Journal of Engineering Sciences / Журнал інженерних наук
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/34326
Browse
16 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 Application of technological solutions for bioremediation of soils contaminated with heavy metals(Sumy State University, 2021) Черниш, Єлізавета Юріївна; Черныш, Елизавета Юрьевна; Chernysh, Yelyzaveta Yuriivna; Пляцук, Леонід Дмитрович; Пляцук, Леонид Дмитриевич; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Roubik, H.; Яхненко, Олена Миколаївна; Яхненко, Елена Николаевна; Yakhnenko, Olena Mykolaivna; Скворцова, Поліна Олексіївна; Скворцова, Полина Алексеевна; Skvortsova, Polina Oleksiivna; Батальцев, Євген Володимирович; Батальцев, Евгений Владимирович; Bataltsev, Yevhen VolodymyrovychThis article focuses on studying biotechnologies for remediation of soils contaminated with heavy metals to determine further the most effective methods for cleaning soils from the action of toxicants with their subsequent implementation in practice. The soil restoration methods were analyzed, their advantages and disadvantages were identified, making it possible to establish that biological methods are the safest and most environmentally friendly. The expediency of using biological methods lies in the possibility of breeding strains of microorganisms that destroy soil toxicants. However, the efficiency of microbial cultures is not equally high due to a narrow range of favorable conditions for functioning, the risk of manifestation of the phenomenon of degeneration of microorganisms until the required level of soil purification is achieved. This confirms the prospects for the further development of this direction and the search for ways to eliminate certain disadvantages of biological methods. For an integrated biotechnological solution to soil remediation, a scheme of aerobic plants was developed, which is characterized by two stages: aerobic soil cultivation with biocomposite and a phytoremediation stage for additional purification and control of the content of toxicants in the soil.Item Capturing aerosol particles in a device with a regular pulsating nozzle(Sumy State University, 2021) Козій, Іван Сергійович; Козий, Иван Сергеевич; Kozii, Ivan Serhiiovych; Пляцук, Леонід Дмитрович; Пляцук, Леонид Дмитриевич; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Гурець, Лариса Леонідівна; Гурец, Лариса Леонидовна; Hurets, Larysa Leonidivna; Volnenko, A.A.The paper is dedicated to reducing the technogenic impact on the environment of using highly efficient apparatus for the complex exhaust gas treatment, operating in the advanced turbulence regime – an apparatus with a regular pulsating nozzle (RPN). Devices with on-load tap-changers are characterized by high efficiency of capturing solid particles of different dispersion (e.g., fog, dust, and smoke), the possibility of self-cleaning of contact elements from sticky dust, low material consumption, and high reliability in operation. Purpose of the study – to obtain analytical solutions for assessing the efficiency of capturing polydisperse aerosols in an apparatus with an on-load tap-changer due to diffusion and inertial mechanisms. The paper proposes a new solution for the minimum effective diameter of aerosol particles that can be captured in devices with an on-load tap-changer and can be used for a wide range of diameters of absorbing liquid droplets and their number in the volume of the apparatus. The calculations allow us to say that the minimum effective diameter of aerosol particles captured by liquid drops in an apparatus with an on-load tap-changer is less than 0.3 microns.Item Modeling of innovation research clusters in the field of radioactive waste utilization(Sumy State University, 2020) Черниш, Єлізавета Юріївна; Черныш, Елизавета Юрьевна; Chernysh, Yelyzaveta сriivna; Пляцук, Леонід Дмитрович; Пляцук, Леонид Дмитриевич; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Azarov, S.; Tsutsumiuchi, K.; Kotova, I.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.Item Ontological tools in anaerobic fermentation technologies: Bioinformation database applications(Sumy State University, 2020) Shulipa, Ye.O.; Черниш, Єлізавета Юріївна; Черныш, Елизавета Юрьевна; Chernysh, Yelyzaveta Yuriivna; Пляцук, Леонід Дмитрович; Пляцук, Леонид Дмитриевич; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Fukui, M.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.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 Clarification of the Recent Scientific Approaches in Magnetic Water Treatment(Sumy State University, 2019) Пляцук, Леонід Дмитрович; Пляцук, Леонид Дмитриевич; Pliatsuk, Leonid Dmytrovych; Рой, Ігор Олександрович; Рой, Игорь Александрович; Roi, Ihor Oleksandrovych; Черниш, Єлізавета Юріївна; Черныш, Елизавета Юрьевна; Chernysh, Yelyzaveta Yuriivna; Козій, Іван Сергійович; Козий, Иван Сергеевич; Kozii, Ivan Serhiiovych; Гурець, Лариса Леонідівна; Гурец, Лариса Леонидовна; Hurets, Larysa Leonidivna; Musabekov, A.A.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, що спостерігаються після впливу магнітного поля на водні розчини та може бути використана для оптимізації режимних параметрів процесів підготовки та очищення води.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.