ИнновацииАвторы: инж. А.А. Полубнев, доцент П.С. Шульга, с.н.с. А.А. Степанов, профессор В.Т. Демидов, профессор О.А. Макаров, м.н.с. Д.Р. Абдулханова, асс. Е.Н. Есафова, в.н.с. Д.В. Карпова) (патент на изобретение 2722726) Область применения: рекультивация элювиальных (слабо структурных) химически загрязненных почв в полевых условиях (повышение продуктивности почв с низким уровнем плодородия). Потребители: сельскохозяйственные предприятия; организации, ведущие работы по рекультивации промышленно загрязненных почв. Какая проблема решается с помощью продукта? Суглинистые и глинистые бесструктурные почвы имеют плохую водопроницаемость. Такие почвы плохо впитывают выпадающие осадки, в результате чего часть воды теряется с поверхностным стоком, что приводит к развитию эрозии. Из-за интенсивного физического испарения запасы воды в бесструктурной почве быстро теряются, и она покрывается глубокими трещинами. Предлагаемое устройство направлено на оструктуривание элювиальных почв, их обогащение, формирование коллоидного комплекса и формирование слоя, достаточного для выращивания сельскохозяйственных культур. В структурной почве создаются оптимальные условия водно-воздушного и теплового режимов, она обладает высокой водопроницаемостью и влагоемкостью. Даже при увлажнении до предельно-полевой влагоемкости в такой почве сохраняется хороший воздухообмен и протекают окислительные процессы. Описание продукта: агрегат, обеспечивающий послойное внесение в почву удобрений (например, гуматов или торфогеля) с последующим ее уплотнением. Агрегат можно навешивать к тяговому устройству. Он включает емкость для удобрений, средства подачи удобрений в почву, рабочие органы, каток, плуг, окучник. Агрегат запатентован (патент на изобретение 2722726), патентообладатель – МГУ имени М.В. Ломоносова. Новизна и преимущества. Новизна продукта заключается в возможности формирования слоя структурной почвы, равномерно обогащенного почвенными модификаторами и достаточного для выращивания культур с глубокой корневой системой. Преимущество агрегата в том, что он обеспечивает возможность проводить обработку почвы при более высокой влажности почвы, например, ранней весной, при избыточной влажности, когда использование другой почвообрабатывающей техники еще затруднительно или неэффективно. Авторы: к.б.н., с.н.с. М.В. Евдокимова, д.б.н., профессор А.С. Яковлев Область применения: производственный контроль, экологический мониторинг, судебные споры. Потребители: экологические службы предприятий, оказывающих химическое воздействие на окружающую среду Какая проблема решается путем оказания услуги? При расчете экологических платежей и штрафов хозяйствующим субъектам необходимо выделять границы своего влияния. Зона экологической ответственности (ЗЭО) – это расчетный полигон, оконтуривающий территорию антропогенного воздействия хозяйствующего субъекта. Результаты оценки состояния окружающей среды в границах ЗЭО дают объективные сведения, которые являются ориентиром для формирования управленческих решений, позволяя заинтересованным сторонам разрабатывать обоснованные меры по снижению негативного воздействия на окружающую среду. Описание услуги: ЗЭО определяется путем проведения расчетов на основании показателей натурных измерений, данных дистанционного зонирования Земли (NDVI – вегетационный индекс, характеризующий состояние растительности) и математического моделирования. Этапы выполнения работ: 1) выявление закономерностей в пространственном распределении значений NDVI в зоне воздействия предприятия; 2) обоснование ранжирования концентраций загрязняющих веществ в почве, отражающего степень экологической безопасности; 3) выявление эмпирической зависимости концентрации загрязняющих веществ в почве от расстояния до источника загрязнения и от среднегодовой доли ветров, направленных от этого источника к пробной площадке; 4) определение значений природно-антропогенного фона для исследуемой территории; 5) установление зоны экологической ответственности предприятия (природно-защитной зоны) в зависимости от природных условий и видов хозяйственного назначения территории (рис.). Новизна и преимущества. В современной практике природопользования вокруг предприятий принято устанавливать санитарно-защитные зоны (СЗЗ), которые ориентированы преимущественно на защиту здоровья человека. Границы СЗЗ устанавливаются на основе санитарно-эпидемиологического законодательства. Для наиболее экологически ответственных предприятий нами разработана новая методика выделения природно-защитных зон (ПЗЗ) или ЗЭО. Выделение ПЗЗ обусловлено необходимостью сохранения качества всех компонентов окружающей среды в зоне деятельности конкретного предприятия. Подобных официальных методик пока нет.
Картосхема зоны экологической ответственности предприятия (природно-защитной зоны) Авторы: д.б.н., в.н.с. С.В. Мамихин, д.б.н., профессор А.И. Щеглов, к.б.н., ст. п. Д.В. Манахов Область применения: природоохранная, лесохозяйственная и сельскохозяйственная деятельность. Применение имитационных моделей для прогнозирования или реконструкции динамики радиоактивного загрязнения компонентов экосистем в различных радиологических ситуациях, а также для расчета дозовой нагрузки на живые организмы, участвующие в пищевых сетях. Потребители: природоохранные организации, лесохозяйственные и сельскохозяйственные предприятия, ведущие или планирующие вести деятельность на радиоактивно-загрязненных территориях, учебные учреждения природоохранной и экологической направленности, эколого-просветительские центры. Какая проблема решается путем оказания услуги? С учетом разнообразия экосистем разработка надежных инструментов изучения, прогнозирования и реконструкции поведения радионуклидов в конкретных экосистемах зависит от наличия локализованных имитационных моделей. Использование надежных радиоэкологических моделей позволяет снизить радиационные риски. Описание услуги: Создание имитационных моделей поведения 14C, 137Cs и 90Sr в травяных экосистемах и экосистемах с древесным и травянистым ярусами, которые позволяют прогнозировать поведение этих радионуклидов в окружающей среде и оценивать дозовую нагрузку на биоту. Реализация моделей в современной кросс-платформенной среде программирования. Проведение численных экспериментов по изучению и прогнозированию последствий потенциальных радиологических ситуаций, в том числе радиоактивного загрязнения компонентов экосистем хозяйственного значения и дозовой нагрузки на биоту или население. Новизна и преимущества. Модели основаны на знаниях о конкретных механизмах поведения химических элементов в экосистемах, в том числе и в пищевых сетях, сформированных в них. В состав моделей в зависимости от наличия необходимой исходной информации включаются модули динамики органического вещества, климатический, метеорологический, почвенный термо-гидрологический и радиоэкологический модули. Аналогов таких моделей для рассматриваемых экосистем нет. Преимущества в том, что модели разрабатываются для конкретных экосистем, с максимально возможным привлечением всей доступной информации. Подобная дискретизация позволяет делать надежные прогнозы. Наиболее совершенные модели позволяют учитывать специфику почасовой динамики биомассы, как материального носителя радионуклидов и влияние климатических и почвенных факторов. Авторы: к.б.н., с.н.с. О.В. Семенюк, к.б.н., доцент Г.В. Стома Область применения: охрана окружающей среды, градостроительство. Поттребители: организации, осуществляющие градостроительную деятельность, городские департаменты охраны окружающей среды и природопользования. Какая проблема решается путем оказания услуги? В условиях активной урбанизации возникает проблема эколого-экономической оценки земель, отводимых под градостроительные объекты. Для устойчивого развития городских территорий необходима дальнейшая разработка методических подходов решения данных вопросов. Описание услуги: проведение работ по оценке экосистемных услуг в городской среде по оригинальной методике. Апробация этой методики на территории города Москвы показала: городские ландшафты можно ранжировать по снижению выгод выполнения ими экосистемных услуг (ЭУ) следующим образом: селитебные- парково-рекреационные- селитебно-транспортные; наиболее ценным по обеспечивающим и регулирующим услугам является лесопарк “Битцевский лес“, сохранность которого должна быть приоритетной задачей при организации городского пространства; для селитебных ландшафтов, характеризующихся минимальной стоимостью ЭУ экологического блока, необходимо разработать подходы и мероприятия по оптимизации, прежде всего, почвенных свойств и условий функционирования почвенного покрова, что должно найти отражение в нормативах по формированию почв и мероприятиях по благоустройству города; цена восстановления ЭУ, осуществляемых почвой, очень высока и определяет необходимость максимального сохранения почвенного покрова при проектировании и организации ЭГЛ в условиях градостроительства и, соответственно, регулирования площади запечатанных территорий на законодательной основе; для оценки стоимости ЭГЛ необходимо, в первую очередь, учитывать стоимость ЭУ, реализуемых почвой, поскольку их цена сопоставима или на порядок выше цены ЭУ зеленых насаждений, а некоторые почвенные ЭУ являются бесценными в связи со сложностью возобновления данного природного ресурса и невозможностью полностью компенсировать их экологические функции. Новизна и преимущества. Впервые предложена методика стоимостной оценки широкого спектра экосистемных услуг почв и ландшафтов города с учетом их экологического состояния. Метод оценки экосистемных услуг позволяет дать более полное и развернутое представление о самой экосистеме, поскольку использует механизм оценки экологической деградации, а стоимость рассчитывается на основе реальных рыночных цен на конкретные услуги/продукты. Здесь учитывается мнение всех потребителей услуг разного уровня (причем государство может являться точно таким же потребителем и бенефициаром), кроме того, при таком подходе дополнительно учитываются и рекреационные, и культурно-эстетические функции естественных ландшафтов. В целом, это дает наиболее реальную комплексную оценку ценности природной территории, находящейся в условиях градостроительства. Авторы: к.х.н., с.н.с. Г.И. Агапкина, к.б.н., ст. п. Д.Н. Липатов, к.б.н., ст. п. В.В. Столбова, к.б.н., ст. п. Д.В. Манахов. Область применения: природоохранная деятельность (диагностика состояния урбоэкосистемы на основе данных о загрязнении почв токсикантами органической природы и радионуклидами позволит более направленно осуществлять регулировочные действия для снижения риска экотоксикологических (канцерогенных, мутагенных, иммунотоксичных и др.) последствий загрязнения), учебно-просветительская деятельность (в работе преподавателей школ, колледжей, ВУЗов, научных работников, членов экологических движений). Потребители: Природоохранные предприятия и организации, учебные учреждения природоохранной и экологической направленности, эколого-просветительские центры. Какая проблема решается путем оказания услуги? В настоящее время повышенное внимание отводится широкому кругу аспектов, связанных с экологическим состоянием урбоэкосистем. В экосистеме почвенный покров играет роль аккумулятора поллютантов и является источником вторичного загрязнения других сред. Поэтому одним из векторов исследований в этой области является оценка качества природно-городской среды в связи с присутствием в почве экотоксикантов органической природы и радионуклидов, обладающих наиболее опасными формами действия (канцерогенное, мутагенное, терратогенное, иммунотоксическое и т.д.) на человека и другие организмы. Описание услуги: проведение работ по оценке комплекса диагностических показателей экологического состояния урбоэкосистемы, включающих содержание, пространственное распределение, трансформацию, миграцию, аккумуляцию, форму нахождения, источники поступления в почвы группы особо опасных органических экотоксикантов (полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные дибензо-п-диоксины, дибензофураны и бифенилы, хлорорганические пестициды, сложные эфиры фталевой кислоты) и радионуклидов. Результаты работ позволяют определить степень риска для населения от присутствия экотоксикантов. Апробировано на примере разных функциональных зон Москвы и Московской области: проведено комплексное исследование группы особо опасных экотоксикантов и радионуклидов в почвах, оценен токсический эквивалент полициклических ароматических углеводородов по бенз(а)пирену в почвах как показатель канцерогенного риска для человека в Москве; определены содержание и состав группы сложных эфиров фталевой кислоты в почвах, установлены корреляции между пространственным распределением экотоксикантов и радионуклидов Новизна и преимущества. Оценка состояния экосистемы на основе широкого спектра диагностических показателей опасности загрязнения почв в разных функциональных зонах города. Результаты многих научных исследований, проводимых на факультете почвоведения, имеют большое практическое значение и могут быть использованы промышленными предприятиями, государственными организациями в области контроля состояния окружающей среды, научно-производственными организациями, аккредитованными лабораториями, сельскохозяйственными предприятиями, сити фермами, организациями в сфере городского хозяйства, ландшафтного дизайна и экологической реставрации территорий и многими другими. Ниже представлен перечень инновационных продуктов и услуг, предлагаемых для внедрения заинтересованным организациям по следующим направлениям:
По вопросам сотрудничества обращаться к помощнику декана по инновационной деятельности С.А. Кулачковой (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., +7-495-939-36-52) Автор: к.б.н., техник Ю.В. Егоров Область применения: сельское хозяйство, тепличное хозяйство, фермерское хозяйство, ландшафтный дизайн Потребители: агропредприятия Какая проблема решается с помощью продукта? Поддержание оптимальной влажности почвы для произрастания растений. Описание продукта: Принципиальные электронные схемы, действующий экземпляр Новизна и преимущества. Простота, надежность, дешевизна, удобство в эксплуатации Авторы: к.б.н., м.н.с. А.А. Никифорова (факультет почвоведения МГУ), к.т.н., с.н.с. М.Э. Флейс (ИГ РАН), к.ф.-м.н., в.н.с. К.В. Ким (ЦЭМИ РАН), к.ф.-м.н., с.н.с. Н.К. Белёнова (ЦЭМИ РАН) Область применения: классификация почв, инвентаризация почв. Потребители: Для организаций, осуществляющих работы по инвентаризации, кадастру почв и земель, экологическому мониторингу; для сельскохозяйственных предприятий. Для научно-исследовательских и образовательных организаций (для ученых почвоведов, ландшафтоведов, геоботаников; преподавателей ВУЗов, студентов). Какая проблема решается с помощью продукта? Создание базовой фундаментально-прикладной классификационной системы почв и ландшафтов; глобальное мультимасштабное картографирование; улучшение диагностики и идентификации почв; развитие теории генезиса и географии почв; формирование общего научного языка почвоведения и ландшафтоведения; интеграция достижений почвоведения и ландшафтоведения; глобальная интеграция информации о почвах и ландшафтах. Описание продукта: Будет разработана классификационная система, содержащая рекомендации по охране, использованию, улучшению почв и их оценку; улучшено прогнозирование изменений свойств почв при изменении условий окружающей среды; создана принципиально новая основа для инвентаризации и оценки почв. ПЛКС и ИИС можно будет использовать при почвенной и ландшафтной съемках, а также в учебном процессе. Новизна и преимущества. Предлагается принципиально новая, не имеющая аналогов классификационная система, разрабатываемая на основе системного подхода и отражающая почвенно-ландшафтные связи на системной основе. В ПЛКС преодолены многие недостатки существующих в почвоведении и ландшафтоведении классификационных систем, главными из которых являются нарушение логических правил деления понятий, смешение оснований деления классификации (классификационных признаков) с диагностическими признаками, отсутствие объективных правил отбора и ранжирования критериев деления почв и ландшафтов. Отличительные особенности ПЛКС, определяющие ее преимущества по сравнению с существующими классификационными системами: • В основу ПЛКС положена системная концепция природных почв и ландшафтов, которая включает системные определения природных почв и ландшафтов как систем и одновременно как элементов систем более высокого порядка. Таким образом, ПЛКС учитывает двойственную природу почв, рассматривая их прежде всего, как результат взаимодействия основных элементов ландшафтов (систем более высокого порядка) – горных пород, природных вод, воздуха и организмов. • ПЛКС объединяет почвенную и ландшафтную классификационные системы. • ПЛКС на системной основе отражает почвенно-ландшафтные связи, уточняя известные и выявляя новые. • ПЛКС разрабатывается как полная иерархия (от общего к частному). • ПЛКС следует логическим правилам деления понятий. • ПЛКС не имеет уровней архетипов почв. • Основания деления и диагностические признаки почв и ландшафтов в ПЛКС разделены. • ПЛКС может функционировать как классификационная и диагностическая система. • Последовательное деление природных ландшафтов в ПЛКС сопровождается одновременным последовательным делением входящих в их состав почв. • На каждом из первых трех уровней классификации основаниями деления является одно из существенных свойств природных ландшафтных систем как целостных образований, а на каждом последующем уровне – одно из существенных свойств одного из основных элементов ландшафтных систем, определяющее существенные свойства почв. • Выбор и ранжирование оснований деления осуществляется по разработанным объективным правилам. • ПЛКС формирует новую номенклатуру почв и ландшафтов, отражающую их свойства. • При создании ПЛКС осуществляется тематическая интеграция информации о почвах и ландшафтах. • ПЛКС разрабатывается в процессе создания мультимасштабных почвенно-ландшафтных карт в среде ГИС, являясь в то же время основой легенд этих карт. В процессе создания мультимасштабных почвенно-ландшафтных карт осуществляется пространственная, географическая, горизонтальная и вертикальная интеграция о почвах и ландшафтах. • ПЛКС в рамках ИИС имеет фундаментально-прикладной характер. • В ИИС ПЛКС к каждому классу почв может быть привязана информация о названиях, присваиваемых аналогичным почвам в других классификационных системах, а также рисунки, фотографии, видеоролики, таблицы и пр. С демо версией продукта можно познакомиться https://slcs-2021.ru/. Автор: д.с-х.н., в.н.с. П.М. Сапожников Область применения: кадастровая оценка земель Потребители: Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, Государственная служба регистрации, кадастра и картографии (Росреестр). Какая проблема решается путем оказания услуги? Внесение изменений в Методические указания о государственной кадастровой оценке, приказ Росрееста NП/0336 в части определения кадастровой стоимости мелиорируемых земель, различной степени деградации и экологического состояния. Описание услуги: Будут рассмотрены вопросы изменения кадастровой стоимости земель при мелиоративных воздействиях (осушение, орошение), негативных факторов, снижающих плодородие почв (эрозионные процессы, переувлажнение, засоление и осолонцевание). Отдельное внимание будет уделено влиянию экологических факторов (радиоактивного загрязнения и загрязнения тяжелыми металлами) на кадастровую стоимость агроландшафтов. Будут разработаны поправочные коэффициенты на изменение кадастровой стоимости при различных воздействиях Новизна и преимущества. Актуализация методик кадастровой оценки земель. Авторы: к.б.н., ст. преп. Т.А. Парамонова, аспирант М.М. Годяева Область применения: Биотестирование, экологическая оценка и нормирование, фундаментальные исследования механизмов острого абиотического стресса растений. Потребители: Лаборатории биотестирования и экологического нормирования, научно-исследовательские и образовательные учреждения. Какая проблема решается путем оказания услуги? При изменении принципов экологической оценки с антропоцентрического на экосистемное нормирование значительную популярность приобретают методы биотестирования природных сред. Одним из них, все более широко используемым как в фундаментальных, так и в прикладных исследованиях, является стандартный тест на всхожесть семян и развитие проростков. Он лежит в основе оценки острой фитотоксичности субстратов (почв, грунтов, искусственных почвоподобных смесей, природных вод и т.п.), а также для обоснования класса опасности твердых и жидких отходов производства и потребления. При этом потенциальные возможности использования данной методики позволяют не только фиксировать эффекты, но и выявлять механизмы фитотоксического воздействия факторов абиотического стресса на растения. Описание услуги: Будут оказываться услуги по фитотестированию почв и иных субстратов по установленным чувствительным биометрическим показателям проростков растений, установливаться пороговые и полуэффективные дозы воздействия загрязняющих веществ. Будут выявлены механизмы фитотоксичности на основе физиолого-морфологического анализа широкого набора показателей роста и развития растений. Новизна и преимущества. В стандартном биотесте на всхожесть семян и развитие проростков однодольных и двудольных растений в качестве индикаторных показателей острой фитотоксичности используются энергия прорастания (% проросших семян на 3-ий день проращивания), всхожести (% проростков на 3-8 день проращивания), биомасса проростков, длина главного (наиболее длинного) корня. Предлагается расширить набор показателей фитотоксичности тестируемого субстрата на основе учета: а) динамики и итоговой структуры фаз роста растений на ювенильном этапе, б) продукции сухого вещества общей биомассы проростков, а также биомассы их корневой и побеговой частей, в) количества и структурной организации корней проростков, их общей длины, площади поверхности, среднего диаметра, в) средней длины, ширины и площади поверхности побегов. Некоторые из предложенных показателей предположительно будут более чувствительными к острому абиотическому стрессу, чем стандартные, что позволит определить их как индикаторные. Анализ фитоэффектов по комплексу данных показателей позволит выявить механизмы токсического воздействия загрязняющих веществ на растения. Преимущества метода: Модификация теста на всхожесть семян и развитие проростков с дополнением стандартной методики учетом динамики развития растений по международной шкале BBСH на ювенильной стадии роста, обработкой цифровых изображений проростков в пакете прикладных программ Root System Analyzer и Leaf Analyzer, а также количественным учетом продуцирования сухого вещества растительной массы позволяют наиболее полно выявить фитоэффект воздействия тестируемого субстрата на комплекс показателей роста и развития растений.
В монографии изложены теоретические положения в области создания инноваций и практические примеры инноваций в экологии, почвоведении и сельском хозяйстве, в том числе и инновационные проекты факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова. Для почвоведов, экологов, специалистов в области инновационного менеджмента компаний природоохранной сферы. |
  
Спонсор конференции:
     |
