Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Учебно-научная лаборатория «Экологическая безопасность»

Ключевые слова:  Мастерские инноваций, очистка воды, периодика, ФИОП РОСНАНО, экология

Автор(ы): Сазонов Дмитрий

Опубликовал(а):  Чеканова Анастасия Евгеньевна

19 июня 2015

Мы с удовольствием публикуем работы конкурса «Моя лаборатория», который провели в рамках Олимпиады Программа «Мастерские инноваций» ФИОП РОСНАНО и МГУ имени М.В.Ломоносова.

Введение

В настоящее время всё больше внимания уделяется проблеме загрязнения окружающей среды. Об ужасающем виде некоторых водоёмов и рек знает и стар, и млад. Из окон самой лаборатории, о которой пойдёт речь, видна, мягко говоря, непрозрачная река Яуза.

А в одном из ведущих вузов страны – МГТУ им. Н. Э. Баумана – уже сравнительно давно существует кафедра Э9 «Экология и промышленная безопасность», студенты которой обучаются, в том числе, способам очистки воды и воздуха. Поэтому на кафедре после ремонта формируется учебно-научная лаборатория «Экологическая безопасность».

При этом кафедра не забывает о подрастающем поколении – ежегодно в рамках олимпиады «Шаг в будущее. Москва» на кафедру для проведения небольшой исследовательской работы приходят школьники как выпускных классов, так и более младших. При этом часть экспериментальных стендов могут быть переделаны.

А выпускники кафедры могут продолжать обучение на кафедре в магистратуре и аспирантуре, проводя различные эксперименты в данной лаборатории.

Общие сведения о лаборатории

Учебно-научная лаборатория «Экологическая безопасность» является частью кафедры Э9 «Экология и промышленная безопасность» МГТУ им. Н. Э. Баумана. В лаборатории находятся различные стенды, лабораторное оборудование и посуда, а также необходимые жидкие и твёрдые вещества. На рис. 1 представлены стенды по очистке воды разными способами.

Рис. 1. Лабораторные стенды по очистке: а) мембранным способом; б) механическими способами; в) флотационным способом*

*флотация заключается в следующем: в очищаемой воде генерируют мелкие (менее 1 мм) пузырьки воздуха, к которым прикрепляются гидрофобные частицы загрязнений; затем образовавшиеся комплексы всплывают и периодически удаляются

А на рис. 2 можно увидеть современный спектрофотометр Hach-Lange DR 6000. Этот прибор предназначен для определения концентраций различный загрязнений в воде. Вкратце работу на нём можно описать следующим образом. Сначала выбирают то, что необходимо измерить, затем к исследуемой воде согласно соответствующей методике добавляется реагент (или несколько), после чего через некоторое время вода обретает какой-то цвет. И по той части света определённой длины волны, которая пройдёт через воду, можно судить о содержании загрязнения, зная калибровочную кривую. Но в спектрофотометре уже заложено большинство программ. Поэтому надо просто пробирку поставить в предварительно включенный спектрофотометр, выбрать нужную программу, и прибор покажет концентрацию загрязнения. Однако можно создавать и свои программы. Это может быть полезно как студентам, так и школьникам для выполнения исследовательской работы.

Рис. 2. Спектрофотометр

Также в лаборатории имеется стенд по изучению способов очистки воздуха (рис. 3). А для проведения лабораторных работ и занятий в малых группах есть компьютер с подключённым к нему проектором и экран на стене, куда проецируется изображение.

Рис. 3. Стенд по очистке воздуха

Работа со школьниками

Рис.4. Школьница за работой

Ежегодно в МГТУ им. Н. Э. Баумана проходит олимпиада школьников «Шаг в будущее. Москва», информацию о которой можно найти на сайте Центра довузовской подготовки университета. Участие в олимпиаде – это в первую очередь выполнение научно-исследовательской работы. Среди множества подсекций есть и «Промышленная экология», связанная именно с кафедрой Э9, к которой относится лаборатория. И несмотря на то, что лаборатория только формируется, в ней уже могут работать и школьники. Например, Настя в январе 2015 г. (рис. 4) изучала содержание железа и других загрязнений в реке Яуза в Мытищах (Моск. обл.), где она живёт. Это часть её исследовательской работы, выполняемой в рамках участия в олимпиаде.

Однако случайно школьнику попасть в лабораторию нельзя, так как в вузе строгий пропускной контроль. Поэтому при желании ознакомиться с кафедрой в целом и с лабораторией в частности необходимо связаться с представителями кафедры, чтобы организовать проход и, при необходимости, мини-экскурсию.

Также вузом организуются различные мероприятия, в ходе которых можно ознакомиться с кафедрой, например ежегодные Дни открытых дверей, как правило, проводимые 12 апреля в День космонавтики.

Стоит отметить, что часть стендов лаборатории состоят из множества разъёмных соединений, например, установка флотационной очистки воды (рис. 4), созданная автором данной статьи. Множество разборных муфт и кранов на трубах позволяют изменять конструкцию установки, а следовательно, её параметры и назначение.

Помимо описанного в лаборатории имеется специальная посуда и химические реагенты и вещества, например, краска гуашь и известь, с помощью которых можно сначала приготовить грязную воду, а затем её очистить. Это весьма наглядно и может быть применено в исследовательской работе.

Работа студентов и аспирантов

Конечно, о будущих студентах забывать нельзя, но, в первую очередь, лаборатория предназначена для проведения экспериментов различной сложности студентами магистратуры и аспирантами при выборе ими соответствующих тем диссертаций, а также для проведения ознакомительных лабораторных работ. Ранее студентам приходилось тесниться в небольшой лаборатории, в которой до недавнего времени размещалась и показанная на рис. 1в установка флотационной очистки воды. Однако это не мешало два года подряд делать эксперименты для выпускной работы студентам магистратуры под руководством профессора Ксенофонтова Б. С. Также автор данной статьи вместе со своими студентами провёл эксперимент, результаты которого доложил летом 2014 г. на международной конференции в Болгарии. Информацию о конференции можно узнать на её официальном сайте (на англ. языке).

Немаловажным аспектом для студента является получение хорошей стипендии. В МГТУ им. Н. Э. Баумана, как и в других вузах страны, дают повышенные стипендии (более 6000 руб. в месяц) студентам, публикующим научные статьи. А чтобы написать их, крайне желательно провести эксперименты – этим студенты и могут заняться в лаборатории в свободное от основной учёбы время. Естественно, мини-группа или один студент всегда может найти преподавателя, который поможет как с экспериментом, так и с написанием статьи. Это обоюдно выгодная работа: студент повышает вероятность получить неплохую стипендию, а преподаватель – выполняет часть своей работы. Необязательно быть студентом кафедры Э9, главное – желание и возможность работать в лаборатории.

Лаборатория, как видно из полного названия, предназначена и для учебных целей, поэтому в ней проводятся и более простые ознакомительные работы, в ходе которых студенты знакомятся с общими принципами различных методов очистки воды и воздуха, а также разновидностями мониторинга окружающей среды. Проходит это на том же оборудовании, но в обязательном для студентов кафедры Э9 порядке и в упрощённом виде.

Будущее лаборатории

Ну а что же ждёт лабораторию в ближайшие годы?

Во-первых, лаборатория окончательно сформируется и примет определённый вид. Но это не значит, что затем ничего изменяться не будет. Например, стенд по флотационной очистке воды (рис. 1в) постоянно модернизируется, также иногда переоборудуется стенд механической очистки воды (рис. 1б) для проведения конкретного эксперимента. Всегда возможно появление нового оборудования.

Во-вторых, недавно заработал новый сайт кафедры Э9, на нём планируется размещение информации о данной лаборатории.

И в-третьих, естественно, там продолжится и, вероятно, усилится научно-исследовательская работа, так как на кафедру в магистратуру по соответствующим направлениям будет поступать много студентов, которые будут обязаны проводить исследования.

Заключение

Лаборатории «Экологической безопасности» ещё не исполнилось и года, но она уже активно работает: в ней объявляются то студенты, то аспиранты, то школьник с руководителем. Чем больше их будет, тем лучше, так как научная работа, которая будет проводиться в лаборатории, направлена на снижение загрязнения окружающей среды, в том числе воды, что очень важно.

Сведения об авторе

Сазонов Дмитрий. Аспирант кафедры Э9. Соавтор патента на полезную модель. Занимается флотационной очисткой воды.



В статье использованы материалы: Моя лаборатория


Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 



Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Цветок лунного света
Цветок лунного света

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Новые 3D пористые наноуглеродные материалы из панцирей морских крабов. Клапан без клапана: как идёт воздух в лёгких у птиц. Углеродные фуллертрубки: от полупроводников до металлов. Механическое напряжение и
поверхностное натяжение скирмионов.

Наносистемы: физика, химия, математика (2021, Т. 12, № 2)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume12/12-2
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Международная магистратура по химии/геномике/нанотехнологиям без экзаменов - участвуй в Конкурсе портфолио
Международный научный центр SCAMT Университета ИТМО объявляет Конкурс портфолио, победители которого будут зачислены на бюджетные места на одну из программ международной магистратуры "Химия прикладных материалов", "Прикладная геномика" или "Молекулярная биология и биотехнология" без вступительных экзаменов!

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2021 году
коллектив авторов
25 - 28 мая пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

В тесноте, да не в обиде: микрореакторы и псевдоморфы
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Известный всем принцип «в тесноте, да не в обиде» относится не только к людям, это отличная демонстрация одного из не менее известных подходов уже в области нанотехнологий, основанного на использовании гетерогенных микрореакторов для формирования наноструктурированных частиц в ограниченном пространстве. При этом наночастицы или наноструктуры формируются в «тесноте», будучи ограниченными границей раздела микрореактора с окружающей средой, но никто на это не в обиде – с использованием микрореактора удается контролировать сложную и удивительную агрегатную структуру из наночастиц, которая может играть ключевую роль в формировании практически важных свойств наноматериалов.

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.