ИЗСЛЕДВАНЕ НА ИСТОРИЧЕСКАТА ВРЪЗКА МЕЖДУ КОНЦЕНТРАЦИЯТА НА ВЪГЛЕРОДЕН ДИОКСИД В АТМОСФЕРАТА И ИЗМЕНЕНИЕТО НА ГЛОБАЛНАТА ТЕМПЕРАТУРА

Кнеев Шарма, Димитър Караманев

Резюме. Изучаването на фундаменталната връзка между концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата и повишаването на температурата е от съществено значение за справяне с проблема с изменението на климата, пред който сме изправени днес. Заблудите относно тази връзка са широко разпространени и това се дължи както на медийните и политически влияния, така и на недостатъчната оценка на процесите на обратна връзка. Настоящото изследване има за цел да провери предположението, че нарастването на концентрацията на CO₂ директно и естествено води до повишаване на температурата на атмосферата в световен мащаб. Въпреки че тази връзка вероятно важи в случая на влиянието на антропогеничните емисии на СО₂ върху изменеието на температурата на атмосферата с 95% вероятност,тя не е сигурна когато изследваме историческите данни за изминалите 650 000 години. Това изследване използва два статистически подхода за определяне на обхвата и посоката на тази важна връзка. Чрез комбиниран подход установихме, че от историческа гледна точка изменението на концентрацията на CO₂ изостава във времето от глобалното изменение на температурата с 1020-1080 години. С дуги думи, не изменението на концентрацията на CO₂ води то изменение на атмосферната температура, а точно обратното – повишаването на температурата води до повишаване на концентрацията на CO₂ в атмосферата. Този резултат е важен от гледна точка на изменението на климата.

Ключови думи: околна среда; покачване на температурата; глобално затопляне; емисии на въглероден диоксид.

АНТИСЕНС ОЛИГОНУКЛЕОТИДИ И РАДИОНУКЛИДИТЕ - ПЕРСПЕКТИВИ

Катя Б. Попова, Мария Минчева, Мария Явахчова, Димитър Тонев, Николай Гутев

Резюме. През изминалото десетилетие антисенс технологията успешно се наложи като изцяло иновативна платформа за изследване и създаване на нови терапевтици. Значителният прогрес в дизайна на антисенс олигонуклеотидите, както и по-задълбоченото разбиране на механизмите им на действие, доведе до успешното им клинично приложение в множество РНК-таргетни терапии. В допълнение бе установен и потенциалът им за in vivo имиджинг чрез радиомаркиране. Тук се обсъждат перспективите за употреба на антисенс олигонуклеотиди в нуклеарната медицина и се маркират някои от предимствата и недостатъците при маркирането им с радионуклиди.

 

Ключови думи: антисенс олигонуклеотиди, радионуклиди, нуклеарна медицина, радиомаркиране, предимства, недостатъци

 

НАСТОЯЩЕ И БЪДЕЩЕ НА ЗАТВОРЕНИТЕ СИСТЕМИ ЗА ПОДДЪРЖАНЕ НА ЖИВОТА: ВИРТУАЛНА КОНФЕРЕНЦИЯ MELiSSA, Гент, Белгия (3-5.11.2020 г.), ОБЗОР

Кристоф Ласьор, Макс Мерже

Резюме. Тридневната международна виртуална конференция MELiSSA (от 3 до 5 ноември 2020 г.) за затворените системи за поддържане на живота беше организирана от Университета в Гент и IDDUP в сътрудничество с ESA / ESTEC (Европейска космическа агенция) и Фондация MELiSSA и като бяха представени около 150 материала.. Първият ден беше посветен на  приноса на 5-те основни космически агенции, растенията и фотосинтетичните микроорганизми, използвани за поддържане на живота в космоса, симулацията на планетарни екосистеми, както и вдъхновената от MELiSSA кръгова икономика и образование. Вторият ден беше съсредоточен върху наземни демонстрации и аналогови тестове, характеризиране на фотобиореактори и фотосинтетични микроорганизми, моделиране и проектиране на системи, процеси на преработка на органични отпадъци и метаболом, където се наблюдава истински пробив, както и в човешки микробиом в затворена среда. През  последния ден се разглеждат: 1) сложната проблематика свързана с урината като основен източник на хранителни вещества, 2) земни синергии и 3) някои физични, химични и микробни замърсители, свързани с космическите изследвания.

Ключови думи: конференция MELiSSA, затворена система за поддържане на живота

ГАЗОВО ГОРИВО, ПОЛУЧАВАНО ЧРЕЗ ФЕРМЕНТАЦИЯ НА ОРГАНИЧНИ ОТПАДЪЦИ

Вира Говоруха, Олеся Хаврилюк, Галина Гладка, Бида Ирина, Янина Данко, Олександра Шаблий, Олександър Таширев

Резюме. Понастоящем изкопаемите въглеродни горива са най-разпространените в промишлеността и икономиката. Бързото изчерпване на запасите им налага да се търсят алтернативни варианти. Депата за отпадъци са място, където метанът се синтезира спонтанно поради разпадането на органични отпадъци. Контролираната и регулирана анаеробна биодеградация на органичните отпадъци може да осигури биометан, както и биоремедиация на околната среда. Целта на работата е да се проучат модели на метановата биодеградация на многокомпонентни органични отпадъци и да се оптимизира процесът за повишаване на ефективността на синтеза на биометан и разграждането на отпадъците. За измерване на pH и Eh са използвани колориметрични и потенциометрични методи. Обемни и хроматографски методи бяха използвани за контрол на обема и състава на синтезирания газ. Параметрите на биодеградацията бяха изчислени с помощта на математически и статистически такива. Показано е постигането на висока ефективност на метанова биодеградация на органични отпадъци благодарение на регулирането на процеса. Моделирането на нерегламентирана биодеградация на органични отпадъци в депата показа ниска ефективност на процеса и отне 69 дни. Теглото на отпадъците намаля само 5 пъти. Добивът на водород е 5 L/kg отпадъци, а метан не се синтезира. Редовният масообмен, регулирането на процеса и смилането на отпадъците показаха най-голяма ефективност. Теглото на отпадъците намаля 20 пъти само за 14 дни. Добивът на водород е 27 L/kg, добивът на метан е 12 L/kg отпадъци. Така че липсата на регулиране доведе до много продължително разграждане на отпадъците. Високата ефективност се постига благодарение на регулирането на процеса на биодеградация. Резултатите ще послужат като основа за развитието на индустриална биотехнология за оползотворяване на органични отпадъци, за намаляване обема на съществуващите депа и производство на енергия от метан. Това допълнително ще позволи биоремедиация на замърсените зони, получаване на биометан като алтернатива на от изкопаемите горива.

Ключови думи: метан, водород, многокомпонентни органични отпадъци, биодеградация, сметища, биотехнологии в околната среда

АНАЕРОБНА БИОДЕГРАДАЦИЯ НА ПШЕНИЧНА СЛАМА И МИКОБИОЛОГИЧНА ОЦЕНКА НА ПОЛУЧЕНИЯ БИОШЛАМ

Христо Найденски, Людмила Димитрова, Веселин. Акиванов, Венелин Хубенов, Снежанка Михайлова, Петър Грозданов, Михаил Илиев, Веселин Късовски, Людмила Кабаиванова, Иван Симеонов

Резюме: Извършено е проучване върху анаеробната биодеградация на пшеничната слама в пилотен биореактор с органично натоварване 2, 5, 7, 10 и 20 g / l и с продължителност на процесите от 18 до 80 дни. Използваният пилотен биореактор има компютъризирана система за мониторинг и управление на различни експлоатационни параметри - температура, рН, състав на биогаза и др. Общите твърди вещества, общите органични вещества и летливите мастни киселини са измерени по стандартни методи и с газова хроматография. Анализирани са и дневният добив на биогаз и неговите основни компоненти (CH4, CO2, H2S). По време на анаеробната биодеградация са изолирани различни видове микроорганизми от родовете Bacillus, Pseudomonas, Enterococcus и Aeromonas, както и от вида Terribacillus halophilus. С известен патогенен потенциал са описани Pseudomonas sp., Enterococcus sp. и Aeromonas sp. Проучванията върху антимикробната резистентност на всички изолирани щамове показват резистентност към ампицилин, амоксицилин, бацитрацин, цефтриаксон, гентамицин и ванкомицин. Разграждащата целулоза активност на някои от бактериалните изолати, техният патогенен потенциал и антимикробната резистентност са обсъдени подробно в светлината на данните за механизмите на доказана резистентност.

Ключови думи: анаеробна биодеградация, пшенична слама, периодични процеси, органично натоварване, компютърно управлявана пилотна инсталация за биогаз, мезофилни бактериални консорциуми, биошлам

МОДЕЛИ ЗА РАСТЕЖ В МИКРОБИАЛНИТЕ ЕКОСИСТЕМИ - ЗАВИСИМОСТ ОТ РЕСУРСИ ИЛИ ПЛЪТНОСТ?

Жером Арман

Резюме. Тази статия има за цел да се обсъдят двете основни схеми за моделиране, които се използват за динамично описание на растежа на микробните екосистеми. Те са функции зависими съответно от ресурса и плътността на растеж. Monod е първият, който предполага, че този растеж е преди всичко нарастваща наситена функция на основната ограничаваща променлива - концентрация на субстрата. При функцията на Contois се предполага, че растежът зависи не само от субстрата, но и от самата плътност на биомасата и следователно наименованието й е „зависима от плътността”. При преразглеждането на съответните им експерименти (използвани видове от микроорганизми, условия на експеримента, режим на функциониране на реактора, техники за измерване), ние се опитваме да разберем двигателите за поява на зависимо от плътността явление. По-специално, ние се позоваваме на скорошни експерименти, където беше показано, че зависимата от плътността се появява веднага след като биомасата се структурира във флокули или в присъствието на нишковидни бактерии дори при относително ниски концентрации. Въз основа на този исторически преглед на данните е показано, че при зависимата от плътността кинетика от системна гледна точка не е въпрос на плътност на биомасата, а по-скоро е свързана с нейната структура и с подвижността на микробните клетки.

Ключови думи: моделиране на скорост на растеж, Monod, Contois, микробни екосистеми, микробни взаимодействия, математическа екология.

НОВИ РАЗРАБОТКИ ПО ПРОБЛЕМА ЗА СЕИТБООБРЪЩЕНИЯТА

Александър Садовски

Резюме: Изменението на климата вече засяга селското стопанство, като ефектите са неравномерно разпределени по целия свят. Тези промени несъмнено ще доведат до преразглеждане на въпроса за необходимите сеитбообръщения на територията на отделните континенти и подрегиони. Много изследователи са провели полски опити с различни сеитбообращения върху няколко почвени типа и са получили определени резултати, но все още няма единни числени оценки за влиянието на различните култури в тях. Тази статия представя няколко нови разработки по проблема за сеитбообръщенията. Илюстрирани са различни подходи за оценка на влиянието на предшествениците. Следователно е необходимо да се прилагат усъвършенствани математико-статистически методи и модели за получаване на по-точни оценки. Прилагането на анализа на асиметрия и анализ на Прокруст при оценката на различни сеитбообръщения са описани подробно. Дадени са някои резултати за благоприятни и неблагоприятни ротационни двойки.

Ключови думи: сеитбообръщение; устойчиво земеделие; анализ на асиметрия, анализ на Прокруст

ВЛИЯНИЕ НА КЛИМАТИЧНИТЕ ПРОМЕНИ ВЪРХУ РАЗПРОСТРАНЕНИЕТО НА ИНВАЗИВНИ ЧУЖДИ ВИДОВЕ НА ТЕРИТОРИЯТА НА ЛОЗЕНСКА ПЛАНИНА

Пламен Глогов, Димитър Димитров

Абстракт: В статията е представен сравнителен анализ на данните за основните климатични компоненти за три периода - 1921-1945; 1965-1975; 2000-2015 и тяхната връзка с разпространението на инвазивни чужди растителни видове (ИЧВ) на територията на Лозенска планина. Сред най-важните характеристики на климата в планината, които влияят благоприятно върху разпространението на ИЧВ, са двата максимума и минимума на валежите и периодите на суша. В отговор на климатичните и други промени в околната среда, ИЧВ на територията на планината се разпространяват по два начина - чрез формиране на монодоминантни съобщества на екстремни месторастения или чрез интегриране на техните популации в местните фитоценози и постепенно увеличаване на присъствието им в тях, проеменяйки същевременно екологичните условия на местообитанието. Идентифицирани са четири потенциални инвазивни чужди растителни вида (ПИЧВ): Opuntia fragilis (Nutt.) Haw., Opuntia engelmannii Salm-Dyck ex Engelmann, Lupinus polyphylus Lindl., Impatiens baulfourii Hook.f., за които е необходимо прилагането на мерки за мониторинг и контрол.

Ключови думи: адаптация, климатични промени, Инвазивни чужди видове, растителност.