ВИКОРИСТАННЯ МУЛЬТИСУБСТРАТНИХ СУМІШЕЙ ДЛЯ БІОСИНТЕЗУ МЕТАНУ АДАПТОВАНИМ КОМПЛЕКСОМ МІКРООРГАНІЗМІВ З ОТРИМАННЯМ ОРГАНІЧНОГО ДОБРИВА

Автор(и)

  • Сергій Дігтяр Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-6872-2865
  • Альона Пасенко Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-1108-0408
  • Ольга Новохатько Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-0604-3362
  • Оксана Мазницька Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, Ukraine https://orcid.org/0000-0001-7550-9061
  • Олена Никифорова Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-0821.2021.02.07

Ключові слова:

мультисубстратна суміш, анаеробне бродіння мікроорганізмів, метаногенез, біогаз, біодайджестер, сільське господарство, лісове господарство, утилізація відходів, біотестування.

Анотація

Через нестабільність ринкових цін на традиційні вуглеводневі енергетичні ресурси та негативний вплив продуктів їх згоряння на навколишнє середовище останнім часом досить стрімко розвиваються технології, що передбачають використання, насамперед, відновлюваних джерел енергії. Одним із перспективних напрямків альтернативної енергетики є біоенергетика – галузь біотехнології, яка розглядає як джерело палива органічні речовини біомаси різного походження (переважно сільськогосподарські відходи). Серед основних переваг енергетичної біотехнології слід відзначити швидкість та відносну легкість відновлення енергетичного субстрату, а також той факт, що він не є чужинним для довкілля, тому навіть у випадку потрапляння до навколишнього середовища у кількостях, що перевищують допустимі, це не призведе до незворотних змін в екосистемі. Надлишок біомаси незабаром буде включений до біогеохімічних циклів, що є запорукою для мінімізації шкоди довкіллю. Процес біоконверсії метану з органічних сполук субстрату (вуглеводів, білків, нуклеїнових кислот, ліпідів, органічних кислот, спиртів), який відбувається у три етапи, називають метаногенезом. У цьому процесі приймає участь специфічна складна ферментна система бактерій, до складу якої входять коферменти: метанофуран, тетрагідро-метаноптерин, коферменти F420 та F430, кофермент М (КоМ), кофермент В. Використання способів переробки та утилізації відходів, що базуються на альтернативних біологічних методах рециклінгу органічних забруднювачів, не завжди дозволяє досягти очікуваного ефекту, зокрема на працюючих у закритому режимі штучно створених екосистемах зооферм. Концентрування на невеликій площі значної кількості відходів життєдіяльності (гною, посліду та стоків технологічних процесів тощо) утримуваної на об’єктах тваринницької галузі худоби, забруднює ґрунти, водойми та атмосферне повітря мікроорганізмами, пилом, шкідливими газами та іншими продуктами розпаду. Часто це є одним з основних чинників, які обмежують зростання потужностей підприємств тваринництва та АПК в цілому, стримуючи економічний розвиток районів, що спеціалізуються на аграрному виробництві. Вперше у регіоні було проведено дослідження з метою визначення найефективнішого способу переробки фітомаси міскантусу для виробництва в якості цільових продуктів метановмісної біогазової суміші та органо-мінерального добрива придатного до використання у сільському та лісовому господарстві. Запропоновано економічно та екологічно привабливий спосіб утилізації відходів фіто- та зоогенного походження, що дозволяє суттєво зменшити антропогенний тиск на довкілля.

Біографії авторів

Сергій Дігтяр, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

кандидат технічних наук, доцент кафедри екології та біотехнологій; м. Кременчук

Альона Пасенко, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

кандидат технічних наук, доцент кафедри екології та біотехнологій; м. Кременчук

Ольга Новохатько, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

кандидат хімічних наук, доцент, завідувач кафедри екології та біотехнологій; м. Кременчук

Оксана Мазницька, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

кандидат технічних наук, доцент кафедри екології та біотехнологій; м. Кременчук

Олена Никифорова, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

старший викладач кафедри екології та біотехнологій; м. Кременчук

Посилання

Alkhasov A. B. Vozobnovlyayemaya energetika. M.: PHYSMATLIT, 2012. – 256 p.

Sinelnikova D. A., Kozlova G. V. Ecologiya. – Symferopol, SONAT, 2007. – 208 p.

Gigiena ta biofermentaciya pobichnyh productive tvarynnyctva / Zakharenko M. O. at all – K.: – «Centr uchbovoyi literatury», 2017. – 536 p.

Verbytskyi P. Utylizatsiya vidkhodiv tvarynnogo pohodzhenn’a v Ukrayini / P. Verbytskyi // Tvarynnyctvo Ukrainy. – 2008. – №5.

P. 2 – 4.

Goncharova N. P. Innovatsiyni tekhnologii reconversii vidnovluvanykh resursiv yak umova modernizatsii vyrobnytstva / N. P. Goncharova, B. B. Kocyns’kyi // Formuvann’a rynkovykh vidnosyn v Ukraini: Zb. naukovykh prac’ naukovo-doslidnogo economichnogo instytutu, 2009. – №8(99). P. 89 – 93.

Gryshchenko O. V. Ecologizaciya sil’s’kogospodars’kogo vyrobnytstva v novykh umovakh gospodaryuvann’a / O. V. Gtyshchenko, T. Y. Pipina, O. O. Artemenko // Visn. Agrar. Nauky Prychornomorya: 36 nauk. Zyizd, Mykolaiv, Derzh. Agrar. Un-t. – Mykolaiv, 2001. – spec. vyp. 3(11–12). T.1. – Soc. Econom. Probl. Pryrodokorystuvann’a ta ecologii. – P.336 – 342.

Pasenko A. V., Kozlovska T. F., Novokhatko O. V., Digtiar S. V., Nykyforova O. O. / Основні підходи до математичного моделювання біологічної продуктивності ціаней як сировинної бази біоконверсії // А. В. Пасенко, Т. Ф. Козловська, О. В. Новохатько, С. В. Дігтяр, О. О. Никифорова. – Науковий журнал «Екологічна безпека». – Кременчук, 2016. – Вип. 2(22). – С. 118–127.

REN21 глобальний звіт «Стан поновлюваної енергетики 2017» («Renewables 2017 Global Status Report»)

Zarubizhnyi dosvid elektro- ta teplopostachann’a ba osnovi vprovadzhenn’a ecologoeffectyvnyh biopalyvnyh technology. // Minenergovugill’a Ukrainy DP «NEK «UKRENERGO» vidokremlenniy pidrozdil «Naukovo-proectniy tsentr rozvytku ob’yednanoyi energetychnoyi systemy Ukrayiny» Derzhavnogo pidpryemstva «Natsionalna energetychna kompaniya «UKRENERGO» (NPCR ОES Ukrayiny). – 2017.

Tyurin V. Veterinarno-sanitarnaya otsenka pomyota / V. Tyurin // Ptitsevodstvo. – 2009. – #7 – P. 46.

Sasson А. Biotehnologiya: sversheniya i nadezhdy: per. c angl. / Pod red., s predisl. i dopoln. V.G. Debabova. – Moskwa: Mir, 1987. – 411p., il.

Sergienko N. S., Digtiar S. V., Ledneva N. J. Perspektyvy otrymannya biopalyva z phitomassy miskantusu gigants’kogo XXIІ Mizhnarodna naukovo-praktychna conferenciya «Vidnovluvalna energetyka ta energoefektyvnist’ u ХХІ stolitti», Кiyv, Instytut vidnovluvalnoyi energetyky NAN Ukrayiny, NTU Ukrayiny «Kyivskyi polytechnichnyi instytut imeni Ihor’a Sykors’koho», 20 – 21 travnya 2021, P. 1002 – 1006

Heaton et al. 2010. Miscanthus: A Promising Biomass Crop Section II, p. 86–89.

Christian D. G. and Haase E. (2001). Agronomy of Miscanthus. In Miscanthus for Energy and Fibre, (M. B. Jones and M. Walsh, eds.), pp. 21–45. James & James, London.

Gubachov O. I., Slyvka G. V. Biotestuvann’a. – Kryvyi Rih: Mineral. – 2011. – 192 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-23