Наука – региону: стратегия устойчивого водопользования от Kozybayev University

Kozybayev University приступил к осуществлению крупного научного проекта по разработке и внедрению высокотехнологичных решений для мониторинга, очистки и рационального использования водных ресурсов Северо-Казахстанской области. В команду экспертов вошли ученые с уникальным сочетанием знаний в области химии, экологии, медицины, эпидемиологии, сельского хозяйства, инженерии и цифровых технологий из Казахстана, США, Великобритании, Турции, Китая, Индии и Пакистана, что означает выполнение проекта на стыке дисциплин с учетом передового мирового опыта.

Руководителем проекта является профессор, PhD Дмитрий БЕРИЛЛО из Департамента науки и технологического развития Kozybayev University, который рассказал нам о планах по его осуществлению. Ученый имеет богатый исследовательский опыт и входит в топ-40 рейтинга самых цитируемых учёных в области химических наук Казахстана по данным Web of Science: индекс Хирша – 25 (Scopus) и 28 (Google Scholar).

– Дмитрий Александрович, это исследование, насколько мы знаем, имеет важное значение для Северного Казахстана?

– Да, ведь наш проект – это не просто научное фундаментальное исследование, это основа для создания Центра академического превосходства в области водных ресурсов, здравоохранения и устойчивого развития Северо-Казахстанской области.

Мы подходим к решению одной из острейших региональных проблем – состоянию питьевой и поливной воды – с самых передовых научных и технологических позиций.

Темы, на которые направлен проект, прикладные и острые: загрязнение источников питьевой воды, рост мутагенных и токсичных соединений (агрохимикаты и удобрения) в поверхностных водах, высокий уровень органических компонентов и микробиологического загрязнения. Эти проблемы напрямую связаны с рисками для здоровья населения в виде развития хронических заболеваий и ухудшения общей эпидемиологической ситуации.

Проект рассчитан до 2027 года и направлен на достижение стратегически важных результатов: улучшение здоровья населения региона за счет повышения качества питьевой воды, увеличение урожайности сельскохозяйственных культур благодаря экологичным технологиям орошения через внедрение влагоудерживающих гидрогелей и минимизация негативного воздействия на окружающую среду посредством внедрения цифровых решений мониторинга качества воды и «зеленых» технологий очищения с исользованием перерабатываемых адсорбентов. Его реализация станет еще одним вкладом университета в развитие исследовательской экосистемы в регионе и окажет положительное влияние на его социально-экономическое развитие.

– На какой материально-технической базе будут выполняться исследования?

– Программа охватывает пять взаимодополняющих блоков: от гигиенической оценки водоснабжения и оценки эпидемиологических рисков до биологической реабилитации водоемов и цифровизации водного мониторинга качества важных показателей.

Для их реализации создан мощный научно-технологический лабораторный комплекс Kozybayev Lab, в который входят лаборатории:  

– оценки качества воды;

– биосенсорных технологий и многомодальной микроскопии;

– ГИС-технологий;

– лаборатория экологической токсикологии и биоразнообразия;

– микробиологии;

– АгроХимАналитика.

В этом году будет оснащена мобильная лаборатория по анализу воды на экспресс анализ на тяжелые металлы.

Это обеспечит возможность проводить полный цикл анализа от отбора проб в полевых условиях до глубокого химико-биологического и цифрового анализа данных.

– Что уже сделано и каков план осуществления проекта?

– С начала года ведется работа по разработке биосенсоров нового поколения для мониторинга бактерий, ожидается трансфер эффективных технологий. Также уже разработаны новые методы очистки вод, ожидается внедрение биоремедиации микроводорослями Chlorella vulgaris для сокращения выбросов СО₂ и удаления токсичных веществ. Более того, будут реализованы технологии для устойчивого агроводопользования через влагоудерживающие гели.

Университет располагает необходимыми лицензиями, доступом к геоинформационным системам и программному обеспечению (ЭРА, ArcGIS Pro, на стадии разработок AI-интерфейсы для мониторинга и прогнозирования паводков), 

что позволяет на практике интегрировать цифровые решения в экологические и аграрные задачи.  

Это позволит решить особо острую проблему, с которой столкнулись северный и западный регионы страны – обильное половодье, когда в 2024 году под водой оказались населенные пункты и посевные площади.

В рамках проекта запланировано создание не менее трех стартапов, в частности по биосенсорам, интеллектуальным системам управления водными ресурсами IoT, влагоудерживающим гидрогелям для сельского хозяйства.

Также будет создано мобильное приложение и веб-портал для своевременного оповещения населения о возможных паводковых ситуациях и загрязнении воды в открытых водоемах. Ожидается получение не менее пяти объектов интеллектуальной собственности, и будут осуществлены подготовка 10 PhD-докторов и публикация более 20 научных работ, в том числе в журналах, входящих в квартили Q1–Q2.

Таким образом, Kozybayev University разворачивает масштабный проект, призванный совершить прорыв в сфере управления водными ресурсами Северо-Казахстанской области. Его осуществление улучшит экологическую ситуацию в регионе, создаст прочный фундамент для его устойчивого социально-экономического развития, укрепит исследовательский потенциал и увеличит число высококвалифицированных кадров. А комплекс лабораторий, оснащенных самым современным высокоточным оборудованием, позволит проводить комплексные исследования и разрабатывать передовые решения для очистки и рационального использования воды.

---

АННОТАЦИЯ

Профессор Дмитрий Бериллоның жетекшілігімен Kozybayev University жобасы Солтүстік Қазақстан облысында су ресурстары саласындағы академиялық артықшылық орталығын құруға бағытталған. Халықаралық ғалымдар тобы ауыз суды тазарту, су айдындарын биоремедиациялау және су тасқыны жағдайын цифрлық мониторингілеу үшін жоғары технологиялық шешімдерді әзірлеуде. Жобаны іске асыру экологиялық жағдай мен халықтың денсаулығын жақсартып, өңірдің агроөнеркәсіптік кешенінің тиімділігін арттырады. 

Проект Kozybayev University под руководством профессора Дмитрия Берилло направлен на создание в Северо-Казахстанской области Центра академического превосходства в сфере водных ресурсов. Международная команда ученых разрабатывает высокотехнологичные решения для очистки питьевой воды, биоремедиации водоемов и цифрового мониторинга паводковых ситуаций. Выполнение проекта улучшит экологическую обстановку и здоровье населения и повысит эффективность агропромышленного комплекса региона.