Про інститут

Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України є державною бюджетною неприбутковою науковою організацією, яка заснована на державній власності і перебуває у віданні НАН України. Інститут діє відповідно до Конституції України, Закону України «Про наукову і науково-технічну діяльність» та інших актів законодавства, Статуту Національної академії наук України, Статуту Інституту, «Основних принципів організації та діяльності наукової установи Національної академії наук України», а також «Стратегії розвитку вищої освіти в Україні на 2022-2032 роки» (розпорядження КМУ від 23 лютого 2022 року №286-р).

 

Інститут проводить дослідження за такими пріоритетними напрямами:

- хімія, фізика та біологія води;

- новітні технології водоочищення та водопідготовки;

- фундаментальні основи колоїдної хімії та нанохімії, поверхневі та електрокінетичні явища, колоїдна хімія біологічних систем, фізико-хімічна механіка;

- аналітична хімія водних систем;

- розробка сучасних методів оцінки якості води.

Інститут є єдиною в країні академічною установою, діяльність якої пов’язана зкомплексним дослідженням всіх аспектів хімії і технології води, що визначає провіднуроль Інституту врозробці стратегій збереження та відновлення водних ресурсів України,забезпечення населення високоякісною питною водою, а також в розробці передових технологій та матеріалів, методів аналізу та оцінки якості води, які сприяють реалізації вказаних стратегій з метою охорони навколишнього середовища та збереження здоров’я населення.

Основними цілями діяльності Інституту на сучасному етапі є:

Забезпечення високого рівня наукових досліджень в галузі хімії, фізики та біології води, новітніх технологій водоочищення та водопідготовки, аналітичної хімії водних систем та розробки сучасних методів оцінки якості води, спрямованих на наукове та технологічне обґрунтування шляхів подолання проблем в галузі питного водопостачання населення України, збереження, відновлення та ефективного використання водних ресурсів в умовах війни, післявоєнної відбудови та наявних глобальних змін клімату. Забезпечення високого рівня фундаментальних та прикладних досліджень в області колоїдної хімії для розробки нових та перевірки існуючих теоретичних моделей щодо впливу різних фізико-хімічних факторів на поверхневі, структурні, реологічні властивості колоїдних систем та обґрунтування наукових засад для вирішення практичних задач, пов’язаних з очисткою води, ґрунтів, розвитком альтернативних джерел енергії, отриманням висококонцентрованого композиційного, екологічно безпечного енергетичного палива, суховодних вогнегасних порошків.

У структурі Інституту є 5 наукових відділів.

 

Відділ № 1. Хімії, фізики та біології води

Організаційна структура: зав. відділом – акад. НАН України, д-р хім. наук, проф.В.В. Гончарук. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Увідділі працюють: докторів хім. наук – 4; кандидатів хім. наук, ст. наук.співроб. – 3; кандидатів техн. наук, ст. наук. співроб. – 3, кандидатів біол. наук, ст. наук.співроб. – 1; кандидатів хім. наук, наук. співроб. – 3; кандидатів техн. наук, наук. співроб. – 2; кандидатів хім. наук, мол. наук. співроб. – 1; аспірантів – 3; пров. інж. – 11; інж. – 7.

Основні напрями діяльності відділу

Співробітники відділу виконують дослідження відповідно до напрямів науковоїдіяльності ІКХХВ НАН України: хімія, фізика та біологія води; новітні технологіїводоочищення та водопідготовки; розробка сучасних методів оцінки якості води.

Галузь дослідження – 21.06.01 – екологічна безпека

Основні науково-дослідні роботи відділу спрямовані на:

Розвиток фундаментальних основ раціонального поєднання хімічних, фізичних, фізико-хімічних методів обробки води для обґрунтування перспективних напрямків отримання генетично безпечної питної води та попередження техногенного забруднення водних ресурсів;

Створення наукових засад «зелених» технологій очищення води від домішокприродного та антропогенного походження для гарантування безпеки питноговодопостачання тазбереження здоров’я населення, в інтересах сталого розвитку,охорони навколишнього середовища та реалізації стратегії екологічно орієнтованогоросту;

Розвиток теоретичних основ і технологічних засад по забезпеченню досягнення нормативних показників якості води в процесах водопідготовки і водоочищення;

Розробку мембранних, мембранно-фотокаталітичних, фотокаталітично-мембранних, сорбційно-мембранних та інших гібридних процесів очищення таопріснення природних і стічних вод, основаних на використанні традиційних полімерних мембран, що забезпечуватимуть високу ефективність видалення токсичних компонентів, зменшення забруднення мембран та знешкодження концентратів з метою уникнення вторинного забруднення довкілля;

Розробку новітніх високоефективних процесів очищення природних вод від фторид-іонів, природних органічних сполук, органічних сполук антропогенного походження, завислих речовин, мікробіологічних домішок шляхом інтегрування мікрофільтраційної обробки трубчастими мембранами з природних матеріалів (керамічніта деревні мембрани, розроблені в ІКХХВ НАН України) з іншими фізико-хімічними процесами, що сприятиме селективному видаленню токсикантів та зменшенню забруднення мембран;

Розробку композитних мікрофільтраційних мембран на основі тканин із природних волокон шляхом модифікування останніх екологічно-безпечними матеріалами, дослідження ефективності розроблених мембран в процесі очистки природної та кондиціонування водопровідної води;

Проведення порівняльних досліджень ступеня деструкції характерних для природнихта стічних вод органічних сполук різної природи фотохімічними та фотокаталітичнимиметодами при використанні різних окисників, каталізаторів і джерел опромінення,визначення найбільш ефективних способів максимальної мінералізації забруднювачів, обґрунтування доцільності застосування AOPs в якості самостійного методу, чи в поєднанні з мембранними методами обробки.

Розробка альтернативних методів знезараження води “зеленими” реагентами (вуглекислий газ низького тиску, хітозан) з метою уникнення утворення високотоксичних побічних продуктів знезараження;

Обґрунтування принципів вибору тест-організмів і тест-критеріїв для комплексного біотестування якості вод різного походження і хімічного складу з низьким рівнем забруднення, оцінка методами біотестування екологічної безпечності розроблених мембранних, мембранно-фотокаталітичних та фотокаталітичних процесів очистки природних та стічних вод.

 

Відділ № 2. Електрохімії та адсорбції на мінеральних сорбентах

Організаційна структура: зав. відділом – д-р хім. наук, професор Н.О. Міщук. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

У відділі працюють: докторів хім. наук – 2; кандидатів хім. наук, ст. наук. співроб. – 2;кандидатів хім. наук, наук. співроб – 1; кандидатів хім. наук, мол. наук. співроб – 1; мол.наук. співроб. – 2; пров. інж. – 2.

Основні напрями діяльності відділу

Співробітники відділу виконують дослідження відповідно до напряму наукової діяльності ІКХХВ НАН України: Фундаментальні основи колоїдної хімії та нанохімії, поверхневі електрокінетичні явища, колоїдна хімія біологічних систем, фізико-хімічна механіка.

Галузь дослідження – 02.00.11 – колоїдна хімія.

Основні науково-дослідні роботи відділу спрямовані на:

проведення теоретичних та експериментальних досліджень нерівноважних, нестаціонарних та періодичних явищ при поляризації мембран, діафрагм, гранул, нанорозмірних та мікронних дисперсних частинок з метою цілеспрямованого впливу на їх характеристики та поведінку в електричних та гідродинамічних полях різної інтенсивності. Результати досліджень застосовуються до розробки фундаментальних основ управління характеристиками концентрованих та розбавлених дисперсних систем, мембранними процесами і вдосконалення методів зневоднення та очистки природних дисперсій від важких металів, радіонуклідів та гідрофобних органічних забруднень та електрохімічного очищення води.

Іншим науковим напрямком відділу є дослідження стану і структури модифікуючих шарів, сорбованих молекул та іонів на поверхні природних шаруватих силікатів з метою розвитку теорії гідрофобної взаємодії, що залишається однією з актуальних проблем в колоїдній хімії, а також розробки адсорбційних методів очистки води. Крім цього, проводяться дослідження в області адсорбції поверхнево-активних речовин на поверхні води та водних розчинів, спрямовані, зокрема, на розвиток технологій, пов’язаних із застосуванням емульсій та пін.

Відділ також продовжує дослідження в наукових напрямах, в яких раніше силами співробітників відділу були вперше в світі передбачені та виявлені нові явища і створені нові теорії, а саме:

- теоретично передбачені та експериментально відкриті нелінійні електрокінетичні явища, пов’язані з формуванням індукованого заряду, що були названі електрокінетичними явищами другого роду;

- вперше запропоновані інтенсифікація електродіалізу на основі електроосмосу другого роду та управління транспортом іонів та селективністю мембран за рахунок імпульсної подачі напруги;

- створена кінетична теорія мікрофлотації мікронних та субмікронних частинок;

- вперше пояснено механізм та запропонована модель гідрофобної взаємодії дисперсних частинок між собою та частинок з бульбашками;

- вперше розроблена аналітична теорія подвійного електричного шару при довільному поверхневому потенціалі частинок та об’ємній частці сферичних дисперсних частинок.

Вказані дослідження широко цитуються в світовій літературі і послужили поштовхом до аналогічних досліджень науковцями інших країн.

 

Відділ № 3. Сорбції і біології очистки води

Організаційна структура: зав. відділом – д-р хім. наук, професор Н.А. Мєшкова-Клименко. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

У відділі працюють: докторів хім. наук – 1; кандидатів хім. наук, ст. наук. співроб. – 3; кандидатів. техн. наук, ст. наук. співроб. – 1; кандидатів. с.-г. наук, ст. наук. спіроб. – 1; кандидатів хім. наук, наук. співроб – 1; кандидатів хім. наук, мол. наук. співроб – 1; кандидатів техн. наук., мол. наук. співроб. – 1; наук. співроб. -1, мол. наук. співроб. – 1; пров. інж. – 2.

Основні напрями діяльності відділу

Співробітники відділу виконують дослідження відповідно до напрямів наукової діяльності ІКХХВ НАН України: хімія, фізика та біологія води; новітні технології водоочищення та водопідготовки.

Галузь дослідження – 21.06.01 – екологічна безпека

Основні науково-дослідні роботи відділу спрямовані на:

Дослідження ефективності трансформації активного вугілля в біологічно активний стан та особливостей кооперативної природи об’єднаного процесу адсорбції та біодеструкції синтетичних органічних сполук в ході очищення природних та стічних вод.

Обґрунтування та розробку технологій активації відходів алюмінієвого виробництва для одержання нових реагентів і матеріалів в процесах очищення води:

- розробку науково-технологічних основ отримання напівпродуктів, що можуть бути використані як для синтезу технологічно спорідненої групи композиційних коагулянтів розширеної дії, так і для створення та модифікації пористих та непористих сорбентів з метою підвищення їх специфічної вибірковості по відношенню до токсичних неорганічних і органічних речовин

- одержання на основі нових наукових засад та технологічних підходів допереробки червоного шламу спеціалізованих дешевих водоочисних реагентів (коагулянтів); модифікованих фільтраційних матеріалів та сорбентів багатоцільового призначення для процесів очищення води

Розробку наукових та технологічних основ активації-модифікації карбонізованих продуктів, одержаних з лігноцелюлозної сировини, в тому числі з відходів лісового господарства для отримання багатофункціональних і спеціалізованих сорбентів низької собівартості (активованого біовугілля), що відрізняються між собою параметрами наноструктурної матриці та хімією поверхні:

- обґрунтування можливості заміни викопної сировини (вугілля) на деревні або сільськогосподарські відходи, що знизить вартість виробництва в 1,5-2 рази та призведе до зменшення викиду парникових газів

- оцінку ефективності застосування активованого біовугілля при вилученні з водної фази неорганічних і органічних сполук – типових забруднювачів води; дослідження механічної та хімічної стійкості, регенераційно/рекуперативної здатності активованого біовугілля багатофункціонального та специфічного призначення

 

Відділ№ 4. Фізико-хімічної механіки дисперсних систем

Організаційна структура: зав. відділом – д-р техн. наук, професор А.С. Макаров. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. 

У відділі працюють: докторів техн. наук – 1, докторів хімічних наук – 1; кандидатів хім. наук, ст. наук. співроб. – 4; мол. наук. співроб. – 3, пров. інж. – 3.

Основні напрями діяльності відділу

Співробітники відділу виконують дослідження відповідно до напряму наукової діяльності ІКХХВ НАН України: Фундаментальні основи колоїдної хімії та нанохімії, фізико-хімічна механіка.

Галузь дослідження – 02.00.11 – колоїдна хімія.

Основні науково-дослідні роботи відділу спрямовані на:

- вивчення колоїдно-хімічних особливостей формування, стабілізації та регулювання властивостей висококонцентрованих дисперсних систем, розробку способів отриманнята регулювання властивостей субмікронних матеріалів

- розробку способів регулювання реологічної поведінки і структуроутворення висококонцентрованого композиційного, екологічно безпечного енергетичного палива (КВП) на основі вугілля та карбонових нано- та мікрочастинок в середовищах різної полярності у присутності поверхнево-активних речовин і водорозчинних полімерів зрізними функціональними групами

- встановлення впливу добавок реагентів–диспергаторів, пластифікаторів, емульгаторів, стабілізаторів різних типів на техніко-експлуатаційні показники КВП

- розробку способів одержання суховодних вогнегасних порошків з високими вогнегасними властивостями (структура, час та витрата порошків на гасіння вогню) наоснові гідрофобного аеросилу з домішками неорганічних антипіренів та полімерних і неорганічних гелеутворювачів

Відділ займає провідне місце в Україні з розробки висококонцентрованих дисперсних систем паливного призначення та високонаповнених концентратів типу «суха вода».

За результатами дослідження було виготовлено дослідну партію паливної суміші наоснові рідких органовмісних відходів та вугілля марки «ДГ». Випробування проведено на базі ТОВ «АНА-ТЕМС» (м. Дніпро).

Було також виготовлено дослідну партію паливної суміші на основі рідких органовмісних відходів та пірокарбону. Випробування проведено на базі ТОВ «ЛІКВІДКАРБО» (м. Київ).

 

Відділ№ 5. Аналітичної та радіохімії

Організаційна структура: зав. від. – д-р хім. наук, проф. Пшинко Г.М. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

У відділі працюють: докторів хім. наук – 3; кандидатів хім. наук, ст. наук. співроб. – 4; кандидатів хім. наук, наук. співроб – 3; кандидатів хім. наук, мол. наук. співроб – 2; пров. інж, канд. хім. наук – 2; пров. інж – 2.

Основні напрями діяльності відділу

Співробітники відділу виконують дослідження відповідно до напрямів наукової діяльності ІКХХВ НАН України: хімія, фізика та біологія води; новітні технології водоочищення та водопідготовки, аналітична хімія водних систем.

Галузь дослідження – 21.06.01 – екологічна безпека

Відділ працює за відомчими темами за пріоритетним тематичним напрямом наукових досліджень і науково-технічних розробок: «Найважливіші фундаментальні проблеми хімії та розвитку хімічних технологій». Код та назва наукового напрямку –2.1.3. Хімічна екологія

Основні науково-дослідні роботи відділу спрямовані на:

Синтез та модифікування структури неорганічних сорбційних матеріалів та композитів функціональними угрупованнями для підвищення їх селективності та сорбційної ефективності щодо катіонних і аніонних форм радіонуклідів та інших неорганічних екотоксикантів, а також обґрунтування доцільності застосування вказаних матеріалів для очищення/доочищення природних та стічних вод різноманітного походження.

Розробка аналітичних систем, що включають гібридні методи аналізу та засоби контролю водних середовищ на вміст мікрокомпонентів (екотоксикантів органічної та неорганічної природи) з підвищеною селективністю, чутливістю та експресністю їх визначення, що є важливим для еколого-гігієнічної оцінки джерел питного водопостачання та питної води з врахуванням вимог чинних нормативних документів.

Значна увага приділяється вибору та синтезу сорбційних матеріалів з заданими функціональними групами, в т.ч. з магнітними властивостями, для вилучення та концентрування екотоксикантів з водних середовищ методом магніто-твердофазної екстракції (МТФЕ).

Принципово важливі результати досліджень – це розробка високоселективних поліфункціональних сорбційних матеріалів на основі різнометальних шаруватих подвійних гідроксидів (ШПГ), інтеркальованих органічними та неорганічними лігандами, їх магнітних композитів та кальцинованих форм, а також калійцинкового гексаціаноферату та його композиту з магнітними властивостями, для високоефективного та високоселективного вилучення радіонуклідів та інших неорганічних екотоксикантів з водних середовищ.

Серед основних переваг досліджуваних поліфункціональних сорбентів слід відзначити:

1. Екологічну безпечність та селективність;

2. Низьку вартість, технологічну доступність отримання (без додаткових витрат на специфічні умови та реагенти) та застосування (високотехнологічний та безпечний для персоналу спосіб відокремлення твердої фази відпрацьованого сорбенту магнітною сепарацією) в процесах дезактивації значних об’ємів рідких радіоактивних відходів та інших водних середовищ;

3. Термічну та радіаційну стабільність (у порівнянні з полімерними сорбентами);

4. Відсутність потреби в регенерації, що дозволяє уникнути утворення додаткових рідких відходів, особливо при їх використанні для вилучення радіонуклідів;

5. Можливість утилізації відпрацьованих сорбентів, що містять неорганічні екотоксиканти (важкі та кольорові токсичні метали), шляхом застосування їх як вторинної сировини у промисловості будівельних та інших матеріалів;

6. Можливість прямої переробки відпрацьованих сорбентів, що містять радіонукліди, без введення додаткових реагентів термічним методом з подальшим безпечним підземним захороненням (або у геологічних формаціях). Вказані дослідження широко цитуються в світовій літературі.

За участю більшості співробітників відділу в рамках роботи Науково-технічного центру випробування води (НТЦ ВВ) виконуються госпдоговірні роботи.