The object of research, development or design (in Russian) : уголь, микроорганизмы

The object of research, development or design (in Kazakh) : көмір, микроорганизмдер

Aim of work (in Russian) : Разработать подход, основанный на использовании нативных микроорганизмов, со стратегией масштабирования для биообессеривания казахстанских углей с высоким содержанием серы

Aim of work (in Kazakh) : Жоғары күкіртті қазақстандық көмірлерді биокүкіртсіздендіруге арналған масштабтау стратегиясымен жергілікті микробтық тәсілді әзірлеу.

Методы исследования (на русском) : Проведён скрининг мезофильных железо- и сероокисляющих микроорганизмов (Pseudoclavibacter, Pseudomonas, Desulfovibrio, Bacillus, Acidithiobacillus) с культивированием в модифицированной среде 9K и адаптацией на угольных субстратах. Биодесульфуризация выполнена в колбах Эрленмейера (35°C, 150 rpm) с контрольным экспериментом без микроорганизмов. Активность оценивалась по изменению редокс-потенциала, pH и концентрации растворённого железа. Химико-аналитические методы включали технический (ASTM D3172-74) и элементный анализ (ASTM D5373). Структурные изменения и функциональные группы исследованы методами FTIR (Nicolet 6700), UV-Vis спектроскопии (индексы EET/Bz, E2/3, E4/6, E254/410, E265/465, ΔlogK), флуоресцентной спектроскопии EEM (FI, BIX) и рентгеноструктурным анализом XRD (Bruker AXS D8). Для определения продуктов биосолюбилизации применялась LC/MS (ESI, 100–2000 m/z). Морфология угольных частиц и биоплёнок изучена методом СЭМ (Hitachi S-4800). Биосолюбилизация оценивалась через культивирование в среде LB, добавление стерилизованного угля, инкубацию 15 дней, центрифугирование (11 200 g), фильтрацию (0,24 мкм) и расчёт степени растворения. Проведён ANOVA-анализ, рассчитана эффективность удаления серы и остаточное содержание органической и неорганической серы.

Методы исследования (на казахском) : Мезофильді темір және күкіртті тотықтыратын микроорганизмдердің (Pseudoclavibacter, Pseudomonas, Desulfovibrio, Bacillus және Acidithiobacillus) скринингі модификацияланған 9K ортадағы дақылдарды және көміртекті субстраттарға бейімделуді қолдану арқылы жүргізілді. Биодезульфуризация Эрленмейер колбаларында (35°C, 150 айн/мин) микроорганизмдерсіз бақылау экспериментімен жүргізілді. Белсенділік тотығу-тотықсыздану потенциалының, рН және еріген темір концентрациясының өзгеруімен бағаланды. Химиялық аналитикалық әдістерге техникалық (ASTM D3172-74) және элементтік талдау (ASTM D5373) кірді. Құрылымдық өзгерістер мен функционалдық топтар FTIR (Nicolet 6700), UV-Vis спектроскопиясы (EET/Bz, E2/3, E4/6, E254/410, E265/465, ΔlogK индекстері), EEM флуоресценциялық спектроскопиясы (FI, BIX) және рентгендік дифракция (XRD) талдауы (Bruker AXS D8) арқылы зерттелді. Биоселитін өнімдерді анықтау үшін LC/MS (ESI, 100–2000 м/з) қолданылды. Көміртек бөлшектері мен биоүлдірлердің морфологиясы SEM (Hitachi S-4800) көмегімен зерттелді. Биоселитін LB ортасында өсіру, зарарсыздандырылған көміртекті қосу, 15 күн инкубациялау, центрифугалау (11 200 г), сүзу (0,24 мкм) және еру дәрежесін есептеу арқылы бағаланды. ANOVA талдауы жүргізілді, күкіртті жою тиімділігі және органикалық және бейорганикалық күкірттің қалдық мөлшері есептелді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В ходе работы проведён расширенный скрининг мезофильных железо- и сероокисляющих микроорганизмов, определены наиболее активные штаммы для биодесульфуризации угля, включая Bacillus sp. и Acidithiobacillus sp., родемонстрировавшие до 43,3% удаления серы при обработке углей разных бассейнов Экспериментальные данные подтвердили чёткую связь между ростом редокс-потенциала, окислением пирита и активностью бактерий. Контрольные эксперименты показали лишь 6,28% удаления серы, что подчёркивает значимость биологического механизма. Впервые охарактеризованы продукты пост-биодесульфуризации: выявлен гумусоподобный побочный продукт (HL), отличающийся по составу от исходного угля повышенным содержанием N и O, сниженной молекулярной массой и более низкой ароматичностью. Это подтверждено FTIR, UV-Vis, флуоресцентной спектроскопией и XRD-анализом Также установлена биодоступность угля к биосолюбилизации: LC–MS выявил кластеры молекул в диапазонах 250–350, 510–610, 820–920 Да и выше, а СЭМ продемонстрировал образование бактериальных биоплёнок, способствующих разрушению угольной структуры. Новизна работы состоит в комплексном доказательстве биохимических механизмов десульфуризации и биотрансформации угля, выявлении новых гумусоподобных продуктов и установлении молекулярных паттернов биосолюбилизации.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеу барысында мезофильді темір мен күкіртті тотықтыратын микроорганизмдерді кеңінен скринингтеу жүргізілді, көмір биодезульфуризациясының ең белсенді штамдары анықталды, соның ішінде әртүрлі бассейндерден көмірді өңдеген кезде 43,3%-ға дейін күкіртті кетіруді көрсеткен Bacillus sp. және Acidithiobacillus sp. штамдары. Эксперименттік деректер тотығу-тотықсыздану потенциалының жоғарылауы, пириттің тотығуы және бактериялық белсенділік арасындағы айқын байланысты растады. Бақылау эксперименттері тек 6,28% күкіртті кетіруді көрсетті, бұл биологиялық механизмнің маңыздылығын атап өтті. Биодезульфуризациядан кейінгі өнімдер алғаш рет сипатталды: құрамы бойынша бастапқы көмірден N және O мөлшерінің жоғарылығымен, молекулалық салмағының төмендеуімен және хош иістілігінің төмендеуімен ерекшеленетін гумус тәрізді қосалқы өнім (HL) анықталды. Бұл FTIR, UV-Vis, флуоресценциялық спектроскопия және рентгендік дифракция талдауымен расталды. Көмірдің биоерігіштігі үшін биожетімділігі де анықталды: LC-MS 250–350, 510–610, 820–920 Da және одан жоғары диапазондағы молекулалардың кластерлерін анықтады, ал SEM көмір құрылымының бұзылуына ықпал ететін бактериялық биофильмдердің пайда болуын көрсетті. Бұл зерттеудің жаңалығы көмірді күкіртсіздендіру мен биотрансформациялаудың биохимиялық механизмдерін жан-жақты дәлелдеуде, гумус тәрізді жаңа өнімдерді анықтауда және биоерігіштіктің молекулалық үлгілерін анықтауда жатыр.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Технико-экономические показатели данного этапа исследований включают результаты, полученные при проведении запланированных экспериментов и оценки их экономическойзначимости.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Ғылыми жұмыс кезеңінің техникалық-экономикалық көрсеткіші жоспарланған тәжірибелер мен экономикалық өзектілігін бағалау арқылы алынған нәтижелермен сипатталады.

Level of implementation (in Russian) : нет

Level of implementation (in Kazakh) : жоқ

Efficiency (in Russian) : Для подтверждения практической реализации будут проведены дополнительные сценарные анализы.

Efficiency (in Kazakh) : Практикалық іске асыруды растау үшін қосымша сценарийлік талдаулар жүргізіледі.

Field of application (in Russian) : биотехнология, микробиология, экология, угольные месторождения

Field of application (in Kazakh) : биотехнология, микробиология, экология, көмір кен орындары