливных брикетов.

На кафедре аналитической химиии экологии продолжились исследования, направленные на разработку безотходных и малоотходных технологий очистки сточных вод химической и фармацевтической промышленности.

По результатам научно-исследовательских работ издана монография «Очистка промышленных сточных вод от азотсодержащих органических соединений», опубликовано 9 статей в профильных научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.

6.1.6. Институт угля Сибирского отделения Российской Федерации академии наук

В 2011 году по предложению департамента образования и науки Кемеровской области институт угля СО РАН (г. Кемерово) совместно с институтом почвоведения и агрохимии СО РАН (г. Новосибирск) выполнил работу по анализу и выбору метода рекультивации нарушенных горными работами земель.

Было выявлено, что плодородный почвенный слой, который обычно лежит мертвым капиталом не один десяток лет, необходимо слоем 25-30 см распределять на близлежащие склоны южной экспозиции (метод землевания), представленные в основном слабо- и среднеэродированными черноземами. Таким образом будет осуществляться «ремонт» эродированных черноземов Кузбасса, которые занимают площадь около 120 тыс. га. «Ремонт» плодородным почвенным слоем эродированных почв позволит ежегодно с каждых 100 га дополнительно получать примерно 700 центнеров зерна.

Поскольку черноземы склона южной экспозиции характеризуются значительным иссушением почвенного профиля, «ремонт» эродированных черноземов плодородным почвенным слоем приведет к существенному пополнению запасов почвенной влаги на 250-300 м³/га. Это положительно скажется на водном балансе почв склона, приведет к увеличению производительности каждого гектара «отремонтированных» почв, снизит объемы стока талых и ливневых вод. В конечном итоге произойдет оздоровление окружающей среды на территории Кузбасса.

6.1.7. Государственное научное учреждение «Кемеровский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Российской академии сельскохозяйственных наук

Кемеровским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства по вопросам охраны окружающей среды в 2011 году выполнялись исследования по разработке биологического земледелия с применением сидеральной культуры при почвозащитных обработках почвы (минимальных и нулевых).

В результате исследований выявлено, что почвозащитные обработки в сидеральном (донниковом) пару за счет лучшей влагообеспеченности, большего содержания легкоусвояемого растениями нитратного азота в почве, более благоприятной фитосанитарной ситуации обеспечили получение прибавки урожая пшеницы и ячменя до 20 %.

Почвозащитные обработки улучшают водный и воздушный режим почвы, что способствует процессам нитрификации, а также повышению азотофиксирующей способности донника и биологической активности по минимальным и нулевым обработкам на 40-47 % в сравнении с остальными.

Сидерация донником в комплексе с соломой за 2 ротации четырехпольного севооборота при почвозащитных обработках повышает содержание почвенного гумуса на 0,25 %. Внесение органического вещества сидеральной культурой способствует улучшению агрофизических свойств почвы (объемная масса, удельный вес, пористость, агрегатный состав).

Актуальность проводимой работы заключается в получении экологически чистой продукции, обеспечении населения продуктами питания высокого качества, снижении пестицидной нагрузки на агроценоз.