يعد البحث في مجال البيئة أحد المجالات الثلاثة ذات الأولوية للأنشطة العلمية والتعليمية لجامعة ولاية جنوب الأورال ، إلى جانب الصناعة الرقمية وعلوم المواد. يهدف تنفيذ المشاريع البيئية للجامعة مع شركاء مثل إدارة المراقبة البيئية في منطقة تشيليابينسك ، وشركة اميرسون و المجع الصناعي «لصناعة المعدن ماجنيتوجورسك»، إلى خلق بيئة بيئية سليمة لشيليابينسك والمنطقة.
البيئة هي واحدة من أهم مجالات التطوير الجامعي. يتم تحديد أهمية هذا الاتجاه ، أولا وقبل كل شيء ، من خلال احتياجات المنطقة. تشيليابينسك هي مدينة يبلغ عدد سكانها مليون نسمة ، يوجد فيها أكثر من 10 شركات صناعية كبيرة ، معظمها من المعادن. وفقا لمكتب إدارة المراقبة البيئية في منطقة تشيليابينسك ، تشيليابينسك تحتل المرتبة 12 بين مدن روسيا من حيث كتلة انبعاثات التلوث من قبل المؤسسات الصناعية والنقل البري. أثارت مجموعة المشاكل البيئية بحدة مسألة الحاجة إلى إنشاء مركز للتميز على أساس جامعة جنوب الأورال الحكومية لحل المشكلات البيئية. تضافرت جهود الباحثين وأعضاء هيئة التدريس في عدد من المشاريع البيئية.
في يونيو 2017م ، وقعت جامعة جنوب الأورال الحكومية ومكتب إدارة المراقبة البيئية لمنطقة تشيليابينسك اتفاقا ينص على التعاون في مجالات العمل الرئيسية.
إن الجمع بين الإمكانات العلمية والخبيرة للجامعة مع الأساليب العملية والمنهجية التي تم تطويرها على أساس الممارسة الإشرافية لإدارة المراقبة البيئية أوجد الظروف لظهور حلول تقنية مبتكرة وتحسين مناهج المراقبة المنهجية والعملية.
على سبيل المثال ، استنادًا إلى المعايير التي تم وضعها على أساس ممارسة إدارة المراقبة البيئية لمنطقة تشيليابينسك ، حددت مهام نظام مراقبة المنشآت الصناعية وظيفة نموذج وظيفي مبتكر لحساب انبعاثات الشركات التي من شأنها أن تمنع تلوث الهواء الجوي ولا تتعامل مع عواقبه. سيمكن هذا التطوير المشترك من إنشاء واحدة من الآليات الأساسية لضمان تنفيذ المشروع الوطني «البيئة» في مدينتي تشيليابينسك وماجنيتوجورسك.
شارك أخصائيون جامعيون في إعداد عدد من تقارير الخبراء حول الضرر الناجم ، والتي تم استخدامها في الأنشطة الإشرافية لأدارة المراقبة البيئية.
خلال اجتماع المجلس العلمي الدولي الذي عقد في 31 مايو - 1 يونيو في جامعة جنوب الأورال الحكومية ،أعرب رئيس شركة اميرسون مايكل تيرن عن تقديره الكبير لاستراتيجية التنمية التي تهدف إلى تحسين الوضع البيئي:
«أعتقد أن مثل هذا الاتجاه مثل البيئة مهم للغاية. البحوث التي أجريت في جامعة جنوب الأورال الحكومية، تهم العالم بأسره اليوم. علماء الجامعة قاموا بحل مشاكل ندرة المياه ، وتلوث الهواء. في وقت قصير ، حققت جامعة جنوب الأورال الحكومية تقدمًا كبيرًا في البحث في هذا الاتجاه»
.jpg)
أكد رئيس مجموعة اميرسون ، مايكل تيرن ، أن البيئة هي أحد المجالات الرئيسية
لأكثر من 30 عامًا ، تم تدريب المتخصصين في مجال البيئة في جامعة جنوب الأورال الحكومية. لقد أثبت هؤلاء الخبراء أنفسهم في المنطقة وخارجها. تم الدفاع عن أكثر من 20 رسالة دكتوراه حول القضايا البيئية ، يتم نشر أكثر من 10 مقالات علمية سنويًا في أفضل 25 مجلة مفهرسة في قواعد بيانات سكوبس و شبكة العلوم ، ويتم تنفيذ 3 إلى 4 منح علمية وأكثر من 10 مشاريع بتكليف من الشركات. وبالتالي ، تتمتع الجامعة بخلفية تعليمية وبحثية مهمة في حل المشكلات البيئية.
«حدد مرسوم رئيس الاتحاد الروسي مجموعة من التدابير لتحسين الوضع البيئي وفي نهاية عام 2018م وافق على المشروع الوطني« البيئة». في هذا الصدد ، وضعت الجامعة هدفًا: إنشاء المركز الفيدرالي الروسي لأفضل التقنيات والكفاءات البيئية المتاحة. يُتوقع حل هذا الهدف في الكتل التالية: «الهواء النقي» ، «المياه العذبة» ، «تطوير تقنيات معالجة النفايات الصلبة» ، «القانون البيئي» و «الهندسة البيئية الإنسانية: في كل مجال من المجالات ، يجري العمل النشط وإشراك مختلف أقسام الجامعة»,- يقول أوليغ بولشاكوف ، باحث مشارك في إدارة نشاط الأبتكار العلمي بجامعة جنوب الأورال الحكومية.
.jpg)
يعمل أوليغ بولشاكوف في فريق من كبار العلماء في جامعة جنوب الأورال الحكومية على حل المشكلات البيئية
يعمل مركز التميز حاليًا على كتل «الهواء النقي» ، و «المياه النظيفة» ، و «تطوير تقنيات معالجة النفايات الصلبة» ، و «معالجة المياه الصناعية» ، و «الهندسة البيئية الإنسانية» ، و «القانون البيئي» ، و «الطب البيئي».
ماذا نتنفس؟
يعد تلوث الغلاف الجوي أحد أكثر مشاكل البشرية حدة. وفقًا لمنظمة الصحة العالمية ، فإن 9 من كل 10 أشخاص في العالم يتنفسون الهواء الملوث. في الوقت نفسه ، لا توجد أداة فعالة تسمح بإجراء تقييم في الوقت الفعلي لمساهمة كل مصدر من مصادر الانبعاثات الملوثة ، سواء كانت مركبة أو مؤسسة صناعية ، في الحالة البيئية للبيئة الجوية الحضرية.
تم تصميم المشكلة لحل «Ecomonitor» - وهو مشروع متعدد التخصصات من معهد العلوم الطبيعية والدقيقة بجامعة جنوب الأورال الحكومية. نتاجه النهائي هو برنامج كمبيوتر يقوم بتنفيذ نموذج رياضي تم إنشاؤه على أساس التطورات الأصلية للعلماء مع مراعاة تجربة العالم الحديث.
«أنت بحاجة إلى معرفة ما هو تركيز كل مادة في منطقة معينة ، ما إذا كان من الآمن أن تكون هناك. وإذا كان هناك العديد من المؤسسات الصناعية في جزء معين من المدينة ، فمن الضروري مراعاة مساهمة كل منها في تلوث الهواء, نحن نطور نموذجًا وبرمجيات رياضية لنظام مراقبة بيئي»,- يقول رئيس المشروع ، أستاذ مشارك في قسم الرياضيات التطبيقية والبرمجة في جامعة جنوب الأورال الحكومية، ديمتري دروزين.
تم تطوير نسخة تجريبية من البرنامج ، والتي ، بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها من هذه الشبكة ، تحسب انتشار التلوث في جميع أنحاء الإقليم وتسمح ليس فقط لتحديد تركيز التلوث في أي وقت ، ولكن أيضًا لحساب التغير في هذه التركيزات ، حسب ظروف الطقس. في التنمية ، سوف يأخذ البرنامج في الاعتبار التضاريس. الشركاء في المجموعة هم: مكتب إدارة الرقاتبة البيئية في منطقة تشيليابينسك ، وزارة البيئة في منطقة تشيليابينسك ، المجع الصناعي «لصناعة المعدن ماجنيتوجورسك».
.jpg)
مدير قسم المعدات التحليلية والبرامج البيئية في إيمرسون ، ألكساندر مويف: تخطط إيمرسون وجامعة جنوب الأورال الحكومية للعمل معًا لتحسين البيئة في المنطقة.
بالإضافة إلى ذلك ، في المستقبل القريب ، يجري النظر في تشكيل أنظمة مراقبة الهواء باستخدام أجهزة الاستشعار التي تنتجها إيمرسون. أشار مدير قسم المعدات التحليلية والبرامج البيئية في إيمرسون ، ألكسندر موف ، إلى أن تعاون جامعة جنوب الأورال الحكومية وإيمرسون يمكن أن يؤثر إيجابًا على الوضع البيئي في المنطقة:
«نحن منخرطون في نمذجة الوضع البيئي ودورنا هو المساعدة في تحديد المهام وتكييف الحلول العلمية للتطبيق العملي. في المستقبل ، لدينا أفكار لإنشاء مختبر مشترك لتطوير تطبيقات جديدة للبيئة ».
.jpg)
عميد كلية الكيمياء ، معهد العلوم الطبيعية والدقيقة في جامعة جنوب الأورال الحكومية فياتشيسلاف أفدين: تمكنت جامعة جنوب الأورال الحكومية من تطوير محفزات ضوئية جديدة لتنقية المياه
«المياه النظيفة»
ومما لا يقل إثارة للاهتمام هو مشروع آخر لعلماء جامعة جنوب الأورال الحكومية - وهو نظام متكامل للمعالجة البيئية لمياه الصرف الصحي للمشروعات الصناعية الزراعية ، والتي لها تأثير كبير على البيئة. الزراعة والصناعة الغذائية تخلق كمية كبيرة من النفايات العضوية التي تتحلل بسرعة مع إطلاق المركبات السامة. تتطلب معالجة المياه العادمة لهذه المجمعات أساليب خاصة. وقد اقترح علماء من جامعة جنوب الأورال الحكومية إنشاء مواقع مائية حيوية واستخدام التقنيات الهجينة القائمة على التجويف الهيدروديناميكي والمحفز الضوئي.
«المحفزات الضوئية التي طورناها لها نشاط أعلى بخمس مرات من نظائرها التجارية. المحفزات الضوئية عبارة عن أكسيد فلزي مختلط TiO2 / SiO2 ، حيث يتم توزيع حبيبات نشطة ضوئيًا من TiO2 ، التي يبلغ حجمها حوالي 5 نانومتر ، بشكل منتظم في جل السيليكا الخامل. هذه المواد فعالة ضد المركبات العضوية الثابتة ، بما في ذلك الفينول ، البنزو (أ) بيرين ، والأصباغ ، والمبيدات الحشرية ، ومبيدات الأعشاب ، وما إلى ذلك».- يكشف عن جوهر الطريقة فياتشيسلاف أفدين ، عميد القسم الكيميائي في معهد العلوم الطبيعية والدقيقة في جامعة جنوب الأورال الحكومية.
أحد التطورات الواعدة هو مشروع علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية « «Sorbent ، الذي تم تنفيذه على مدار 15 عامًا. طور باحثون جامعيون مادة امتصاص لا تحتوي على نظائرها في العالم وقادرة على الامتصاص والاحتفاظ بشكل لا رجعة فيه بالكاتيونات المعدنية الثقيلة ، بما في ذلك النويدات المشعة ، في تركيبها. يتم تضمين الملوثات المعدنية في هيكل المادة الماصة مع تمعدن لاحق (العملية تشبه التكوين الطبيعي للمعادن الخام). عودة المعادن الثقيلة إلى الوسط الذي يتم تنظيفه أمر مستحيل دون استخدام تقنيات خاصة.
«المواد الماصة المتقدمة رخيصة وسهلة الاستخدام. لقد أثبتوا أنهم في عملية امتصاص لا رجعة فيها ليس فقط للمعادن الثقيلة ، ولكن أيضًا للنويدات المشعة. وقد حظي المشروع بتقدير كبير من قبل وزارة البيئة في منطقة تشيليابينسك ومكتب إدارة الرقابة البيئية لمنطقة تشيليابينسك»,-يؤكد على على ذالك مدير المشروع الدكتور ( في العلوم الهندسية) ، البروفيسور جينادي ميخائيلوف ، رئيس قسم علوم المواد والكيمياء الفيزيائية للمواد في معهد البوليتكنيك للمواد في جامعة جنوب الأورال الحكومية.
.jpg)
إدارة الرقابة البيئية في منطقة تشيليابينسك تقدر بشدة المواد الماصة التي طورها علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية.
جنبا إلى جنب مع وكالة الفضاء الروسية يتم تطوير نظام متنقل للتحليل السريع للمياه. المتطلبات الرئيسية لأنظمة التحليل هي الحساسية والانتقائية. تعتمد التقنية التي يتم تطويرها على استخدام نقاط الكم الفلورية. لا تزن وحدة التحليل أكثر من 2 كيلوجرام ويتم اختبارها حاليًا في موسكو.
تم إنشاء تعاون دولي مع جامعة أوفييدو (إسبانيا) وجامعة غينت (بلجيكا) في جامعة جنوب الأورال الحكومية. تم نشر أكثر من 20 مقالة في المجلات الـ 25 الأولى (في مجلة سكوبس و شبكة العلوم) ، وقد تم الدفاع عن 5 أطروحات دكتوراة وأطروحتين أستاذية و 2 أطروحة دراسات عليا.
بناء المنازل من النفايات وتشكيل نظرة إيكولوجية العالم
يقدم العلماء في جامعة جنوب الأورال الحكومية أيضًا حلاً أصليًا لمشكلة إعادة تدوير النفايات الصناعية ، وتطبيقها في إنتاج مواد البناء ، التي تحل ثلاث مشكلات في آن واحد: توفير موارد الطاقة ، وإعادة تدوير النفايات ، وتحسين الوضع البيئي.
كما تم تطوير مادة حبيبية تستخدم في صناعة النفط لزيادة كفاءة استرداد الآبار باستخدام تقنية التكسير الهيدروليكي (HF). يتم الحصول على المواد من خلال تقنية بسيطة وفعالة باستخدام إنتاج النحاس الخبث وفرن الانفجار. المشروع المذكور سابقًا «Sorbent» مع إنتاج مواد لتنقية المياه السطحية الطبيعية يستخدم أيضًا هدر إنتاج أفران الصهر ، السبائك الحديدية وإنتاج الصلب.
الهندسة الإنسانية مهمة للغاية في تطوير وجهات النظر حول مستقبل موائلنا ، وبالتالي فإن كتلة «تقنيات الهندسة البيئية» تشمل عنصرين: تكوين وتعزيز صورة منطقة تشيليابينسك وتطوير الممارسات والتقنيات التعليمية التي تهدف إلى تشكيل النظرة البيئية للشباب ؛
يعد تطوير الإطار التنظيمي لحل المشكلات البيئية الملحة أهم خطوة في الإعداد لتحسين الوضع البيئي في المنطقة ؛ لذلك ، في كتلة «القانون البيئي» ، يعمل موظفو معهد القانون التابع لجامعة جنوب الأورال الحكومية على تحسين وتطوير الإطار التنظيمي الحديث للتنظيم البيئي ؛ وكذلك على الدعم البيئي والقانوني لأنشطة المؤسسات.
المشاريع الفريدة في مجال البيئة ، التي طورها علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية ، سوف تتعامل بفعالية مع التلوث البيئي ، الذي له أهمية كبيرة ، بالنظر إلى الخصائص الصناعية في المنطقة. سيستمر العمل في هذا الاتجاه ذي الأولوية لإحدى أكبر الجامعات الروسية. يمكن استخدام التجربة الناجحة لعلماء جامعة جنوب الأورال الحكومية من قبل المناطق الروسية الأخرى ذات الوضع البيئي المعقد وفي جميع أنحاء العالم.