Екобіотехнологія як наука

Размещено на http://www.allbest.ru/

Практична робота №1

Тема: «Екобіотехнологія як наука. Розвиток екобіотехнології в Україні. Міжнародна діяльність з біотехнології»

Мета заняття: Оволодіти методологічними підходами і набути знання теоретичних основ екологічної біотехнології

Біотехнологія (від лат. Bios - життя; technos - архітектура, мистецтво; logos - наука) - це наука про методи і технології виробництва різних речовин і продуктів із використанням природних біологічних об'єктів і процесів [1]. Біотехнологія є вагомим і перспективним фактором розвитку світового виробництва, застосовується практично у всіх секторах світової економіки та демонструє значні потенційні переваги. Так, біотехнологія допомагає боротися з хворобами, розвиваючи та покращуючи медицину, забезпечуючи населення планети доступними, життєво необхідними препаратами. Значний потенціал біотехнологія має у боротьбі з голодом і може вирішити проблему браку їжі для країн, що розвиваються. Біотехнологія допомагає довкіллю, дозволяючи знизити ризик токсичного забруднення ґрунтів і ґрунтових вод, підвищити ефективність сільського господарства. У промисловості багато технологій замінюються біотехнологіями, що використовують ферменти і мікроорганізми, зокрема, у харчовій галузі, у сфері переробки сільськогосподарських, промислових і побутових відходів, очищення і використання стічних вод, одержання біогазу і добрив [2].

Сучасна біотехнологія ґрунтується на основних досягненнях біохімії, мікробіології, генетики, молекулярної біології, клітинної біології, екології та інших біологічних і технічних наук. Основними напрямками біотехнології є: промислова мікробіологія, біотехнологія виробництва ферментів та фармацевтичних препаратів, біотехнологія переробки відходів та вторинних продуктів, біотехнологія збагачення руд, біотехнологія виробництва етанолу (метанолу) та біогазу, технологія рекомбінатних ДНК, одержання гібридів та клональна біотехнологія. біотехнологія технологічний наука

Про важливу роль біотехнології у світі свідчать обсяги виробництва продукції біотехнологічного сектора, що постійно збільшуються. За даними Міжнародного консалтингового агентства Аbercade, загальний обсяг світового ринку біотехнологічної продукції на сьогодні становить майже 163 млрд. дол. США, продукції основних секторів, зокрема харчової промисловості і сільського господарства - 45 млрд. дол. США, фармацевтичної галузі - 27 млрд. дол. США, ферментів і препаратів для виробництва миючих засобів - 21 млрд. дол. США. Після 2005 року сектор біотехнології став одним із найбільш прибуткових, і за даними ОЕСР щорічне зростання обсягів виробництва біотехнологічних продуктів становить 10-15відсотків.

Лідером у застосуванні біотехнології та проведенні біотехнологічних наукових досліджень є США. Так, за даними маркетингової фірми Burrill & Company, у 2008 році фармацевтичними та біотехнологічними компаніями Сполучених Штатів на наукові дослідження загалом спрямовано рекордну суму коштів - 65,2 млрд. дол. (на 2 млрд. дол. більше, ніж у 2007 році), з яких 50,3 млрд. дол. (77,1%) - фармацевтичними, 14,9 млрд. дол. (22,9%) - біотехнологічними компаніями. [3]. Потужними виробниками біотехнологічних продуктів є також Японія (7 млрд. дол. США), Канада (3 млрд. дол. США), Європейський Союз (15 млрд. дол. США). На сьогодні біотехнологія з рядової галузі стала системотворчим фактором розвитку економіки окремих держав і світової економіки в цілому. З'явився спеціальний термін, що визначає цей феномен - біоекономіка та сфера біоекономіки, заснована на відповідних знаннях.

Згідно з прогнозами експертів Організації економічного співробітництва і розвитку (ОЕСР), у 21-му столітті біотехнологія буде відігравати вирішальну роль у політичній та економічній стабільності як у розвинених країнах, так і в тих, що розвиваються, та матиме антропогенний вплив на планеті. У найближчі 10 років використання трансгенних рослин для одержання медичних і ветеринарних препаратів може сформувати окрему галузь із щорічним світовим обсягом виробництва до 200 млрд. дол. США. Значні зміни завдяки розвитку біотехнології очікуються також у паливно-енергетичній, фармацевтичній, хімічній галузях, у лісовому господарстві. Враховуючи те, що основним завданням сектору сільського господарства буде забезпечення продуктами харчування населення країн, що розвиваються, Індія і Китай стануть основними споживачами на ринку біотехнологічної продукції, зокрема, сільськогосподарської. У сфері охорони здоров'я важливий вплив матиме синтез складних біологічних і хімічних молекул та використання генно-модифікованих рослин, тварин і мікроорганізмів.

У період до 2015 року кілька інноваційних технологій внесуть свій внесок у розвиток виробництва медичних препаратів, зокрема біотехнології синтетичних геномів для виготовлення складних медичних препаратів; точної ідентифікації цілей застосування медичних препаратів; стовбурної клітини для запобігання на ранніх стадіях хвороб, пов'язаних із проблемою токсичності; застосування біомаркерів на клітинному рівні для більш якісної ідентифікації продуктів. Австралія і Нова Зеландія будуть двома ключовими розвиненими співтовариствами, які завдяки біотехнології забезпечуватимуть бідні країни і більшу частину країн, що розвиваються, необхідними вакцинами й лікарськими засобами. Водночас, значну частину національного бюджету країн Європейського Союзу складатимуть медичні й соціальні витрати. Очікується, що до 2030 року саме сектор охорони здоров'я стане провідним вкладником у біоекономіку. Біотехнологія та пов'язані з нею продукти безперечно впливатимуть на життя більшості людей планети, оскільки буде асоціюватися зі збільшенням добробуту в країнах, що розвиваються, і появою нових багатонаціональних компаній [4].

В Україні, як свідчить вітчизняний досвід, рівень розвитку біотехнології порівняно зі світовим, є невисоким. За оцінками експертів, обсяг виробництва українського сектору біотехнології на сьогодні не перевищує 20 млн. дол. США. Так, у фармацевтичній промисловості частка вітчизняного виробництва на ринку імунобіотехнологічних препаратів становить лише 9%, а сектор промислової біотехнології розвинутий ще менше. На українському ринку лікарських засобів сьогодні переважають імпортні пробіотики, і частка продукції зарубіжних фірм становить понад 70%. Водночас в Україні функціонують підприємства, які на сьогодні є успішними та перспективними у виробництві біофармацевтичних препаратів, зокрема, ЗАТ НВЦ "Борщагівський хіміко-фармацевтичний завод" (м. Київ), ЗАТ "Біофарма" (м. Київ), ОАО "Фармак" (м. Київ), ЗАТ "Біолік" (м. Харків), ЗАТ "Лекхім" (м. Харків), ВАТ "Дніпрофарм" (м. Дніпропетровськ), ТОВ "Біостимулятор" (м. Одеса).

Суттєвою проблемою вітчизняної біотехнології є те, що на сьогодні з низки причин українські підприємства майже не мають виходу на світовий ринок. По-перше, біотехнологічний напрям є найдорожчим, по-друге, він передбачає найскладніші тривалі дослідження та клінічні випробування, по-третє, саме у сфері біотехнології найбільш високозатратні процедури ліцензування й отримання дозволів для виходу на перспективні ринки, зокрема США і ЄС. Для ефективного розвитку біотехнології у фармацевтичній галузі розпочато співпрацю України із зарубіжними організаціями, зокрема, у рамках Наукової програми НАТО-Україна, з фондом американської венчурної компанії "Dгарег Fisher Jarvet-son" (DFJ), з російською організацією "Некомерційне партнерство "Консорціум "Біотехнологія для медицини і агропромислового комплексу (Біофак)"[5].

У вітчизняній харчовій промисловості біотехнології застосовуються, зокрема для виробництва білково-вітамінних концентратів. Лідером за обсягами цього виробництва є Караванський завод кормових дріжджів (м. Люботин, Харківська обл.), що є сучасним виробництвом, яке здатне відтворити будь-яку біотехнологію мікробіологічного синтезу.

У секторі біоенергетики досягнення вітчизняних вчених створили вагомі об'єктивні передумови для організації в Україні виробництва рідкого біопалива як для потреб внутрішнього ринку, так і для експорту. На сьогодні українські біологи займають провідні позиції у створенні нової ефективної біотехнології отримання етанолу. Водночас незважаючи на високий вітчизняний науково-технічний потенціал, досягнення науковців не мають широкого застосування, внаслідок чого виробництво біопалива в Україні не ґрунтується на новітніх технологіях і не забезпечує його реальної вартості та кількості [6].

Сучасна підтримка на державному рівні науково-технологічного розвитку здійснюється насамперед за допомогою визначення його державних пріоритетів, що дає змогу концентрувати фінансові та людські ресурси для реалізації конкурентних переваг вітчизняного науково-технологічного сектору та забезпечення прогресивних технологічних структурних зрушень в економіці. У розвинених країнах прогнозування науково-технологічного розвитку здійснюється в рамках комплексних державних програм [7].

В Україні на сьогодні також здійснюється визначення державних та наукових пріоритетів, які б забезпечили інтенсивний розвиток вітчизняної економіки. Так, для підвищення ефективності державної політики у сфері наукової і науково-технічної діяльності постановою Кабінету Міністрів України від 11.09.2007р. №1118 затверджено Державну програму прогнозування науково-технологічного розвитку на 2008-2012 р.р. Одним із головних завдань Програми є формування переліку критичних технологій, розроблення та впровадження яких найбільш ефективно сприятиме забезпеченню розвитку вітчизняного виробництва високотехнологічної продукції та послуг в інтересах національної безпеки та конкурентоспроможної економіки [8].

На виконання цього завдання Українським інститутом науково-технічної та економічної інформації Міністерства освіти і науки України (УкрІНТЕІ) проводиться науково-дослідна робота щодо виявлення перспективних напрямів розвитку новітніх технологій на основі експертних оцінок шляхом стратегічних маркетингових досліджень. У 2009 році стратегічні маркетингові дослідження УкрІНТЕІ здійснено за напрямом "Біотехнології", за результатами яких вперше в Україні сформовано базу даних біотехнологій та їх паспортів. Провідними спеціалістами - членами експертної ради Програми методом експертної оцінки визначено 16 пріоритетних біотехнологій та сформовано їх паспорти, які містять найважливіші маркетингові показники, а саме: термін виконання та впровадження результату наукового дослідження; загальний обсяг фінансування та витрати на впровадження наукових досліджень; річні обсяги продажу нової наукоємної продукції; функціональні та цінові характеристики нової наукоємної продукції.

Водночас за визначеними експертами чотирма тематичними групами сформовано Перелік критичних технологій за напрямом "Біотехнології", до якого ввійшли зазначені 16 пріоритетних технологій.

Сформований експертами та схвалений Науково-технічною радою Програми Перелік критичних технологій надіслано Кабінету Міністрів України для врахування при формуванні Урядом державного замовлення на науково-технічну продукцію та інноваційні проекти. Зазначений перелік надіслано також галузевим міністерствам, обласним та міським державним адміністраціям для можливого впровадження критичних технологій та розміщено на офіційній WEB- сторінці УкрІНТЕІ.

Проведені дослідження спрямовані на послідовне вивчення можливостей української науки щодо створення критичних технологій за напрямом “Біотехнології“, а також попиту вітчизняної економіки на нову наукоємну продукцію; оцінку впливу науково-технологічного прогресу на розвиток макроекономічних показників й індикаторів за основними видами економічної діяльності та розробку відповідних концептуальних підходів щодо реалізації цього впливу.

Небезпека використання біотехнології пов'язана з тим, що у випадку проникнення генно-інженерного матеріалу в зовнішню природу вже неможливо розділити, де "штучне біологічне" -наслідки конструкторської діяльності біолога-дослідника, а де -природне живе. Так, розроблена технологія конструювання комах з практично будь-якою додатковою генетичною інформацією. При цьому - ідеальне маскування під природні процеси.

Дуже небезпечні і так звані "молекулярні химери". Так, одержано генетичну конструкцію, що кодує химерний білок, одна частина якого впізнає рецептор (в кожному випадку такий, як треба), а друга - такий, що вбиває клітину. Ввести подібну систему в вірус - чисто технічне питання. І 'ситуація може стати безконтрольною.

Література

1. Електронний ресурс] : Режим доступу : http://ru.wikipedia.org/wiki/.

2.Кузьмина Н.А. [Електронний ресурс] : Режим доступу : http://www.bіotechnolog.ru/prombt/prombt1_6.htm.

3. http://health.unian.net/ukr/detail/195991

4. [OECD INTERNATIONAL FUTURES PROGRAMME [Електронний ресурс] : Режим доступу : www.oecd.org/dataoecd/48/1/36887128.

5. В. Новіков, Ю. Сидоров, О. Швед. Тенденції розвитку комерційної біотехнології, ISSN 0372 Вісник НАН України, 2008. - №2.- с.25-39.

6. Д.Гродзинський, О.Дембновецький, О.Левчук. Обрії вітчизняної біоенергетики. Внесок учених НАН України в розв'язання проблем виробництва рідкого біопалива. ISSN 0372-6436, Вісник НАН України, Енергоресурс, 2008.- №1 [Електронний ресурс] : Режим доступу : http://: dspace.nbuv.gov.ua:8080/dspace К. Лєбєдєва, /handle/123456789/2084.

7. Постанова КМУ від 11.09.2007 р. № 1118 "Про затвердження Державної програми прогнозування науково-технологічного розвитку на 2008-2012 роки". [Електронний ресурс] : Режим доступу : http://zakon1.rada.gov.ua/cgi-bin/laws/main.cgi

8. [Постанова Кабінету Міністрів України від 11.09.2007р. №1118 [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www./kmu.gov.ua].

Практична робота №2

Тема: «Джерела та типи забруднень довкілля. Біомоніторинг довкілля»

З появою людини на планеті Земля велику роль у глобальній екосистемі стали відігравати взаємовідносини суспільства і природи. Особливо швидко посилюється вплив суспільства на природу у зв'язку з розвитком машинного виробництва.

Завдяки цьому масштаби впливу суспільства на природу поширюється так швидко, що людство поступово перетворюється у потужну геологічну силу, яка впливає на природні процеси. На всі кругообіги, що здійснюються у природі, людина прямо чи опосередковано має вплив. Під впливом антропогенних факторів відбуваються зміни у природі.

Завойовуючи природу, людство значною мірою підірвала природні умови власної життєдіяльності.

Постициди (включають гербіциди, інсектициди та фунгіциди) - хімічні речовини, що використовуються для знищення буряків, грибів, бактерій, різноманітних комах та тварин. Більшість пестицидів є синтетичними хімікатами, що маєть токсичні властивості. Головна їхня властивість і роль - знищувати різні форми життя. Всі пестициди є небезпечними.

На всіх стадіях виробництва, транспортування, зберігання пестициди забруднюють навколишнє середовище. Вони проникають у водойми де накопичуються у рибі та інших водних організмах. Зараз на землі не залишилося куточка не забрудненого пестецидами. Рівень забруднення 65% с/г угідь країн Західної Європи перевищив допустимі норми. Птахи, савці риби та корисні комахи гинуть під час застосування пестицидів на полях,особливо при їх внесенні за допомогою авіації.

На сьогодні в Україні накопичено 11 тис. тонн застарілих пестицидів. Проблема їхньої утилізації не вирішена.Багато сховищ, де вони зберігаються, знаходяться в незадовільному стані.

У світі близько 25 млн. сільськогосподарських робітників щороку отруюються пестицидами. Безпосередній вплив їх на людину полягає в ураженні та зміні функцій печінки, захворювання центральної нервової,серцево-судинної та дихальної систем.

Ефект спільної дії пестицидів та радіонуклідів наукою вивчений недостатньо. Для умов України, тереторія якої сильно забрудненна внаслідок Чорнобильської катастрофи, цей фактор має особливе значення. Отруйні речовини потрапляють у навколишнє серидовище. У різних областях України виявлено значне забруднення пистицидами грунтів. Ці отрути можуть зберігатися в навколишньому середовищі десятки років, продовжуючи свою згубну дію на всі ланки екосистеми.

Вся планета нині страждає від антропогенного тиску, він виявляється через забруднення навколишнього природного серидовища, виснаження природних ресурсів і деградацію екосистеми, грунтів, хижацьке винищення лісів.

1. Радіоактивне забруднення

Вплив радіоактивного випромінювання на організм людини особливо небезпечний. За результатами експерементів на тваринах та вивчення наслідків опромінення людей під час атомних вибухів у Хіросомі та Нагасакі, а пізніше в Чорнобилі, було доведено, що гостра біологічна дія радіації проявляється у вигляді променевої хвороби і здатна призвести до смерті, до локальних уражень шкіри, кришталика ока, кісткового мозку. Нині захист організму людини та складової біосфери від радіоактивного опромінення у зв'язку зі зростаючим радіоактивним забрудненням планети став однією з найактуальних проблем екологічної науки.

Вісі види флори та фауни Землі протягом мільйонів років виникли та розвивалися під постійним впливом природного радіоактивного фону й пристосувалися до нього. Але штучно створені радіоактивні речовини, ядерні реактори, устаткування сконцентрували незнані раніше в природі обсяги іонізуючого випромінювання, до чого природа виявилася непристосованою.

Під час аварій автоматних реакторів, розгерметизації захоронень радіоактивних відходів радіаційний бруд поширюється на десятки й сотні кілометрів, внаслідок вибухів ядерних бомб - по всій планеті.

Різні організми мають неоднаковустійкість до дії радіоактивного опромінення, навіть клітини одного організму мають різну чутливість. Кінцевий результат опромінення (крім віддалених наслідків) залежить не стільки від повної дози, скільки від її потужності, тобто часу, протягом якого вона накопичена, а також від характеру їїрозподілу. Це пов'язано з тим, що в живих організмах у відповідь на опромінення, як і на інші подразники серидовища, включаються захині механізми системи адаптації чи компенсації, які мають забезпечити стабільність внутрішнього серидовища організму і відновити зруйновані функції.

Важко переоцінити трагічні наслідки чорнобильської катастрофи, що стали для україни фатальним фактором, який спричинив загрозу генетичному здоров'ю нації.

Радіоактивні продукти - гамма - випромінювачі - створили високий радіаційний фон і сприяли зовнішньому опроміненню людей. Багато з них потрапили в організм через орган дихання, травлення, шкіру. Після аварії основним радіоактивний йод, що нагромаджується у щитовидній золозі, а потім здійснює кругообіг в організмі, відщеплюється в печінці й частково виводить через нирки.

Сьогодні необхідно на всіх рівнях напрямках проводити активну роботу проти нарушення ядерної зброї, її випробування, виступати за її повне знищення. Для цього необхідні міжнародні угоди, закони, домовленості та постійний найсуворіший контроль за їхнім виконанням. Активну участь у цій справі має брати громадськість, студенство

Шумове забруднення

Шум - одна з форм фізичного (хвильвого) забруднення навколишнього середовища. Під шумом розуміють усі неприємні та небажені звуки чи їхню сукупність, які заважають нормально працювати, сприймати інформаційні звукові сигнали, відпочивати. Він виникає в наслідок стиснення і роздрідження повітряних мас, тобто коливних змін тиску повітря. Розрізняють шум постійний, непостійний, коливний, переривчастий, імпульсний. Загалом шум - це хаотичне нагромадження звуків різної частоти, сили, висоти, тривалості, які виходять за межі звукового комфорту. Нині добре відомо, що шуми шкідливо пливають на здоров'я людей, знижують їхню працездатність, викликають захворюння органів слуху (глухоту), ендокринної, нервової, серцево-судинної системи (гіпертонія). Фізіолого-біологічна адаптація людини до шуму практично неможлива, тому регулювання і обмеження шумового забруднення довкілля - важливий і обов'язковий захід.

Одиницею вимірювання шуму є Бел - відношення діючого значення звукового тиску до мінімального значення, котре сприймається вухом людини. На практиці використовується десята частина цієї фізичної одиниці - децибел (дБ) Джерелами шумів є всі види транспорту, промислові об'єкти, гучномовні пристрої, ліфти, телевізори, радіоприймачі, музичні інструменти, юрби людей і окремі особи.

Шум шкідливий не лише для людей. Встановлено, що рослини під впливом шуму повільніше ростуть, у них спостерігається надмірне (навіть повне, що прозводить до загибелі) виділення вологи через листя, можливі порушення клітин. Гинуть листя і квіти рослин, що розміщені біля гучномовця.

Аналогічно діє шум на тварин. Від шуму реактивного літака гинуть личинки бджіл, самі вони втрачають здатність орієнтуватися, в пташиних гніздах дає тріщини шкарлупа яєць. Від шуму знижуються надої, приріст у вазі свиней, несучість курей. Хворобливо переносять шум риби, особливо у період нересту. Встановлено гранично допустимі величини вібрації. Вони визначені із розрахунку, що, систематично діючи протягом 8-годинного робочого дня, вібрація не викликає у робітника захворювання або відхилення у стані здоров'я протягом усього періоду його виробничої діяльності.

Соціальний характер проблеми забруднення серидовища шумом і визначає те, що боротьба з ним - завдання на тільки технічне, а й суспільне. У проблемі взаємодії людського суспільства і природи важливе місце посідає свідома боротьба з шумовим забрудненням довкілля.

Електромагнітне забрудненнятивний пестицид

Інтенсивний розвиток електроніки та радіотехніки викликав забруднення природного середовища електромагнітними випромінюваннями (полями). Головним їхнім джерелом є радіо-телевізійні і радіолокаційні станції, високовольтні лінії електропередач, електротранспорт. Поблизу кожного обласного центру, багатьох районних центрів, міст розташовані телевізійні центри або рестранслятори, радіоцентри, засоби радіоз'язку різного призначення

Мірою забруднення електромагнітними полями є напруженість поля (В/м). Ці поля завдають шкоди перш за все нервовій системі. Так, напруженість поля 1000 В/м спричинює головний біль і сильну втому, більші значення зумовлюють розвиток неврозів, безсоння, важкі захворювання.

Існують розроблені на основі медико-біологічних досліджень санітарні норми та правила щодо радіотехнічних і електротехнічних об'єктів. Вони регламентують умови їхньої експлуатації з метою охорони населення від шкідливого впливу електромагнітних випроиінювань.

Зростання енергетичних потужностей становить небезпеку для довкілля - розширюється мережа та зростає напруга повітряних ліній електропередач. Вони негативно впливають на нормальний розвиток тваринного та рослинного світу. Спеціальні дослідження показали, що технічно найперспективнішими є лінії надвисокої та ультровисокої напруги (750 - 1150 кВ), котрі становлять небезпеку.

Основні методи визначення забруднення

Турботу про стан навколишнього серидовища стимулювала, започаткована в 1972 році, міжнародна програма UNEP, яка передбачає глобальний моніторинг навколишнього серидовища. Під моніторингом розуміється система спостереження, контролю прогнозу та управління екологічними процесами. Моніторинг дозволяє виявляти критичні та екстремальні ситуації, фактори антропогенного впливу на довкілля, здійснювати оцінку та прогноз стану об'єктів спостереження, керувати процесами взаємовпливу об'єктів гідросфери, літосфери, атмосфери, біосфери та техносфери.

Таким чином, суть моніторингу заводиться до таких функцій:

контролю за станом об'єктів екосистеми:

контролю за джерелами пошерення екологічної рівноваги;

моделювання та прогнозу екологічного стану екосистеми;

керування екологічними процесами.

Гранично допустима концентрація - максимальна кількість шкідливих речовин в одиниці об'му або маси середовища води, повітря або грунту, яка практично не впливає на стан здоров'я людини.

Важлива роль в питання контролю за станом довкілля належить міністерству охорони здоров'я, лісового господарства, сільського господарства України, держкомгеології, держводгоспу, держкомзему України та їхнім відділам в областях та районах.

2. Сутність біомоніторингу

Аналіз (моніторинг) місцепроживань по складу співтовариств живих організмів, що мешкають в них, - істотна частина сучасної прикладної екології. У його основі лежать наступні положення. Кожен вид живих організмів пристосований до своїх умов проживання. Певні (хоча і більш розмиті, ніж окремі види) вимоги до умов середовища пред'являють також крупніші таксони: роди, сімейства тварин. Тому, знаючи склад співтовариства в даній точці, можна передбачити особливості умов проживання в ній, і навпаки (по особливостях чинників середовища можна передбачати склад фауни). Порівнюючи склад співтовариства у водоймі в різні моменти часу, можна стежити за змінами умов проживання в нім; а порівнюючи фауни різних водойм, дізнаватися про відмінності цих водойм з погляду живих організмів [3;10].

Організми, використовувані в біологічному моніторингу, називаються індикаторними (видами-індикаторами). Ці види мають бути достатньо масовими в своїх “улюблених” місцепроживаннях, легкознаходжуваними і визначуваними в природі, а їх екологічні вимоги - добре відомими.

Найбільше значення має біологічний моніторинг якості і забруднення води природних водойм. Інші чинники життя у воді (течія, тип грунту, глибина і тому подібне) легко оцінити безпосередньо, а прямо визначити якість води (вміст в ній органічних речовин, отрут, хвороботворних мікроорганізмів і тому подібне) досить складно. Більш того, біологічний контроль якості вод має ряд переваг перед хімічними, фізичними і бактеріологічними методами контролю. Він дозволяє оцінити наслідки як постійного, так і разового забруднення, усереднюючи забруднюючі ефекти в часі.

Співтовариства живих організмів відображають всі зміни води, що протікає над ними, одночасно реагують на багато чинників, що визначають якість води, і підсумовують ефекти змішаних забруднень. При біологічному аналізі нам не потрібно дізнаватися, чим саме забруднена вода, але можна відразу оцінити міру її забруднення.

2.1 Біоіндикація як об'єкт біомоніторинга

Біоіндикація - спосіб оцінки антропогенного навантаження по реакції на нього живих організмів і їх співтовариств. Підкреслюючи всю важливість методів біоіндикації як дослідження, необхідно відзначити, що біоіндикація передбачає виявлення забруднення навколишнього середовища, що вже відбулося або відбувається, по функціональних характеристиках особин і екологічних характеристиках співтовариств організмів. Поступові ж зміни видового складу формуються в результаті тривалого отруєння водойми, і явними вони стають у випадку у разі далеко йдучих змін. Для річок і струмків найбільш точні результати дає вивчення донних організмів (бентоса) і мешканців укорінених на дні водних рослин (перифітона), які, не переміщаючись разом з потоком, краще відображають загальну якість води, що протікає над ними. У стоячих водоймах разом з бентосом перспективне використання організмів - мешканців товщі води (планктону).

Для біоіндикації можуть використовуватися показники біосистем всіх рангів. Зазвичай, чим нижчий ранг біосистеми, використовуваної як біоіндикатор, тим більше точними можуть бути виводи про вплив чинників середовища і навпаки.

Для біоіндикації найбільш показові наступні характеристики

* хімічний склад клітин;

* склад, структура і ступінь функціональної активності феноменів;

* структурно-функціональні характеристики клітинних органоїдів;

* розміри клітин, їх морфологічні характеристики, рівень активності;

* гістологічні показники;

* концентрації поллютантів в тканинах і органах;

* частота і характер мутацій, канцерогенезу, потворності.

Найбільш зручним для неспеціаліста об'єктом біоіндикації є, мабуть, макрозообентос - макроскопічні (завдовжки більше 2 мм) безхребетні тварини, що мешкають на дні водойм і в зарослях водних рослин. Це, головним чином, водні личинки і імаго комах, молюски, п'явки, малощетинкові черв'яки і вищі ракоподібні. Для їх збору в природі потрібний простий бентосний сачок з вічком 0.5-1 мм (можна застосовувати господарське сито з капроновою сіткою) і пінцетом; визначення у ряді випадків ведеться неозброєним оком, в решті випадків застосовується застосування бінокуляра типу МБС.

2.2 Чинники забруднення довкілля

Всі сторони сучасної діяльності людини є джерелом всіляких видів забруднення. Вирубка лісів, осушення і зрошування земель, зміна мережі гідрографії, урбанізація території, промислові і побутові стоки, добрива, детергенти, пестициди спричиняють за собою зміни режиму екосистем.

Розвиток атомної промисловості (радіоактивні осідання, поховання ядерних відходів, скидання ядерних електростанцій) веде до радіоактивного зараження водойм, з подальшою акумуляцією радіоактивних речовин в тілі риби як безпосередньо з води, так і з об'єктів їх живлення.

Скидні води енергетичних підприємств сприяють тепловому забрудненню і є згубними для життя гідробіонтів.

Вживані в сільському господарстві пестициди і добрива потрапляють у водойме і створюють у ряді випадків надлишок мінеральних речовин. Особливо небезпечними для тварин є аміак і солі амонія, які навіть в невеликих концентраціях викликають їх загибель.

З промисловими стоками у водойми поступають важкі метали, хлорорганічні сполуки, пестициди, нафтопродукти і багато інших речовин.

Особливу небезпеку представляють сполуки оксидів азоту і сірки, ТЕЦ, що містяться у викидах автотранспорту і хімічних підприємств, які випадають у вигляді кислотних дощів.

У водоймах падає показник рН, що спричиняє за собою біологічні наслідки. При рН 6,5-6,0 гинуть ракоподібні, молюски, ікра риб і земноводних, при рН 6,0-5,0 наступає загибель риб - форелі, плітки, окуня і щуки. Подальше зниження рН до 4,5 і нижче приводить до знищення всякого життя.

Найбільш характерний тип забруднення природних водойм - скидання в них великих мас органічних речовин, що розкладаються, і біогенних елементів, також сприяючих зростанню маси органіки у водоймі. Таке забруднення приводить, насамперед, до замулювання дна, збільшення кормової бази детритоядних тварин і мікроорганізмів, зниження кількості розчиненого у воді кисню. Саме ці чинники безпосередньо змінюють склад співтовариства. Для кількісної оцінки органічного забруднення введена шкала сапробності (ксено-, оліго-, b-мезо-, а-мезо- і полісапробні водойми). Паралельно із звичайною органікою, але в менших дозах, людство забруднює водойми отрутохімікатами, нафтопродуктами, солями металів, теплом, шумом, радіацією і електромагнітним випромінюванням. Загальна картина забруднення водойм досить складна, але доведено, що види, стійкіші до органічного забруднення, в цілому стійкіші і до решти типів забруднень. Тому стійкість живих організмів до забруднення вимірюють, як правило, за єдиною шкалою сапробності.

Перелік використаної літератури

1. Абакумов В.А., Бубнова Н.П. Контроль качества поверхностных вод СССР по гидробиологическим показателям. - Обнинск, Гидрометеоиздат. 1979 - С.

2. Алимов А.Ф., Финогенова Н.П. Оценка степени загрязнения вод по составу донных животных. В кн.: Методы биологического анализа пресных вод. Л., Изд. ЗИН АН СССР. 1976.

3. Басс М.Г., Еремеева Е.Ю., Ляндзберг А.Р., Нинбург Е.А., Полоскин А.В., Черепанов И.В., Хайтов В.М. Проведение комплексной весенней учебной практики школьников. СПб., изд. СПбГДТЮ, 2001.

4. Ганьшина Л.А., Горидченко Т.П. Методика оценки экологического состояния водоемов по организмам макробентоса. М.: ЦСЮН, 1994.

5. Глаголев С.М., Харитонов Н.П., Чертопруд М.В., Ямпольский Л.Ю. Летние школьные практики по пресноводной гидробиологии. Методическое пособие. М.: Добросвет. 1999.

6. Жизнь пресных вод СССР. Под ред. В.И.Жадина. Т.1. М.,-Л. Изд. АН СССР. 1949.

7. Липин А.Н.. Пресные воды и их жизнь. М. Учпедгиз. 1950.

8. Макрушин А.В. Биологический анализ качества вод. Л., Изд. ЗИН АН СССР. 1974.

9. Мамаев В.М. Определитель насекомых по личинкам. М. 1972.

10. Метод биологического анализа уровня загрязнения малых рек Тверской области. М. 1992.

11. Методы гидробиологических исследований: проведение измерений и описание рек. М. Экосистема. 1996.

12. Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям. Л., Гидрометеоиздат. 1977 и 1981.

13. Николаев С.Г., Соколова Н.Ю., Смирнова Л.А., Извекова Э.И., Елисеев Д.А. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. Под ред. В.А. Абакумова. С.-Пб., Гидрометеоиздат. 1992.

14. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. Под ред. Л.А.Кутиковой и Я.И.Старобогатова, Л. 1977.

15. Определитель пресноводных беспозвоночных России. Под ред. С.Я.Цалолихина. Т.1-5. С-Пб. Изд. ЗИН РАН. 1994-2001.

16. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений. Л., Гидрометеоиздат. 1983.

17. Унифицированные методы исследования качества вод. Индикаторы сапробности. М.: Секретариат СЭВ. 1977.

18. Хейсин Е.М. Краткий определитель пресноводной фауны. М., Учпедгиз, 1962.

Практична робота №3

Тема: «Екобіотехнологія для відновлення екосистеми»

Мета завдання: дослідити актуальність і предмет екобіотехнології, її проблеми і шляхи їх вирішення.

Актуальність екобіотехнології

У зв'язку з приєднанням України до Болонського процесу та нагальною необхідністю реформування та покращення системи освіти у вищій школі, виникає запитання: які фахівці біологічного спрямування і з якою за змістом освітою потрібні Україні?

Сьогодні спостерігається тотальна біологізація майже всіх галузей господарства. Так, в медицині на зміну хіміко-фармакологічним препаратам приходять “ліки біологічної природи”, виготовлені за використання біологічно активних компонентів живих організмів. У сільському господарстві успішно опановуються нові біологічні засоби захисту рослин, в промисловості, взагалі, та в енергетиці, зокрема, надалі все більша увага приділяється широкому застосуванню мікроорганізмів, які здатні не лише вибірково концентрувати певні метали або інші хімічні сполуки, а й переробляти так звані “відходи цивілізації” на корисний продукт - метан або водень.

Вирішення екологічних проблем неможливе без застосування новітніх екобіотехнологій для діагностики забруднень довкілля, очищення стічних вод, знешкодження небезпечних газових викидів, використання перспективних засобів утилізації твердих і рідких промислових відходів, підвищення ефективності методів біологічного відновлення забруднених ґрунтів, заміни низки агрохімікатів на біотехнологічні препарати тощо. Важливим напрямом також має стати розробка екобіотехнологій, спрямованих на виробництво біогазу та водню з органічних відходів, мікробіологічна деструкція ксенобіотиків, застосування біоіндикації та біотестування в системі екологічного моніторингу.

Для гармонізації взаємовідносин людини і біосфери та розробки новітніх систем відновлення природного середовища за допомогою сучасних екобіотехнологій нагальною є також організація якісної підготовки фахівців у галузі екологічної біотехнології як специфічного напряму застосування біотехнології для вирішення проблем довкілля. Такий підхід якнайкраще відповідає вимогам сучасних поглядів на подолання екологічних проблем - найкраще застосувати методи, які вже подарувала нам природа і які є для неї притаманними.

Зважаючи на наведене, доцільно розглянути предмет екобіотехнології як самостійного напряму біотехнології. Перш за все, акцентуємо увагу на світоглядній значимості екобіотехнології порівняно з традиційною - промисловою біотехнологією. Традиційна біотехнологія як складова технологій індустріального суспільства дає відповідь на запитання “Як діяти?” і за головну мету має підвищення доданої вартості - тобто отримання прибутку понад усе. Екологічна ж біотехнологія як невід'ємна складова суспільства майбутнього (Knowledge Society) дає відповідь на запитання “Як співіснувати?” і за мету ставить підвищення якості та безпеки життя членів суспільства, чим і відрізняється від традиційної біотехнології.

Щодо предмету екобіотехнології, то її можна визначити як синтетичний міждисциплінарний напрям сучасних наукових досліджень, який утворився в результаті перетину інтересів, підходів, принципів та методів прикладних напрямків екологічної науки і класичних та сучасних біотехнологій або, інакше кажучи, це технологічні процеси, що здійснюються завдяки використанню живих організмів та інших біологічних агентів і спрямовані на покращення, захист і відновлення порушеного людиною довкілля, збереження функціональної стійкості біосфери в цілому або її певних компонентів (природних екосистем), і зрештою - забезпечення сталого і гармонійного розвитку ноосфери.

Якщо оцінити значимість екобіотехнології, виходячи із світових пріоритетів, тобто ролі біотехнології у вирішенні глобальних проблем людства, то вона у 4 із 6 напрямів відіграє ключову роль.

Доречно зауважити, що в Російській Федерації реалізується програма “Розвиток біотехнології в Росії на 2005-2015 роки” (обсяг фінансування - 5,8 млрд дол.), де екобіотехнологія виступає як самостійний напрям біотехнології.

Іншим наочним підтвердженням високої пріоритетності саме екобіотехнології є результати широкого опитування, отримані експертною групою вищого рівня під керівництвом академіків НАН України С.В.Комісаренка, Г.В.Єльської та В.С.Підгорського з тематичного напряму “Біотехнологія” в рамках Державної програми прогнозування науково-технічного та інноваційного розвитку на 2004 - 2006 роки. Напрямки та розробки в галузі біотехнології було розділено на три категорії:

1. Найбільш гострі та проблемні питання:

- Біодеструкція та утилізація відходів, технології очищення води (4,6 бала);

- Створення стійких сортів рослин та високопродуктивних сільськогосподарських тварин (4,6 бала);

- Регенеративна медицина, трансплантологія, векторна терапія (4,2 бала);

- Отримання природних біологічноактивних сполук (4,0 бали);

- Засоби імунокорекції та імуностимуляції терапевтичних сироваток (3,8 бала);

- Отримання реекомбінантних білків терапевтичного значення (3,8 бала);

- Отримання синтетичних біологічно-активних речовин (3,3 бала);

- Скринінг найбільш поширених спадкових хвороб (3,1 бала);

- Технологія мікробіоальних заквасок (3,0 бали);

- Розробка методів цільової доставки лікарських препаратів (3,0 бали).

2. Найбільш результативні у середньостроковій перспективі (3-5 років) напрями:

- Біотехнології отримання біопалива (4,7 бала);

- Діагностикуми на основі полімеразної ланцюгової реакції, ДНК-зондів (4,3 бала);

- Діагностикуми на основі рекомбінантних білків та моноклональних антитіл (4,0 бали);

- Генно-інженерне одержання ліків, гормонів, біологічно-активних речовин (4,0 бали);

- Технологія отримання пероральних вакцинних препаратів (3,8 бала);

- Отримання ферментних препаратів для промисловості (3,7 бала);

- Мікробіальні пробіотики для потреб медицини та ветеринарії (3,7 бала);

- Фракціонування плазми, отримання білків донорської плазми крові (3,6 бала);

- Сенсори для моніторингу довкілля (3,5 бала);

- Фракціонування біологічних макромолекул (2,6 бала).

3. Найбільш результативні напрями в довгостроковій (15-20 років) перспективі:

- Охорона довкілля. Біодеструкція та утилізація відходів (4,8 бала);

- Молекулярна діагностика: імунодіагностика ДНК- діагностика (4,2 бала);

- Розробка фармацевтичних препаратів (4,2 бала);

- Імунобіотехнологія моноклональних антитіл, діагностичних та терапевтичних сироваток (4,0 бали);

- Мікробіологічні штами - продуценти рекомбінантних білків (4,0 бали);

- Стовбурові клітини, клітинна та генна терапія (3,9 бала);

- Біотехнологія харчових продуктів і добавок (3,3 бала);

- Біотехнологія трансгенних рослин і тварин, трансгенних грибів (3,2 бала);

- Отримання пептидів, білків і олігонуклеотидів (2,9 бала);

- Отримання ліпідів та низькомолекулярних біологічно активних сполук (2,7 бала).

Таким чином, виходячи з результатів опитування, найбільш пріоритетним в короткостроковій та довгостроковій перспективі експерти вважають напрям біотехнології, який пов'язаний з охороною довкілля, біодеструкцією та утилізацією відходів, а також отриманням біопалив - тобто саме екобіотехнологію, яку на благо всієї нашої спільноти необхідно визнати в усіх її аспектах як окремий і найперспективніший напрям сучасної високої технології підготовка фахівців з якого має вестись за окремою програмою професійного спрямування.

Практична робота №4

Тема: «Біоутилізація твердих відходів.»

Мета заняття: вивчити шляхи деградації твердих відходів, методи оцінки біодеградації твердих відходів, утилізація відходів на звалищах, біологічна система біодеградації відходів на звалищах

Багато сучасних екологічних проблем виникає через локальне накопичення твердих органічних відходів, кількість котрих дуже велика для природного потенціалу біодеградації. Певна кількість таких відходів використовується як корм для худоби, на приготування компосту для вирощування їстівних грибів, порівняно невелика частина - для високоякісного компосту добрива для садів і городів, а з частини твердих рослинних відходів отримують паливо. Крім того, ці відходи, що вважаються низькоактивними, найчастіше намагаються знищити найдешевшим способом, який часто є компромісом між фінансовими та екологічними міркуваннями.

В екосистему промислових регіонів значний дисбаланс вносять міські відходи промислових підприємств та транспорту, а також комунальні та агропромислові відходи. Міські відходи можуть бути утилізовані за допомогою хімічної чи термічної переробки та біодеструкцї. Технологічні побутові відходи можуть бути перетворені на корисну енергетичну продукцію - біогаз або екологічно безпечні продукти, знешкоджені біодеградацією, в результаті чого може бути отримано також органічне природне біохімічне екологічно чисте добриво з біомаси - компост.

Компостування привернуло увагу через необхідність гігієнічно переробляти міські відходи і сирий активний мул станцій очищення, кількість яких постійно зростає, а також відходи рослинництва та гній тваринницьких ферм.

Під час перероблення і ліквідації твердих відходів біотехнологічні методи найширше застосовують для утилізації комунальних відходів і мулу з систем біоочищення стоків.

1.Шляхи деградації твердих відходів

Загалом відходи за типом утилізації поділяють на дві групи:

- відходи, шкідлива дія яких на довкілля нейтралізується розкладом, складуванням, захороненням тощо;

- відходи, котрі є вторинними ресурсами та передаються на переробку на ті підприємства, де вони утворюються, або в інші галузі промисловості.

Тверді відходи, незалежно від того, чи сирий активний мул, чи комунальні викиди, чи агровідходи, можуть бути утилізовані компостуванням, а також вермикультивуванням, фіторемедіацією вищими рослинами та ремедіацією вищими грибами, культивуванням бактеріальної біомаси тощо. Отримання спеціальних типів біомаси фотосинтезуючих мікроорганізмів може також бути використане для видалення азоту і фосфору з промислових стоків, з подальшою переробкою біомаси за допомогою ферментативного гідролізу й анаеробного зброджування на готовий продукт.

Утилізують тверді відходи за допомогою:

- складування;

- захоронення;

- спалювання;

- біодеструкції та біодеградації, біокомпостування, біостимуляції, біоремедіації, біоаугментації, фіторемедіації, вермикультивування.

2. Методи оцінки біодеградації твердих відходів

Біодеградація - це властивість якої-небудь речовини до розкладання на двоокис вуглецю і воду завдяки діяльності природних мікроорганізмів (присутніх у воді, повітрі і грунті).

Існують різні методи оцінки ступеня біодеградації твердих відходів.

Критерії біологічної переробки звалищ:

-температура;

-співвідношення складу органічної фракції (С : N);

• коефіцієнт швидкості розкладу (катаболізму);

• наявність ксенобіотиків;

• розчинність кисню іп situ;

• субстрати метаногенних бактерій;

• утворення біогазу.

Найінформативнішим прийнято вважати метод оцінки, оснований на відмінностях у швидкостях катаболізму целюлози і лігніну - К целюлоза ; лігнін

Температура - індикатор роботи звалища.

Протягом аеробної стадії температура середовища може підвищуватися до 80 °С, що викликає інактивацію і загибель патогенної мікрофлори, вірусів, личинок комах. Підвищення температури пришвидшує процеси деструкції органічних речовин, але, водночас, знижується розчинність кисню, що є лімітуючим чинником.

Вичерпання молекулярного кисню іп situ веде до зниження тепловиділення і накопичення вуглекислоти, що, своєю чергою, стимулює розвиток в мікробній асоціації спочатку факультативних, а потім облігатних анаеробів, які при анаеробній мінералізації, на відміну від аеробного процесу, взаємодіють між собою через послідовні біохімічні реакції: процес гідролізу полімерів типу полісахаридів, ліпідів, білків; утворені при цьому мономери далі розщеплюються з утворенням водню, діоксиду вуглецю, а також спиртів та органічних кислот, а далі за участю метаногенів утворюється метан.

Під час метаногенезу на твердих відходах можливі два типи лімітації зростання метаногенних бактерій, які споживають діоксид вуглецю:

• висока концентрація акцепторів електронів, таких як нітрати і сульфати;

• гомоацетогенні бактерії також можуть споживати діоксид вуглецю, відновлюючи його до оцтової кислоти і конкуруючи з метаногенними бактеріями за водень.

Відомо вісім різних субстратів метаногенних бактерій, чотири з них (суміш діоксиду вуглецю з воднем, оцтова кислота, метанол і триетиламін) виявлено на звалищах. Електронодонорні й електроноакцепторні хімічні сполуки в субстраті звалищ, який надходить на біодеградацію, належать до груп з різним типом метаболізму. Окрім того, за винятком діоксиду вуглецю, ці речовини використовуються послідовно, і ця послідовність може обмежувати перебіг різних реакцій і взаємодій мікроорганізмів.

Наприклад, зниження високих концентрацій сульфату сульфатвідновними бактеріями і перетворення його на сірководень при активність метаногенних бактерій, оскільки відновлення сульфату енергетично вигідніше , аніж утворення метану з водню, діоксиду вуглецю й ацетату. Навпаки, у разі відсутності сульфату сульфатвідновні бактерії можуть поводитися як синтрофічні ацетогени, використовуючи такі інтермедіати, як молочна кислота й етанол, і переходити з відновлення сульфату на утворення водню за рахунок відновлення протона.

3.Утилізація відходів на звалищах

Стратегія розміщення твердих відходів у кожній країні має певні особливості. Незалежно від методу переробки відходів тверді залишки традиційно ліквідуються за допомогою звалищ, що вважається дешевшим за будь-який метод.

Нині звалища розташовані у багатьох місцях і, незважаючи на зростання об'єму відходів на одну особу, додається проблема зменшення відстані від звалища до джерела відходів, що веде до некерованого потрапляння відходів у навколишнє середовище. За даними 1984 р. у довкілля із загальної кількості ліквідованих відходів поверталось у Франції - 10,3 %, Греції - 17,5 %, в Ірландії - 35 %.

Біодеградація відходів на звалищах становить в середньому приблизно 70 % від загальної кількості твердих відходів.

Першочерговою є проблема вибору місця для звалища (захист поверхні землі і ґрунтових вод). Характерною ознакою звалищ є наявність складної, взаємозалежної системи мікроорганізмів, які існують як асоціації клітин різних видів, прикріплені до поверхні твердих частинок (джерело живильних речовин).

Перед транспортуванням твердих відходів на звалище їх потрібно піддати обробці, тобто подрібненню, перемелюванню і дробленню, що може сильно впливати на катаболічні процеси у твердих відходах. На деяких звалищах передбачена обов'язкова перевірка всіх можливостей утилізації кожного виду відходів перед їх знищенням чи похованням. Проте здебільшого неперевірені тверді відходи вивозять на неконтрольовані звалища або спеціально відведені території в приміській зоні. Тверді відходи, що утворюються не при очищенні стічних вод і не є токсичними, як правило, теж розміщують на звалищах, де і відбувається без жодного контролю процес повного розкладу компонентів відходів.

4.Біологічна система біодеградації відходів на звалищах

Істотні зміни у стратегії переробки відходів сьогодні полягають в заміні полігонного звалища сміття та відходів ферментаційним апаратом, і передбачення можливості внесення перероблених відходів знову в ґрунт, проте для коректного внесення в ґрунт сільськогосподарських угідь, зокрема мулу, забрудненого металами, навіть якщо це допускається національними і міжнародними правилами, необхідне доочищення мулу для його детоксикації та видалення з нього металів за допомогою підкислення, подальшої їх ресорбції на спеціальних біополімерах. З них, як і зі збіднених руд, можна буде вилуговувати метал. Однак це не вирішить, звичайно, проблеми твердих відходів, забруднених стійкими або токсичними органічними сполуками біогазу на полігонах сміття показали, що звалище повинно бути керованим, і його слід розглядати як свого роду біореактор, де проходять очисні процеси з обов'язковим управлінням біохімічним складом викидів, що також дасть змогу оптимізувати виробництво біогазу. Тому можливість повторного використання відходів як джерела енергії (одержання метану) теж передбачає переробку звалищ.

Біологічна система біодеградації відходів на звалищах охоплює:

• аеробні процеси деградації та аеробні деструктори;

• анаеробні процеси деградації та анаеробні детоксиканти.

На типовому європейському звалищі, де відходи розміщуються по відсіках, вся система загалом працює як група реакторів періодичної дії, в яких відходи перебувають на різних стадіях біодеградації, де домінують аеробні процеси, в ході яких під впливом мікроорганізмів (грибів, бактерій, актиноміцетів) і також безхребетних (кліщів, нематод тощо) окиснюються найпростіші компоненти. Потім деструкції піддаються важко окиснювані і поволі окиснювані субстрати лігнін, лігноцелюлози, меланіни, таніни. У такому разі можна застосувати просту модель періодичного культивування, що виконується послідовно, або для традиційнішого типу звалища (з частими закриттями) можна використовувати модель періодичного культивування з повторним внесенням посівного матеріалу мікроорганізмів і безхребетних.

У результаті комплексу процесів, що відбуваються під час біодеградації вмісту звалищ, утворюються два типи продуктів:

• вода, яка містить амонійний азот, леткі жирні кислоти, аліфатичні, ароматичні й ациклічні сполуки, терпени, мінеральні макро- і мікроелементи, метали, і фільтрується у грунт;

• гази, які виділяються в повітря.

5.Утилізація та знезараження мулу зі станцій біоочищення

Мул, який утворюється в результаті тільки аеробного очищення водних стоків, анаеробного очищення чи комбінованої схеми, може бути утилізованим через: