УЧАСТИЕ МАКРОФИТА TYPHA LATIFOLIA В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ И РЕШЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ (ОБЗОР) (2023)
В материале рассматривается перспективный представитель высшей водной растительности – макрофит рогоз широколистный Typha latifolia. Приведена справка о локализации и морфологических особенностях в различных частях Российской Федерации и за рубежом, о его лечебных и питательных свойствах. Сделан обзор современных статей о химическом составе растения, его аккумулирующих и сорбционных свойствах. Установлена способность к аккумулированию растворимых загрязнителей неорганической и органической природы в процессе жизнедеятельности растения. Приведены исследования и разработки технологий очистки водных и почвенных ресурсов с помощью произрастающих угодий и систем «constructed wetlands» с участием Typha latifolia, а также получение сорбентов из различных частей макрофита. Высокая возобновляемость Typha latifolia и необходимость сбора вегетативной части после процесса биофильтрации привели к изучению получения конечных продуктов переработки: текстильные волокна, нано-кристаллическая целлюлоза, армирующие агенты, панельные плиты. Приведены исследования оценки использования Typha latifolia в качестве биотоплива и получения биоэтанола.
Идентификаторы и классификаторы
В современном мире устоявшейся проблемой является защита окружающей среды от антропогенных загрязнителей, а также поиск альтернативных источников биологического сырья и топлива. На основе этих проблем научное сообщество исследует множество представителей растительного мира: деревья, кустарники, полевые травянистые растения, макрофиты, водоросли, микрофлору и др. Одним из объектов подобных исследований является макрофит рода Typha latifolia.
Список литературы
- Горовых О. Г. и др. МОРФОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТИ И СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ВОЛОСКОВ ОКОЛОЦВЕТНИКА ПОЧАТКОВ РОГОЗА ШИРОКОЛИСТНОГО (ТYPHA LATIFOLIA) //Химия растительного сырья. – 2022. – №. 2. – С. 333-341.
- Жуматова Ж., Казьяхметова Д. Исследование физико-химических и сорбционных характеристик сорбентов, полученных на основе растительного сырья (рогоза широколистного Typha latifolia) //Вестник Евразийского национального университета имени ЛН Гумилева. Серия: Химия. География. Экология. – 2019. – Т. 128. – №. 3. – С. 27-32.
- Захаров В. Л., Кудашкина Т. А., Жихорева В. И. Содержание биологически активных веществ в корнях лекарственных травянистых растений //Агропромышленные технологии Центральной России. – 2018. – №. 3. – С. 8-15.
- Капитонова О. А., Платунова Г. Р., Капитонов В. И. Рогозы Вятско-Камского края. – 2012.
- Краснова А. Н. К систематике рогоза широколистного (Typha latifolia L.) на территории СССР //Фауна и биология пресноводных организмов. Л.: Наука. – 1987. – С. 43-59.
- Крутько С. М., Лопух А. П. Роль высших водных растений в экологии //Мелиорация. – 2005. – №. 1. – С. 108-111.
- Меньших Т. Б., Никитина Л. В. Цезий-137 и стронций-90 в водной растительности водоема В-3 ТКВ //Вопросы радиационной безопасности. – 2007. – №. 2. – С. 59-65.
- Никифоров А. И., Эверскова Е. А. ПИЩЕВЫЕ И ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СВОЙСТВА РОГОЗА КАК ОБЪЕКТА ФИТОИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЯ //Научные труды Чебоксарского филиала Главного ботанического сада им. НВ Цицина РАН. – 2018. – №. 10. – С. 108-112.
- Сивкова Е. Е., Семенов С. Ю. Использование технологии «Constructed wetlands» для очистки сточных вод малых населенных пунктов и предприятий //Вестник Томского государственного университета. Биология. – 2010. – №. 4 (12). – С. 123-130.
- Abbas N. et al. Phytoremediation potential of Typha latifolia and water hyacinth for removal of heavy metals from industrial wastewater. Chemistry International. – 2021. – Т. 7. – №. 2. – С. 103-111.
- Ahmad M. S. et al. Pyrolysis, kinetics analysis, thermodynamics parameters and reaction mechanism of Typha latifolia to evaluate its bioenergy potential //Bioresource technology. – 2017. – Т. 245. – С. 491-501.
- Amaya-Chávez A. et al. Methyl parathion toxicity to and removal efficiency by Typha latifolia in water and artificial sediments //Chemosphere. – 2006. – Т. 63. – №. 7. – С. 1124-1129.
- Amir W. et al. Accumulation potential and tolerance response of Typha latifolia L. under citric acid assisted phytoextraction of lead and mercury //Chemosphere. – 2020. – Т. 257. – С. 127247.
- Amri A. E. L. et al. Elaboration, characterization and performance evaluation of a new environmentally friendly adsorbent material based on the reed filter (Typha Latifolia): kinetic and thermodynamic studies and application in the adsorption of Cd (II) ion //Chemical Data Collections. – 2022. – Т. 39. – С. 100849.
- Bajwa D. S. et al. Evaluation of cattail (Typha spp.) for manufacturing composite panels //Industrial Crops and Products. – 2015. – Т. 75. – С. 195-199.
- Balaed K. et al. Characterization and properties of low-linear-density polyethylene/Typha latifolia composites //International Journal of Polymer Analysis and Characterization. – 2016. – Т. 21. – №. 7. – С. 590-598.
- Bonanno G., Cirelli G. L. Comparative analysis of element concentrations and translocation in three wetland congener plants: Typha domingensis, Typha latifolia and Typha angustifolia //Ecotoxicology and Environmental Safety. – 2017. – Т. 143. – С. 92-101.
- Boyd C. E. Further studies on productivity, nutrient and pigment relationships in Typha latifolia populations //Bulletin of the Torrey Botanical Club. – 1971. – С. 144-150.
- Calheiros C. S. C., Rangel A. O. S. S., Castro P. M. L. Treatment of industrial wastewater with two-stage constructed wetlands planted with Typha latifolia and Phragmites australis //Bioresource technology. – 2009. – Т. 100. – №. 13. – С. 3205-3213.
- de Evan T. et al. Ensiling Typha (Typha latifolia) Forage with Different Additives for Ruminant Feeding: In Vitro Studies //Applied Sciences. – 2023. – Т. 13. – №. 11. – С. 6546.
- Doucette W. J. et al. Uptake of sulfolane and diisopropanolamine (DIPA) by cattails (Typha latifolia) //Microchemical Journal. – 2005. – Т. 81. – №. 1. – С. 41-49.
- Ebrahimzadeh Rajaei G. et al. Adsorption of Cu (II) and Zn (II) ions from aqueous solutions onto fine powder of Typha latifolia L. root: kinetics and isotherm studies //Research on Chemical Intermediates. – 2013. – Т. 39. – С. 3579-3594.
- El A. A. et al. Adsorption of a cationic dye (Methylene bleu) by Typha latifolia: equilibrium, kinetic, thermodynamic and DFT calculations. Chem Data Collect 38: 100834. – 2022.
- El Amri A. et al. Investigation of Typha Latifolia (TL) as potential biosorbent for removal of the methyl orange anionic dye in the aqueous solution. Kinetic and DFT approaches //Journal of Molecular Structure. – 2023. – Т. 1272. – С. 134098.
- Gebeyehu A. et al. Suitability of nutrients removal from brewery wastewater using a hydroponic technology with Typha latifolia //BMC biotechnology. – 2018. – Т. 18. – С. 1-13.
- Gescher K., Deters A. M. Typha latifolia L. fruit polysaccharides induce the differentiation and stimulate the proliferation of human keratinocytes in vitro //Journal of Ethnopharmacology. – 2011. – Т. 137. – №. 1. – С. 352-358.
- Geurts J. J. M., Fritz C. Paludiculture pilots and experiments with focus on cattail and reed in the Netherlands-Technical report-CINDERELLA project FACCE-JPI ERA-NET Plus on Climate Smart Agriculture. – 2018.
- Kumari M., Tripathi B. D. Efficiency of Phragmites australis and Typha latifolia for heavy metal removal from wastewater //Ecotoxicology and environmental safety. – 2015. – Т. 112. – С. 80-86.
- Meitei M. D., Prasad M. N. V. Potential of Typha latifolia L. for phytofiltration of iron-contaminated waters in laboratory-scale constructed microcosm conditions //Applied Water Science. – 2021. – Т. 11. – С. 1-10.
- Rahman M., Cicek N., Chakma K. The optimum parameters for fibre yield (%) and characterization of Typha latifolia L. fibres for textile applications //Fibers and Polymers. – 2021. – Т. 22. – №. 6. – С. 1543-1555.
- Rahmawati C. et al. Preparation and characterization of cellulose nanocrystals from Typha sp. as a reinforcing agent //Journal of Natural Fibers. – 2022. – Т. 19. – №. 13. – С. 6182-6195.
- Ramaiah S. K. et al. Optimization of oxalic acid pre-treatment and enzymatic saccharification in Typha latifolia for production of reducing sugar //Journal of Genetic Engineering and Biotechnology. – 2020. – Т. 18. – С. 1-9.
- Sarkar S. R. et al. A conjugative study of Typha latifolia for expunge of phyto-available heavy metals in fly ash ameliorated soil //Geoderma. – 2017. – Т. 305. – С. 354-362.
- Song J. et al. Adsorption of copper and zinc on activated carbon prepared from Typha latifolia L //CLEAN–Soil, Air, Water. – 2015. – Т. 43. – №. 1. – С. 79-85.
- Vroom R. J. E. et al. Typha latifolia paludiculture effectively improves water quality and reduces greenhouse gas emissions in rewetted peatlands //Ecological engineering. – 2018. – Т. 124. – С. 88-98.
- Ye Z. et al. Zinc, lead and cadmium accumulation and tolerance in Typha latifolia as affected by iron plaque on the root surface //Aquatic botany. – 1998. – Т. 61. – №. 1. – С. 55-67.
- Ye Z. H. et al. Copper and nickel uptake, accumulation and tolerance in Typha latifolia with and without iron plaque on the root surface //New Phytologist. – 1997. – Т. 136. – №. 3. – С. 481-488.
- Zhang W. et al. Destruction of perfluoroalkyl acids accumulated in Typha latifolia through hydrothermal liquefaction //ACS Sustainable Chemistry & Engineering. – 2020. – Т. 8. – №. 25. – С. 9257-9262.
- Zhang W., Cao H., Liang Y. Degradation by hydrothermal liquefaction of fluoroalkylether compounds accumulated in cattails (Typha latifolia) //Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2021. – Т. 9. – №. 4. – С. 105363.
Выпуск
Другие статьи выпуска
В статье рассматривается загрязнение экотоксикантами почвогрунта территорий около шламонакопителя ФГУП «Красноярский химический комбинат Енисей», территория разделена на зоны загрязнения экотоксикантами и определена вероятность загрязнения. В зоне наиболее вероятного распространения экотоксикантов были отобраны точечные пробы почвогрунта. Полученные образцы были проанализированы на содержание нитроцеллюлозы - основного компонента порохов, методом экстракции был отработан количественный метод определения нитроцеллюлозы в почвогрунте. В статье описываются методы разложения нитроцеллюлозы, которые могут использоваться для утилизации отходов оборонной промышленности, на основе которых выбран метод очистки почвогрунта от экотоксикантов. Так же были отработаны методы определения воспламеняемости от открытого источника огня и определение чувствительности к тепловому импульсу, данные методы позволили определить количество щелочного агента для деактивации нитроцеллюлозы в почвогрунте.
В лабораторных условиях исследовали действие суспензий наночастиц магнетита на культуры гидробионтов. В качестве тест-объекта использовали планктонные водоросли Scenedesmus quadricauda и ракообразных Daphnia magna. Исследовано токсическое действие магнитных наночастиц магнетита и его производных в концентрациях 0,5-50 мг/л на численность гидробионтов в остром опыте. Эффект действия показан по степени подавления удельной скорости роста культуры относительно контроля. Показано, что раствор магнетита и его производных в концентрациях 0,5-10 мг/л стимулирует рост культуры. Подавление роста отмечено при концентрациях 25-50 мг/л, на что указывает влияние НЧ на μ (1/сут) водорослей, составившее 85-86 % от контроля. Выживаемость дафний в исследуемых растворах составила от 90 до 100 %. В целом, использованная методика биотестирования не показала достоверно токсического действия для исследуемых концентраций магнетита и его производных в остром опыте.
Рассмотрены вопросы расчета и внедрения способов биологической дефосфотации сточных вод. Проведен анализ и расчет степени влияния процесса ацидофикации на глубину биодефосфотации сточных вод. Показано, что способ биологической дефосфотации сточных вод с зонами “дозревания” – UCTK, позволяет наиболее глубоко проводить процесс биодефосфотации, гарантированно снижая содержание фосфора фосфатов в сточных водах ниже норм ПДК – 0,2 мг/л. При этом данный способ требует меньшего объема аэротенков и вторичных отстойников, за счет снижения илового индекса и возможности увеличения дозы ила в аэротенках. Приведены данные по результатам внедрения способа биологической дефосфотации сточных вод с зонами “дозревания” на сооружениях производственного объединения «КИРИШИНЕФТЕОРГСИНТЕЗ» по биологической очистке хозяйственно-бытовых сточных вод г. Кириши Ленинградской области.
Целью данного исследования было повышение экологической безопасности систем охлаждения теплоносителей энергоагрегатов при их многостадийной реагентно-обратноосмотической очистке и минимизации объема концентрата после очистки. Исследования проводились на водных теплоносителях энергоагрегатов. Для очистки был применен многостадийный мембранный обратноосмотический метод. Как следует из результатов экспериментов, предварительной традиционной обработки стока, в виде барботажа, отстаивания, подщелачивания и фильтрации на зернистой засыпке, и последующей одноступенчатой обратноосмотической обработки стоков, оказалось недостаточно для снижения объема концентрата после очистки ниже 30% от исходного объема. В связи с этим, была использована многоступенчатая оборотная схема реагентно-обратноосмотической обработки концентрата. Экспериментально показано, что технология многоступенчатой реагентно-осмотической очистки позволяет снизить объем концентрата до 1,0%-1,7% мас. от исходного объема.
Растительное сырье и лекарственные формы, которые были получены на его основе, имеющие несоответствие требованиями Государственной фармакопеи, являются источниками поступления различных токсикантов в организм человека. Одними из таких токсинов являются тяжелые металлы и мышьяк. Поэтому в настоящей работе была проведена сравнительная оценка содержания тяжелых металлов в культивируемом и дикорастущем сырье рода Scutellaria, как показателя безопасности растительного материала и возможности его дальнейшего использования в качестве лекарственной формы с целью определения фармакологических эффектов. Результаты проведенного исследования показали, что культивируемое сырье рода Scutellaria более пригодно для изучения его фармакологического действия, поскольку накопление в нем тяжелых металлов в отличии от дикорастущего имеет более низкое их содержание и соответствует всем требованиям ОФС.1.5.3.0009.1.
В данной статье рассмотрена проблема большого количества сбрасываемых сточных вод после водоподготовительной установки ТЭС. Основная сложность заключается в хранении шламовых вод после осветлительной части предварительной подготовки. Данные воды, как правило сбрасываются на шламоотвал и хранятся в течение длительного времени, в результате чего происходит масштабное увеличение их объемов, что значительно осложняется территориальными показателями. Возможность повторного использования сточных шламовых вод определяется их количественных и качественным составом. В данной работе проанализированы шламовые воды с применением ИК-спектрофотометра, приведены спектральные зависимости. На основании результатов расшифровки спектров предложены методы повторного использования сточных вод. Выбраны наиболее оптимальные решения с минимальными вложениями с учетом технологических особенностей оборудования ТЭС.
В работе проведен синтез образцов мелкокристаллического феррита никеля (II) по золь-гель методике в виде порошка и на поверхности березового активированного угля. Полученные материалы охарактеризованы методом рентгеновской дифракции. Установлено, что синтез NiFe2O4 на поверхности органического носителя приводит к формированию более мелкодисперсной фазы (размер кристаллитов уменьшается от 122 до 76 нм). Синтезированные материалы проявляют адсорбционную активность в процессе удаления соединений хрома (VI) из водного раствора, адсорбционная емкость составляет 0,91-4,18 мг/г. Полученные феррит никеля (II) и органо-неорганический композит обладают развитой поверхностью и свойствами магнитомягкого материала, что позволяет проводить очистку водных растворов от загрязняющих веществ с последующей сепарацией активных материалов и их повторного использования.
Издательство
- Издательство
- ИЗДАТЕЛЬСТВО "МАНУСКРИПТ"
- Регион
- Россия, Ростов-на-Дону
- Почтовый адрес
- 344114, Ростовская обл, г Ростов-на-Дону, ул Боряна, д 20, кв 24
- Юр. адрес
- 344114, Ростовская обл, г Ростов-на-Дону, ул Боряна, д 20, кв 24
- ФИО
- Алагаева Джамиля Юсуповна (ДИРЕКТОР)
- Сайт
- https://naukavak.ru/