PROGRAMA

Examenului de doctorat la specialitatea

02.00.20 - Chimie ecologică

Chișinău 2009

I. Recomandări metodice generale

Progresele tehnico-ştiinţifice contemporane, noile descoperiri în fizică, chimie, biologie, informatică, tehnică, automatizarea şi compiuterizarea proceselor de producţie au pus la îndemână societăţii umane pârghii materiale, de soluţionare a multiplelor şi complexelor probleme ale dezvoltării economico-sociale contemporane în interesul omenirii. Însă, actuala organizare a lumii, relaţiile economico-sociale şi politice din lume, dimensiunile consumurilor la care s-a ajuns actualmente au determinat ritmuri îngrijorătoare de epuizare a unor resurse neregenerabile. Au apărut tot mai multe accidente, ca urmare a activităţii umane, care contribuie la deteriorarea echilibrului ecologic, de poluare a factorilor de mediu – aer, sol. O problemă majoră la ora actuală o constituie deşeurile menagere şi industriale, apele reziduale provenite de la unităţile economice etc.

Protecţia mediului înconjurător şi folosirea raţională a resurselor naturale a devenit o problemă de primă actualitate. Elaborarea tehnologiilor avansate de protecţie a mediului înconjurător necesită cunoştinţe aprofundate în domeniul metodologiei de control analitic al compoziţiei calitative şi cantitative a poluanţilor în aer, apă, sol. Este necesar de a cunoaşte procesele şi mecanismele chimice, fizico-chimice care decurg în mediul înconjurător în mod natural. De asemenea, este necesar de a studia mecanismele şi procesele chimice, fizico-chimice care decurg în condiţii impuse de cercetători, cum ar fi: cele de sorbţie, de cataliză omogenă şi heterogenă, de distrucţie fotolitică, termică, de filtrare pe diferite suporturi solide etc. Cunoscând aceste procese cercetătorii vor reuşi să elaboreze tehnologii moderne de tratare a apelor reziduale, a gazelor provenite la arderea substanţelor organice şi anorganice şi la tratarea şi protecţia solurilor. În acest aspect protecţia mediului înconjurător prin procedee chimice are un mare viitor.

II. Conţinutul programului

Tema 1. Probleme de protecţie a mediului ambiant1.1. Biosfera şi originea vieţii pe pământ.1.2. Bilanţul energetic şi material al biosferei.1.3. Acţiunea antropică asupra mediului ambiant.1.4. Limita resurselor naturale.1.5. Energia şi ecologia.

1.5.1. Centrale termoelectrice1.5.2. Centrale hidroelectrice.1.5.3. Centrale atomoelectrice.1.5.4. Surse alternative de energie.

1.5.4.1. Utilizarea energiei solare.1.5.4.2. Energia termonucleară.1.5.4.3. Energia vântului.1.5.4.4. Energia mareelor.1.5.4.5. Energia geotermală.1.5.4.6. Alte surse alternative.

1.6. Probleme sociale şi economice de protecţie a mediului ambiant.

Tema 2. Monitoringul stării mediului ambiant şi metodele de analiză a substanţelor poluante2.1 Monitoringul ca sistem de supraveghere şi control a stării mediului ambiant.2.2. Procese de transport a poluanţilor în mediu.2.3. metode de control a substanţelor poluante din mediul ambiant.

2.3.1. Metode spectrale de analiză. 2.3.2. Metode electrochimice de analiză. 2.3.3. Metode cromotografice de analiză.

Tema 3. Circuitul substanţelor în biosferă 3.1. Circuitul oxigenului, fotosinteza.3.2. Circuitul azotului.3.3. Circuitul fosforului şi sulfului.

Tema 4. Procesul echochimice din atmosferă4.1. Proprietăţile fizico-chimice ale atmosferei.4.2. Procesele chimice din structurile superioare ale atmosferei.4.3. Procesele chimice din troposferă cu participarea radicalilor liberi.4.4. Apă în atmosferă.4.5. Probleme locale şi globale de poluare a atmosferei. 4.5.1. Dioxidul de carbon şi alte gaze care produc efectul de seră. 4.5.2. Poluarea atmosferei cu compuşi ai sulfului. Ploile acide. 4.5.3. Poluarea atmosferei cu compuşi ai azotului. 4.5.4. Oxidul de carbon şi substanţele organice ca poluanţi ai atmosferei.

4.5.4.1. Oxidul de carbon. 4.5.4.2. Hidrocarburile şi produşii lor de oxidare.

4.5.5. Poluarea cu metale grele.4.6. Metode de epurare a emisiilor gazoase. 4.6.1. Epurarea gazelor de particule solide. 4.6.2. Epurarea emisiilor de impurităţi gazoase.

Tema 5. Ecosistemele solului şi poluarea lor5.1. Resursele solului.5.2. Bazele fizico-chimice ale fertilităţii solului.5.3. Solul şi apa. Eroziunea solului.5.4. Probleme de poluarea a ecosistemelor solului. 5.5. Poluarea solului cu pesticide.5.6. Utilizarea şi prelucrarea deşeurilor solide. 5.6.1. Prelucrarea deşeurilor menajere solide. 5.6.2. Utilizarea deşeurilor tehnologice solide.

Tema 6. Chimia şi ecologia apelor naturale6.1. Elemente de hidrochimie. Calitatea apelor de suprafaţă şi subterane din R.Moldova.6.2. Eutrofizarea antropogenă a bazinelor acvatice.6.3. Tipuri de liganzi şi forme de existenţă a ionilor metalelor tranziţionale în apele naturale.6.4. Circuitul peroxidului de hidrogen în hidrosferă şi starea redox a mediului acvatic.6.5. Rolul depunerilor de fund în formarea calităţii mediului acvatic.

Tema 7. Procese de autopurificare a ecosistemelor acvatice.7.1. Tipuri de poluări şi căi de autopurificare a sistemelor acvatice.7.2. Procese fizico-chimice la limita de separare a două faze.7.3. Autopurificarea microbiologică.7.4. Autopurificarea chimică. 7.4.1. Hidroliza.

7.4.2. Fotoliza. 7.4.3. Oxidarea.7.5. Iniţierea biogenă a proceselor de autopurificare cu radicali liberi.7.6. Radicali liberi în apele naturale. 7.6.1. Provenenţa radicalilor primari. 7.6.2. Provenenţa radicalilor OH', HO2

'. 7.6.3. Formarea şi proprietăţile radicalilor organici liberi.7.7. Modelarea comportării substanţelor poluante în apele naturale.

Tema 8. Procese redox catalitice cu participarea oxigenului şi peroxidului de hidrogen8.1. Oxigenul molecular ca oxidant. Formarea proprietăţilor complexilor matal-oxigenaţi.8.2. Mecanismul de activare a peroxidului de hidrogen, formarea şi proprietăţile ionilor metalici în stare maximă de oxidare.8.3. Mecanismele tipice ale proceselor catalitice de oxidare cu participarea O2

şi H2O2.8.4. Perspectivele utilizării industriale a O2 şi H2O2 ca oxidanţi ecologic puri.8.5. Procese redox intracelulare cu participarea O2 şi H2O2.

Tema 9. Activitatea toxică a substanţelor poluante9.1. Informaţii generale despre structura şi funcţiile celulelor.9.2. Tipuri de influenţă toxică a substanţelor poluante.9.3. Biotestarea în aprecierea poluării mediului acvatic.

Tema 10. Procese chimico-biologice în apele uzate10.1. Caracteristicile apelor uzate şi tipuri de impurităţi.10.2. Cerinţe economice de epurare a apelor uzate.10.3. Particularităţile epurării biologice a apelor uzate. 10.3.1. Procese aerobe de epurare. 10.3.1.1. Iazuri biologice.

10.3.1.2. Epurarea apelor orăşăneşti în aerotancuri.10.3.1.3. Biofiltre.

10.3.2. Detoxicarea anaerobă a nămolurilor. 10.3.3. Procese biologice cu participarea formelor minerale ale azotului.

Tema 11. Metode fizico-chimice şi mecanice de tratare şi epurare a apei11.1. Condiţionarea apei potabile.

11.1.1. Instalaţii de purificare a apei potabile.11.2. Utilizarea clorurii, ozonului şi peroxidului de hidrogen pentru potabilizarea apei şi epurarea apelor uzate. 11.2.1. Clorul ca agent de oxidare şi dezinfecţie.

11.2.2. Ozonizarea apei.11.2.3. Peroxidul de hidrogen ca oxidant ecologic pur.11.2.4. Epurarea fotochimică şi radiochimică a apei.

11.3. Metode de preepurare a apelor uzate. 11.3.1. Metode mecanice de epurare.

11.3.2. Metode destructive de epurare.11.4. Metode fizico-chimice de epurare a apelor reziduale.

11.4.1. Îndepărtarea particulelor în suspensie (microparticule, coloidale,semicoloidale) din apele uzate prin procedee de coagulare, floculare, decantare.

11.4.2. Îndepărtarea substanţelor tensioactive din apele uzate prin procedee flotare şi separare a spumii.

11.4.3. Îndepărtarea substanţelor organice din apele uzate prin procedee de absorbţie.

11.4.4. Regenerarea adsorbţiilor epuizaţi.11.4.5. Elaborarea schemelor tehnologice de epurare a apelor uzate.

Tema 12. Poluarea radioactivă şi protecţia omului de radiaţie12.1. Utilizarea energiei nucleare în scopuri paşnice.12.2. Tipurile de radiaţie şi unităţile de măsură. Nivelul radioactivităţii naturale şi standardele limită de radiaţie pentru om.12.3. Consecinţele negative a radiaţiei.12.4. Consideraţii asupra radioecologiei.12.5. Prognozarea incendiuli unei staţiuni atomonucleare.12.6. Problema deşeurilor radioactive.

Tema 13. Poluarea şi protecţia produselor alimentare13.1. Protecţia alimentară în Moldova şi normativele sanitare.13.2. Consideraţii asupra chimiei alimentare.13.3. Standarde de calitate a produselor alimentare.13.4. Metode chimice şi biochimice de depozitare şi conservare a produselor alimentare.13.5. Metode expres de scriking a produselor alimentare pentru determinarea substanţelor toxice.13.6. Marchetingul produselor alimentare.

Tema 14. Procese de sorbţie în tratarea mediului.14.1. Imobilizarea poluanţilor prin procedee de sorbţie.14.2. Obţinerea adsorbanţilor sintezei (cărbuni activi, schimbări de ioni, zeoliţi, siloxani etc.), determinarea proprietăţilor de adsorbţie şi de structură.14.3. Tehnologii adsorbţionale de tratare a apei, gazelor.14.4. Regenerarea adsorbanţilor epuizaţi în procesele de potabilizare a apelor.

III. Literatura de specialitate (de bază)

1. Stugen B. Bazele ecologiei generale. Bucureşti, Editura ştiinţifică şi enciclopedică, 1982, 435 p.

2. Бокрис О.М. Химия окружающей среды., М. «Химия». 1982, 671 с.3. Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г., Мизити А, Экологическая химия окружающей среды., М.,

«Высшая школа», 1993, 550 с.4. Дмитриев М.Т., Кознина Н.И., Пинигина И.А. Санитарно-химический анализ

загрязняющих веществ в окружающей среде., М., «Химия». 1989, 351 с.5. Сычев А.Я., Травин С.О., Дука Г.Г., Скурлатов Ю.И. Каталитические реакции и

охрана окружающей среды., Кишинев, «Штиинца», 1983, 271 с.6. Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г. Химия и жизнь воды. Кишинев, «Картя молдовеняскэ»,

1990, 115 с.7. Дука Г.Г., Скурлатов Ю.И., Штамм Е.В. Экологическая химия сточных вод.,

Кишинев, 1988, 55 с.8. Kit Sadggrove. Ghidul ecologic al managerilor. Editura tehnică, Bucureşti, 1988, 270 p.9. Pârvu Constantin. Ecologie generală. Editura tehnică, Bucureşti, 1999, 576 p.

10. Duca Gh., Scurlatov Iu. Misiti An., Macoveanu M., Suprâţeanu M. Chimia ecologică. Matrix Rom, Bucureşti, 1999, 305 p.

11. Ропот В.М., Стратулат Г.В., Санду М.А., Лупашку Ф.Г. и др. Проблемы качества, использования и охраны водных ресурсов ССР Молдовы. Кишинев, «Штиинца», 1991, 285 с.

12. Когановский А.М., Клименко Н.А., Левченко Т.М., и др. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. М.: Химия, 1983, 288 с.

13. Matei Macoveanu, Doina Bîlbă, Nicolae Bîlbă, Maria Gavrilescu, Gabriela Şoreanu. Procese de schimb ionic în protecţia mediului. Bucureşti, România, 2002, 462 p.

14. V. Rusu, T. Lupaşcu. Chimia sedimentelor sistemelor acvatice. Proprietăţi de suprafaţă. Modele fizico-chimice. Chişinău, 2004, 272 p.

15. Lupaşcu T. Cărbuni activi din subproduse vegetale. Chişinău. Ştiinţa, 2004, p. 234.

IV. Bibliografie suplimentară

1. Braun L., Chandler W., Flavin Chr., şi alţ. Probleme globale ale omenirii. Bucureşti, Ed. Tehnică, 1988, 311 p.

2. Negulescu M., Voicum L., Pătru C. Şi alt. Protecţia mediului înconjurător. Bucureşti, Ed. Tehnică, 1995, 204 p.

3. Ianculescu O., Ianculescu D. Procesul de coagulare – froculare în tratarea apelor. Bucureşti, Ed. Tehnică, 2002, 295 p.

4. Teodosiu C. Tehnologia apei potabile şi industriale. Bucureşti, Ed. Motrix-Rom.,2001, 265 p.5. Ianculescu O., Ionescu Gh, Racoviţeanu R. Epurarea apelor uzate. Bucureşti, Ed. Motrix-

Rom., 2001, 250 p.6. Mediul şi industria. Culegere de lucrări. Bucureşti, Ed. Estfalia, 2003, 462 p.7. Мухин В.М., Тарасов А.В., Клушин В.Н. Активные угли России. М., «Металлургия»,

2000, 352 с.

PAŞAPORTUL

specialităţii ştiinţifice 02.00.20 - chimia ecologică

I. Domeniul ştiinţific în care se conferă gradul ştiinţific Chimie

II. Formularea specialităţii

Chimia ecologică este domeniul ştiinţei care se ocupă cu evaluarea proceselor chimice, fizico-chimice de transformare a poluanţilor în componentele mediului înconjurător – aer, apă, sol sub influenţa factorilor naturali şi tehnogeni, elaborarea tehnologiilor avansate de tratare a mediului înconjurător şi de folosire raţională a resurselor naturale.

III. Direcţii de cercetare

Stabilirea gradului de poluare a aerului, apei, solurilor. Evidenţierea mecanismelor şi proceselor de transformare a poluanţilor sub acţiunea factorilor

naturali (temperatură, radiaţia solară, acţiunea microorganismelor, sorbţiei etc.) Evidenţierea mecanismelor şi proceselor de transformare a poluanţilor sub acţiunea factorilor

tehnogeni (adsorbţie pe suporturi solide, cataliza omogenă şi heterogenă, oxidarea cu ozon, clor, oxigen, filtrare prin membrane etc.)

Elaborarea tehnologiilor de purificare a apelor reziduale. Elaborarea tehnologiilor de potabilizare a apelor de suprafaţă şi subterane. Elaborarea tehnologiilor de epurare a gazelor industriale. Elaborarea tehnologiilor de prelucrare a deşeurilor menagere şi industriale. Obţinerea sorbanţilor noi cu proprietăţi bine definite.

IV. Cifrul şi denumirea specialităţii adiacente02.00.02 - Chimia analitică02.00.04 - Chimia fizică02.00.11 - Chimia coloidală02.00.15 - Cinetica chimia şi cataliza02.00.18 - Chimia şi fizica suprafeţei11.00.11– Protecția mediului ambiant și folosirea rațională a resurselor naturale02.00.05 - Electrochimia02.00.03 - Chimia organică

V. Specialităţi complementare03.00.16 – Ecologie03.00.18 – Hidrologie11.00.07 – Hidrologia bazinelor continentale, resurselor de apă,

hidrochimie.

VI. Delimitarea de specialităţile adiacenteSoluţionarea obiectivelor menţionate în investigaţiile ştiinţifice la specialitatea 145.01

necesită utilizarea metodelor specifice unor disciplini adiacente: chimia analitică, chimia fizică, chimia coloidală, cinetica chimică şi cataliza, chimia şi fizica suprafeţei. În acest context

menţionăm că cercetările în chimia ecologică prin metode chimice se deosebesc de cele efectuate în cadrul specialităţilor adiacente.

Problemele legate de elaborarea metodelor de analiză a poluanţilor se referă la chimia analitică, iar cele legate de studierea dependenţei vitezei reacţiilor chimice, a proceselor de echilibru, a utilizării aparatajului ştiinţific spectral, elucidarea legităţilor proceselor chimice se referă la chimia fizică.

Cercetările în domeniul chimiei ecologice se deosebesc de cele efectuate în cadrul specialităţii cinetica chimică şi cataliza prin aceea că în cadrul acestei specialităţi se studiază mecanismele proceselor şi factorii care influenţează asupra lor. În cazul protecţiei mediului prin procedee chimice se utilizează rezultatele acestor cercetări.

În cadrul specialităţii chimie coloidală se studiază proprietăţile fizice, fizico-chimice, fenomenele de suprafaţă ale coloizilor pe când în cadrul specialităţii protecţiei mediului înconjurător şi folosirii raţionale a resurselor naturale se cercetează procesele de adsorbţie şi de transformare a poluanţilor.

În cadrul specialităţii chimie şi fizica suprafeţei se studiază cu metode fizice şi chimice structura şi compoziţia calitativă şi cantitativă a grupelor funcţionale pe suprafaţa suporturilor solide însă în cadrul specialităţii protecţiei mediului înconjurător se cercetează doar rolul chimiei suprafeţei în intensificarea proceselor de transformare a poluanţilor.

Procesele electrochimice care decurg în soluţii sau pe suprafeţe solide sunt studiate în cadrul specialităţii electrochimie. În cadrul specialităţii protecţiei mediului înconjurător se folosesc procesele electrochimice doar în cazul când este necesar de a obţine coagulanţi, gaze, electroliţi.

În cadrul chimiei organice se studiază structura substanţelor noi, pe când în domeniul protecţiei mediului înconjurător se cercetează compoziţia chimică a produselor de descompunere a substanţelor organice.

Tezele de doctorat la interferenţa specialităţii “Protecţia mediului înconjurător şi folosirea raţională a resurselor naturale cu alte specialităţi adiacente enumerate mai sus pot fi susţinute la două specialităţi cu condiţia includerii în componenţa consiliului specializat a specialiştilor respectivi.

Autorul – Lupaşcu Tudor, doctor habilitat în chimie, prof., directorul Institutului de Chimie al AŞM .

Recenzent – Gonţa Maria, doctor habilitat în chimie, conferenţiar universitar, şefa Catedrei de Chimie Industrială şi Ecologică a Facultăţii de Chimie şi Tehnologie Chimică, USM.

Date despre autorul paşaportului specialităţii ştiinţifice şi a programei examenului de doctorat la specialitatea 02.00.20 - chimia ecologică.

Lupaşcu Tudor, doctor habilitat, prof., şeful Laboratorului Chimie Ecologică, director al Institutului de Chimie al AŞM.

Recenzenţi :1. Gonţa Maria, doctor habilitat în chimie, conferenţiar universitar, şefa Catedrei de Chimie Industrială şi Ecologică a Facultăţii de Chimie şi Tehnologie Chimicâ, USM.

2. Sandu Maria, doctor în chimie, director adjunct al IEG AŞM

C O N C L U Z I A

despre aportul autorului în elaborarea paşaportului specialităţii ştiinţifice şi aexamenului de doctorat la specialitatea 02.00.20 - chimia ecologică.

Paşaportul specialităţii ştiinţifice menţionate a fost elaborat pentru prima dată, având ca model un paşaport propus de către Comisia superioară de Atestare. În el a fost formulate domeniile de cercetare în cadrul specialităţii menţionată direcţiile de cercetare, specialităţile aderente, specialităţile complementare şi delimitarea acestora.

Programa examenului de doctorat la specialitatea 02.00.20 - chimia ecologică luând ca bază programa din anul 2001. În actuala programă au fost introduse recomandări metodice generale. A fost introdus capitolul “Procese de sorbţie în tratarea mediului”.

A fost completată biblioteca recomandată pentru însuşirea acestei programe. Bibliografia a fost divizată în două compartimente (de specialitate obligatorie şi suplimentară).