Studiul și gestionarea surselor de poluare pentru elaborarea recomandărilor de implementare a măsurilor de reducere a impactului negativ asupra mediului și sănătății populației

Program

Proiect în cadrul Programelor de Stat finanțat de Agenția Națională pentru Cercetare și Dezvoltare a Republicii Moldova

Prioritate strategică

III. Mediu și schimbări climatice

Direcție strategică

1. Impactul factorilor biotici și abiotici asupra mediului și societății

Cifru
ANCD/20.80009.7007.20
Perioada de realizare
2020-2023
Instituții
  1. Institutul de Chimie, Centrul Metode Fizico-Chimice de Cercetare și Analiză, Laboratorul Monitoring al Calității Mediului
  2.  Universitatea de Stat ”Dimitrie Cantemir”, Departamenul Chimie, Matematică și Informatică
  3. Institutul de Microbiologie și Biotehnologie, Laboratorul Microbiologia solului
Conducător

Dr. habilitat Igor POVAR

Executori:
Echipa Institutului de Chimie  
Dr. SPĂTARU Petru CEBAN Vera
Dr. SPĂTARU Tudor VIȘNEVSCHI Alexandru
Dr. ȘEPELI Diana CADOCINICOV Oleg
Dr. BOGDEVICI Oleg GRIGORAȘ Marina
RUSU Maria NICOLAU Elena
SPÎNU Oxana CULIGHIN Elena
PINTILIE Boris BUȚCU Oxana
VIERU Ecaterina CAZACU Cătălina
  TERNAVSCAIA Tatiana
Rezumat

Depunerea pe termen lung a poluanților în sistemele naturale conduce la acumularea lor în cantități semnificative, transportul și biotoxicitatea cauzate de mobilitatea lor înaltă. Proiectul va realiza următoarele obiective: • Analiza chimica si fizico-chimică a compoziției apelor reziduale și elaborarea procedeelor de purificare în cadrul dezvoltării tehnologiei de prelucrare a sedimentelor din apele uzate la stațiile de epurare biologică prin utilizarea procesului combinat aerob-anaerob și separarea cât mai completă a sedimentelor organice; • Studiul termodinamic a specierii poluanților si determinarea condițiilor optime de eliminare ale acestora din ape reziduale studiate în prima etapa; • Analiza spațială a loturilor contaminate cu substanțele toxice prin utilizarea tehnologiei GIS și determinarea spectrului de poluare cu substanțele toxice prin metode moderne care se vor implementa în sistemului de monitoring al calității mediului;
• Testarea tehnologiei de bioremediere și elaborarea recomandărilor științifice argumentate pentru implementarea tehnologiilor de remediere a terenurilor contaminate cu poluanți organici persistenți (POP);
• Inventarierea poluanților aerului pentru reducerea emisiilor gazoase care afectează schimbările climatice; • Implementarea tehnologiei de analiză a izotopilor stabili pentru evaluarea formării resurselor acvatice și sarcinile managementului integral;
• Elaborarea cursului de studiu privind metodele moderne de analiză a substanțelor toxice în diverse obiecte ale mediului ambiant și metodele de evaluare a riscurilor pentru mediu și sănătatea populației.

Rezultatele preconizate sunt: Deducerea și utilizarea relațiilor fundamentale ale termodinamicii formale pentru procesele eterogene în sisteme multicomponente pentru investigarea factorilor ce influenţează stabilitatea speciilor de poluanți solubili și insolubili. Vor fi determinate condițiile optime de eliminare a unui șir de poluanți din ape reziduale. Va fi analizată compoziția chimică a apelor reziduale si elaborată o tehnologie originală de prelucrare a sedimentelor din apele uzate la stațiile de epurare biologică (SEB) prin utilizarea procesului combinat aerob-anaerob și separarea maximă a sedimentelor organice. Concentrarea aerobă și anaerobă a nămolului în regim mezo-termofilic va fi realizată în bioreactorul proiectat și construit în cadrul proiectului. Tehnologia de pre-tratare a apelor uzate va fi implementată în SEB Măgdăcești. Etapa este conformă cu Directiva UE privind apele uzate și abordează principalele aspecte ale deversărilor de apă uzată: consumul de energie, gestionarea nămolurilor, mirosurile pestilențiale. Vor fi întocmite hărți cu analiza spațială a loturilor contaminate cu POP prin utilizarea tehnologiei GIS. Va fi obținut spectrul de poluare a mediului prin metode moderne implementate în sistemul de monitoring al calității mediului. În urma testării tehnologiei de bioremediere vor fi obținute rezultate noi pentru elaborarea recomandărilor științifice argumentate de remediere a terenurilor contaminate cu POP. Se vor inventaria poluanții climatici de scurtă durată și poluanții incluși în ”European Monitoring and Evaluation Programme” pentru raportarea la Convenția asupra poluării atmosferice transfrontiere pe distante lungi și se va elabora recomandarea de reducere a impactului negativ asupra mediului si climei. Va fi dezvoltată tehnologia de analiză a izotopilor stabili pentru evaluarea formării resurselor acvatice pentru managementului integral.

Rezultate, activități

Au fost desfășurate studii asupra procesului de sedimentare/fixare a materiei organice pe nămol activ, argilă sponjată și fracție argiloasă medie din sediment subacvatic. Aceste studii au implicat diverse proporții, ținând cont de compoziția apelor reziduale, timpul de pre-tratare și cantitățile de adsorbanți. O instalație TEST a fost construită și testată, oferind rezultate inițiale pentru purtători de peliculă bacteriană hidrofili și hidrofobi în condiții de poluare sporită. Recomandări au fost formulate pentru stațiile de epurare biologică din Măgdăcești și Dondușeni. Prin procesare, s-a obținut o compactare semnificativă a sedimentului organic, iar acesta a fost stabilizat pentru a putea fi utilizat în îngrășarea și ameliorarea solurilor sărace. Instalații de laborator au fost asamblate și puse în funcțiune pentru termo-stabilizarea sedimentelor primare și nămolului activ. A fost dezvoltată tehnologia optimizată pentru tratarea și utilizarea eficientă a nămolurilor provenite de la stațiile de epurare biologică, reducând costurile și extinzând durata de utilizare a echipamentului. S-a elaborat o recomandare pentru o schemă tehnologică de pre-tratare chimică, având ca scop îndepărtarea substanțelor flotante din apele uzate produse în procesul de producție a lactatelor cu conținut parțial emulsionat de grăsimi și globule lactate, în condiții de pH scăzut la SRL „Sandriliona”. S-a dezvoltat o schemă tehnologică de pre-tratare chimică pentru eliminarea substanțelor flotante din apele uzate generate de procesul de prelucrare a cărnii, având în vedere conținutul de grăsimi și globulele de sânge la SRL „Floreni”.

Au fost deduse ecuații de calcul pentru acțiunea tampon în sistemele eterogene multicomponente investigate. Aceste ecuații facilitează evaluarea rezistenței sistemelor eterogene la perturbații externe, cum ar fi variația temperaturii sau influența poluanților.

S-a folosit tehnologia GIS pentru obținerea distribuției spațiale a loturilor contaminate cu diverse substanțe toxice. S-au caracterizat și hărțuit loturile contaminate, oferind date relevante pentru implementarea tehnologiilor de remediere. De asemenea, s-au realizat inventarierea poluanților climatici și evaluarea lor conform standardelor europene.

A fost elaborată tehnologia de bioremediere pentru solurile contaminate, inclusiv terenul fostului depozit de pesticide CR-Slobozia Dusca-01. S-au efectuat experimente incubaționale în condiții de câmp, iar rezultatele au indicat eficacitatea măsurilor de remediere, evidențiind creșterea populației de microorganisme benefice.

În domeniul educațional, s-au elaborat programe, planuri de studii și curricule pentru disciplinele legate de analiza substanțelor toxice și evaluarea riscului chimic și de mediu. Materiale didactice au fost integrate în platforma online a Universității de Stat din Moldova.

În ansamblu, proiectul a adus contribuții semnificative în domeniul protecției mediului, abordând diverse aspecte ale epurării apelor, tratarea nămolurilor, remedierea solurilor contaminate și analiza substanțelor toxice.

Rapoarte științifice

2020 2021 2022 2023 Final
Publicații

Monografie

  1. POVAR, I., PINTILIE, B., SPINU, O. Aplicații practice la reacțiile în sisteme omogene și eterogene apoase (echilibre chimice complexe). Chişinău: CEP USM, 2021, 280 p. ISBN 978-9975-158-99-2. https://ichem.md/sites/default/files/2022-05/Monografia_Povar.pdf


Capitole în monografii editate în străinătate:

  1. VASEASHTA, A., DUCA, G., CULIGHIN, E., BOGDEVICI, O., KHUDAVERDYAN, S.; SIDORENKO, A. Smart and connected sensors network for watercontamination monitoring and situational awareness. Functional Nanostructures and Sensors for CBRN Defence and Environmental Safety and Security. Chapter 20, ed. A. Sidorenco, H, Hahn. Dordrecht, Netherlands, Springer, 2020, 365 p. ISBN13 9789402419115. https://www.bookdepository.com/Functional-Nanostructures-Sensors-for-CBRN-Defence-Environmental-Safety-Security-Anatolie-Sidorenko/9789402419115?ref=grid-view&qid=1574222042922&sr=1-634
  2. POVAR I., SPINU, O., LUPASCU, T., DUCA, Gh. Thermodynamic Stability of Natural Aqueous Systems. In: Handbook of Research on Emerging Developments and Environmental Impacts of Ecological Chemistry. IGI Global, 2020, pp. 76-108. ISBN13 9781799812418. https://doi.org/ 10.4018/978-1-7998-1241-8.ch004
  3. POVAR I., SPINU, O. Buffer properties of heterogeneous mixtures “mineral – natural waters”. In: Handbook of Research on Emerging Developments and Environmental Impacts of Ecological Chemistry. IGI Global, 2020, pp. 164-196.  ISBN13 9781799812418. https://doi.org/ 10.4018/978-1-7998-1241-8.ch008
  4. BOGDEVICH, O., DUCA, Gh., SIDOROFF, M.E., STANICA, A., PERSOIU, A., VESEASTA, A. Groundwater Resource Study by Isotope Technology in International Centre for Advanced Studies on River-Sea Systems. In: Handbook of Research on Water Sciences and Society. IGI Global, 2022, pp. 87–100. ISBN13 978-1799-873-56-3.  https://doi.org/10.4018/978-1-7998-7356-3.ch004
  5. POVAR, I., SPINU, O., SPATARU, P., SHEPEL, D., PINTILIE, B., VISNEVSCHI, A. Termodinamica proceselor chimice complexe în amestecurile de surfactanți. In: Chimie ecologică: istorie și realizări: Academicianul Gheorghe Duca, 70 ani de la naștere. Chişinău: CEP USM, 2022, pp. 268-283. ISBN 978-9975-159-05-0. https://ibn.idsi.md/sites/default/files/imag_file/268-283.pdf
  6. POVAR, I., SPINU, O., MUCCI, A. pH-Metric Determination of the Equilibrium Constants in Aqueous Heterogeneous Systems. In: Handbook of Research on Water Sciences and Society. IGI Global, 2022, pp. 222-255. ISBN13 978-1799-873-56-3. https://doi.org/10.4018/978-1-7998-7356-3.ch010
  7. POVAR, I., SPINU, O., LUPASCU, T., DUCA, Gh. Thermodynamic Stability of Natural Aqueous Systems. In: Research Anthology on Ecosystem Conservation and Preserving Biodiversity. IGI Global, 2022, pp. 531-563. ISBN13 9781668456781. https://doi.org/10.4018/978-1-6684-5678-1.ch028
  8. POVAR, I., SPINU, O. Thermodynamics of Redox Processes in Homogeneous and Heterogeneous Multicomponent Systems. In: Handbook of Research on Fundamental and Biomedical Aspects of Redox Processes. 2023, pp. 173-197. DOI: 10.4018/978-1-6684-7198-2.ch008. ISBN13: 9781668471982


Articole în reviste internaționale

  1. POVAR, I., ZINICOVSCAIA, I., UBALDINI, S., SPINU, O., PINTILIE, B., LUPASCU, T., DUCA, Gh. Thermodynamic analyzing of heavy metals precipitation for recovery from industrial wastewaters. In: Environmental Engineering and Management Journal. 2020, vol. 19, nr. 2, pp. 281-288. Print ISSN: 1582-9596. (IF 0.858)
  2. NAGAVCIUC, V., PERSOIU, A., BĂDĂLUTĂ, C. A., BOGDEVICH, O., BĂNICĂ, S., BÎRSAN, M. V., BOENGIU, S., ONACA, A., IONIȚA, M. Precipitation Stable Isotope Framework in the Wider Carpathian Region. In: Water. 2022, vol. 14, 2547. https://doi.org/10.3390/w14162547 (IF 3.53)
  3. POVAR, I., SPINU, O. Thermodynamics of complex chemical equilibria in surfactant mixtures. In: Tenside Surfactants Detergents. 2022. https://doi.org/10.1515/tsd-2022-2473 (IF 1.058)
  4. SPATARU, P. Influence of organic ammonium derivatives on the equilibria between NH4+, NO2− and NO3− ions in the Nistru River water. In: Scientific Reports. 2022, vol. 12, 13505. https://doi.org/10.1038/s41598-022-17568-3 (IF  5.516)
  5. POSTOLACHI, O., RASTIMESINA, I., VORONA, V., NICOLAU, E., CULIGHIN, E., BOGDEVICI, O. Dynamics of microbial population in the soil during bioremediation. In: Analele Universităţii din Oradea, Fascicula Biologie. 2023, 30(2). pp. 180-186. Print-ISSN: 1224-5119. https://www.bioresearch.ro/2023-2/180-186-AUOFB.30.2.2023-POSTOLACHI.O.-Dynamics.of.microbial.population.pdf (IF 0.5).
  6. POVAR, I., SPINU, O., PINTILIE, B. Graphical and computational methods for determining the stability constants of mono- and polynuclear complexes with a common intersection point of the family of formation curves. In: Romanian Journal of Ecology & Environmental Chemistry. 2020, vol. 2, nr. 2, pp. 70-77.  ISSN-L: 2668-5418. https://doi.org/10.21698/rjeec.2020.210
  7. Rastimesina, I., Postolachi, O., Josan, V. Bioremediation and phytoremediation of pesticide contaminated soil: microbiological study. In: Lucrări Științifice. Seria Horticultură. Ed.:“Ion Ionescu de la Brad” Iași. 2020, vol. 63, nr 1, pp. 179-188. ISSN–L=1454-7376. https://www.uaiasi.ro/revista_horti/files/Nr1_2020/vol%2063_1_2020%20(29).pdf
  8. TEODOROF, L., BURADA, A., DESPINA, C., SECELEANU-ODOR, D., SPIRIDON, C., TIGANUS, M., TUDOR, I. M., TUDOR, M., ENE, A., ZUBCOV, E., SPANOS, T., BOGDEVICH, O. Sediments quality assessment in terms of single and integrated indices from Romanian MONITOX network (2019 – 2020). In: Annals Dunarea de Jos Univ. Galati, Fasc. II. Mathematics, Physics, Theoretical Mechanics. 2020, vol. 43, nr. 2, pp. 175-183. ISSN 1221-4531
  9. POVAR, I., SPINU, O., PINTILIE, B. pH-metric method for determining the solubility and solubility products of slightly soluble hydroxides and acids. In: Romanian Journal of Ecology & Environmental Chemistry. 2021, vol 3, nr. 2, pp. 32-41. ISSN-L: 2668-5418. https://doi.org/10.21698/rjeec.2021.204. http://www.dspace.incdecoind.ro/bitstream/123456789/1769/1/Articol%2004%20Proceedings.pdf
  10. POVAR, I., SPINU, O., PINTILIE, B. pH-metric method determining the solubility and solubility products of slightly soluble salts of arbitrary composition. In: Romanian Journal of Ecology & Environmental Chemistry. 2021 vol 3, nr. 2, pp. 61-70.  ISSN-L: 2668-5418. https://doi.org/10.21698/rjeec.2021.208. http://www.dspace.incdecoind.ro/bitstream/123456789/1774/1/Articol%2008%20Proceedings.pdf
  11. Rastimesina, I., Postolachi, O., Josan, V., BOGDEVICI, O. Microbiological characteristics of long-term contaminated soil with organochlorine pesticides. In: Scientific Bulletin. Series F. Biotechnologies. 2021, vol. XXV, nr 2, pp. 109-114. ISSN 2285-1364, ISSN Online 2285-1372. http://biotechnologyjournal.usamv.ro/pdf/2021/issue_2/vol2021_2.pdf
  12. SPANOS, T., MITTAS, N., CHATZICHRISTOU, C., DERMENTZIS, K., TOPI, V., SPANOU, D. S., ENE, A., TEODOROF, L., ZUBCOV, E., BOGDEVICH, O. Evaluation of Potable Groundwater Quality Using Environmetrics. The case of Nestos and Strymon River Regions, Northern Greece. In: Journal of Engineering Science and Technology Review. 2021, vol. 14, nr. 1, pp. 114 – 118. ISSN 17912377


Articole în reviste naţionale

Categoria A

  1. POVAR, I. The stoichiometric uniqueness of multiple chemical reaction systems in chemical thermodynamics, kinetics and catalysis – contributions of professor Ilie Fishtik. In: Chemistry Journal of Moldova. 2020, vol. 15, nr. 2, pp. 7-28. ISSN (p): 1857-1727. http://dx.doi.org/10.19261/cjm.2020.803
  2. UBALDINI, S., POVAR, I., LUPASCU, T., SPINU, O., TRAPASSO, F., PASSERI, D., CARLONI, S., GUGLIETTA, D. Application of innovative processes for gold recovery from romanian mining wastes. In: Chemistry Journal of Moldova. 2020. ISSN 1857-1727 (print). http://dx.doi.org/10.19261/cjm.2020.718

Categoria B

  1. PINTILIE, B., SPINU, O., POVAR, I. Sugestii metodologice de predare a solubilităţii compuşilor puţin solubili. In: Didactica Pro. 2020, vol. 1, nr. 119, pp. 37-42. ISSN 1810-6455. CZU 378.016:546.1. doi.org/10.5281/zenodo.3695371.
  2. POVAR, I., PINTILIE, B., SPĂTARU, T. Definiția și exemple de sinergism chimic. In: Didactica Pro. 2021, nr. 4-5, pp. 19-24. ISSN 1810-6455. http://doi.org/10.5281/zenodo.5597087
  3. POVAR, I., PINTILIE, B., SPINU, O.  Dozarea cronovoltametrică indirectă a metalelor alcalino-pământoase. Contribuția savantului chimist Ion Vatamanu la dezvoltarea metodelor electrochimice de analiză. In: Akademos. 2022, vol. 1, pp. 70-80. ISSN 1857-0461. https://doi.org/10.52673/18570461.22.1-64.10. https://ibn.idsi.md/sites/default/files/imag_file/70-80_7.pdf
  4. GUȚU, N., POSTOLACHI, O., ZARICIUC, E. Enterobacteria from the genera Salmonella and Shigella with an etiological role in acute diarrheal diseases. In: Acta et Commentationes, the Exact and Natural Sciences series. 2023, nr. 1(15), pp. 51-58. ISSN 2537-6284, ISSNe 2587-3644. https://doi.org/10.36120/2587-3644.v15i1.51-58


Brevete de invenție:

  1. LUPASCU, T., MITINA, T., GOREACIOC, T., CULIGHIN, E., CIBOTARU, S., POVAR, I., DEMCHENCKO, P., KOZLOV, K., VOITKO, O. Procedeu de oxidare a pectinei. Hotărâre pozitiva nr. 9675 din 2020.12.11. Nr. de depozit: a 2020 0031, data depozit: 2020.04.08.
  2. SPĂTARU, P., MAFTULEAC, A., POVAR, I., PINTILIE, B., SPÎNU, O. Procedeu de tratare biologica a sedimentelor din apele reziduale. Brevet MD 4702 C1 2021.02.28.
  3. LUPAŞCU, Tudor; MITINA, Tatiana; GOREACIOC, Tatiana;  CULIGHIN, Elena; CIBOTARU, Silvia;  POVAR, Igor;  DEMCHENKO, Pavlo; KOZLOV, Kostiantyn; VOITKO, Oleksandr.  Procedeu de oxidare a pectinelor. Brevet de invenție nr. 9675 din 12.11.2020.
  4. SPĂTARU, P.; MAFTULEAC, A.; POVAR, I.; PINTILIE, B.; SPÎNU, O. Procedeu de tratare biologica a sedimentelor din apele reziduale. Brevet de invenție nr. MD 4702 C1 din 2021.02.28.