I. ЧОВЕК И БИОСФЕРА

Системи за поддръжане на живота с подобрено управление на ресурсите, приложими за полети отвъд ниските околоземни орбити

К. Аудас, С. О. Угалде, К. Пайе, Б. Ламазе, К. Ласер                     5-13

Свинекомплексите и заобикалящата ги средa като фактор за разпространение на антимикробна резистентост

Л. Димитрова, М. Захариева, Х. Найденски                       14-21

II. ВЕИ И БИОГОРИВА

Алтернативен подход при фотоволтаичното генериране и съхранението на електро­енергия в малък мащаб

Дж. Глас                       22-34

Двуфазна анаеробна биодеградация на пшенична слама с използване на имобили­зирано микробно съобщество

В. Хубенов, Ж. Митева-Сталева, Р. Енева, Н. Ботева, Л. Кабаиванова                   35-44

       III. БИОАВТОМАТИКА И БИОИНФОРМАТИКА

Съставен рекурсивен алгоритъм за без­моделно екстремално управление на дву­стъпален процес на анеробна биодеградация

Н. Пан, Х. Уанг, Я. Тиан, Н. Христов, И. Симеонов                       45-55

IV. ГОРСКА ЕКОЛОГИЯ И БИОЛОГИЯ

Характеристика на изкуствено съобщество от Metasequoia glyptostroboides в района на землището на село Кокаляне, Софийско

П. Глогов, Г. Заемджикова                    56-61

V. ЕКОЛОГИЧНО И УСТОЙЧИВО ЗЕМЕДЕЛИЕ

Симулация на добива от култури отглеждани върху излужена смолница и алувиално-ливадна почва

А. Садовски, И. Атанасова, З. Петкова                     62-69

VI. РАДИАЦИОННА ЕКОЛОГИЯ

Разпределение на тритий в повърхностни води и валежи в Рила, България

Е. Гелева, Д. Тонев, Х. Протохристов, С. Димитров, В. Башев, С. Генчев, А. Демерджиев                     70-76

ЮБИЛЕЙ

75 години Институт по микробиология "Стефан Ангелов" – БАН                    77-78

 

СИСТЕМИ ЗА ПОДДРЪЖАНЕ НА ЖИВОТА С ПОДОБРЕНО УПРАВЛЕНИЕ НА РЕСУРСИТЕ, ПРИЛОЖИМИ ЗА ПОЛЕТИ ОТВЪД НИСКИТЕ ОКОЛОЗЕМНИ ОРБИТИ
Клое Аудас, Сандра Ортега Угалде, Кристел Пайе, Брижит Ламазе, Кристоф Ласер
Европейската космическа агенция, ESTEC

LIFE SUPPORT SYSTEMS BEYOND LOW EARTH ORBIT ADVOCATES FOR AN IMPROVED RESOURCES MANAGEMENT APPROACH
Chloé Audas, Sandra Ortega Ugalde, Christel Paillé, Brigitte Lamaze, Christophe Lasseur
European Space Agency, ESTEC

Резюме: В днешно време все още има много предизвикателства за преодоляване, с цел да се даде възможност на космонавти дългосрочно да изследват космоса отвъд ниските околоземни орбити (LEO), като от изключително значение за това е управлението на метаболитните ресурси (надеждно снабдяване на екипажа с въздух, вода и храна). Понастоящем системите за контрол на средата в космическите кораби и за поддържане на живота (ECLSS) имат за цел да преодолеят необходимостта от постоянното снабдяване от Земята чрез регенериране на въздуха и водата. В статията се представят съществуващата и действаща в момента ECLSS на борда на Международната космическа станция, както и потенциалните области на технологично развитие на бъдеща биологична ECLSS за дългосрочнипилотирани  мисии в космоса, фокусирани върху третирането на отпадъци и производство на храна.

Ключови думи: регенеративни системи за поддържане на живота, MELiSSA, транзитна мисия до Марс, ECLSS

СВИНЕКОМПЛЕКСИТЕИ ЗАОБИКАЛЯЩАТА ГИ СРЕДA КАТО ФАКТОР ЗА РАЗПРОСТРАНЕНИЕ НА АНТИМИКРОБНА РЕЗИСТЕНТОСТ

Людмила Димитрова, Мая Захариева, Христо Найденски

PIG FARMS AND THEIR SURROUNDINGS AS A FACTOR IN THE SPREAD OF ANTIMICROBIAL RESISTANCE
Lyudmila Dimitrova, Maya Zaharieva, Hristo Najdenski

Резюме: През последните десетилетия в съвременното интензивно животновъдство, се наблюдава тревожна тенденция за селектиране и разпространение на бактериални щамове резистентни към антибиотици. Този световен феномен има не само определен негативен ефект за терапевтичната практика, но и представлява сериозен риск за разпространението на резистентност по хранителната верига и при хората. Особено място в този процес заемат различни родове от семейство Enterobacteriaceae като Salmonella, Shigella, Klebsiella, Yersinia, Citrobacter и др. и особено Escherichia coli. Най-често използваните антибиотици за лечение на пациенти с усложненa салмонелнa инфекциq са цефтриаксон и ципрофлоксацин, към които бактериите вече са развили антибиотична резистентност. При Escherichia coli се развива значително повишена резистентност към цефалоспорини от трето поколение, аминогликозиди, както и комбинирана резистентност към три ключови антимикробни групи (флуорохинолони, трето поколение цефалоспорини и аминогликозиди). Резистентност сред Yersinia spp. срещу тетрациклини и флуорохинолони е докладвана на научната общност в множество проучвания върху човешки и животински изолати. Използвайки суровия оборски тор за наторяване, тези микроорганизми могат да се пренесат в почвата, отпадъчните води или други екологични ниши. Освен това те могат да се предават по хранителната верига на хора и животни. Като се има предвид, че хоризонталният генен трансфер е един от най-важните механизми за предаване на антимикробна резистентност, то след консумация на замърсена храна, вода и др., генетично обусловената антибиотична резистентност при животните може лесно да повлияе на резистентността сред хората, което прави жизненоважните лекарства неефективни срещу инфекциозни заболявания. За възможното разпространение на антимикробна резистентност от свине и свързаните с тях екологични ниши – свинеферми, торови лагуни, отпадни води и почви се провеждат мащабни прочвания, които имат за цел да изяснят тяхното екологично и здравно значение. Освен това, получените резултати ще допринесат за създаването на ефективна национална стратегия за контрол на антимикробната резистентност.
Ключови думи: антимикробна резистентност, свинеферми, торови лагуни, отпадни води, почви

АЛТЕРНАТИВЕН ПОДХОД ПРИ ФОТОВОЛТАИЧНОТО ГЕНЕРИРАНЕ И СЪХРАНЕНИЕТО НА ЕЛЕКТРОЕНЕРГИЯ В МАЛЪК МАЩАБ

Джейсън Глас

ALTERNATIVE APPROACH TO SMALL SCALE PHOTOVOLTAIC SOLAR POWER AND ENERGY STORAGE
Jason Glas
Department of Chemical and Biochemical Engineering, The University of Western Ontario, London, Ontario, Canada, N6A 5B9

Peзюме: Фотоволтаичните панели са измежду най-перспективните технологии за генериране на електричество в малки мащаби. Засега обаче масовото им внедряване е по-бавно от очакваното поради редица причини, включващи високата им цена, дългия период на изплащане и сравнително сложното техническо инсталиране. В тази статия се предлага комбинация на фотоволтаично генериране на електроенергия с частично използване на централизирано електроснабдяване с цел да се доближат максимално профилът на потребление с профила на  снабдяване с електричество в мащаба на еднофамилно жилище. Една от основните цели е да се редуцира цената на консумираната електроенергия с използването на упростена технология. Предлаганата система се състои от водно съхранение на топлинна енергия, отопление на природен газ, климатик, която позволява да се контролира разпределението на електроенергията. Конвенционалните електрически батерии и инвертори са заменени с оригинален кондензатор на централна климатична инсталация, осъществяващ разпределението на електрическата и топлинната енергия. Моделирането на модифицирано стандартно контролируемо електрозахранващо устройство показва, че е възможно регулирането на напрежението на фотоволтаичната електроенергия в широк диапазон. Предложената система би помогнала да се решат някои финансови и технически проблеми при прехода към общество, базирано на възобновяема енергия.  

Ключови думи: cъхранение на енергия, фотоволтаици, литиевойонна батерия, превключвателно електрозахранващо устройство, електронно комутируем мотор, климатик, хладилен агент с променлив дебит

ДВУФАЗНА АНАЕРОБНА БИОДЕГРАДАЦИЯ НА ПШЕНИЧНА СЛАМА С ИЗПОЛЗВАНЕ НА ИМОБИЛИЗИРАНО МИКРОБНО СЪОБЩЕСТВО

Венелин Хубенов, Жени Митева-Сталева, Румяна Енева, Николета Ботева, Людмила Кабаиванова

TWO-PHASE ANAEROBIC DIGESTION OF WHEAT STRAW USING IMMOBILIZED MICROBIAL CONSORTIA

Venelin Hubenov, Jeny Miteva-Staleva, Rumyana Eneva, Nikoleta Boteva, Lyudmila Kabaivanova

Резюме: Eнергийните и екологични проблеми, свързани с използването на изкопаеми горива, налагат търсенето на алтернативни енергийни източници. Един от съвременните подходи е анаеробното разграждане на органичните отпадъци от селскостопанското производство. Така получените водород и метан са източници на екологично чиста енергия, която намалява емисиите на въглероден диоксид от изкопаеми горива, както и газообразните емисии в резултат на естествените процеси на разграждане при изхвърляне на отпадъчни материали. Описаната двуфазна система за анаеробно разграждане, с имобилизиран микробен консорциум, представлява иновативен биотехнологичен подход, чрез който да бъде повишен добива на енергия и увеличена степента на преработка на отпадъчните материали. Някои допълнителни суровини, които представляват отпадъчни материали от други процеси в промишлен мащаб, могат да бъдат успешно приложени с цел повишаване на продукцията на биоводород от пшенична слама. Температурният режим, подходящ за биоразграждане на пшенична слама, е 55°C, което води до 2,5 пъти повече производство на биоводород. Летливите мастни киселини, получени от БР-1, са подходящ субстрат за имобилизираните микробни консорциуми, които се образуват за близо двадесет дни работа на биореактора.

Ключови думи: биоводород, биометан, двуфазно анаеробно разграждане, имобилизирани микробни консорциуми, пшенична слама

СЪСТАВЕН РЕКУРСИВЕН АЛГОРИТЪМ ЗА БЕЗМОДЕЛНО ЕКСТРЕМАЛНО УПРАВЛЕНИЕ НА ДВУСТЪПАЛЕН ПРОЦЕС НА АНЕРОБНА БИОДЕГРАДАЦИЯ
Нинг Пан, Хаопинг Уанг, Ян Тиан, Николай Христов и Иван Симеонов

EXTREMUM SEEKING BASED COMPOSED RECURSIVE MODEL FREE CONTROL OF TWO-STAGE ANAEROBIC DIGESTION PROCESS

Ning Pan¹, Haoping Wang¹, Yang Tian¹, Nicolai Christov², Ivan Simeonov^3
1 LaFCAS Laboratory, Automation School, Nanjing University of Science and Technology,
² Centre de Recherche en Informatique, Université de Lille,
³ The Stephan Angeloff Institute of Microbiology, Bulgarian Academy of Sciences

Резюме. В статията се предлага и изследва нов алгоритъм за екстремално управление (ЕУ) на двустъпален процес на анаеробна биодеградация с цел максимизация на добива както на водород, така и на метан. Представен е математически модел на двустъпален процес на анаеробна биодеградация, който показва екстремална (с наличие на максимум) характеристика на общия дебит на биогаз (биоводород и биометан). На основата на оригиналния алгоритъм за търсене на екстремум е разработен нов безмоделен съставен рекурсивен алгоритъм за максимален добив на биогаз в биореакторите. Предложеният алгоритъм за управление включва член за рекурсивна безмоделна стабилизация и рекурсивен член за компенсация на закъснението. Стандартен алгоритъм за ЕУ, Нютонов алгоритъм за ЕУ и базиран на Калманов филтър алгоритъм за ЕУ се комбинират с новия безмоделен алгоритъм за проверка на предложената структура. Числените симулации илюстрират много добрата работа на предлагания алгоритъм за ЕУ.
Ключови думи: двустъпален процес на анаеробна биодеградация, екстремално управление, съставно рекурсивно управление

ХАРАКТЕРИСТИКА НА ИЗКУСТВЕНО СЪОБЩЕСТВО ОТ METASEQUOIA GLYPTOSTROBOIDES В РАЙОНА НА ГР. СОФИЯ

Пламен Глогов, Гергана Заемджикова

CHARACTERISTICS OF METASEQUOIA GLYPTOSTROBOIDES ARTIFICIAL COMMUNITY КОKАLУАNЕ VILLAGE, SOFIA REGION

Plamen Glogov, Gergana Zaemdzhikova

Резюме: Целта на настоящото проучване е да се извърши фитоценологична характеристика и предварителна оценка на здравословното състояние на първото изкуствено насаждение от Мetasequoia glyptostroboides в България създадена през 1969г. Културата от метасеквоя е разположена в земилището на село Кокаляне (Софийско) на площ от около 2500 m². Проучването е извършено в периода април-юли, 2021г. Резултатите показват, че културата е създадена на мястото на коренни съобщества от Alnus glutinosa, които заемат основна част от крайбрежната ивица на река Искър между Плана и Лозенска планина. Здравословното състояние на културата от метасеквоя е добро. От дистанцията на 50 годишният период изкуственото залесяване с този екзотичен реликт в района на с. Кокаляне може да се счита за успешно.

Ключови думи: фитоценози, насекомни вредители, патогени, горски култури, метасеквоя

 

СИМУЛАЦИЯ НА ДОБИВА ОТ КУЛТУРИ ОТГЛЕЖДАНИ ВЪРХУ ИЗЛУЖЕНА СМОЛНИЦА И АЛУВИАЛНО-ЛИВАДНА ПОЧВА

Александър Садовски, Ирена Атанасова

SIMULATION OF CROPS YIELD GROWN ON LEACHED SMOLNITSA AND ALLUVIAL-MEADOW SOIL

Alexander Sadovski, Irena Atanasova, Zdravka Petkova

Резюме: Статията представя резултати от полски опити с царевица, проведени през 2020 г. на две полета с различни почвени типове в България, а именно Излужена смолница и Алувиално-ливадна почва. Целта на това изследване е да се извърши симулационен експеримент на добивите от културата, за да се оценят границите на добива на царевично зърно, отглеждано на почви с различни свойства и с различни нива на хранителни вещества. Многофакторните експерименти включват прилагане на минерални торове – амониева селитра, троен суперфосфат, калиев сулфат и диатомична пръст, съдържащи съответно - азот (N), фосфор (P), калий (K) и силиций (Si) в схема, която позволява оценка на действията и взаимодействията на четирите фактора, варирани на три нива. Симулацията се предшества от дисперсионен и регресионен анализ на експерименталните данни. Симулацията се извършва при средни нива на всички хранителни вещества и конкуретно на нива на хранителните вещества, включващи високо ниво на два от торовете, при отсъствието на другите два. Обобщените резултати показват, че опитните и симулирани добиви от царевица на Излужена смолница в Божурище са значително по-ниски от тези на Алувиално-ливадна почва в Цалапица.

Ключови думи: полски опит, царевица, симулация, почви, добив

РАЗПРЕДЕЛЕНИЕ НА ТРИТИЙ В ПОВЪРХНОСТНИ ВОДИ И ВАЛЕЖИ В РИЛА, БЪЛГАРИЯ

Елена Гелева, Димитър Тонев, Христо Протохристов, Светослав Димитров, Владимир Башев, Стефан Генчев, Ангел Демерджиев

DISTRIBUTION OF TRITIUM IN SURFACE WATER AND PRECIPITATION IN RILA MOUNTAIN, BULGARIA

Elena Geleva, Dimitar Tonev, Hristo Protohristov, Svetoslav Dimitrov, Vladimir Bashev, Stefan Genchev, Anguel Demerdjiev

Резюме. В настоящото изследване чрез използване на прецизни ядрено-физични и радиохимични методи са проведени изследвания на специфичната активност на тритий (³H) в повърхностни води от Мусаленско езеро, Алеково езеро и Ледено езеро и валежи от връх Мусла за периода 2012-2017 г..
Измерванията са част от програмата за мониторинг на околната среда, разработена и изпълнявана от Института за ядрени изследвания и ядрена енергетика при  Българска академия на науките.
Специфичните активности на ³H в изследваните повърностни води и валежи варират от ˂ 1.20 до 2.77 Bq.L^-1 и от   2.14 до 4.12 Bq.L^-1, съответно.
За всички изследвани води стойностите са по-ниски от максимално установената граница от 100 Bq.L^-1, съгласно националното законодателство.
Получените нови резултати се използват за оценка на радиационния статус на изследваните води и могат да послужат за оценка на възможни бъдещи промени. Те са принос за изучаване на ледниковите езера в България и на Балканския полуостров и обогатяват базата данни за по-добро разбиране на измененията в глобалния климат.
Ключови думи: ³H, повърхностни води, валежи, Рила