Gheorghe DUCA, academician

Problemele de mediu, inclusiv încălzirea globală, poluarea apei, a aerului, solului sunt subiecte majore de discuţie atât la nivel global, cât şi local. De-a lungul timpului, în natură a existat un echilibru stabil. Dăinuia armonia între factorii biotici şi abiotici din mediul înconjurător. Procesul de transformare a substanţelor chimice dintr-un compus în altul prin intermediul organismelor vii a fost totdeauna unul firesc şi dirijat de însăşi natura. Pe parcursul existenţei biosferei componenţa specifică a animalelor, plantelor şi microorganismelor, ce realizează acest ciclu continuu, s-a modificat în repetate rânduri. Dar mereu activitatea asociată a componentelor biosferei a marcat regimul biogeochimic necesar pentru existenţa vieţii pe Pământ.

Începând cu anii ’50 ai secolului trecut, ca rezultat al progreselor din industrie, agricultură şi viaţa cotidiană, se acumulează tot mai mari cantităţi de reziduuri. Gazele, lichidele, deşeurile solide, inclusiv cele menajere şi apele reziduale, poluează mediul ambiant.

În cazul în care substanţele chimice bionedegradabile provenite de la folosirea tehnologiilor poluante de producere a bunurilor materiale, din utilizarea iraţională a pesticidelor şi îngrăşămintelor minerale în sectorul agrar, din deşeurile industriale şi menajere etc. pătrund în mediul ambiant, echilibrul natural este afectat şi poate avea efecte dezastruoase asupra vieţii pe Pământ.

În acest context se impune a menţiona impactul Chimiei ecologice, care are o importanţă deosebită în soluţionarea problemelor de mediu. Potrivit definiţiei acad. Gheorghe Duca, chimia ecologică este ştiinţa despre procesele ce determină compoziţia şi proprietăţile chimice ale mediului ambiant, adecvat valorii biologice de habitare. Cercetarea proceselor şi mecanismelor de transformare, migrare, descompunere catalitică, imobilizare, adsorbţie etc. a poluanţilor organici şi organici şi neorganici care pătrund în obiectele mediului înconjurător stă la baza elaborării tehnologiilor performante de tratare a mediului ambiant.

Una din cele mai importante componente ale mediului este apa. Un lichid incolor, lipsit de gust şi de miros fără care nu există viaţă pe Pământ. Republica Moldova are cantităţi de apă de suprafaţă egale cu 13,6 km3/an. Această cantitate de apă este asigurată de fluviul Nistru cu un debit de 10,7 km3/an, de râul Prut cu un debit de 2,8 km3/an, de râurile mici, mijlocii şi lacurile de acumulare, al căror debit este de circa 1,1 km3/an.

Apele subterane din Republica Moldova alcătuiesc un debit de aproximativ 1 km3. Potrivit datelor Ministerului Sănătăţii, 50 la sută din apele subterane nu corespund normelor sanitare impuse de standardele de calitate ale apei potabile. Ele conţin cantităţi sporite de fluor, hidrogen sulfurat, ioni de fier, mangan, stronţiu, amoniac, metan etc.

O problemă de bază în alimentarea cu apă potabilă o constituie apele freatice, care în volum de circa 80 la sută sunt poluate cu nitraţi, nitriţi, amoniac. În marea lor majoritate, aceşti poluanţi sunt de provenienţă antropogenă. O altă problemă acută ce nu poate fi neglijată o constituie apele reziduale provenite din diferite activităţi ale omului. Pentru soluţionarea acestor probleme sunt necesare studii profunde în domeniul evidenţierii proceselor şi mecanismelor redox de autoepurare a apelor de suprafaţă, de imobilizare şi transformare a poluanţilor în sisteme catalitice omogene şi eterogene în medii acvatice.

Acesta este arealul cercetărilor şcolii autohtone de chimie ecologică, fondată şi condusă de acad. Gheorghe Duca, savant care preţuieşte prezentul şi vede viitorul. Majoritatea cercetătorilor din cadrul acestei şcoli activează la Institutul de Chimie, Institutul de Ecologie şi Geografie ale AŞM. şi la Facultatea de Chimie şi Tehnologie Chimică a USM. În cadrul proiectelor instituţionale şi programelor de stat, realizate sub egida Şcolii de Chimie Ecologică, au fost obţinute rezultate ştiinţifice performante, care au fundamentat şi elaborat noi tehnologii moderne de potabilizare a apelor de suprafaţă, subterane, de epurare a apelor reziduale, de prelucrare şi valorificare a produselor secundare şi tratate a deşeurilor din industria vitivinicolă etc.

Un ritm deosebit al cercetărilor în domeniul chimiei ecologice s-a produs în anul 2006, după ce, în cadrul Institutului de Chimie al AŞM, prin Hotărârea Consiliului Suprem pentru Ştiinţă şi Dezvoltare Tehnologică, a fost creat Centrul Ştiinţific de Chimie Fizică şi Nanocompozite (CŞCFNC).

Conducător al Centrului nominalizat a fost numit acad. Gheorghe Duca, scopul principal al acestuia fiind studiul proceselor de formare, elaborarea metodelor de obţinere, stabilirea proprietăţilor fizice şi fizico-chimice ale nanocompozitelor, care pot fi utilizate în nanoelectronică, procese redox, catalitice pentru soluţionarea problemelor de tratare a mediului ambiant şi elaborarea tehnologiilor de obţinere a preparatelor noi necesare economiei naţionale. Un alt scop al CŞCFNC este asigurarea cercetărilor ştiinţifice cu măsurători de performanţă ale diferitelor materiale şi produse noi obţinute în toate instituţiile de cercetare-dezvoltare din Republica Moldova. CŞCFNC are în obiectiv şi pregătirea tinerilor specialişti în domeniul ştiinţelor exacte şi ale naturii, precum şi a cadrelor de înaltă calificare prin sistemul de masterat, doctorat şi postdoctorat.

Pentru soluţionarea problemelor care stau în faţa CŞCFNC au fost procurate diverse utilaje ştiinţifice sofisticate – atribute indispensabile unei cercetări contemporane.

O problemă globală de actualitate este afectarea fiinţei umane de diferite boli ale sistemelor organismului. Una dintre cauzele apariţiei dereglărilor la nivel biologic, chimic, genetic şi psihologic este acţiunea radicalilor liberi.

Dintre factorii importanţi care generează radicali liberi putem enumera poluarea aerului, solului, apei, radiaţia UV, consumul excesiv de alcool, alimentaţia incorectă, fumul de ţigară ş. a. Radicalii liberi produşi şi speciile reactive ale oxigenului sunt metaboliţi oxigenaţi foarte reactivi, care conduc la distrugerea lipidelor, proteinelor şi ADN-ului. Astfel, cercetările ştiinţifice din domeniul antioxidanţilor sunt actuale, deoarece aceşti compuşi participă la prevenirea problemelor cauzate de radicalii liberi atât în organismul uman, cât şi în diferite produse alimentare şi cosmetice.

Radicalii liberi contribuie la dezvoltarea unor boli, precum astmul bronşic, cancerul, bolile cardiovasculare, cataracta, diabetul zaharat, bolile inflamatorii gastro-intestinale, bolile ficatului, boala parodontală şi alte procese inflamatorii.

O soluţie pentru neutralizarea radicalilor liberi este folosirea antioxidanţilor naturali, care protejează celulele organismului uman. Antioxidanţii reprezintă un grup de compuşi sintetizaţi de organism, întâlniţi în diverse produse alimentare de proveninţă naturală. Antioxidanţii acţionează în mod sincron cu organismul uman, consumând radicali liberi şi menţinând sănătatea omului. Rolul antioxidanţilor constă în anihilarea acţiunii radicalilor liberi din organismul uman, care se produc continuu şi servesc drept catalizatori pentru procesele metabolice.

Dacă organismul uman nu este supus factorilor nocivi externi, acesta îşi reglează singur cantitatea radicalilor liberi, fără implicaţii din afară şi, dimpotrivă, când factorii nocivi externi acţionează asupra organismul uman, cantitatea radicalilor liberi se măreşte esenţial, situaţie în care este necesară suplimentarea alimentelor cu substanţe naturale antioxidante. Sunt cunoscute sute de antioxidanţi.

Unii din cei mai activi antioxidanţi reprezintă produşi chimici intacţi sau derivaţii acestora care se găsesc în produsele secundare vinicole, cum ar fi acidul tartric, acidul dioxifumaric, enotaninurile, coloranţii naturali etc. Investigaţiile vizând stabilirea proprietăţilor antioxidative ale acestor substanţe naturale au fost şi sunt preocupările grupului de cercetători din cadrul CŞCFNC condus de acad. Gheorghe Duca.

În cadrul proiectului „Preparate noi de seminţe de struguri pentru medicină şi agricultură”, care a fost parte integrantă în Programul de Stat „Valorificarea deşeurilor din industria vinicolă, precum şi obţinerea produselor noi”, elaborat şi condus de acad. Gheorghe Duca, a fost obţinut preparatul ecologic „Enoxil”, care s-a dovedit a fi un remediu foarte bun pentru protecţia plantelor şi pentru tratarea maladiilor organismului uman provocate de fungi şi bacterii.

O problemă ecologică nu mai puţin importantă, de care este preocupat acad. Gheorghe Duca, este încălzirea globală a planetei Terra. Cauza principală a încălzirii globale este efectul de seră, provocat de faptul că, pe de o parte, în ultimii 30-40 de ani se arde foarte mult combustibil fosil (gaze naturale, petrol, cărbune etc.), degajându-se bioxid de carbon şi energie termică în cantităţi enorme. Pe de altă parte, se defrişează pădurile, astfel flora de pe Pământ nu este capabilă să asimileze dioxidul de carbon şi energia termică prin procesul de fotosinteză. Oamenii de ştiinţă din întreaga lume realizează cercetări ştiinţifice în vederea elaborării tehnologiilor de obţinere a energiei verzi, adică ecologică.

În contextul expus, acad. Gheorghe Duca, în comun cu acad. Constantin Turtă, au iniţiat un studiu amplu, care are drept scop obţinerea hidrogenului prin fotoliza apei, adică prin scindarea moleculelor de apă sub acţiunea luminii.

Descompunerea fotocatalitică a apei ar putea furniza cantităţi mari de hidrogen, printr-un proces nepoluant şi eficient, deci, durabil. Elementul-cheie în acest proces îl constituie catalizatorii. Iată de ce, în acest domeniu, în laboratorul de Chimie Cuantică şi Cinetică Chimică, precum şi în Laboratorul Chimia Compuşilor Bioanorganici şi Nanocompozite se lucrează cu multă speranţă întru soluţionarea problemei deja enunţate. Lumina solară este cea mai mare sursă de energie pe care o avem la dispoziţie, ea fiind şi principala sursă ce furnizează o mare parte din energia folosită de omenire.

Acestea sunt în linii mari domeniile de activitate ale cercetătorilor din cadrul Centrului Ştiinţific de Chimie Fizică şi Nanocompozite al Institutului de Chimie al A.Ş.M., creat şi condus de acad. Gheorghe Duca.

Cu ocazia împlinirii a 60 de ani de la naştere, dragă coleg, savant, om de omenie, Vă dorim multă sănătate, noi realizări, şi să duceţi flacăra ştiinţei moldave pe toate meridianele şi paralelele Terrei, mulţi ani înainte!

Cu deosebită consideraţiune,
Tudor LUPAŞCU, dr. hab., prof.,
director al Institutului de Chimie al AŞM

Literatura şi Arta, nr. 8 (3469) din 23.02.2012