Inovatīvi zemā tipa kūdras izmantošanas risinājumi videi draudzīgās tehnoloģijās

Projekta nosaukums: Inovatīvi zemā tipa kūdras izmantošanas risinājumi videi draudzīgās tehnoloģijās Projekta numurs: 1.1.1.2/VIAA/1/16/008 Īstenošanas termiņš: 01.11.2017 – 31.10.2020 (36 mēneši) Projekta finansējums: 133 806 Eur, no kuriem 6 690.30 Eur veido Latvijas Universitātes bāzes finansējuma centralizētie līdzekļi (5% no kopējās summas) Projekta mērķis un plānotās aktivitātes: Pētniecības projekta mērķis ir zemā tipa kūdras fizikālķīmisko īpašību izpēte rodot jaunus kūdras izmantošanas veidus, kā arī pilnveidot jau esošos uz kūdras bāzētos produktus. Pētniecības virziens un plānotās 5 aktivitātes fokusētas uz vairākām Latvijā un pasaulē ekonomiski un rūpnieciski nozīmīgām tēmām, kas ir:

• Zemā tipa kūdras sastāva, veidošanās un to ietekmējošo faktoru izpēte (aktivitāte nr. 1);
• Mijiedarbības izpēte starp dabiskajiem un antropogēnajiem kūdras īpašības ietekmējošiem faktoriem zemo purvu Ekosistēmās (aktivitāte nr. 2);
• Zemā tipa kūdras humusvielu īpašību un iespējamo izmantošanas veidu izpēte (aktivitāte nr. 3)
• Zemie purvi klimata pārmaiņu kontekstā (aktivitāte nr. 4)
• Zemā tipa kūdras pārstrādes un modifikācijas risinājumu izpēte (aktivitāte nr. 5)

Galvenie sagaidāmie projekta rezultāti (rezultatīvie rādītāji):

• 5 iesniegtas publikācijas Scopus datubāzē esošiem žurnāliem (realizācijas termiņi: 2019. gada augusts, 2020. gada jūlijs un oktobris);
• 5 vietējas nozīmes konferenču tēzes (realizācijas termiņi: 2018. gada novembris, 2019. gada augusts, 2020. gada aprīlis un oktobris);
• 5 starptautiskas nozīmes konferenču tēzes (realizācijas termiņi: 2019. gada augusts, novembris un decembris, 2020. gada aprīlis);
• 3 iesniegti raksti populārzinātniskiem izdevumiem (realizācijas termiņi: 2020. gada janvāris, aprīlis un maijs)
• 3 publicēti raksti Latvijas Nacionālās Kūdras biedrības mājaslapā (realizācijas termiņi: 2019. gada maijs un decembris, 2020. gada oktobris);
• 2 patenta iestrādnes (realizācijas termiņi 2020. gada aprīlis un oktobris);
• 1 sagatavota rekomendācija par kūdras izmantošanu (realizācijas termiņš: 2020. gada oktobris).

  Īstenotās aktivitātes 2017. gada novembrī: Objektīvu apsvērumu dēļ (rudens/ziemas laika apstākļi; risks projektu sākt vēlāk nekā tas plānots) zemā tipa kūdras nogulumu paraugi projekta vajadzībām tika ievākti pirms projekta sākuma. Paraugi tika ievākti 2017. gada augustā Auces novada Vīķu purvā, šeit iegūti 60 litri svaigas zemā tipa kūdras nogulumu. Vēl papildus zemā tipa kūdras paraugi (no Latgales reģiona un Somijas) iegūti projekta realizācijas sākumā. Aktivitātes Nr. 1 "Zemā tipa kūdras sastāva, veidošanās un to ietekmējošo faktoru izpēte" ietvaros:

• Tiek veikta zemā tipa kūdras materiāla analīze laboratorijā un noteikti dažādi tās raksturlielumi, kā, piemēram, kūdras sastāvs un fizikāli ķīmiskās īpašības;
• Tiek izstrādāts starptautiskas publikācijas melnraksts. Uz doto brīdi publikācijas nosaukums "Diagenesis of fen peat under unique humification conditions", taču tas izstrādes laikā var tikt mainīts. Publikācija tiek izstrādāta sadarbībā ar projekta zinātniskajiem konsultantiem profesoru M. Kļaviņu un asociēto profesori L. Kalniņu;
• Tiek izstrādāts zinātnisko tēžu melnraksts, kas paredzēts vietējas nozīmes konferencei. Tēžu nosaukums uz doto brīdi ir "Inovatīvi zemā tipa kūdras izmantošanas risinājumi videi draudzīgās tehnoloģijās", taču izstrādes laikā šis nosaukums var tikt mainīts. Tēzes tiek sagatavotas sadarbojoties ar projekta zinātniskajiem konsultantiem;
• Tiek izstrādāts zinātnisko tēžu melnraksts, kas paredzēts starptautiskas nozīmes konferencei. Tēžu nosaukums uz doto brīdi ir "Mechanisms of fen peat formation: a proposition", taču izstrādes laikā šis nosaukums var tikt mainīts. Tēzes tiek sagatavotas sadarbojoties ar projekta zinātniskajiem konsultantiem;
• Tiek izstrādāts populārzinātniska raksta melnraksts. Raksta nosaukums uz doto brīdi ir "Zemā tipa kūdras nozīme tautsaimniecības attīstībā", taču izstrādes laikā šis nosaukums var tikt mainīts. Raksts tiek sagatavotas sadarbojoties ar projekta zinātniskajiem konsultantiem;
• Tiek izstrādāts raksts publicēšanai interneta vidē (Latvijas Nacionālās Kūdras Biedrības mājaslapā. Rakstā tiek aprakstīta projekta būtība, mērķi un uzdevumi, lai plašāku sabiedrību iepazīstinātu ar projekta norisi.

Aktivitātes Nr. 2 "Mijiedarbības izpēte starp dabiskajiem un antropogēnajiem kūdras īpašības ietekmējošajiem faktoriem zemo purvu ekosistēmās" ietvaros:

• Tiek veikti laboratorijas darbu laikā iegūtajiem kūdras raksturlielumiem tiek veikta statistiskā apstrāde un parametru kopsakarību meklēšana;
• Tiek izstrādāta publikācija. Uz doto brīdi publikācijas nosaukums "Interaction amongst fen peat properties in the course of boreal fen development", taču tas izstrādes laikā var tikt mainīts. Publikācija tiek izstrādāta sadarbībā ar projekta zinātniskajiem konsultantiem profesoru M. Kļaviņu un asociēto profesori L. Kalniņu;
• Tiek izstrādātas tēzes starptautiskai konferencei. Nosaukums "Anthropogenic impact on the chemical composition of peat surface layer in fens - a case study", taču izstrādes laikā šis nosaukums var tikt mainīts. Tēzes tiek sagatavotas sadarbojoties ar projekta zinātniskajiem konsultantiem;
• Tiek izstrādātas tēzes vietējas nozīmes konferencei. Nosaukums "Cilvēka darbības ietekme uz zemo purvu kūdras ķīmisko sastāvu", taču izstrādes laikā šis nosaukums var tikt mainīts. Tēzes tiek sagatavotas sadarbojoties ar projekta zinātniskajiem konsultantiem.

Aktivitātes Nr. 5 "Zemā tipa kūdras pārstrādes un modifikācijas risinājumu izpēte" ietvaros notiek:

• Laboratorijas darbu veikšana, zemā tipa kūdras materiāla analīze pētot kūdru kā potenciālu biosorbentu un izvērtējot šī materiāla modificēšanas spējas;
• Tiek izstrādāta publikācija. Uz doto brīdi publikācijas nosaukums "Biosorption abilities of modified fen peat", taču tas izstrādes laikā var tikt mainīts. Publikācija tiek izstrādāta sadarbībā ar projekta zinātniskajiem konsultantiem profesoru M. Kļaviņu un asociēto profesori L. Kalniņu;
• Notiek darbs pie patenta izstrādes. Mērķis - uz kūdras bāzēts inovatīvs produkts. (Ideju/draft stadija);
• Tiek izstrādāts populārzinātnisks raksts. Nosaukums "Zemā tipa kūdras modifikācijas iespējas inovatīvu materiālu izstrādē”, taču tas izstrādes laikā var tikt mainīts. Raksts tiek izstrādāts sadarbībā ar projekta zinātniskajiem konsultantiem profesoru M. Kļaviņu un asociēto profesori L. Kalniņu;
• Tiek sagatavots raksts publicēšanai interneta vidē (Latvijas Nacionālās Kūdras Biedrības mājaslapā). Rakstā tiek aprakstīta projekta būtība, mērķi un uzdevumi, lai plašāku sabiedrību iepazīstinātu ar projekta norisi;
• Tiek izstrādātas tēzes vietējas nozīmes konferencei. Nosaukums "Zemā tipa kūdras pārstrādes un modifikācijas iespējas jaunu produktu izstrādē", taču izstrādes laikā šis nosaukums var tikt mainīts. Tēzes tiek sagatavotas sadarbojoties ar projekta zinātniskajiem konsultantiem;
• Tiek izstrādātas tēzes starptautiskas nozīmes konferencei. Nosaukums "Fen peat as an alternative solution in the development of organic matter-based products", taču izstrādes laikā šis nosaukums var tikt mainīts. Tēzes tiek sagatavotas sadarbojoties ar projekta zinātniskajiem konsultantiem.

Īstenotās aktivitātes laika periodā no 2017. gada decembra līdz 2018. gada maijam Aktivitātes Nr. 1 "Zemā tipa kūdras sastāva, veidošanās un to ietekmējošo faktoru izpēte" ietvaros:

• Tikusi veikta zemā tipa kūdras materiāla analīze laboratorijā un noteikti dažādi tās raksturlielumi (blīvums, pelnainība, pH, elektrovadītspēja, karsēšanas zudumi, UV fluorescences parametri, IS parametri, 3D fluorescences parametri u.c. parametri, veikta humusvielu izdalīšana no zemā tipa kūdras masas).
• Tiek izstrādāta starptautiskas nozīmes publikācija. Publikācijas nosaukums "Diagenesis of fen peat under alkaline humification conditions" (turpāmkās izstrādes laikā nosaukums var tikt mainīts).
• Tiek izstrādātas zinātniskās tēzes vietējas nozīmes konferencei. Tēžu nosaukums "Inovatīvi zemā tipa kūdras izmantošanas risinājumi videi draudzīgās tehnoloģijās" (turpmākās zstrādes laikā šis nosaukums var tikt mainīts).
• Izstrādātas un publicēšanai iesniegtas starptautiskas nozīmes zinātniskās tēzes “Conceptual differences between fen and raised bog peat”, kas prezentētas Daugavpils Universitātes 60. starptautiskajā zinātniskajā konferencē 2018. gada 27. aprīlī. Turpinās izvērsto tēžu sagatavošana, kas tiks publicētas Scopus indeksētā izdevumā (Raksts tiks sagatavots uz 20. maiju).
• Veikts darbs pie populārzinātniska rakstu krājuma/brošūras izstrādes. Nosaukums “Kūdra Latvijā: no izpētes līdz ieguvei”. Brošūra tiek izstrādāta sadarbojoties ar zinātniskajiem konsultantiem un piesaistot viesautorus.
• Tiek turpināta raksta izstrādāšana publicēšanai interneta vidē (Latvijas Nacionālās Kūdras Biedrības mājaslapā. Rakstā tiek aprakstīta projekta būtība, mērķi un uzdevumi, lai plašāku sabiedrību iepazīstinātu ar projekta norisi.

Aktivitātes Nr. 2 "Mijiedarbības izpēte starp dabiskajiem un antropogēnajiem kūdras īpašības ietekmējošajiem faktoriem zemo purvu ekosistēmās" ietvaros:

• Tiek veikti laboratorijas darbu laikā iegūtajiem zemā tipa kūdras raksturlielumiem tiek veikta statistiskā apstrāde un parametru kopsakarību meklēšana;
• Tiek izstrādāta starptautiskas nozīmes publikācija. Uz doto brīdi publikācijas nosaukums "Interaction amongst fen peat properties in the course of boreal fen development" (izstrādes laikā nosaukums var tikt mainīts).
• Tiek izstrādātas tēzes starptautiskai konferencei. Nosaukums "Anthropogenic impact on the chemical composition of peat surface layer in fens - a case study" (izstrādes laikā šis nosaukums var tikt mainīts).
• Tiek izstrādātas tēzes vietējas nozīmes konferencei. Nosaukums "Cilvēka darbības ietekme uz zemo purvu kūdras ķīmisko sastāvu".

Aktivitātes Nr. 3 "Zemā tipa kūdras humusvielu īpašību un iespējamo izmantošanas veidu izpēte" ietvaros:

• Notiek darbs pie patenta izstrādes. Mērķis uz kūdras humusvielām (humīnskābēm) bāzēts inovatīvs produkts (Ideju/draft stadija).

Aktivitātes Nr. 5 "Zemā tipa kūdras pārstrādes un modifikācijas risinājumu izpēte" ietvaros:

• Notikusi laboratorijas darbu veikšana, zemā tipa kūdras materiāla analīze pētot kūdru kā potenciālu biosorbentu un izvērtējot šī materiāla modificēšanas spējas;
• Tiek izstrādāta publikācija. Publikācijas nosaukums "Biosorption abilities of modified fen peat" (izstrādes laikā nosaukums var tikt mainīts);
•  Notiek darbs pie patenta izstrādes. Mērķis - uz kūdras bāzēts inovatīvs produkts. (Ideju/draft stadija);
• Tiek izstrādāts populārzinātnisks raksts. Nosaukums "Zemā tipa kūdras modifikācijas iespējas inovatīvu materiālu izstrādē”.
• Tiek sagatavots raksts publicēšanai interneta vidē (Latvijas Nacionālās Kūdras Biedrības mājaslapā). Rakstā tiek aprakstīta projekta būtība, mērķi un uzdevumi, lai plašāku sabiedrību iepazīstinātu ar projekta norisi;
• Tiek izstrādātas tēzes vietējas nozīmes konferencei. Nosaukums "Zemā tipa kūdras pārstrādes un modifikācijas iespējas jaunu produktu izstrādē".
•  Izstrādātas un iesniegtas tēzes starptautiskas nozīmes konferencei (CONECT 2018). Nosaukums "Fen peat in environmentally friendly technologies". Recenzents tēzes ir akceptējis publicēšanai Energy Procedia izdevumā, kas ir Scopus datu bāzē esošs zinātniskais žurnāls. Sagatavots stenda referāts maijā plānotajai starptautiskas nozīmes konferencei “CONECT 2018”.

  Pēcdoktorantūras projektā īstenotās aktivitātes laika periodā no 2018. gada 1. maija līdz 2018. gada 31. jūlijam. Aktivitāte Nr. 1 "Zemā tipa kūdras sastāva, veidošanās un to ietekmējošo faktoru izpēte”

• Šajā aktivitātē tiek turpināta kūdras analīze laboratorijā. Notiek humusvielu ekstrakcija no zemā tipa kūdras masas un tālāka humīnskābju izvilkšana. Zemā tipa kūdrai tiek veikta 3D fluorescences spektroskopijas analīze.
• Tiek turpināta pirmajā pārskata periodā uzsāktā zinātniskās publikācijas sagatavošana žurnālam “Boreal Environment Research”. Publikācijas nosaukums “The diagenesis of fen peat as an indicator of environmental conditions”.
• Tiek turpināta vietējas nozīmes konferenču tēžu izstrādāšana, to nosaukums “Inovatīvi zemā tipa kūdras izmantošanas risinājumi videi draudzīgās tehnoloģijās”.
• Tiek turpināts darbs pie populārzinātnisko rakstu krājuma izstrādāšanas. Rakstu krājuma nosaukums “Kūdra Latvijā: no izpētes līdz ieguvei”.
• Tiek papildināts raksts interneta videi (LNKB mājaslapa) par darbībām pirmajā projekta aktivitātē. Rakstā tiek aprakstīta projekta būtība, mērķi un uzdevumi, kā arī sasniegtais, lai plašāku sabiedrību iepazīstinātu ar projekta norisi un sasniegtajiem rezultātiem.
• Tiek sagatavots mācību līdzeklis ar nosaukumu “3D fluorescences datu paralēlo faktoru analīze (PARAFAC) MATLAB programmatūrā, datu pirmsapstrāde un analīze”.

  Aktivitāte Nr. 2 "Mijiedarbības izpēte starp dabiskajiem un antropogēnajiem kūdras īpašības ietekmējošajiem faktoriem zemo purvu ekosistēmās"

• Šajā projekta aktivitātē turpinās laboratorijas darbu laikā iegūto rezultātu statiskā un grafiskā apstrāde un parametru kopsakarību meklēšana. Tikusi veikta 3D fluorescences spektroskopijas analīzes rezultātu paralēlo faktoru analīze un identivicēti humusvielu komponenti, kā arī sagatavoti komponentu modeļi.
• Tiek turpināta starptautiskas publikācijas melnraksta sagatavošana. Uz doto brīdi publikācijas nosaukums "Accumulation of fen peat in hemi-boreal fen: a critical overview of the fen peat general properties".
• Tiek turpināta tēžu sagatavošana starptautiskai konferencei, to nosaukums "Anthropogenic impact on the chemical composition of peat surface layer in fens - a case study".
• Tiek izstrādātas tēzes arī vietējas nozīmes konferencei, to nosaukums "Cilvēka darbības ietekme uz zemo purvu kūdras ķīmisko sastāvu"

  Aktivitāte Nr. 4 "Zemie purvi klimata pāmaiņu kontekstā"

• 2018. gada maijā uzsākta šīs aktivitātes uzdevumu īstenošana.
• Uzsākts darbs pie oglekļa 13 satura izpētes zemā tipa kūdrā un tā salīdzināšana ar augstā tipa kūdras sastāvu.
• Uzsākts darbs pie starptautiskas publikācijas melnraksta sagatavošanas. Uz doto brīdi publikācijas nosaukums “Organic matter transformation in a fen peat profile: humification and stratification due to Climate Change”.
• Uzsākts darbs pie tēžu gatavošanas starptautiskas nozīmes konferencei, to nosaukums uz doto brīdi “Differences in Carbon-13 content between fen and raised bog peat”.
• Uzsākts darbs pie tēžu sagatavošanas vietējas nozīmes konferencei, to nosaukums “Zemie purvi klimata pārmaiņu kontekstā”.

  Aktivitāte Nr. 5 "Zemā tipa kūdras pārstrādes un modifikācijas risinājumu izpēte"

• Šajā projekta aktivitātē veikti laboratorijas darbi pārklājas ar pirmajā aktivitātē veicamajiem laboratorijas darbiem. Tiek pētīta kūdra kā potenciāls biosorbents un tiek izvērtētas šī materiāla modificēšanas spējas.
• Tiek turpināts izstrādāt starptautiskas publikācijas melnrakstu "Advantages of modified fen peat in biosorption".
• Noticis darbs pie patenta izstrādes. Mērķis - uz kūdras bāzēts inovatīvs produkts: “Peat multi-stage biological filter for household wastewater”.
• Tiek turpināts izstrādāt populārzinātnisku rakstu, tā nosaukums "Zemā tipa kūdras modifikācijas iespējas inovatīvu materiālu izstrādē”.
• Tiek papildināts raksts publicēšanai interneta vidē (Latvijas Nacionālās Kūdras Biedrības mājaslapā). Rakstā tiek aprakstīta projekta būtība, mērķi un uzdevumi, lai plašāku sabiedrību iepazīstinātu ar projekta norisi.
• Tiek izstrādātas tēzes vietējas nozīmes konferencei. Nosaukums "Zemā tipa kūdras pārstrādes un modifikācijas iespējas jaunu produktu izstrādē", taču izstrādes laikā šis nosaukums var tikt mainīts.
• Dalība CONECT 2018 starptautiskajā zinātniskajā konferencē 16-18/05/2018, referāta “Fen peat in environmentally friendly technologies” prezentēšana. Konferences tēzes tiks publicētas kā raksts Scopus indeksētā izdevumā Energy Procedia.