Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем: За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р.
Currently, the most powerful source of metal pollution is the hostilities taking place on the territory of Ukraine as a result of Russia’s full-scale invasion. Rocket, artillery and mortar attacks, as well as the activity of military equipment and aviation led to the accumulation of heavy metals in...
Gespeichert in:
| Datum: | 2024 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика"
2024
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasu-periodicals.org.ua/index.php/visnyk/article/view/589 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Visnyk of the National Academy of Sciences of Ukraine |
Institution
Visnyk of the National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasu-periodicals_org_ua-article-589 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Visnyk of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-11-25T13:55:35Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
важкі метали забруднення ґрунтів фітобактеріальні угруповання біоремедіація фіторемедіація |
| spellingShingle |
важкі метали забруднення ґрунтів фітобактеріальні угруповання біоремедіація фіторемедіація Гаврилюк, Олеся Анатоліївна Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем: За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р. |
| topic_facet |
важкі метали забруднення ґрунтів фітобактеріальні угруповання біоремедіація фіторемедіація heavy metals soil pollution phytobacterial communities bioremediation phytoremediation |
| format |
Article |
| author |
Гаврилюк, Олеся Анатоліївна |
| author_facet |
Гаврилюк, Олеся Анатоліївна |
| author_sort |
Гаврилюк, Олеся Анатоліївна |
| title |
Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем: За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р. |
| title_short |
Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем: За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р. |
| title_full |
Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем: За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р. |
| title_fullStr |
Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем: За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р. |
| title_full_unstemmed |
Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем: За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р. |
| title_sort |
застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем: за матеріалами наукового повідомлення на засіданні президії нан україни 27 грудня 2023 р. |
| title_alt |
Application of phytobacterial communities for bioremediation of ecosystems: According to the materials of report at the meeting of the Presidium of the NAS of Ukraine, December 27, 2023 |
| description |
Currently, the most powerful source of metal pollution is the hostilities taking place on the territory of Ukraine as a result of Russia’s full-scale invasion. Rocket, artillery and mortar attacks, as well as the activity of military equipment and aviation led to the accumulation of heavy metals in the soil and the degradation of agrocenoses. The development of effective methods of metals removal from polluted ecosystems is an urgent task of science and industry. The report deals with study of the concept of thermodynamic prognosis of the interaction of microorganisms and plants with metal compounds, microbial immobilization and mobilization of metals on the example of copper, accumulation of metals by phytoremediant plants and their anaerobic degradation with energy carriers production. The approach is based on the thermodynamic prognosis to substantiate the optimal pathway of microorganisms and plants interaction with metals. Thermodynamic prognosis was used to determine the conditions and products of the interaction of microorganisms and plants with metal compounds. According to the thermodynamic prognosis the types of interaction of microorganisms with metals (on the example of copper) were clarified. Microorganisms were able to accumulate Cu2+ in microbial cells as a result of replacing the macroelement Mg2+ (stereochemical analogy of metals and macroelements), precipitate copper compounds without changing their valence state, and reduce Cu2+ to the insoluble oxide of monovalent copper Cu2O↓. The postulates of the thermodynamic prognosis were experimentally confirmed in laboratory conditions. Bacteria resistant to soluble Cu(II) compounds were isolated at the Department of Biology of Extremophilic Microorganisms of the D.K. Zabolotny Institute of Microbiology and Virology of the National Academy of Sciences of Ukraine. They were not only resistant to metals, but also interacted with them — accumulated in cells and reduced to insoluble and non-toxic oxide Cu2O↓. Pseudomonas lactis UKR1 copper-resistant strain was studied. Strain was able to immobilize and mobilize copper compounds under the regulation of microbial metabolism. According to the thermodynamic prognosis, the most effective immobilization of metals should occur through reduction under conditions of significant difference between the donor (microorganisms) and acceptor (metal-oxidizer) systems. As a result, the most effective reduction of metals should be carried out by low-potential strict anaerobic microorganisms. This assumption was experimentally confirmed on the example of methanogenic microbial community. It was shown that the methanogenic microbial community completely (with 100% efficiency) immobilized copper during the anaerobic degradation of invasive plants biomass (water lettuce). The high efficiency of microbial degradation of phytoremediant plant biomass (grasses, tobacco, wormwood, nettle, ragweed, and goldenrod) with biogas synthesis has already been demonstrated at the Department of Biology of Extremophilic Microorganisms. Thus, the availability of development of combined environmental biotechnologies of bioremediation and phytoremediation of polluted ecosystems with simultaneous production of energy carriers — hydrogen and methane was theoretically substantiated and experimentally confirmed. |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://nasu-periodicals.org.ua/index.php/visnyk/article/view/589 |
| work_keys_str_mv |
AT gavrilûkolesâanatolíívna applicationofphytobacterialcommunitiesforbioremediationofecosystemsaccordingtothematerialsofreportatthemeetingofthepresidiumofthenasofukrainedecember272023 AT gavrilûkolesâanatolíívna zastosuvannâfítobakteríalʹnihugrupovanʹdlâbíoremedíacííekosistemzamateríalaminaukovogopovídomlennânazasídanníprezidíínanukraíni27grudnâ2023r |
| first_indexed |
2025-12-02T15:27:00Z |
| last_indexed |
2025-12-02T15:27:00Z |
| _version_ |
1850766204956835840 |
| spelling |
nasu-periodicals_org_ua-article-5892024-11-25T13:55:35Z Application of phytobacterial communities for bioremediation of ecosystems: According to the materials of report at the meeting of the Presidium of the NAS of Ukraine, December 27, 2023 Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем: За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р. Гаврилюк, Олеся Анатоліївна важкі метали забруднення ґрунтів фітобактеріальні угруповання біоремедіація фіторемедіація heavy metals soil pollution phytobacterial communities bioremediation phytoremediation Currently, the most powerful source of metal pollution is the hostilities taking place on the territory of Ukraine as a result of Russia’s full-scale invasion. Rocket, artillery and mortar attacks, as well as the activity of military equipment and aviation led to the accumulation of heavy metals in the soil and the degradation of agrocenoses. The development of effective methods of metals removal from polluted ecosystems is an urgent task of science and industry. The report deals with study of the concept of thermodynamic prognosis of the interaction of microorganisms and plants with metal compounds, microbial immobilization and mobilization of metals on the example of copper, accumulation of metals by phytoremediant plants and their anaerobic degradation with energy carriers production. The approach is based on the thermodynamic prognosis to substantiate the optimal pathway of microorganisms and plants interaction with metals. Thermodynamic prognosis was used to determine the conditions and products of the interaction of microorganisms and plants with metal compounds. According to the thermodynamic prognosis the types of interaction of microorganisms with metals (on the example of copper) were clarified. Microorganisms were able to accumulate Cu2+ in microbial cells as a result of replacing the macroelement Mg2+ (stereochemical analogy of metals and macroelements), precipitate copper compounds without changing their valence state, and reduce Cu2+ to the insoluble oxide of monovalent copper Cu2O↓. The postulates of the thermodynamic prognosis were experimentally confirmed in laboratory conditions. Bacteria resistant to soluble Cu(II) compounds were isolated at the Department of Biology of Extremophilic Microorganisms of the D.K. Zabolotny Institute of Microbiology and Virology of the National Academy of Sciences of Ukraine. They were not only resistant to metals, but also interacted with them — accumulated in cells and reduced to insoluble and non-toxic oxide Cu2O↓. Pseudomonas lactis UKR1 copper-resistant strain was studied. Strain was able to immobilize and mobilize copper compounds under the regulation of microbial metabolism. According to the thermodynamic prognosis, the most effective immobilization of metals should occur through reduction under conditions of significant difference between the donor (microorganisms) and acceptor (metal-oxidizer) systems. As a result, the most effective reduction of metals should be carried out by low-potential strict anaerobic microorganisms. This assumption was experimentally confirmed on the example of methanogenic microbial community. It was shown that the methanogenic microbial community completely (with 100% efficiency) immobilized copper during the anaerobic degradation of invasive plants biomass (water lettuce). The high efficiency of microbial degradation of phytoremediant plant biomass (grasses, tobacco, wormwood, nettle, ragweed, and goldenrod) with biogas synthesis has already been demonstrated at the Department of Biology of Extremophilic Microorganisms. Thus, the availability of development of combined environmental biotechnologies of bioremediation and phytoremediation of polluted ecosystems with simultaneous production of energy carriers — hydrogen and methane was theoretically substantiated and experimentally confirmed. Доповідь присвячено дослідженню шляхів взаємодії мікроорганізмів та рослин з металами (іммобілізація і мобілізація) на прикладі Купруму та можливості росту мікроорганізмів в умовах надвисоких концентрацій (до 1 моль/л) токсикантів. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено ефективність застосування фітобактеріальних угруповань (мікроорганізмів та рослин) для біоремедіації екосистем. Видавничий дім "Академперіодика" 2024-02-28 Article Article application/pdf https://nasu-periodicals.org.ua/index.php/visnyk/article/view/589 10.15407/visn2024.02.094 Visnik Nacional noi academii nauk Ukrai ni; No. 2 (2024): Visnyk of the National Academy of Sciences of Ukraine; 94-101 Visnik Nacional noi academii nauk Ukrai ni; № 2 (2024): Вісник Національної академії наук України; 94-101 2518-1203 1027-3239 10.15407/visn2024.02 uk https://nasu-periodicals.org.ua/index.php/visnyk/article/view/589/551 Авторське право (c) 2024 Вісник НАН України |