ИСТИНА

Цель проекта - разработка теоретических и прикладных основ геохимии природных вод на базе междисциплинарной концепции формирования полимасштабных водных потоков потенциально токсичных элементов и соединений (ПТЭиС – тяжелых металлов и металлоидов, взвесей, ПАУ и долгоживущих радионуклидов) в речных бассейнах для развития технологий оценки и прогноза их трансформации в условиях изменения климата и усиления антропогенной нагрузки.

Результаты проекта будут включать в себя собственно научные результаты, новые технологии - средства моделирования и наблюдений и методические комплексы, а также новые образовательные программы и ресурсы. Они будут представлены научному сообществу, в Министерство природных ресурсов и экологии, Министерство по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий службам и другим потенциальным пользователям. Пяти научным задачам проекта соответствуют пять научных результатов, последовательно раскрывающих каждую из сформулированных задач: 1. Научно обоснованная система организации наблюдений за переносом ПТЭиС во взвешенных, влекомых и растворенных формах в речных бассейнах и оценки современных объемов их поступления в приемные моря. 2. Идентификация источников поступления и очагов накопления ПТЭиС в зонах аккумуляции в бассейнах рек основных климатических поясов РФ и верификация моделей латеральной миграции ПТЭиС для территорий, различных по ландшафтно- климатическим особенностям и степени антропогенного воздействия. 3. Реконструкция этапов загрязнения речных бассейнов, расположенных в пределах территорий с высокими уровнями антропогенной нагрузки (сельское хозяйство, промышленность, урбанизированные территории, горнодобывающая отрасль и т.п.) ПТЭиС во второй половине XX- начала XXI в. 4. Закономерности гранулометрического фракционирования ПТЭиС и их переноса микрочастицами в полимасштабных речных бассейнах, различающихся природными условиями и антропогенной нагрузкой, и модели изменения биодоступности и процессов сорбции-десорбции ПАУ в депонирующих средах и их тонкодисперсных фракциях в пределах крупнейших речных бассейнов. 5. Сценарные оценки трансформации потоков ПТЭиС на период до конца XXI века при разных сценариях климатических изменений и антропогенного воздействия как основа прогнозирования долговременного радиоактивного и химического загрязнения при сценариях катастроф с учетом трансформации форм нахождения загрязняющих веществ в природных средах и их сезонных вариаций. Блок результатов по развитию технологий лежит в основе каждой из 5 технологических задач проекта: 1. Методологические основы и технологии наблюдений, оценки и прогнозирования миграции и накопления ПТЭиС и система нормирования загрязняющих веществ как основа управления хозяйственными комплексами, опирающаяся на новые массивы данных о растворенных и взвешенных формах транспорта ПТЭиС и их региональных оценках. 2. Технология выявления пространственно-временной динамики перераспределения загрязняющих веществ, поступающих из диффузных и точечных источников загрязнения хронически и аварийно и транспортируемых наносами, массивы данных и отработанные алгоритмы моделей идентификации источников поступления ПТЭиС в речные бассейны РФ в результате природных и антропогенных процессов. 3. Модели динамики ПТЭиС в системе «почва-вода-растения», «водосбор-русло» на различных временных масштабах после техногенной катастрофы, совмещенные с геофизическими моделями смыва с водосборов, их руслового переноса, накопления в пойменных и донных отложениях на базе физико-математической модели формирования речного стока, а также обоснование сценариев климатических оценок изменений водного режима для территории РФ. 4. Технология гранулометрического фракционирования микрочастиц взвешенных и влекомых наносов и оценки влияния фракционного состава на биодоступность некоторых органических соединений во взвешенных и влекомых наносах и донных отложениях. 5. Методология оценки и прогноза распространения ПТЭиС в речном бассейне за различные временные интервалы после случаев поступления ПТЭиС в атмосферу, наземные экосистемы или напрямую в речные системы. Блок результатов образовательных работ: 1. Реализованные международные школы молодых ученых с приглашением ведущих отечественных и зарубежных специалистов в качестве лекторов. 2. Реализованные семинары, вебинары и образовательные курсы по современным методам гидроинформатики и применению технологий нового поколения на базе МГУ им. М.В. Ломоносова. 3. Учебно-методические комплексы (УМК, не менее 7), включающие: курс лекций, методические указания по выполнению практических/лабораторных работ, методические указания для самостоятельной работы при изучении дисциплин, включение разработанных УМК в учебный план подготовки аспирантов.

Лаборатория геохимии природных вод организуется на базе географического факультета МГУ, где уже успешно функционируют созданные в рамках мегагрантов международная Лаборатория оценки природных рисков (2010-2015 гг., рук. проф. К.П.Колтерман, ФРГ) и Лаборатория городской экологии и климата (2021-2023 гг., рук. проф. М.Кулмала, Финляндия, и проф. Т.М.Минкина, ЮФУ, РФ). Основным направлением деятельности лаборатории должно стать изучение водной миграции поллютантов в КЛГС модельных речных бассейнов страны. Водные потоки являются интегральным звеном гидролого- геохимического цикла миграции веществ в речных бассейнах, а их изучение лежит в основе разрабатываемого авторами проекта нового научного направления – гидрогеохимии речных бассейнов, имеющего важное прикладное значение в различных отраслях природопользования – экологии, водо- и землепользования. Имеющийся задел связан также с наработками участников коллектива - геохимиков, гидрологов, специалистов в области эрозии почв и русловых процессов, почвоведов, химиков и экотоксикологов в области механизмов миграции широкого спектра загрязняющих веществ в речных бассейнах разного масштаба. Привлечение в качестве руководителя этого научного направления А.В.Коноплева, крупнейшего специалиста, работающего на стыке химических, геохимических и гидрологических аспектов проблемы миграции загрязняющих веществ, имеющего уникальный опыт работы в качестве Российского эксперта МАГАТЭ, представителя России в Программе ООН по окружающей среде (UNEP) и Программе мониторинга и оценки Арктики (АМАП), обеспечивает выполнимость задачи по созданию на географическом факультете МГУ Лаборатории геохимии природных вод.

Таким образом, будет создано новое направление в российской науке, развивающее научно-методические основы и технологии прогнозирования распространения загрязняющих веществ в речных системах. В результате деятельности Лаборатории ГПВ впервые будет получена система знаний о закономерностях формирования и трансформации разных классов потенциально токсичных элементов и соединений в полимасштабных речных бассейнах Российской Федерации. Эти знания будут востребованы как для оценок последствий изменений климата, так и техногенных воздействий разного типа, в том числе техногенных катастроф, вызванных преднамеренными провокациями, террористическими атаками и военными действиями. Научные результаты приведут к созданию соответствующих систем принятия решений и будут использоваться в целях прогнозирования потенциальных экологических рисков, разработки новых систем нормирования загрязнений, основанных на региональных кларках растворенных и взвешенных форм химических элементов и адаптированных для крупнейших речных бассейнов РФ.