Journal of Engineering Sciences / Журнал інженерних наук
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/34326
Browse
10 results
Search Results
Item Synergetic effect of digestate dissolved organic matter and phosphogypsum properties on heavy metals immobilization in soils(Sumy State University, 2024) Скворцова, Поліна Олексіївна; Skvortsova, Polina Oleksiivna; Аблєєва, Ірина Юріївна; Ablieieva, Iryna Yuriivna; Tonderski, K.; Черниш, Єлізавета Юріївна; Chernysh, Yelyzaveta Yuriivna; Пляцук, Леонід Дмитрович; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Сіпко, Ірина Олександрівна; Sipko, Iryna Oleksandrivna; Mykhno, H.I.The main idea was to justify the natural, technological, and ecological aspects of digestate-based composite for heavy metals (HMs) binding in soil due to organic matter content and mineral additives’ biosorption properties. The study aimed to determine the potential of a composite made from digestate and phosphogypsum for remediation of HMs polluted soils and the role of dissolved organic matter (DOM) in binding HMs. Methods used included a literature review to identify the mechanisms for HM binding to digestate DOM, a laboratory setup for producing a digestate-based composite with digestate (from manure or sewage sludge) mixed with phosphogypsum, and an analysis of digestate fluorescence properties. Results show that a composite based on digestate from manure as feedstock had a higher fluorescence complexity index than a composite with sewage sludge digestate (2.2 and 1.71, respectively). However, the DOM stability in the sewage sludge digestate composite was higher than reported in the literature, probably due to the mineral composition of phosphogypsum, which resulted in a high HMs sorption capacity and its positive effect on soil microbial activity. Based on the theoretical substantiation of DOM content and its binding properties, manure was the most effective feedstock type out of the two tested if digestate was used for HM remediation. Using a digestate-based composite with phosphogypsum can potentially reduce the ecological risk levels imposed by HM-contaminated soils from considerably too low.Item Decontamination of oil-polluted soils: Power of electronic bioinformatic databases(Sumy State University, 2022) Аблєєва, Ірина Юріївна; Аблеева, Ирина Юрьевна; Ablieieva, Iryna Yuriivna; Пляцук, Леонід Дмитрович; Пляцук, Леонид Дмитриевич; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Liu, T.; Бережна, Ірина Олексіївна; Бережная, Ирина Алексеевна; Berezhna, Iryna Oleksiivna; Янченко, Ілона Олегівна; Янченко, Илона Олеговна; Yanchenko, Ilona OlehivnaThe main idea was to solve the problem related to oil contamination of soil using bioremediation with bioaugmentation with modeled microorganism strains. The paper aimed to develop a bacterial consortium for petroleum hydrocarbon degradation during the biological treatment of oil-contaminated soils using electronic databases. The research methodology included an analysis of the mechanisms and metabolic pathways of petroleum hydrocarbon degradation and an assessment of the possible reaction modulus and enzymatic systems for the degradation of aromatic compounds. The taxonomic classification and review of oil compound transformation metabolic pathways were carried out using electronic KEGG, MetaCyc, and EzTaxon databases. The KEGG database was used to create a microbiological consortium of certain strains of bacteria that improved hydrocarbon degradation process performance. Identification of bacteria’s complete genome using Island Viewer 4 allowed to create of a consortium of oil-destructive bacteria consisting of such strains: Pseudoxanthomonas spadix BD-a59, Rhodococcus jostii RHA1, Rhodococcus aetherivorans IcdP1, Pseudomonas putida ND6, Pseudomonas stutzeri 19SMN4, Pseudomonas fluorescens UK4, Acinetobacter lactucae OTEC-02, Bacillus cereus F837/76.7.9. The ratio between the mentioned strains of microorganisms in the consortium was set at 20 % : 20 % : 15 % : 10 % : 10 % : 5 % : 5 % : 15 %. This bacterial consortium for aromatic hydrocarbons was created according to the metabolic information of basic enzymatic systems and the predominant transformation of particular oil compounds using the BacDive database.Item Digestate potential to substitute mineral fertilizers: Engineering approaches(Sumy State University, 2022) Аблєєва, Ірина Юріївна; Аблеева, Ирина Юрьевна; Ablieieva, Iryna Yuriivna; Geletukha, G.G.; Kucheruk, P.P.; Enrich-Prast, A.; Carraro, G.; Бережна, Ірина Олексіївна; Бережная, Ирина Алексеевна; Berezhna, Iryna Oleksiivna; Бережний, Дмитрій Михайлович; Бережной, Дмитрий Михайлович; Berezhnyi, Dmytrii MykhailovychThe study aims to define the potential and technological aspects of the digestate treatment for its application as a biofertilizer. Life cycle assessment methodology was used in terms of digestate quality management. The potential of nutrients, organic carbon, and useful microelements in the digestate allows for its consideration as a mineral fertilizer substitute and soil improver. The valorization of digestate as fertilizer requires quality management and quality control. Based on the research focus, the successful soil application of digestate post-treatment technologies was analyzed. Among the different commercial options for digestate treatment and nutrient recovery, the most relevant are drying, struvite precipitation, stripping, evaporation, and membranes technology. Comparing the physical and chemical properties of the whole digestate, separated liquid, and solid liquor fractions showed that in the case of soil application of granular fertilizer, nutrients from the digestate are released more slowly than digestate application without granulation. However, realizing this potential in an economically feasible way requires improving the quality of digestate products through appropriate technologies and quality control of digestate products. To support the manufacture of quality digestate across Europe, the European Compost Network developed a concept for a panEuropean quality assurance scheme.Item Ecologically Safe Directions of the Low Rank Coal Bioconversion(Sumy State University, 2019) Черниш, Єлізавета Юріївна; Черныш, Елизавета Юрьевна; Chernysh, Yelyzaveta Yuriivna; Пляцук, Леонід Дмитрович; Пляцук, Леонид Дмитриевич; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Аблєєва, Ірина Юріївна; Аблеева, Ирина Юрьевна; Ablieieva, Iryna Yuriivna; Яхненко, Олена Миколаївна; Яхненко, Елена Николаевна; Yakhnenko, Olena Mykolaivna; М`якаєва, Ганна Миколаївна; Мякаева, Анна Николаевна; Miakaieva, Hanna Mykolaivna; Батальцев, Євген Володимирович; Батальцев, Евгений Владимирович; Bataltsev, Yevhen Volodymyrovych; Roubik, H.; Lis, D.У цій статті 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.Item Remediation of Soil Contaminated with Heavy Metals(Sumy State University, 2019) Пляцук, Леонід Дмитрович; Пляцук, Леонид Дмитриевич; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Черниш, Єлізавета Юріївна; Черныш, Елизавета Юрьевна; Chernysh, Yelyzaveta Yuriivna; Аблєєва, Ірина Юріївна; Аблеева, Ирина Юрьевна; Ablieieva, Iryna Yuriivna; Яхненко, Олена Миколаївна; Яхненко, Елена Николаевна; Yakhnenko, Olena Mykolaivna; Батальцев, Євген Володимирович; Батальцев, Евгений Владимирович; Bataltsev, Yevhen Volodymyrovych; Гурець, Лариса Леонідівна; Гурец, Лариса Леонидовна; Hurets, Larysa Leonidivna; Balintova, M.Стаття присвячена дослідженню прикладних аспектів рекультивації грунтів, зокрема процесу 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. Була 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 визначені з використанням спектрофотометричним методом. 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.Item Analysis of Technogenic Load of Oil and Gas Production on Caspian Region(Sumy State University, 2018) Пляцук, Леонід Дмитрович; Пляцук, Леонид Дмитриевич; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Аблєєва, Ірина Юріївна; Аблеева, Ирина Юрьевна; Ablieieva, Iryna Yuriivna; Gabassova, S.M.; Mamutova, A.Проблема інтенсивного забруднення Каспійського моря продовжує залишатися однією з найважливіших і найсерйозніших для регіону. Особливе занепокоєння викликає підвищення рівня забруднення нафтовими вуглеводнями узбережжя Каспійського моря. Мета даної статті полягає в оцінці ступеня забруднення прибережної зони Каспію нафтовими вуглеводнями. Авторська ідея полягає у забезпеченні комплексного аналізу екодеструктивних факторів процесу нафтового видобутку на природні комплекси, зокрема впливу хімічного забруднення нафтовими вуглеводнями водного басейну на місцеві гідробіонти. У роботі використані методи математичного моделювання поширення нафтових плівок на поверхні води, спрямовані на прогнозування області впливу, а також методи токсикологічних досліджень та оцінювання взаємозв’язку "доза – ефект". Встановлено, що води Каспійського моря, пов’язані з видобутком нафти, є районами підвищеного екологічного ризику. У випадках, коли концентрація вуглеводнів перевищує 1 мг/л, фізіологічні зміни спостерігаються у більшості домінуючих груп гідробіонтів. Зони підвищеного рівня ризику для морських екосистем, спричинені розвитком газової та нафтової промисловості, пов’язані з північною та південно-західною частинами Каспійського моря. На підставі проведених досліджень одержані результати, необхідні для розроблення програм забезпечення екологічної безпеки досліджуваного регіону.Item Mathematical Modeling of Gas-Cleaning Equipment with a Highly Developed Phase Contact Surface(Sumy State University, 2018) Пляцук, Леонід Дмитрович; Пляцук, Леонид Дмитриевич; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Аблєєва, Ірина Юріївна; Аблеева, Ирина Юрьевна; Ablieieva, Iryna Yuriivna; Васькін, Роман Анатолійович; Васькин, Роман Анатольевич; Vaskin, Roman Anatoliiovych; Гурець, Лариса Леонідівна; Гурец, Лариса Леонидовна; Hurets, Larysa Leonidivna; Yeskendirov, М.Осадження аерозолів з технологічних газових потоків лежить в основі багатьох технологій хімічної, нафтохімічної, коксохімічної, нафто-газової, харчової промисловості тощо. Промислові гази, що містять аерозолі різної природи походження, полідісперсні тверді частинки (пил, дим), або рідкі частинки (туман) необхідно очищувати. Авторська ідея полягає у розробленні математичної моделі процесу захоплення відхідних газів, туманів в інтенсивних насадках з розвиненою поверхнею контакту фаз. Вихровий газорідинний потік та пульсуючий характер його руху сприяють інтенсифікації процесу дроблення і коагуляції при падінні газорідинного потоку в шарі традиційної рухомої насадки. Використовуються методи математичного моделювання процесу руху полідисперсного аерозолю в турбулентному газорідинному потоці. Встановлено, що конденсація пари у комірці відбувається на поверхні насадки, а також утворюються нові зародження частинок аерозолю. Розподіл частинок аерозолю відбувається завдяки відцентровим силам. У цьому випадку відносно великі частинки видаляються з вихрової області до безперервного потоку, а невеликі частинки обертаються у вихорі. Рівняння коагуляції, що описує зміну функції розподілу за розміром частинок з часом, ураховує конденсацію і зростання коагуляції. Отримані результати диференціальних та інтегро-диференціальних рівнянь можуть бути використані для описання процесу формування аерозолів. Ураховано екологічну та економічну ефективність, а також оптимальний вибір екологічного та допоміжного обладнання.Item Sulfur Utilization in the Systems of Biological Wastwater Denitrification(Sumy State University, 2018) Пляцук, Леонід Дмитрович; Пляцук, Леонид Дмитриевич; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Черниш, Єлізавета Юріївна; Черныш, Елизавета Юрьевна; Chernysh, Yelyzaveta Yuriivna; Аблєєва, Ірина Юріївна; Аблеева, Ирина Юрьевна; Ablieieva, Iryna Yuriivna; Козій, Іван Сергійович; Козий, Иван Сергеевич; Kozii, Ivan Serhiiovych; Balintova, M.; Matiash, Y.O.This paper focuses on the study of the possibility of using mineral carriers from sulfur (bio-sulfur/elementary sulfur) in anaerobic wastewater treatment systems under autotrophic denitrification conditions. The theoretical aspects of the work are based on the biochemical formalization of the studied processes using the systemic-synergetic approach for the description of the patterns of autotrophic denitrification microorganisms based on the principles of autocatalysis of natural systems. Special software was used in the work to identify the necessary ecological and trophic groups of microorganisms and implement the schemes of trophic interactions in association of denitrification microorganisms. The taxonomic classification was assigned based on the KEGG database (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes). Bio-filtration set-up system was formed for carrying out the process wastewater denitrification with using bio-sulfur and gaseous sulfur. The filtration method is used under anaerobic conditions along with immobilization on the carrier based on sulfur autotrophic denitrifying bacterial species such as Thiobacillus denitrificans and Thiomicrospira denitrificans. Thus, sulfur conversion leads to the reduction of nitrates to nitrites and, ultimately, the release of molecular nitrogen. The mechanisms of sulfur conversion in natural ecosystems make it possible to conclude its expediency of use it as a sorption sulfur-containing mineral carrier in wastewater purification systems with further conversion to an organic form (with microbial cell carbonate). The interactions pathways model in the association of heterotrophic and autotrophic denitrification bacteria in the process of wastewater and sewage sludge purification was formed under condition of elementary sulfur presence. Energetic and synthesis reactions for an autotrophic denitrification were described. The implementation of wastewater treatment systems with autotrophic denitrification process use will provide an opportunity to expand the application scope of by-products such as gaseous sulfur and bio-sulfur that currently minimal recycling in traditional industrial processing.Item Investigation of produced waters radioactivity of oil and gas deposits in the Dnieper-Donets province(Sumy State University, 2017) Пляцук, Леонід Дмитрович; Пляцук, Леонид Дмитриевич; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Бурла, Оксана Анатоліївна; Бурла, Оксана Анатольевна; Burla, Oksana Anatoliivna; Аблєєва, Ірина Юріївна; Аблеева, Ирина Юрьевна; Ablieieva, Iryna Yuriivna; Гурець, Лариса Леонідівна; Гурец, Лариса Леонидовна; Hurets, Larysa Leonidivna; Рой, Ігор Олександрович; Рой, Игорь Александрович; Roi, Ihor OleksandrovychThe process of radioactive pollution of produced waters, oilfield equipment, oil-contaminated soils and sludge is widely spread and differs within the various oil and gas regions. Formation waters contained radioactive element isotopes become the significant source and cause of elevated level of equivalent dose power and as a consequence, an increase in the incidence among the population. The author's idea is formulation of specific recommendations on the decontamination of the investigated objects by conducting the necessary appropriate experimental studies. The purpose of the article is to determine the content of radionuclides, γ- and α-emitters in technogenic objects of Bugruvate oil and gas fields, and to reveal the relationship with the features of mineralogical composition, geological structure and technological process. The γ-spectrometric analysis was used to determine the radionuclide composition of the natural radiators of the 238U (226Ra, 214Pо, 214Bi) and 232Th (228Ac, 212Pb, 212Вi) series in samples of technological sludge, oil, individual soil samples and water. The content of radionuclides of α-emitters was determined using separate radiochemical techniques. It was investigated that the radioactivity of the formation water is mainly determined by 226Ra and 228Ra and the products of their decay.Item Оптимізація процесу сумісного перероблення бурового шламу та фосфогіпсу(Сумський державний університет, 2016) Аблєєва, Ірина Юріївна; Аблеева, Ирина Юрьевна; Ablieieva, Iryna YuriivnaСумісна утилізація бурового шламу та фосфогіпсу з одержанням будівельного матеріалу є екологічно доцільною та економічно ефективною, оскільки сприяє не лише запобіганню забрудненню довкілля, а й вирішенню проблеми раціонального природокористування. Буровий шлам – відходи, що утворюється при бурінні нафтових свердловин, а фосфогіпс – відхід хімічної промисловості, що формуються у результаті виробництва концентраційної фосфорної кислоти. Однак техногенна сировина містить важкі метали, які можуть переходити у готовий продукт та вилуговуватися з нього. Ідея автора полягає в оптимізації екологічної характеристики процесу перероблення бурового шламу та фосфогіпсу. Функцією мети була визначена концентрація важких металів в екстракті з гіпсобетону, що залежить, передусім, від структурно-технологічних параметрів. Мета роботи – розв’язання задачі математичного програмування, тобто пошуку оптимального розв’язку значень факторів для процесу сумісного перероблення бурового шламу та фосфогіпсу. Математичне програмування розв’язання задачі оптимізації екологічної характеристики гіпсобетону (мінімізація концентрації важких металів в екстракті) виконувалося методом простого випадкового пошуку у середовищі програмування Borland C++ мовою програмування Сі. Установлено, що для мінімізації концентрації важких металів в екстракті з гіпсобетону необхідно дотримуватися знайдених значень таких факторів: масового співвідношення фосфогіпсового в’яжучого до бурового шламу – 2,93 од., масової частки негашеного вапна від маси фосфогіпсового в’яжучого – 0,09 од., віку гіпсобетону – від 19 діб, часу експозиції – 28 діб.