Індекс рубрикатора НБУВ: П032.34 + П038.0

Рубрики:

Вміст, форми та хімічні перетворення неорганічних речовин у ґрунті

Агроекологічний моніторинг, контроль і оцінювання стану ґрунтів

Шифр НБУВ: Ж101239 Пошук видання у каталогах НБУВ 

The paper is focused on the research of migration process of heavy metals in the soil environment in the area of phosphogypsum storage in Sumy region. In the profile of the gray forest soils the corresponding genetic horizons were identified. The various structures of compounds containing heavy metals were detected in the samples by the diffractometric analysis. The increased gross content of lead in comparison with the background concentration in allocated humus and illuvial horizons has been determined.

Ecological and biochemical analysis of transformations of sulfur compounds of natural and technogenic genesis is carried out in the article. Biochemical analysis was based on metabolic models of bacteria Thiobacillus sp., Acidithiobacillus sp. etc. and the study of ecological trophic groups of microorganisms using the KEGG database to establish the regularities of sulfur transformations produced using secondary raw materials. The ways of attracting bacterially transformed sulfur by plant systems as an environmentally safe direction for improving S-nutrition in the ecosystem were determined.

Увагу приділено вивченню можливості використання мінеральних носіїв з сірки (біо-сірки / елементарної сірки) в системах анаеробного очищення стічних вод за умов автотрофної денітрифікації. Теоретичні аспекти роботи засновані на біохімічної формалізації процесів очищення з використанням системно-синергетичного підходу для опису закономірностей автотрофних денітрифікуючих мікроорганізмів на основі принципів автокаталізу природних систем. Спеціальне програмне забезпечення використовувалося для визначення необхідних екологічних і трофічних груп мікроорганізмів та для реалізації схем трофічних взаємодій в асоціаціях мікроорганізмів-денітрифікаторів. Таксономічна класифікація призначена на основі бази даних KEGG (Кіотська енциклопедія генів і геномів). Розроблена система біофільтрації для проведення денітрифікації модельних стічних вод з використанням біо-сірки і газової сірки. Метод фільтрації використовується в анаеробних умовах з іммобілізацією на носії з сірки аутотрофний денітрифікуючих бактеріальних видів Thiobacillus denitrificans і Thiomicrospira denitrificans. Трансформації сірки цими мікроорганізмами призводить до відновлення нітратів до нітритів і до вивільнення молекулярного азоту. Механізми конверсії сірки в природних екосистемах дозволяють зробити висновок про доцільність використання її як сорбційного сірковмісного мінерального носія в системах очищення стічних вод з конверсією в органічну форму (з карбонатом мікробних клітин). Модель шляхів взаємодії в асоціації гетеротрофних і автотрофних денітрифікуючих бактерій у процесі очищення стічних вод і мулових осадів була сформована за умови присутності елементарної сірки. Описано енергетичні реакції і реакції синтезу для автотрофної денітрифікації. Впровадження систем очистки стічних вод з використанням процесу автотрофної денітрифікації дасть змогу розширити сферу застосування ряду побічних продуктів, таких як газоподібна сірка та біо-сірки, які в даний час мінімальні для традиційної промислової переробки.

Наведені теоретичні дослідження біохімічних особливостей оброблення низькоякісного вугілля. Представлені біохімічні основи деградації органічних компонентів низькоякісного вугілля і біохімічні принципи біологічного вилучення з нього металів та сполук сірки. Проведено аналіз груп мікроорганізмів і визначені оптимальні умови вирощування останніх. Для ідентифікації необхідних екологічних і трофічних груп мікроорганізмів, а також для реалізації закономірності трофічних взаємодій у асоціаціях різних груп мікроорганізмів як в анаеробних, так і в аеробних умовах використовувались електронні бази даних KEGG, BacDive і EAWAG-BBD. З метою розроблення екологічно безпечного напрямку виробництва біогазу і гумінових продуктів застосовано методологічний підхід та сформована принципова схема біохімічних досліджень переробки низькоякісного вугілля.

Досліджено механізм впливу магнітної обробки на фізико-хімічні властивості водних розчинів з урахуванням характеру змін кінетики хімічних реакцій. Використано теоретичний аналіз геометрії магнітного поля в апаратному обладнанні технологій очищення води. Проведено огляд сучасних даних про фізико-хімічні процеси, обумовлені впливом магнітної обробки на властивості та структуру водних розчинів. Здійснено розширення концептуальних засад теорії механізму магнітної обробки з урахуванням впливу неоднорідного магнітного поля на лібраційні коливання молекул води з подальшим їх руйнуванням і порушенням орто-пара-відношення у бік більш хімічно активних молекул води. Отримана формалізована модель пояснює природу ефектів, шо спостерігаються після впливу магнітного поля на водні розчини та може бути використана для оптимізації режимних параметрів процесів підготовки та очищення води.

Досліджено прикладні аспекти рекультивації грунтів, зокрема процес зв'язування важких металів та інтенсифікації вирощування грунтового мікробіома з використанням різних органічно-мінеральних композицій: біогенний композит, який є продуктом анаеробного перетворення осадів стічних вод і фосфогіпсу; органічно-мінеральний компост на основі суміші фосфогіпсу, суперфосфату і гумусу великої рогатої худоби; та комбінацію суміші гумату натрію і суперфосфату. Проведена інтеграція теоретичних і експериментальних принципів в синергетичний аналіз взаємозв'язків у системі "об'єкт - предмет дослідження" при вивченні динаміки змін форм знаходження важких металів у грунті. Відсотковий вміст мобільних форм важких металів, що виділяються екстрагентом від їх питового вмісту до і після обробки грунту органічно-мінеральними композиціями визначено з використанням спектрофотометричного методу. Здійснено порівняння ефективності обробки грунту. Використання методів математичної статистики дозволило довести кореляційний зв'язок між динамікою значень окислювальної здатності біомаси для біома грунту і швидкостю окислення субстрату для різного вмісту біокомпозиту.

An important direction of forming an effective system for recycling waste of various genesis is to optimize the processes of their treatment using the latest information resources. The paper deals with theoretical studies of directions for the systematization and optimization of anaerobic waste processing technologies using ontological tools based on information resources. Significant scientific support to biochemical research is provided by electronic bioinformatics databases such as KEGG, BacDive, and EAWAG-BBD, etc., which provide access to a collection of graphical representations and text descriptions of metabolic or signal pathways, schemes of regulation of biological processes, information about the organism. They cover various aspects of bacterial and archaic biodiversity, information on microbial biocatalytic reactions and biodegradation pathways of mainly xenobiotic chemical compounds. Also, in the course of work based on analytical data of electronic databases of bioinformatics, in particular, the interaction of necessary ecological and trophic groups of microorganisms, biochemical simulation of anaerobic waste processing with biofuel production was carried out.

The situation with the processing and disposal of radioactive waste, including the liquid phase, is not resolved. Many questions remain regarding the environmental safety of processes and the technological implementation of the most energy-efficient solutions. Thus, the article's main attention is paid to theoretical studies of the development innovation directions of radioactive waste processing using the VOSviewer software tool. The clusters were formed under modeling directions of application of radiolysis for radioactive waste utilization: the red cluster includes research of radionuclide sorption processes and their concentration for radiolysis of liquid media; the green cluster concerns factors of influence on water radiolysis in hydrogen production; the yellow cluster includes research areas of natural processes related to radiolysis; the blue cluster is connected with mathematical modeling of radiolysis process with fuel production and engineering implementation and the purple cluster related to the processes of radioactive waste management and disposal as well as the application of radiolysis for this purpose. The cluster simulations of nanoparticle and radiolysis applications for radioactive waste treatment have resulted in a new energy recovery strategy. The development of new matrix materials in combination with nanoparticles for the agglomeration and concentration of radionuclides is a promising innovation method improving radiolysis under hydrogen production from radioactive waste.

This paper focuses on studying the effect of electrolytic water on wastewater decontamination processes, using model solutions and wastewater from the food-processing plant. The aqueous solutions under study were obtained by changing the redox potential (ORP), and pH of ordinary tap water using a pH corrector, which is a flow-through electrolyzer with a membrane separating the cathode and anode zones, and the solutions were obtained by adding to tap water a solution containing products of electrokinetic synthesis. Parameters that changed as a result of the study: ORP, TDS, pH. Solutions capable of almost complete inhibition of the vital activity and growth of microorganisms were obtained. Also, solutions were obtained that promoted their development, and when seeding them on a dense nutrient medium, there was continuous growth. Further research is advisable to detail the technical and economic indicators of municipal and industrial facilities' water supply and sewerage schemes with preventive water treatment processes.

Індекс рубрикатора НБУВ: Н761.204

Рубрики:

Очищання стічних вод

Шифр НБУВ: Ж101239 Пошук видання у каталогах НБУВ 

This article is devoted to the analysis and prospects of using different types of organic waste to achieve environmental goals. Due to the unique climate and natural resources, Ukraine has significant potential for biomass, the processing of which should solve urgent problems with the disposal of waste, as well as the production of alternative energy sources and biofertilizers. The preferred substrates for anaerobic digestion in Ukraine, considering the technological feasibility, availability, and volume are animal manure (cattle, pigs), bird droppings, plant residues, industrial sludge, common sludges. After analyzing the statistics for 2015 - 2019, the groups of dominant wastes were identified, and with the help of the builtin function "TREND", the forecast of the waste potential with an organic component for 2021 - 2026 was constructed. Examining the obtained indicators for different types of waste, the reasons for the tendency of decrease or increase in their formation in the next five years were revealed. The direction of enhancing the sustainability of bioenergy, achieving environmental goals through the bioprocessing of organic waste associated with the ecological safety of production processes were discussed.