На научной сессии по обсуждению результатов интеграционной программы (ИП) Иркутского научного центра СО РАН (ИНЦ СО РАН) «Фундаментальные исследования и прорывные технологии как основа опережающего развития Байкальского региона и его межрегиональных связей» за 2017 год представили 13 докладов по четырем темам.
Научный руководитель ИНЦ СО РАН, академик Игорь Вячеславович Бычков отметил, что на исследования в рамках ИП в 2017 году из Федерального бюджета было выделено 40 858 060 рублей. За год в свет вышло 26 публикаций в журналах, входящих в международные и российские базы цитирования.
По теме «Энергетика и комплексное освоение природных ресурсов и инновационные технологии извлечения и глубокой переработки полезных ископаемых в природно-климатических условиях Сибири и Крайнего Севера» внимание ученых было сфокусировано на разработке стратегии экологически чистого энерго- и топливоснабжения потребителей центральной экологической зоны Байкальской природной территории и обоснованию приоритетных проектов экологически чистых энергетических технологий.
Исследователи провели экспедицию по средней и северной котловинам озера Байкал. Посетили труднодоступные места, в том числе и в северной части озера. При анализе производства тепловой энергии на территории центральной экологической зоны, ученые оценили влияние технических характеристик твердого топлива на выброс загрязняющих веществ в атмосферу.
Более 60% выбросов от источников, которые не имеют очистки, и 27% выбросов приходится на крупные котельные Слюдянки и Северобайкальска – это самые загрязненные места – юг и север Байкала. В ходе экспедиции проведена оценка распространения выбросов оксидов азота над акваторией Байкал. Наибольшая концентрация соединения обнаружена в районе города Северобайкальска. Оксиды азота при атмосферных переносах быстро преобразуются в азотную кислоту, что представляет серьезную опасность для экосистемы озера. Эта ситуация может вызывать нарушения в круговороте азота и спровоцировать прирост биомассы отдельных видов водорослей, особенно в мелководных районах озера, – рассказала сотрудник Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН кандидат экономических наук Ирина Юрьевна Иванова
Для минимизации негативного экологического влияния, ученые рекомендуют использование более мощных котельных. Другой вариант – переход на электроэнергию для теплоснабжения. Но не везде это возможно. Основные препятствия – малая протяженность ЛЭП и отсутствие резерва, либо закольцованные линии. На данный момент замена угольных котельных на электрокотельные в Иркутской области возможна на территориях Ольхонского, Иркутского и Слюдянского районов. В Республике Бурятия это Прибайкальский и Кабанский районы.
Вторая тема ИП – «Инновационные материалы и технологии, в том числе оборонного назначения, органический синтез, фармацевтика и медицинская химия». По этому направлению сотрудники Института химии СО РАН плодотворно работают над синтезом новых препаратов для лечения и предупреждения раковых заболеваний. В рамках исследований «Новые высокоэффективные наноструктурированные биосовместимые средства для тераностики и иммунопрофилактики, инновационные вакцины и природные биологически активные вещества» экспериментально подтверждено взаимодействие между двумя типами вируса, вызывающего цервикальный рак, и вируса, вызывающего острые аногенитальные папилломатозы. Полученные данные открывают возможность создания вакцины для профилактики этих заболеваний.
Направление, связанное с опасными природными процессами в Восточной Сибири и сопредельных территориях, устойчивостью экосистем и качеством жизни при реализации крупных инфраструктурных проектов раскрыто в блоке «Динамика и устойчивость природных экосистем Восточной Сибири в условиях изменения глобального и регионального климата и возрастающей антропогенной нагрузки». Экспедиционные работы были проведены в высокогорных районах Восточного Саяна и на Усть-Илимском водохранилище. Выполнено бурение донных отложений ледникового озера Каскадное-1. Комплексные исследования озерных осадков позволили составить подробную временную шкалу вулканической активности в долине реки Жом-Болок. Мощные извержения здесь начались около 14 тысяч лет назад и продолжались с небольшими перерывами вплоть до последнего тысячелетия. Полученная запись является самой длительной из известных к настоящему времени надежно датированных последовательностей голоценовых извержений в Центральной Азии.
Различные виды анализа озерного архива позволили оценить степень влияния жом-болокских извержений на экосистему региона. Подробные гидрохимические исследования Усть-Илимского водохранилища выявили основные факторы, влияющие на распределение макро- и микроэлементов в водоеме – техногенное загрязнение, связанное с поступлением сточных вод в реку Вихоревка и природные подземные воды, концентрации химических элементов в которых зачастую превосходят таковые в техногенных источниках. Установлена важнейшая роль геохимического барьера – Вихоревского залива, в аккумуляции загрязняющих веществ и предотвращении их дальнейшего распространения. Результаты изучения динамики химического состава вод Усть-Илимского водохранилища после воздействия техногенных источников указывают на активно протекающие в водоеме естественные процессы самоочищения, благодаря которым, качество вод остается в пределах установленных норм, – отметил сотрудник Института геохимии СО РАН кандидат биологических наук Михаил Владимирович Пастухов.
Особое внимание в ИП уделяется научному обоснованию охраны Байкала и социально-экономического развития Байкальской природной территории. Блок «Информационно-аналитическая и телекоммуникационная поддержка междисциплинарных исследований по рациональному природопользованию в Байкальском регионе» позволяет проводить исследования с использованием современных информационных технологий.
В целях уменьшения времени выполнения сервисов и равномерного использования доступных вычислительных ресурсов локальной облачной инфраструктуры ИДСТУ СО РАН в рамках модели MapReduce, предложены реализации операций Map и Reduce, управляемых спецификациями, для параллельного выполнения сервисов. Реализация этих операций позволит впервые параллельно выполнять однопоточные сервисы и значительно ускорить выполнение сервисов для пространственных данных. С помощью этих операций производится деление пространственных данных по регулярной сетке, запуск и выполнение сервисов для каждой ячейки регулярной сетки на отдельном вычислительном узле, а затем производится сбор данных.
Интеграционная программа Иркутского научного центра СО РАН выполняется с 2015 года в рамках Государственного задания ИНЦ СО РАН и предусматривает формирование условий развития Дальнего Востока и Байкальского региона с диверсифицированной экономикой и улучшение социально-демографической ситуации на этих территориях. Основная цель программы – использование фундаментальных знаний и передовых высокотехнологических разработок на всех стадиях производственного процесса – от поиска, добычи, глубокой переработки сырья до охраны среды обитания и повышения качества жизни населения Прибайкалья для обеспечения комплексного опережающего развития Байкальского региона. В исследованиях принимают участие сотрудники всех иркутских институтов СО РАН.