ЕКОЛОГО-ЕКОНОМІЧНИЙ АНАЛІЗ ПРИРОДООХОРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ ВИКОРИСТАННЯ ШТАМУ МІКРОВОДОРОСТІ CHLORELLA VULGARIS POLIKARP
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2025-183-6-7-18Ключові слова:
екологічна безпека, природоохоронні технології, Chlorella Vulgaris Polikarp, хлорела, іони важких металівАнотація
Досліджено потенціал хлорели (штам Chlorella Vulgaris Polikarp) як універсального інструменту для вирішення екологічних проблем України, зокрема в контексті біоремедіації ґрунтів, очищення стічних вод і вловлювання вуглекислого газу (CO₂). У статті проаналізовано сучасні технології, які використовують хлорелу для вирішення екологічних викликів. Зокрема, розглянуто застосування фотобіореакторів для культивування хлорели в контрольованих умовах, біопрепаратів на основі цієї мікроводорості для відновлення деградованих ґрунтів, а також систем для очищення промислових і комунальних стічних вод. Окремо висвітлено локальні дослідження в Україні, які демонструють ефективність хлорели у зниженні вмісту нафтопродуктів, фенолів і важких металів у ґрунтах, забруднених унаслідок воєнних дій, а також її використання в біотехнологічних процесах для уловлювання CO2 на промислових об’єктах, що сприяє зменшенню парникового ефекту. Стаття підкреслює стратегічну роль хлорели у відновленні екосистем України, особливо в регіонах, що постраждали від антропогенного впливу та воєнних дій. Використання хлорели може не лише сприяти очищенню довкілля, але й забезпечити економічні вигоди через створення нових біотехнологічних продуктів. У контексті глобальних екологічних викликів, таких як зміна клімату та деградація природних ресурсів, хлорела розглядається як ключовий елемент у досягненні сталого розвитку України. У статті наголошується на необхідності подальших досліджень і державної підтримки для масштабування цих технологій, а також їхньої інтеграції в національну екологічну політику. Вперше проведено детальне дослідження еколого-економічної доцільності застосування штаму мікроводорості Chlorella Vulgaris Polikarp для вирішення екологічних проблем України, зокрема в контексті біоремедіації ґрунтів, очищення стічних вод і вловлювання вуглекислого газу (CO₂). Встановлено, що на сучасному етапі економічно доцільним є використання хлорели для зниження вмісту важких металів у природних водах.
Посилання
O. Ulytsky, and L. Pashkevich, “Use of Chlorella vulgaris Polikarp microalgae strain for purification of freshwaters from technological pollution,” Ecological Sciences, no. 6 (51), pp. 58-67, 2023, https://doi.org/10.32846/2306-9716/2023.eco.6-51.9 .
V. Singh, and V. Mishra, “Bioremediation of Nutrients and Heavy Metals from Wastewater by Microalgal Cells: Mechanism and Kinetics,” Springer eBooks, pp. 319-357, Jan. 2019. https://doi.org/10.1007/978-981-32-9860-6_16 .
G. S. R. Krishnamurti, S. R. Subashchandrabose, M. Megharaj, and R. Naidu, “Assessment of bioavailability of heavy metal pollutants using soil isolates of Chlorella sp.,” Environmental Science and Pollution Research, vol. 22, no. 12, pp. 8826-8832, May 2013. https://doi.org/10.1007/s11356-013-1799-2 .
M. Anjos, B. D. Fernandes, A. A. Vicente, J. A. Teixeira, and G. Dragone, “Optimization of CO2 bio-mitigation by Chlorella vulgaris,” Bioresource Technology, vol. 139, pp. 149-154, Jul. 2013. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.04.032 .
Y. Fang, Y. Cai, Q. Zhang, R. Ruan, and T. Zhou, “Research status and prospects for bioactive compounds of Chlorella species: composition, extraction, production, and biosynthesis pathways,” Process Safety and Environmental Protection, Aug. 2024. https://doi.org/10.1016/j.psep.2024.08.114 .
Sumarni Hamid Aly, N. I. ElBanna, and Mohammad Hossein Fathi, “Chlorella in aquaculture: challenges, opportunities, and disease prevention for sustainable development,” Aquaculture International, vol. 32, Aug. 2023. https://doi.org/10.1007/s10499-023-01229-x .
R. Singh, R. Birru, and G. Sibi, “Nutrient Removal Efficiencies of Chlorella vulgaris from Urban Wastewater for Reduced Eutrophication,” Journal of Environmental Protection, vol. 08, no. 01, pp. 1-11, 2017. https://doi.org/10.4236/jep.2017.81001 .
S. S. Bulynina, E. E. Ziganshina, and A. M. Ziganshin, “Growth Efficiency of Chlorella sorokiniana in Synthetic Media and Unsterilized Domestic Wastewater,” Biotech, vol. 12, no. 3, pp. 53-53, Aug. 2023. https://doi.org/10.3390/biotech12030053.
Z. Wang, et al., “Sulfate induced surface modification of Chlorella for enhanced mercury immobilization,” Journal of environmental chemical engineering, vol. 10, no. 4, pp. 108156-108156, Jun. 2022. https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.108156 .
S. R. Subashchandrabose, K. Venkateswarlu, K. Venkidusamy, T. Palanisami, R. Naidu, and M. Megharaj, “Bioremediation of soil long-term contaminated with PAHs by algal–bacterial synergy of Chlorella sp. MM3 and Rhodococcus wratislaviensis strain 9 in slurry phase,” Science of The Total Environment, vol. 659, pp. 724-731, Apr. 2019. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.453 .
E. Kyratzopoulou, N. Kyzaki, L. Malletzidou, E. Nerantzis, and N. A. Kazakis, “The Efficiency of Chlorella vulgaris in Heavy Metal Removal: A Comparative Study of Mono- and Multi-Component Metal Systems,” Clean Technologies, vol. 7, no. 2, p. 35, Apr. 2025. https://doi.org/10.3390/cleantechnol7020035 .
Miguel A. Vale, António Ferreira, José C.M. Pires, Ana L. Gonçalves, CO2 capture using microalgae, Woodhead Publishing, 2020, pp. 381-405. ISBN 9780128196571. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819657-1.00017-7 .
V. Grishko, V. Zotsenko, N. Bogatko, and D. Ostrovskiy, “Biological features, biotechnology, cultivation and areas of stagnation of microscopic single-cell algae of the genus Chlorella: (review of the literature),” Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies, vol. 26, no. 101, pp. 329-340, Sep. 2024. https://doi.org/10.32718/nvlvet-a10150 .
L. Wang, et al., “Cultivation of Chlorella vulgaris in sludge extracts: Nutrient removal and algal utilization,” Bioresource Technology, vol. 280, pp. 505-510, May 2019. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.02.017 .
V. Kirsanova, “The expediency of cultivating and using microalgae (chlorella) as organic fertilizers,” Ecological Sciences, no. 1(28), pp. 324-327, Jan. 2020. https://doi.org/10.32846/2306-9716/2020.eco.1-28.52 .
A. M. Miranda, F. Hernandez-Tenorio, D. Ocampo, G. J. Vargas, and A. A. Sáez, “Trends on CO2 Capture with Microalgae: A Bibliometric Analysis,” Molecules, vol. 27, no. 15, p. 4669, Jul. 2022. https://doi.org/10.3390/molecules27154669 .
K. Kumar, S. K. Mishra, G.-G. Choi, and J.-W. Yang, “CO2 Sequestration Through Algal Biomass Production,” Springer eBooks, pp. 35-57, Jan. 2015. https://doi.org/10.1007/978-3-319-22813-6_2 .
V. R. V. Ashwaniy, M. Perumalsamy, and S. Pandian, “Enhancing the synergistic interaction of microalgae and bacteria for the reduction of organic compounds in petroleum refinery effluent,” Environmental Technology & Innovation, vol. 19, pp. 100926, Aug. 2020. https://doi.org/10.1016/j.eti.2020.100926 .
X. Li, et al., “Nutrient removal from swine wastewater with growing microalgae at various zinc concentrations,” vol. 46, pp. 101804-101804, Mar. 2020. https://doi.org/10.1016/j.algal.2020.101804 .
J. K.C.A, M. Z. Alam, M. W. A., K. B. Y., A. J., and A. T. Hossain, “Removal of Nitrate and Phosphate from Municipal Wastewater Sludge by Chlorella Vulgaris, Spirulina platensis and Scenedesmus quadricauda,” IIUM Engineering Journal, vol. 12, no. 4, Jan. 1970. https://doi.org/10.31436/iiumej.v12i4.214 .
R. Singh, R. Birru, and G. Sibi, “Nutrient Removal Efficiencies of Chlorella vulgaris from Urban Wastewater for Reduced Eutrophication,” Journal of Environmental Protection, vol. 08, no. 01, pp. 1-11, 2017. https://doi.org/10.4236/jep.2017.81001 .
O. Spain, M. Plöhn, and C. Funk, “The cell wall of green microalgae and its role in heavy metal removal,” Physiologia Plantarum, vol. 173, no. 2, pp. 526-535, Apr. 2021. https://doi.org/10.1111/ppl.13405 .
Ю. А. Баландюх, «Утилізація надлишкової біомаси гідробіонтів в технологіях біологічного очищення поверхневих вод.» дис. канд. техн. наук, 21.06.01. Львів, 2021. 136 с. [Електронний ресурс]. Режим доступу:
https://lpnu.ua/sites/default/files/2021/dissertation/11683/disbalandyukhyuriyfin.pdf .
M. F. Soto, C. A. Diaz, A. M. Zapata, and J. C. Higuita, “BOD and COD removal in vinasses from sugarcane alcoholic distillation by Chlorella vulgaris: Environmental evaluation,” Biochemical Engineering Journal, vol. 176, pp. 108191, Sep. 2021. https://doi.org/10.1016/j.bej.2021.108191 .
M. H. Hussein, A. M. Abdullah, N. I. Badr El Din, and E. S. I. Mishaqa, “Biosorption Potential of the Microchlorophyte Chlorella vulgaris for Some Pesticides,” Journal of Fertilizers & Pesticides, vol. 08, no. 01, 2017. https://doi.org/10.4172/2471-2728.1000177 .
M. H. Keshavarz, Z. Shirazi, and P. Eskandari, “A simple assessment of toxicity towards Chlorella vulgaris of organic aromatic compounds in environmental protection,” Process Safety and Environmental Protection, vol. 163, pp. 669-678, Jul. 2022. https://doi.org/10.1016/j.psep.2022.05.074 .
X. Jiang, et al., “Study on the mechanism of biochar loaded typical microalgae Chlorella removal of cadmium,” The Science of the Total Environment, vol. 813, pp. 152488-152488, Dec. 2021. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152488 .
M. Malakootian, Z. Yousefi, and Z. Khodashenas Limoni, “Removal of lead from battery industry wastewater by Chlorella vulgaris as green micro-algae (Case study: Kerman, Iran),” Desalination nd Water Treatment, vol. 141, pp. 248-255, 2019. https://doi.org/10.5004/dwt.2019.23485 .
F. Ricceri, M. Malaguti, C. Derossi, M. Zanetti, V. Riggio, and A. Tiraferri, “Microalgae biomass concentration and reuse of water as new cultivation medium using ceramic membrane filtration,” Chemosphere, vol. 307, p. 135724, Nov. 2022. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.135724 .
##submission.downloads##
-
pdf
Завантажень: 0
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
