Кафедра біотехнології та безпеки життєдіяльності (КБТтаБЖ)

Permanent URI for this communityhttps://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/20490

ENG: Department of Life Safety

Browse

Now showing 1 - 7 of 7

Біодеструкція полімер-полімерних сумішей на основі полісахаридів бактеріями Pseudomonas
(Таврійський національний університет імені В. І. Вернадського, 2025) Мітіна, Наталія Б.; Мініна, Ю. О.
UKR: Сучасні полімерні матеріали широко застосовуються в різних галузях промисловості, однак їхня низька здатність до природного розкладу спричиняє серйозні екологічні проблеми. Біологічне розкладання розглядається як перспективний спосіб запобігання забрудненню навколишнього середовища полімерними відходами. Розщеплення полімерних матеріалів зумовлюється ферментативною активністю мікроорганізмів, яка призводить до руйнування полімерного ланцюга на олігомери й мономери, що полегшує подальшу біодеструкцію. Теоретично обґрунтовано авторами вибір роду Pseudomonas як одного з найперспективніших для біодеструкції полімерів. У статті розглянуто біодеструкцію зразків полімер-полімерних сумішей: сополімеру етилена з вінілацетатом (EVA) та хлорованого поліетилену (СРЕ) за участю комплексу біологічних агентів (штамів Рseudomonas chlororaphis subsp aureofaciens УКМ В-109, Рseudomonas chlororaphis subsp aurantiaca УКМ-91, культури Eisenia foetida). Експериментально встановлено підвищення електропровідності поживного середовища у дослідних зразках, що свідчить про розщеплення зв’язків полімерних структур, вивільнення іонів та утворення розчинних продуктів біодеструкції. Зміна pH середовища від лужного до кислого підтверджує накопичення кислих метаболітів, синтезованих мікроорганізмами в процесі біодеструкції полімерних матриць CPE та EVA. Встановлено, що за наявності Pseudomonas chlororaphis subsp. aurantiaca УКМ-91 та Eisenia foetida максимальний рівень деструкції EVA досягає 67%, що майже вдвічі перевищує показники контрольного зразка (34,55%). Визначено, що штам Рseudomonas chlororaphis subsp aurantiaca УКМ-91 у складі біокомплексу в шість разів прискорює процес біодеструкції. Результати дослідження підтверджують ефективність біологічних комплексів у біодеструкції полімерних матеріалів і демонструють їх перспективність для створення екологічно безпечних технологій утилізації полімерних відходів.
Вплив біопрепаратів на якість компосту при технології аеробного компостування
(Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського, 2025) Малиновський, Володимир; Мітіна, Наталія Борисівна
UKR: В роботі описано технологію аеробного компостування підстилкового гною великої рогатої худоби (ВРХ) у промислових умовах. Проведене дослідження показало, що додавання до існуючої мікрофлори субстрату ВРХ штамів бактерій та мікроміцетів (біопрепаратів) суттєво впливає на процес аеробного компостування, хімічні показники готового компосту (покращувача ґрунту або органо-мінерального добрива). Досліджували три сформованих експериментальних бурти субстрату в які додавались два види біопрепаратів поширених виробників України. Технологічний контроль процесу аеробного компостування ґною ВРХ, для отримання стабільного стану компосту, здійснювали протягом 56 діб. Експериментально доведено, що додавання біопрепаратів можуть скорочувати, збільшувати і блокувати основні фази процесу промислового аеробного компостування субстрату на основі підстилкового гною ВРХ. Додавання біопрепарату № 1 заблокувало термофільну фазу, залишивши ризики збереження патогенів та життєздатного насіння бур’янів. Застосований біопрепарат № 2 фактично з першого дня увійшов у термофільну фазу. Масова частка органічної речовини в бурті-2 збільшилась на 18,9%, в бурті-3 (з додаванням біопрепарату № 2) зменшилась на 61% відносно контролю. Загальний вуглець у бурті-2 з додаванням групи біопрепаратів № 1 збільшився на 46,3 г/кг, в бурті-3 (з додаванням біопрепарату № 2) зменшився на 275 г/кг. В бурті-3 (з додаванням біопрепарату № 2): зниження в 1,68 рази N та в 1,33 рази K2O; в бурті-2 (з додаванням біопрепарату № 1): у 1,1 рази підвищився P2O5, в 1,12 рази знизився K2O та в 1,35 N відносно контролю. Проведене дослідження ставить під сумнів можливість здійснення процесу аеробного компостування у промислових обсягах та доцільність використання досліджених біопрепаратів для отримання доброякісного компосту. Зазначено, що для відібраного типу субстрату повинно бути розроблено біопрепарат зі спеціальним складом мікроорганізмів, вплив якого дасть можливість переробнику отримати прогнозовані економічний ефект та кінцевий продукт. Дослідження підтверджує на необхідність експертного контролю та введення чітких вимог, правил, норм та стандартів щодо застосування конкретних штамів мікроорганізмів у біопрепаратах для технології аеробного компостування у промислових об’ємах перероблення, складу субстратів та вимог переробників щодо отримання готового продукту відповідної якості.
Діагностика стану грунтів, що зазнали впливу бойових дій
(Таврійський національний університет імені В. І. Вернадського, 2025) Мітіна, Наталія Б.; Мініна, Ю. О.; Овчаренко, Сергій Володимирович
UKR: У статті проаналізовано наукові праці останніх років де відзначено порушення ґрунтового профілю, зниження біологічної активності та мікробного різноманіття. Опрацювання літературних джерел свідчить, що воєнні дії мають комплексний негативний вплив на ґрунти: руйнування структури ґрунту, ущільнення орного шару, деградація гумусового горизонту та забруднення важкими металами і залишками вибухових речовин. В роботі авторами досліджено ґрунти з території бойових дій (північного степу Східної України м. Костянтинівка); вплив біологічного препарату (біогумусу), одержаного шляхом вермікультивуванням на відновлення родючості ґрунтів, що зазнали впливу бойових дій. Вивчений мікроскопічно тип дослідних зразків ґрунтів показав їх розвинену структуру за гранулометричним складом, що забезпечуватиме добру водоутримуючу здатність, помірну аерацію і стійкість до пересихання. Визначено підвищений радіаційний фон у зразках із зони бойових дій (БД-1, БД-2), що є локальним радіонуклідним навантаженням внаслідок воєнних дій, техногенних викидів. Вміст важких металів у зразках з бойових дій перевищує гранично допустиму концентрацію за свинцем у 3,75 рази БД-1, у 2,5 рази БД-2. У зразках БД-1, БД-2 зменшення електропровідності майже в 7,8 разів показує на зміну хімічного складу ґрунту внаслідок бойових дій. Визначено, що зразки з міста бойових дій мають зруйновану структуру, зниження мікробіологічної активності, втрату органічної речовини, включаючи гумус. Результати діагностики зразків ґрунтів БД-1, БД-2 вказують на локальний характер забруднення, що корелює з інтенсивністю військових дій. Досліджено біогумус, як відновлювальний біопрепарат для пошкоджених ґрунтів бойовими діями. Оптимальна концентрація біогумусу становила 10% за масою для стимуляції росту пагонів та кореневої системи тест-культури вівса. Результати досліду показали, що біогумус, отриманий шляхом вермікультивування, є цінним органічним добривом, який не лише покращить агрохімічні властивості ґрунту, але й створюватиме сприятливі умови для розвитку корисної мікрофлори
Переробка полімерних відходів вермикультивування
(Таврійський національний університет імені В. І. Вернадського, 2025) Мітіна, Наталія Б.; Мініна, Ю. О.
UKR: Сучасний світ стикається з глобальною проблемою накопичення полімерних відходів, що мають тривалий період розкладу та негативно впливають на екосистеми. У зв’язку з цим виникає необхідність пошуку інноваційних методів утилізації відходів полімерних матеріалів. Проаналізовано переваги вермикультивування порівняно з традиційними методами утилізації, такими як спалювання або захоронення, які супроводжуються значними екологічними ризиками. Вермикультивування є одним із перспективних способів переробки відходів, що поєднує екологічну безпеку та економічну ефективність. У статті досліджено можливість переробки полімерного нетканого матеріалу (спанбонд) методом вермикультивування, розглянуто вплив цього матеріалу на життєдіяльність червоних каліфорнійських черв’яків виду Eisenia foetida. Проведено аналіз динаміки біорозкладання спанбонду та визначено оптимальні умови для цього процесу, такі як склад субстрату, рівень вологості та температури. Встановлено, що процес біодеструкції спанбонду відбувається швидше під впливом біологічних об’єктів виду Eisenia foetida. Черв'яки можуть впливати на мікробіологічну активність у субстраті, що прискорює біодеструкцію спанбонду. В зразках без додавання у копмост черв'яків розкладання було менш вираженим. Спанбонд характеризується високою стійкістю до розкладання, але за наявністю органічного субстрату, збагаченого мікроорганізмами та під впливом ферментів, які виділяють черв’яки відбувається поступова зміна фізико-хімічних властивостей матеріалу, зокрема зміна структури волокон і зниження міцності матеріалу, що вказує на процес біодеструкції. Подальші дослідження можуть бути спрямовані на вдосконалення нових екологічно безпечних технологій утилізації медичних полімерних відходів шляхом поєднання вермикультивування з іншими біотехнологічними підходами.
Питання щодо розробки полімерних композиційних матеріалів
(Таврійський національний університет імені В. І. Вернадського, 2025) Поліщук, Б.В.; Мітіна, Наталія Б.
UKR: В статті теоретично розглянуто важливе значення термостійких полімерів у різних галузях промисловості, включаючи авіацію, автомобілебудування, електроніку, металургію та нафтохімічну сферу. Унікальна стійкість до високих температур та хімічного впливу робить термостійкі полімери незамінними для багатьох критично важливих застосувань. А саме, використання термостійких полімерів дозволить суттєво знизити коефіцієнт тертя, підвищити зносостійкість та збільшити термін експлуатації вузлів тертя. У статті опрацьовано основні методи розроблення термостійких полімерів, їх властивості, модифікацію та переваги використання в умовах високих температур та інтенсивного тертя. Розглянуто значні переваги термостійких полімерів перед традиційними матеріалами завдяки їх високій термостійкості, хімічній інертності та легкості. Проаналізовано підвищення ефективності та надійності технологічних процесів при використанні термостійких полімерів в різних галузях промисловості, включаючи металургію. Порівняльні дослідження антифрикційних властивостей поліаміда та полікапраміда показали, що перший при меншому значенні коефіцієнта тертя може працювати при значно великих швидкостях та загрузках. З проведеного огляду авторами підтверджено, що в області вивчення та використання термостійких полімерів в якості антифрикційних матеріалів досягнуті значні успіхи, в першу чергу це відноситься до поліамідів, однак мала сировинна база обмежує широке використання цих полімерів. При великих навантаженнях ароматичні поліаміди мають менше коефіцієнт тертя та знос, чим аліфатичні поліаміди, поліформальдегіди, полікарбонати та армовані фенол формальдегідні та епоксидні смоли. Зазначено, що подальші дослідження в розробці полімерних композицій можуть забезпечити розробку ще більш стійких і функціональних матеріалів для промислових потреб, зменшити витрати на обслуговування обладнання, сприятиме підвищенню ефективності та надійності технологічних процесів. Ключові слова: термостійкі полімери, полімерна композиція, вузли тертя, зносостійкість деталей, антифрикційні властивості.
Синтез інгібіторів нітрифікації на основі координаційних сполук Mn(ІІ)
(Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, 2025) Малоок, Максим В.; Матросов, Олександр С.; Мітіна, Наталія Б.; Кашевський, Дмитро І.; Груздєва, Олена В.
UKR: Комбінація двох ефективних інгібіторів нітрифікації, таких як диціандиамід (DCD) та 4-аміно-1,2,4-триазол (АТС) у координаційних сполуках манґану може проявити ефект синергізму по відношенню до процесу нітрифікації амонійного азоту в ґрунті. В результаті цього ефекту прогнозовано підвищиться ефективність використання азотних добрив. Манґан, як біометал, після закінчення дії інгібітору може бути залученим в біохімічних реакціях розвитку сільгоспкультур. Тому метою роботи був синтез інгібіторів нітрифікації (NIs) на основі координаційних сполук Mn(ІІ). Проведений ряд досліджень структури, складу та біологічної активності синтезованих сполук. У результаті отримані чотири речовини із співвідношенням лігандів 4- аміно-1,2,4-триазолу та диціандиаміду (1 : 1, 2 : 1, 1 : 2, 2 : 2). Встановлена їх розчинність у воді, водному розчині добрива КАС-28 та чистому КАС-28. Проведені дослідження термічної деструкції досліджуваних речовин. Методом інфрачервоної спектроскопії доведена 1,2-координація 4-аміно-1,2,4-триазолу через атоми нітроґену. Приєднання диціандиаміду здійснюється через функціональну групу C≡N. Встановлений вміст манґану в комплексних сполуках. У лабораторних умовах досліджено ступінь пригнічення нітрифікації та динаміку зміни швидкості нітрифікації.
Технологія отримання покращувача ґрунту шляхом аеробного компостування
(Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського, 2024) Малиновський, Володимир; Мітіна, Наталія Борисівна
UKR: Теоретично показано, що систематичне застосування інтенсивних технологій землеробства суттєво скорочує родючій шар ґрунту, знищується біорізноманіття, поширюються ґрунтові хвороби та інше. В статі розкрито технологію промислового аеробного компостування відходів тваринництва, а саме підстилкового гною великої рогатої худоби (ВРХ). Наведено тип технологічного устаткування для формування буртів та проведення аеробного компостування в виробничих умовах на відкритому майданчику. Проаналізовано результати біохімічної складової отриманого компосту з двох типів субстратів у різному співвідношенні: гній великої рогатої худоби, підстилкова солома, додавання верхового болотяного торфу. Розроблена блок-схема необхідних технологічних операцій для отримання покращувача ґрунту аеробним компостуванням відходів тваринництва. Визначено експериментально (за 56 діб) кількість фаз процесу аеробного компостування (сушіння, аерація, аерація з внесенням вологи) обраної сировини при постійному контролі параметрів технологічного процесу (склад, температура, вологість, рН). З’ясовано, що сформовані бурти субстратів для отримання зрілого компосту потребували різну кількість основних операцій: компост з субстрату №1 було отримано за виконанням 6 аерацій, тоді як для компосту з субстрату №2 знадобилося 8 аерацій; субстрат №2 із включенням торфу на відміну з субстратами №1 в процесі компостування потребував внесення більшої кількості вологи (4 та 3 внесення відповідно) для підтримання оптимальних умов аеробного компостування. Показано, що кожна додаткова операція в промислових обсягах суттєво впливатиме на собівартість кінцевого продукту. Встановлено, що компост отриманий із субстрату підстилкового гною з додаванням верхового торфу майже в 8,75 разів більше за вмістом K2O від компосту отриманого з підстилкового гною великої рогатої худоби, інші показники (масова частка органічної складової, N, P2O5, K2O) прийнятні і не мають суттєвих відмінностей. Визначені біохімічні показники одержаного компосту показують можливість його використання як покращувача мікробіоти ґрунту в залежності від потреб рослин та ґрунту що втрачає (чи втратив) свою родючість.