О научном проекте:
Название проекта: ИРН AP26102759 «Исследование влияния физико-химического и биологического загрязнения ледников на качество воды и отдельные показатели флоры и фауны экосистемы реки Каратал».
Цель проекта: Изучение негативного влияния физико-химического и биологического загрязнения на ледниковую систему гор Жетысу Алатау, определяющего качество водных ресурсов на основе определения причинно-следственной связи между характером и степенью обогащения тяжелыми металлами и увеличение бактериологического загрязнения, а также использования результатов научных исследований с целью развития исследовательских компетенций и функциональной грамотности студентов при изучении базовых и специализированных дисциплин естественного направления.
Задачи:
1. Исследование состояния альпийских ледников в верхнем течении реки Каратал. Разработать специальную методику сбора и обработки пространственных и климатических данных на труднодоступных территориях системы Жетысу Алатау, имеющих современное оледенение. Методика будет основана на полевых исследованиях, геодезической съемке, лазерном сканировании, анализе космических снимков, применении ГИС-технологий, энергонезависимых температурных датчиков (термохронов) и обобщении материалов в виде базы данных.
2. Изучение и анализ физико-химического и биологического состава талой воды притоков реки и по течению реки Каратал. Провести исследования по определению физико-химических параметров воды рек и ручьев Жетысу Алатауского высокогорья. По изменению электропроводности, мутности и минерализации воды рек и ручьев бассейнов рек Кора, Чажа и Текели выделить генетические типы вод — ледниковые, талые, грунтовые и смешанные. Различные типы питания рек влияющие на солевой состав, и соответственно, минерализацию, отражающие особенности формирования физико-химического и биологического состава воды рек и ручьев.
3. Проведение сравнительного анализа физико-химического и биологического состава на предмет экологической безопасности между характером талых вод реки Каратал. Исследовать солевой состав вод ручьев не ледниковой зоны формирующий в результате смешения в определенной пропорции вод склоновых, почвенно-грунтовых или грунтовых. Для не ледниковых ручьев левого борта рек Кора, Чажа и Текели. Определение значения минерализации, в ручьях с ледниковым питанием, значения минерализации смешанных вод, в зависимости от соотношения объемов стока вод разных генетических категорий.
4. Исследования влияния физико-химического и биологического состава воды на отдельные видовые клоны бактерий, водорослей, макрозообентоса и рыб.
5. Создание 3D модели карты состояния водотока реки Каратал с использованием геоинформационных систем. Рассмотреть характеристики речной сети системы Жетысу Алатау, построение ее цифровой модели необходимой при определении ее густоты и строения.
6.Построение цифровой модели рельефа (ЦМР) широко применяемое при создании и обновлении гидрологических моделей поверхности исследуемого региона. В качестве исходной информации для создания ЦМР системы Жетысу Алатау, используем спутниковые снимки SRTM пространственного разрешения с шагом 30 × 30 метров, находящиеся в открытом доступе. На основе этой ЦМР будет создано модель речной сети системы гор Жетысу Алатау, для тематического картографирования местности.
7. По технологической готовности (TRL) данный проект находится на уровне № 2. По результатам выполнения задач проекта уровень готовности технологии (TRL) будет соответствовать уровню № 4.
Идея проекта: Распространение соответствующей научной информации о качестве воды ответственным органам (университет, город Талдыкорган и др.) и другим организациям, а также важной информации для сельского хозяйства и развития туристического рынка в некоторых направлениях (район реки Каратал). Устойчивость проекта состоит из двух этапов:
— во-первых, выявление наиболее значимых экологических факторов, влияющих на изменения природного ландшафта, флоры и фауны исследуемой территории.
— во-вторых, будет представлена новая научная информация о том, как начать восстановление водной системы в выбранном регионе.
Комплексная оценка качества воды будет эффективна для всех представителей региона. Проект решает фундаментальные экологические проблемы области Жетысу и Республики Казахстан в целом, а также частично связан с изменением климата, поскольку интенсивное таяние ледников в Казахстане влияет на качество воды в реках и ручьях.
Результаты проекта будут использоваться при подготовке специалистов в области химии, биологии, геоэкологии и экотоксикологии.
Ожидаемые результаты:
1. Результаты научных исследований, выполненных в рамках Проекта, будут представлены для публикации в зарубежных рецензируемых научных журналах, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы данных Web of Science и (или) имеющих процентиль CiteScore в базе данных Scopus не менее 35 (тридцати пяти), а также 2 статьи или обзора в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКНВО.
2. Планируется публикация результатов исследования учебного пособия в зарубежном издательстве (в настоящее время есть предложение о публикации в издательстве LAP LAMBERT Academic Publishing является торговой маркой: Omni Scriptum GmbH& Co.KG Heinrich-Böcking-Str. 6-8,66121 , Saarbrücken, Germany). Институт высокогорной биологии имеет большой опыт публикации высоко оцененных статей (WoS или Scopus Q1 to Q3).
3. В рамках проекта планируем подготовку докторанта по образовательной программе 8D01503-Биология, по утвержденной теме диссертаций « тема «, где исследование будет направлено на инициативы хозяйственной и иной деятельности, отвечающих за проведение оценки воздействия на окружающую среду, экологическую оценку намечаемой хозяйственной и иной деятельности исследуемого региона.
4. Планируется выпуск учебно-методических пособий в Республике Казахстан.
5. По результатам исследования планируется получение патента в отечественных патентных бюро, а также заключение лицензионного договора на объекты интеллектуальной собственности в рамках данного Проекта.
6. Ожидаемый научный и социально-экономический эффект:
— Будет проведен мониторинг состояния высокогорных ледников в верховьях реки Каратал.
— Будет проведен сравнительный анализ химического состава на предмет экологической безопасности между характеристиками талых вод, динамикой накопления металлов и других загрязняющих веществ, выделяемых с водой, а также загрязняющих веществ, осаждаемых на тающих ледниках, накапливающихся в биомассе экосистемы вдоль реки Каратал.
— Будет исследовано влияние физико-химического и биологического загрязнения состава воды на растения, фауну, флору и донные отложения с использованием узкоспециализированной рентгенографии.
— Будут разработаны новые подходы к проведению фитотестирования и комплексных геоэкологических исследований, определены негативные тенденции ухудшения качества речной воды, почвы, растений, донных отложений по предельно допустимым концентрациям токсичных веществ и тяжелых металлов.
Молекулярная диагностика бактерий принесет новые знания не только с научной точки зрения, например, как таяние ледников влияет на бактериальный состав воды, но и станет новой прикладной информацией для местного сообщества и политических лидеров региона. Сотрудничество вузов позволит студентам Жетысу получить новый опыт для проведения исследований в области высокогорной гидрологии. Между двумя вузами действует программа двойного диплома.
— Высокий социально-экономический эффект от планируемых исследований обусловлен в перспективе формированием общей концептуальной основы взаимосвязи динамики ледников и круговорота загрязняющих веществ, представляющего собой сложную геосистему, и изучением синергического воздействия химических веществ на различные экологические группы животных и растений ледниковых рек.
— Будет создана 3D-карта-модель состояния водотока реки Каратал с использованием геоинформационных систем.
— Распространение полученных результатов работы среди потенциальных пользователей, научной общественности и широкой общественности. Будут изданы учебно-методические пособия и рекомендации. Результаты исследований будут использоваться на лекционных и практических занятиях по биохимии, химической экологии, экологии растений и животных и т.д. Результаты исследований будут опубликованы на республиканских и международных конференциях и в журналах с ненулевым импакт-фактором.