Projekti / Programi
Kroženje snovi v okolju, snovna bilanca in modeliranje okoljskih procesov ter ocena tveganja
01. januar 2004
- 31. december 2008
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.08.00 |
Naravoslovje |
Varstvo okolja |
|
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| 1.03.00 |
Naravoslovje |
Biologija |
|
| 1.06.00 |
Naravoslovje |
Geologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P305 |
Naravoslovno-matematične vede |
Kemija okolja |
analizna kemija okolja, biološki in geokemijski ciklusi, kemijske zvrsti elementov, organski onesnaževalci, anorganski onesnaževalci, stabilni izotopi, autentičnost prehrane, meroslovje v kemiji, biomonitoring, nevtronska aktivacijska analiza, naravni in umetni radionuklidi, radiokemija, radioekologija, kinetika in mehanizem toplotne razgradnje snovi, modeliranje, ocena tveganja, kontrola kvalitete
Raziskovalci (55)
Organizacije (3)
Povzetek
"Kroženje snovi v okolju" obsega dejavnost analizne kemije okolja, bioloških in geokemijskih ciklov ter radiokemije in radioekologije. Analizna kemija okolja ter biološke analize obsegajo postopke za pridobitev trenutne informacije o stanju/vsebnosti določene snovi v izbrani okoljski sestavini (gre za informacije v določenem časovnem preseku, ki pa se lahko poljubno pogosto zbirajo, da dobimo časovne serije), zato lahko tolmačimo, da s pomočjo sistema analitike zasledujemo del kroženja snovi v okolju, določamo stanja oziroma izvajamo nadzor - monitoring. Snov, o kateri govorimo, je lahko naravno prisotna ali umetno vnešena v okolje. Če k tem aktivnostim dodamo "snovne bilance", pridemo do bolj inženirskih in tehnoloških vidikov analitike. "Modeliranje okoljskih procesov ter ocena tveganja" pa kot interdisciplinarni orodji prispevata k povezovanju naravoslovnih znanj s politiko okolja, vrednotenjem in družbenimi cilji.
Cilj programa je doseči usposobljenost in kar največjo percepcijsko širino raziskovalcev pri spoznavanju in obravnavi okolja. To bo omogočilo njihovo učinkovito udeležbo pri iskanju najboljših smeri družbenega razvoja ter kakovosti življenja. Rezultati raziskav bodo uporabljeni kot podpora za večkriterijsko odločanje o posameznih (alternativnih) okoljsko-varstvenih ukrepih in pri kreiranju okoljske ter gospodarsko razvojne politike.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave odzivnosti naravnega vodnega kroga, biogeokemijskih ciklov in snovnih tokov hranil na antropogene vplive in naravnih okoljskih arhivov so neposredno doprinesle k napredku temeljnih interdisciplinarnih znanosti o okolju – geologije, hidrologije, biogeokemije, ekologije gozda, analizne kemije okolja. Predlagani program se s svojo tematiko neposredno prilagaja strategiji razvoja znanosti in prednostnim in prezrtim temam na področju znanosti o okolju, kot jih definira Evropska znanstvena fundacija. S kombinacijo različnih pristopov, uvedbo novih in že vpeljanih tehnik in modelnimi izračuni bomo dobili boljši vpogled v delovanje naravnih sistemov, bolje definirali sedanje in preteklo stanje, kjer je to potrebno, kar je še zlasti pomembno pri predvidevanju in prilagajanju prihajajočim spremembam v okolju in gospodarjenju z naravnimi resursi ter prostorom. Poseben doprinos k zakladnici znanja predstavlja vpeljava in kritična evaluacija možnosti uporabe kombinacije geokemijskih in biomarkerjev okoljskih sprememb v različnih časovnih in prostorskih merilih. Programska skupina se bo tako s pridobljenim znanjem v še večji meri kot do zdaj lahko integrirala v evropski in svetovni raziskovalni prostor. Pri ocenah toksičnosti in preučevanju kroženja ter transformacije elementov v okolju, je poleg celotne koncentracije potrebno poznati tudi posamezne kemijske zvrsti elementov. Programska skupina je sledila novim svetovnim trendom in pred 20 leti med prvimi v Sloveniji začela razvijati analizne postopke za speciacijo elementov. Na tem področju se uvršča v sam svetovni vrh, kar kažejo tudi članki v literaturi, citiranost del in sodelovanje v mednarodnih projektih. Za učinkovito načrtovanje in-situ remediacije onesnaženih področij, so izrednega pomena raziskave na laboratorijskem nivoju (in vitro in ex-situ), kjer določimo potencial biološke razgradnje. Učinkovitost razgradnje lahko pospešimo na več načinov (z dodatkom specifičnih mikroorganizmov, z dodatkom mikroelementov, s povečanjem biološke razpoložljivosti organskih spojin, z indukcijo encimov) in je treba uspešnost posameznih postopkov preizkusiti za vsak določen sistem (v reaktorjih, na pilotnih čistilnih napravah in na samem mestu onesnaženja). Proučevanje metabolizma toksičnih kovin (Hg, Cd, Pb) v različnih organizmih so usmerili v mehanizme akumulacije, prilagoditve celic na prisotnost kovin, toksične učinke kovin na membrane in genetski material ter njihove interakcije z esencialnim selenom. Delo predstavlja pomemben prispevek pri raziskovanju potencialne toksičnosti kovin na celičnem nivoju. Usmerjeno pa je predvsem na učinke živega srebra in kadmija v območju nizkih koncentracijah. Raziskave so aktualne, ker sta oba elementa zaradi onesnaženosti okolja lahko prisotna v prehrambenih izdelkih in pri kronični izpostavljenosti povezana s patogenezo različnih možganskih obolenj pri splošni populaciji (Azheimerjeva bolezen, senilnost, Parkinsonova bolezen). Poudarek raziskav s področja jedrske kemije je v zadnjih letih prav na razvoju metod za določitev nizkih vsebnosti naravnih in umetnih radionuklidov v hrani in pitni vodi ter na določanju sledov elementov v različnih vzorcih. Določanje posameznih aktinidov v kompleksnih vzorcih je izredno zahtevno, saj je njihova ločitev zaradi podobnih kemijskih lastnosti otežena. Vendar prav pravilna informacija o posameznem radionuklidu da pravo oceno o njegovi prisotnosti. Rezultati ovrednotenja vloge nano aerosolov RnDP v dozimetriji radona in evaluacije zdravstvenih učinkov bodo pomembno prispevali v zakladnico svetovnega znanja in omogočali nadaljnji razvoj teorije na tem področju ter njeno implementacijo pri izboljšanju dozimetričnih modelov. Rezultati analize časovnih vrst merjenih količin na potresno in tektonsko relevantnih območjih z uporabo metod strojnega učenja bodo predvsem obogatili svetovno podatkovno bazo in nakazali nove metodologije na tem področju.
Pomen za razvoj Slovenije
Razumevanja okolja, postopkov analize usode onesnaževal, posledic pomanjkanja naravnih dobrin za naraščajočo človeško populacijo na Zemlji, zdravstvenih vplivov onesnaževanja okolja itd., se lahko mladi raziskovalci naučijo na številnih univerzah po svetu. Vendar menimo, da je treba to možnost ponuditi tudi v Sloveniji, še posebej domači populaciji. Obenem se interes varstva nacionalnega bogastva oblikuje s kreiranjem rešitev za lastne probleme. Glede na to menimo, da je glavni pomen predlaganega raziskovalnega programa za Slovenijo v originalnem prispevku k celovitemu raziskovanju in izobraževanju o okolju, to je v ustvarjanju najvišje usposobljenih kadrov na področju okoljskega modeliranja in ocenjevanja sprememb v okolju/prostoru. Poleg tega bo razvojno naravnano raziskovanje dalo oporo za tehnološki, v daljnjo prihodnost orientiran razvoj slovenskega gospodarstva z iskanjem prihajajočih in uvajanjem najboljših razpoložljivih tehnologij (BAT-Best Available Techniques). Skrb za okolje skupaj z oceno socialnih gibanj v prihodnosti ob vitalnem gospodarstvu predstavlja eno od treh ključnih komponent strategije razvoja sleherne razvite države. Da bi dovolj zgodaj prepoznali morebitne škodljive spremembe okolja se strokovnjaki poslužujejo različnih znanstvenih metod. Zaenkrat so te v zvezi z dolgoročnejšimi napovedmi še nedodelane oziroma se šele razvijajo, zato napovedi za daljno prihodnost ostajajo več ali manj špekulacije (na primer posledice segrevanja ozračja). Znanost bo na tem področju morala napredovati; naši raziskovalci bodo k temu prispevali z delom v okviru predlaganega raziskovalnega programa. Strategija razvoja RS za prvo desetletje v članstva EU navaja kot osnovni instrument za doseganje strateških ciljev spodbujanje konkurenčnosti, prilagodljivosti in inovativnosti celotne družbe, s čimer bo Slovenija dosegla večjo kakovost življenja in celovit človekov razvoj. Cilji predlaganega raziskovalnega programa so s Strategijo v celoti usklajeni, saj gradijo bazo temeljnega znanja za trajnostno gospodarjenjem z okoljem, prilagajanje okoljskim spremembam in upravljanje naravne dediščine. Tematika predlaganega programa se prav tako pokriva z eno izmed glavnih prioritet Evropske Unije, t.j. trajnostno upravljanje in gospodarjenje z naravnimi viri, okoljem in razvoj okoljskih tehnologij. Prav tako je pomembna za podporo izdelave in implementacije nacionalne in evropske zakonodaje na področju okolja in varovanja naravne dediščine. Rezultati programa bodo dopolnili znanje za pripravo strokovnih podlag za uresničevanje obveznosti iz Kyotskega protokola, prav tako pa bodo v podporo dolgoročnim odločitvam o vlaganju v programe ukrepov varstva narave in dolgoročne usmeritve na področju rabe prostora, predvsem v povezavi s pripravo strategij prilagajanja podnebnim spremembam. Slovenija je bogata z vodnim potencialom, fizične spremembe rečnih tokov pa odločilno posegajo v spremembe kroženja snovi, tudi nevarnih in toksičnih. Zato je za razvoj ekološke misli in splošnega prepričanja, da so vodni eksosistemi pomembni naravni energetski potenciali za državo, pomembno opozoriti, na osnovi relevantnih raziskav, na nevarnosti akumulacij, tako starih kot recentnih. Razumevanje prenosa snovi in akumulacije onesnaževal v vodnih organizmih v slovenskem vodnem okolju bo prispeval k kakovosti življenja nasploh. Prav tako bo to predstavljalo pomemben prispevek k realnejšemu ocenjevanju tveganj in dejanskih vplivov onesnaževal na okolje in zdravje ljudi, kar je pomembno za izvajanje smiselnega monitoringa. Rezultati pa bodo pomembni tudi za proces izobraževanja študentov dodiplomskega in podiplomskega študija različnih študijskih smeri.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
