Технології захисту навколишнього середовища

 

XXI століття розпочалося якісним стрибком у розвитку технологій. Це пов’язано з глобалізацією інформаційного простору, створенням нових матеріалів з унікальними властивостями, що не зустрічаються в природі, а також зі стрімким освоєнням маніпуляцій з нанорозмірними частинками матерії та окремими атомами. Повним ходом іде успішне створення нанорозмірних електронних схем, принципи роботи яких базуються на законах квантової механіки. Усе це викликає загрозу техногенного забруднення, оскільки кількість подібних технологій стрімко зростає, зокрема у тих галузях, де знання людства щодо впливу цих технологій на довкілля ще дуже обмежена. Таким чином, разом із розвитком технологій зростають потенційно небезпечні наслідки застосування таких технологій. У зв’язку з цим виникла гостра необхідність розробки нових концепцій для вирішення задачі захисту навколишнього середовища від можливих негативних наслідків техногенного забруднення.

 

На сучасному рівні задача захисту довкілля від шкідливих забруднень полягає у сумісному застосуванні адміністративних та інженерно-технічних заходів по дезактивації і утилізації небажаних компонентів та домішок до природних систем які потрапляють до них з боку як природних так і антропогенних джерел забруднень. Перелік забруднюючих факторів є досить значний і до того ж постійно поповнюється, у тому числі, нажаль і за рахунок стрімкого зростання видів і об’ємів виробництва та споживання, а також побічних факторів існуючих промислових технологій. До таких забруднюючих факторів відносяться зокрема радіаційне забруднення, забруднення важкими металами та макромолекулярними сполуками. Вони можуть мати як локальний так і у більшості випадків, велико-масштабний характер. Протидія та захист від таких загрозливих явищ вимагає застосувань не тільки очевидних і традиційних заходів у вигляді дистанціювання, локалізації і ізоляції але й адекватних науковоємних технологій дезактивації. Останні потребують значних високотехнологічних, як матеріальних так і інтелектуальних ресурсів і наразі є наочною потребою людства.

 

На сьогоднішній день у світі існує гостра потреба в людях, які мають навички та ідеї, щоб домогтися змін. Прогнозується, що кар’єра в галузі науки про довкілля, розробки політики та планування створить до 24 мільйонів робочих місць у наступному десятилітті. Професії, що поєднують екологічну освіту з ноу-хау в області даних, матимуть попит. Навколишнє середовище та екологічні технології стануть великим бізнесом, який відкриває можливості на 23 трильйони доларів.

 

Спеціальність “Технології захисту навколишнього середовища”, яка входить до галузі знань “Виробництво та технології” – це перспектива отримання на фундаментальному рівні універсальних знань, які можуть бути використані в більшості сфер діяльності, пов’язаних з промисловістю, охороною праці, екологічною та техногенною безпекою. Спеціальність є однією з найперспективніших, ліцензію НД 169853 на відкриття якої для підготовки магістрів наш університет отримав у 2017 році. Вона спрямована на підготовку фахівців, діяльність яких полягає у покращенні стану довкілля шляхом застосування нових наукових досягнень та інженерних принципів. Ця спеціальність гармонійно пов’язує забезпечення екологічної безпеки з сучасними технологіями захисту довкілля.

 

З цієї нової унікальної спеціальності кафедра веде підготовку фахівців на рівні, що відповідає, як державним, так і світовим стандартам, в розробці яких вона приймає безпосередню участь, працюючи у складі Комісії з Технологій захисту навколишнього середовища Міністерства Освіти і Науки України, а також Європейського об’єднання з координації наукових досліджень та підготовки кадрів вищої кваліфікації (EuRSED).

 

Програма спеціальності пропонує комплексний підхід до вивчення питань у галузі виробництва та технології через теоретичне та практичне навчання. Програма робить акцент на здобуття компетентностей із технологій захисту навколишнього середовища, що передбачає визначену здатність і можливість подальшої освіти та кар’єрного зростання. Дана програма формує у студентів комплекс знань, умінь та навичок у галузі. Метою програми є підготовка висококваліфікованих і професійних технологів, здатних вірішувати наукові задачі та питання щодо зменшення рівня антропогенного впливу на природне середовище, розробки ефективних природоохоронних заходів, а також розв’язувати практичні завдання у галузі.

 

Компетентність майбутнього фахівця буде грунтуватися на застосуванні фундаментальних знань із біологиї, хімії, фізики, математики, біотехнології, інформаційних і комунікаційних технологій та фахових і прикладних інженерно-технологічних дисциплін для моделювання та вирішення конкретних природозахисних задач у виробничій сфері або у процесі навчання з використанням комплексу міждисциплінарних даних та умов недостатності інформації.

 

Що вивчають:

 

На шляху опанування спеціальністю студенти вивчають теоретичні (зокрема фізичні) основи процесів та явищ, які відбуваються у навколишньому середовищі та супроводжують технології його захисту, а також – загальної екології. Отримають математичні знання для статистичної обробки даних спостережень за станом довкілля та моделювання явищ і процесів, що відбуваються в ньому. Отримають концептуальні знання, включаючі сучасні теорії, підходи, принципи екологічної політики, фундаментальні знанння з біології, хімії, фізики, біотехнології та фахових і прикладних інженерно-технологічних дисциплин для моделювання та вирішення конкретних природозахисних задач. Отримують базові уявлення про атмосферу, гідросферу, біосферу, що робить їх компетенції придатними до широкого використання у багатьох професійних та междисциплінарних галузях. Вчаться орієнтуватися у виборі природоохоронних технологій, сучасних методах захисту навколишнього середовища. Вчаться використовувати сучасні інформаційні та комунікаційні технології, проектувати автоматизовані SMART системи захисту навколишнього середовища та забезпечувати їх функціонування. Вивчають нові світові досягнення у вирішенні складних завдань із застосуванням штучного інтелекту.

 

Як вивчають:

 

В процесі навчання студенти мають можливість не тільки одержати теоретичні знання, а й набути практичного досвіду в цій галузі під час виробничих практик на профільних підприємствах м. Одеси.

 

Студенти мають можливість з перших курсів займатися науковою діяльністю у цій галузі співпрацюючи з провідними науковцями університету, а також із закордонними науковими центрами з якими у кафедри налагоджені багаторічні наукові творчі зв’язки.

 

Кафедра здійснює підготовку і випуск всіх рівній підготовки: бакалаврів, магістрів і докторів філософії за спеціальністю: “Технології захисту навколишнього середовища” (№ 183 за національною класифікацією).

 

Наукова діяльність і пріоритети досліджень:

 

На кафедрі ведеться активна наукова робота в актуальному напрямі сучасної фізики: теорії динамічних дисипативних систем в застосуванні до гранульованої матерії, яка проявляє проміжні (в сенсі типових ознак відомих агрегатних станів) властивості по відношенню до газів, рідин і твердих тіл. Глибокі дослідження структури і динаміки гранульованих матеріалів в різних зовнішніх умовах орієнтовані в напрямку розвитку загальної теорії і методів фізичного і чисельного моделювання складних фізичних систем, якi характеризуються можливістю перебування в станах самоорганізованої критичності.

 

Метою наукових досліджень є подальший розвиток теорії складних відкритих фізичних систем, яка описує поведінку матеріалів, структурованих в мезо-масштабі при різних зовнішніх впливах. Практично це дозволить розвивати відповідні прикладні напрямки на адекватної фізичної основі. Зокрема, застосувати отриману теорію гранульованих систем в сучасних технологіях захисту навколишнього середовища. У перспективі, дана теорія може стати основою ефективних чисельних алгоритмів при створенні систем автоматизованого проектування (САПР) для вирішення складних завдань оптимізації безпечного природокористування (в тому числі інтегрованих у кіберфізичні системи). В цьому напрямку орієнтована програма досліджень кафедри, яка виграла конкурс фонду фундаментальних досліджень Міністерства Освіти і Науки України на 2007-2008 р, грант НАТО в 2010-2014 р.р.

 

Дослідження скоординовані з програмою вивчення фізики гранульованих матеріалів фізичного факультету Льежского університету (Бельгія), Університету високих технологій Філіпса (Нідерланди) і університету м Мессіни (Італія) на 2015-2025 р.

 

Здобувачі наукових ступенів доктора філософії та доктора наук мають можливість захисту дисертацій в Спеціалізованій вчені раді Інституту теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова Національної Академії наук України, з яким проводяться спільні наукові дослідження за довгостроковими програмами.

 

Можливості працевлаштування:

 

Випускники університету за даною спеціальністю має широкий спектр працевлаштування в державних органах екологічної інспекції, митного та прикордонного контролю, в силових структурах, екологічних прокуратурах і організаціях, що здійснюють нагляд за охороною навколишнього середовища, а також в профільних лабораторіях, науково-дослідних установах і навчальних закладах. Вони можуть займати відповідні посади в Міністерстві охорони здоров’я (діагностичні лабораторії підприємств), Міністерстві освіти і науки (школи, ліцеї, коледжі, інститути, університети, науково-дослідні лабораторії і інститути), діагностичних лабораторіях та підрозділах радіаційного контроля, санітарно-епідеміологічних службах підприємств різних галузей промисловості, структурах Міністерства надзвичайних ситуацій та Прикордонної служби. Зміст та структура профілю програми дає змогу отримати знання та навички і працевлаштовуватись в державному та приватному секторах для діяльності за такими назвами робіт: інженер із техногенно- екологічної безпеки, інспектор державний із техногенного та екологічного нагляду, технік-еколог, інспектор державний з питань цивільного захисту та техногенної безпеки, інспектор державний відповідно Класифікатора професій ДК 003:2010.

 

Перспективи:

 

Фахівці цієї спеціальності є затребуваними у будь-якій галузі промисловості, особливо на виробництві, яке пов’язане із шкідливими викидами та органах екологічного контролю та інспекції. Їх робота пов’язана з інспектуванням, моніторингом, контролем стану довкілля, розробкою та застосуванням технологій і систем його захисту. Новий напрямок роботи – внутрішній екологічний аудит підприємства – дозволяє запобігати проблемам з державними органами і громадськими організаціями. Фахівці цього напряму можуть працювати в лабораторіях, експертних групах, екологічних організаціях та інш. структурах на посадах інженер-еколог та еколог-інспектор, а також еколог-аудітор.

 

Перспективні посади працевлаштування:

— Фахівець з радіаційної безпеки

— Фахівець-технолог захисту навколишнього середовища

— Радіоеколог

— Еколог-аудитор

— Еколог-інспектор

— Еколог-природокористувач

 

Про спеціальність і науково-педагогічну роботу розповідає завідувач кафедри фізики та технологій захисту навколишнього середовища Одеського державного екологічного університету, доктор фізико-математичних наук, професор Олег Іванович Герасимов.

 

Масштаби забруднення навколишнього середовища досягли наразі загрозливих границь. Різноманіття впливів та навантаження на довкілля з боку, зокрема, факторів антропогенного походження дійсно вражає. Тут і електромагнітне випромінювання в різних діапазонах від інфрачервоного до радіочастотного і звукове, радіаційне (іонізуюче випромінювання) і механічне (сміття різної природи), хімічне і бактеріологічне. Системи захисту (очищення, дезактивації) мають задіяти велике коло різних за змістом технологій, які використовують ефекти з багатьох галузей фундаментальної науки. Умовно кажучи, якщо людство достатньо вдало пройшло шлях від ньютонівського яблука до атома та його складових, то тепер належить пройти зворотній шлях встановлення параметрів безпечного існування макросистем під впливом факторів, зокрема мікроскопічної природи (приклад-іонізуюче випромінювання). На цьому шляху, головні складові це компетентні кадри і матеріальна база, яка має бути побудована як на використанні інноваційних технологій, так і новітніх матеріалів. Наразі ми маємо лише певні загальні контури такої конструкції (особливо в царині кадрового забезпечення). Між іншим, вже у найближчому майбутньому потреба у забезпеченні на цьому фронті (чи боротьби, чи співіснування, вже не знаю, як правильно…) наявності належним чином укомплектованого smart –комплексу буде однією з найголовнішою задачею і, водночас, загрозливим викликом Людству з боку навколишнього середовища…

 

“Сучасний стан розвитку наук, спрямованих на захист навколишнього середовища в значній мірі обумовлений можливістю вирішення технологічних задач пов’язаних із убезпеченням довкілля.

 

Саме тому декілька років тому на державному рівні була утворена нова спеціальність — «технології захисту навколишнього середовища» (номер 183 за державним класифікатором), яка призначена саме для встановлення міждисциплінарного балансу в царині дисциплін екологічного і фізико технічного та інженерного напрямів. 

 

Це непроста задача, враховуючи різноманіття систем і підсистем, а також алгоритмів і інструментарію до яких спрямована задача захисту. Часто густо навіть класифікація задач є непростим завданням. Наочно стоїть проблема підготовки кадрів в цій галузі. 

 

Навчальний план передбачає ознайомлення на поглибленому рівні із дисциплінами циклу навчальної підготовки. Але яку із його складових назвемо системно утворюючою? Як надати можливість здобувачу отримати панорамну інформацію про зміст та спрямованість навчального циклу? Начебто відповідь очевидна. Дати змогу застосувати отримані знання для вирішення комплексних практичних задач в галузі. І на цьому шляху знайти відповідь на питання про системно утворюючі складові підготовки. Але, що взяти щоб пронести із собою в професійне життя в якості і компактного і в той же час повного викладення змісту пропонуємих дисциплін? Відповідь на це питання викладачі кафедри шукають і знаходять на шляху розвитку новітніх підходів до розбудови теоретичних і практичних основ технологій захисту різноманітних елементів довкілля від мікро- до макроскопічних. 

 

Ми пропонуємо нашим студентам формувати свою власну думку щодо раціональних підходів до захисту довкілля і озброюємо їх теоретичними і практичними знаннями, які дозволяють формулювати їхній професійний світогляд на грамотному рівні сучасною професійною мовою. 

 

Багатослів’я сучасних методичних матеріалів начебто дозволяє легко спрямувати зміст природничих наук, фізики, хімії, біології, математики до вирішення задач захисту довкілля. Але на практиці, це зовсім не проста задача. Тому на нашу думку треба послідовно, аргументовано, на конкретних прикладах і ретельно пояснювати роль, яку відіграють природничі науки у міждисциплінарних напрямах, намагаючись знайти спільні риси, універсальні закони та інші елементи фундаментальної науки. Саме цім ми і займаємося, намагаючись знайти відповіді на виклики, які висуває нам довкілля”.