Химия природного органического вещества и природоподобные технологии
Химический факультет

Понятие «природное органическое вещество» широко вошло в англоязычные учебники по химии окружающей среды, в то же время остается практически не известным для отечественных студентов и исследователей. Природное органическое вещество объединяет в себе такие обширные и разные по свойствам пулы неживого органического вещества как кероген, гумус, гуминовые и гуминоподобные соединения. Безусловно, родственным пулом по происхождению является нефть, которого мы так же кратко коснемся в нашем курсе. Изучение указанных пулов органического углерода в рамках одного курса – это увлекательная задача настоящей эволюционной химии, которая может приоткрыть завесу появления и последующей трансформации органического углерода на нашей планете. Поэтому начнем мы свой курс с ознакомления с источниками происхождения, запасами и строением природного органического вещества, которое существует в виде гуминовых веществ почв и природных вод, а так же накапливается в составе таких полезных ископаемых, как уголь, торф, сапропель. Затем мы рассмотрим принципы молекулярного строения систем природного органического вещества, сложность которых требует применения самых современных методов анализа – в частности, масс-спектрометрии сверхвысокого разрешения, а так же применения технологий big data для визуализации и свертки полученной информации о молекулярном пространстве сложных систем. Мы увидим, каким образом сложность строения гуминовых систем связана с выполнением ими многочисленных функций для поддержания жизни на нашей планете. При этом задача данного курса будет состоять не только в изучении строения и функций природного органического вещества в окружающей среде, но и в применении полученного знания на практике для создания природоподобных технологий. Для этого мы рассмотрим роль гуминовых веществ в транспорте микроэлементов и предложим способы получения «природоподобных» микроудобрений на основе гуминовых макролигандов, мы узнаем, как получить новые почвенные мелиоранты, направленные на восстановление гумусного состояния почв, решим задачу по установке проницаемых реакционных барьеров с целью очистки грунтовых вод, а так же предложим новые природоподобные процессы, способы их воспроизведения и соответствующие технологические воплощения.

Предложенный курс предлагает современную трактовку представлений о строении и функциях природного органического вещества и способ воплощения данного знания для создания природоподобных технологий, реализация которых позволит решить многочисленные задачи и проблемы человечества, связанные с загрязнением и деградацией окружающей среды.