Застосування біотехнології для запобігання наслідків глобального потепління
Автор: Галас Юрій Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Екологія (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут сталого розвитку ім. В. Чорновола
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Галас Ю.В., Дячок В.В. (керівник). Застосування біотехнології для запобігання наслідків глобального потепління. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет “Львівська Політехніка”, Львів, 2025. Розширена анотація Магістерська робота направлена вивчення ролі біотехнологій у контексті протидії наслідкам глобального потепління. У роботі розглядаються сучасні підходи до використання біотехнологічних процесів з метою зменшення викидів парникових газів, очищення довкілля, підвищення стійкості навколишнього середовища до антропогенного забруднення та розвитку відновлюваної енергетики. Актуальність теми зумовлена необхідністю пошуку ефективних інноваційних рішень щодо запобігання кліматичних змін, які становлять загрозу для екологічної, економічної та соціальної стабільності в усьому світі. В роботі встановлено можливість інтенсифікації поглинання вуглекислого газу в фотобіореакторі за рахунок видаленння інгібітора фотосинтезу у середовищі культивування – кисню (О2). Розроблено комплексний метод математичного моделювання хлорели звичайної (Chlоrella vulgarіs) для оцінки впливу концентрації поживних речовин та інтенсивності УФ-опромінення при концентраціях СО2 вихідного газу 0,04-5 %. Модель охоплює перенесення маси газ-рідина, поглинання диоксиду вуглецю водоростями, а також біокінетику приросту. У роботі проаналізовано різні напрями біотехнологій: виробництво біопалива, використання генетично модифікованих організмів, біоремедіацію та мікробіологічні методи управління накопиченою біомасою мікроводоростей. Проведено порівняльний аналіз міжнародного досвіду впровадження таких технологій та визначено їхню екологічну й економічну ефективність. Окрему увагу приділено можливостям впровадження біотехнологічних підходів в умовах України. Запропоновано практичні рекомендації для Об’єкт дослідження - біотехнологічні процеси запобігання та пом’якшення наслідків кліматичних змін. Предмет дослідження - сучасні біотехнології, спрямовані на запобігання та пом’якшення наслідків глобального потепління. Метою даного дослідження є аналіз існуючих біотехнологічних методів залучення мікроводоростей для поглинання парниковиз газів та розробка нових підходів, що сприятимуть підвищенню екологічної безпеки виробництв, які їх продукують. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: - провести огляд літературних джерел та статистичних даних щодо кліматичних змін та ролі біотехнологій у вирішення цих проблем; - провести порівняльний аналіз міжнародного досвіду; - згенерувати системний підхід до оцінки ефективності біотехнологічних рішень щодо ролі біотехнологій у вирішення проблем глобального потепління; - дослідити динаміку поглинання парникових газів мікроводоростями, встановити загальні тенденції; - розробити математичну модель та на основі її рішень і експериментальних даних розрахувати основні кінетичні константи поглинання парникових газів; - розробити схему біологічного очищення газових викидів від парникових газів із залученням мембранного модуля. - SWOT-аналіз потенціалу впровадження цих технологій в Україні; Результати дослідження можуть бути застосовані в біотехнологічних виробництвах, де мікроводорості використовуються для отримання цінних біопродуктів. Практичне значення роботи визначає можливість застосування досліджених методів, які значно дозволяють підвищити продуктивність мікроводоростей, що має важливе значення для розвитку галузі і досягнення екологічно чистих технологій у промисловості. Ключові слова: мікроводорості, культивування, біопродукти, продуктивність, біотехнології, математична модель, хлорела звичайна, фотобіореактор, ослаблення світла, кінетика приросту. Перелік використаних літературних джерел 1. Maria J.Lapponi, Mariana B.Mendez, Jorge A.Trelles, Cintia W. Rivero. (2022). Cell immobilization strategies for biotransformations. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 33, 211-219 2. Manswama Boro, Ashwani Kumar Verma, Dixita Chettri, Vinod KumarYata, Anil Kumar Verma.(2022). Strategies involved in biofuel production from agro-based lignocellulose biomass. Environmental Technology & Innovation, 28,147-153. 3. Yi An Lim, Meng Nan Chong, Su Chern Foo, I.M.S.K. Ilankoon. (2021). Analysis of direct and indirect quantification methods of CO2 fixation via microalgae cultivation in photobioreactors: A critical review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 137, 1234-1240. 4. Harun Chowdhury, Bavin Loganathan.(2019). Third-generation biofuels from microalgae. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 20, 39–44. 5. Царенко, П., Борисова, О., & Блюм, Я. (2011). Мікроводорості як об’єкт біоенергетики: види колекції IBASU-A-перспективні продуценти біомаси як джерела сировини для біопалива. Вісник Національної академії наук України, (5), 49-54. 6. Радіоненко, О., & Радіоненко, А. (2012). Перспективи використання мікроводоростей. 7. Smith J. Advances in Microalgae Cultivation. – 2020. 8. Brown T. Photosynthesis and Growth of Microalgae. – 2019. 9. Zhao Y. Industrial Applications of Microalgae. – 2021.