Cercetări avansate în chimia computațională și ecologică, identificarea procedeelor tehnologice de tratare, formare a calității și cantității apelor (ECOAQUA)

Rezumatul activității și a rezultatelor obținute în anul 2024

În cadrul cercetărilor actuale, au fost realizate 12 probe de compozite carbonice, dintre care 6 impregnate cu săruri de metale și activate în strat fluidizat, testate pentru stabilitatea reținerii ionilor de metale și pentru studiile catalitice privind descompunerea peroxidului de hidrogen. Compozitele impregnate cu MnCl2, activate la 1000°C, au demonstrat cele mai bune rezultate în adsorbția ionilor de metale. Compozitele obținute din coji de nuci au avut un raport cost-eficiență favorabil pentru aplicațiile de tratare a apei. S-a propus optimizarea procesului de impregnare și activare pentru îmbunătățirea performanțelor materialelor catalitice.
În urma colaborărilor cu autoritățile locale și S.A. Apă-Canal Hâncești, au fost dezvoltate tehnologii de potabilizare pentru a îmbunătăți calitatea apei. Un alt studiu important a fost realizat pe compoziția izotopică a apelor de suprafață și subterane, în scopul evaluării formării resurselor de apă în contextul schimbărilor climatice. Rezultatele au arătat o variabilitate semnificativă a izotopilor în râul Prut, iar în perioada de secetă, râurile sunt alimentate din apele subterane. Analizele chimice au relevat nerespectarea standardelor naționale de calitate a apei.
S-au elaborat tehnologii avansate pentru îmbunătățirea proceselor de nitrificare și denitrificare, utilizând IFAS (Nămol activ integrat cu peliculă fixă) și biofiltre cu peliculă biologică. Rezultatele au demonstrat un succes semnificativ în îndepărtarea azotului și îmbunătățirea calității apei, în special la temperaturi scăzute. În paralel au fost studiate procesele de precipitare a struvitului și alte forme de fosfat, iar optimizarea pH-ului și adăugarea de Mg2+ și NH4+ au fost identificați ca factori esențiali pentru o recuperare eficientă a fosforului. Modelul termodinamic elaborat pentru îmbunătățirea proceselor de epurare a demonstrat o eficiență remarcabilă în eliminarea și recuperarea azotului și fosforului și îmbunătățirea nitrificării/denitrificării.
A fost optimizată structura moleculei de L-carnitină, demonstrându-i importanța în metabolismul mamiferelor, plantelor și bacteriilor. De asemenea, au fost analizate efectele antioxidanților precum acidul ascorbic și acidul galic, care stabilizează radicalii liberi și previn deteriorarea celulară.
Studiile de fotoliză au confirmat stabilitatea vitaminei B12 în ape naturale, favorizând conversia cianocobalaminei în hidroxocobalamină. Studiile de poluare cu vitamina B6 au arătat impactul negativ asupra capacității de autopurificare a apelor. În plus, au fost identificați catalizatori optimi pentru oxidarea polifenolilor, iar oxidarea acidului galic a demonstrat reducerea semnificativă a CCO și concentrației substratului.
Cercetările de extracție a principiilor active din surse naturale au indicat condițiile ideale pentru obținerea extractelor de propolis cu activitate antioxidantă ridicată. Tehnologia DBD (descărcarea barieră dielectrică) a arătat perspective promițătoare pentru tratamentele apelor naturale și industriale. Cercetările asupra activității antioxidante a compușilor din struguri și vin au evidențiat influența mediului de reacție, oferind perspective valoroase pentru protecția mediului și aplicațiile farmaceutice.

Raport științific integral pentru anul 2024

Rezumatul activității și a rezultatelor obținute în anul 2025

Au fost realizate cercetări privind eficiența catalitică și adsorbțională a unor compozite carbonice și polimerice funcționalizate în procesele de eliminare a poluanților din medii apoase, precum și studii privind compoziția chimică a apelor naturale din diferite zone ale Republicii Moldova. Au fost elaborate și caracterizate compozite pe bază de carbon activ și polimeri reticulați, dopate cu ioni de Fe, Mn, Co și Cr, demonstrând o capacitate sporită de adsorbție și activitate catalitică în procese de oxidare avansată și de eliminare a coloranților organici și a ionilor metalici. Rezultatele experimentale au evidențiat influența parametrilor fizico-chimici (pH, temperatură, concentrație, timp de contact) asupra performanței materialelor obținute. Totodată, analiza calității apelor naturale a permis identificarea depășirilor valorilor admise pentru anumiți parametri, confirmând necesitatea implementării unor tehnologii eficiente de tratare și potabilizare. Cercetările realizate oferă suport științific pentru dezvoltarea de soluții sustenabile destinate protecției resurselor de apă și sănătății publice.
Au fost stabiliți parametrii ecuației de regresie pentru izotopii stabili δ18O și δ2H a apei din precipitații, râuri, lacuri și apelor subterane. Acest rezultat a arătat particularitățile formării rezervelor apelor subterane din zona de aerare și zona adâncă a secțiunii geologice, a stabilit Linia de Evaporare Locală pentru modelarea balanței resurselor acvatice. Raportul izotopilor stabili δ18O și δ2H pentru apa de suprafață din râurile Prut și Nistru este similar raportului pentru apele subterane din zona de aerare. Acest fapt demonstrează relația existentă între apele de suprafața și apele subterane. Aceste rezultate poate fi utilizate în scopuri de modelare pentru elaborarea soluțiilor stabile în managementul resurselor acvatice.
Au fost identificate toate instalațiile funcționale de epurare a apelor uzate în regiunile investigate. Evaluările efectuate au arătat că, din cele 272 de stații de epurare existente în Republica Moldova, doar o mică parte funcționează la parametrii proiectați.
În cadrul Stației de Epurare a municipiului Chișinău au fost testate proceduri de utilizare a soluțiilor de FeCl3 pentru reducerea emisiilor de hidrogen sulfurat și alte mirosuri pestilențiale. În perioada caldă (17–37°C), doza optimă a fost stabilită la 1 mL soluție 40% FeCl3 per 1 L de nămol, iar în perioada rece (sub 16°C), la 0.6–0.8 mL/L.
În cadrul studiului, s-au analizat procesele din sistemele eterogene care conțin hidroxid de magneziu, amoniu, calciu și fosfați, stabilindu-se condițiile favorabile pentru formarea struvitului (MgNH4PO4·6H2O).
Laboratorul de Chimie Fizică și Cuantică a realizat cercetări integrate în chimia computațională, chimia ecologică și procesele de autopurificare a apelor. Au fost optimizate lichide ionice antioxidante de tip [L-carnitină – acizi alimentari], stabilindu-se relații clare între activitatea antioxidantă și proprietățile electronice. Au fost studiate transformările redox ale vitaminelor B2, B6, B9 și B12 în sisteme model. Au fost efectuate expediții hidrochimice în bazinul Nistrului și în lacurile Ghidighici și Dănceni. S-au evaluat starea redox, poluarea biogenă, sulfuri și capacitatea radicalică a apelor. S-au studiat procesele anaerobe ale biomasei agroalimentare cu substanțe biologic active antioxidante. 21×2 combinații de antioxidanți naturali au fost testate, identificându-se efecte sinergice, aditive și antagoniste. Laboratorul a integrat cu succes modelarea cuantică și experimentele ecologice, oferind rezultate aplicabile în protecția mediului, epurarea apelor și optimizarea proceselor biochimice.

Raport științific integral pentru anul 2025