Пашкевич Л.П. Природоохоронна технологія вирощування мікроводорості Chlorella vulgaris штаму Polikarp для очищення водних об’єктів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 183 – «Технології захисту навколишнього середовища», галузь знань 18 – «Виробництво та технології». – Вінницький національний технічний університет, Вінниця, 2026.
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-практичної проблеми підвищення екологічної безпеки водних об’єктів шляхом розробки та впровадження біотехнологічного методу очищення стічних і природних вод з використанням високопродуктивного штаму мікроводорості Chlorella vulgaris Polikarp. Робота спрямована на мінімізацію антропогенного навантаження, створення замкнених циклів утилізації біомаси та інтеграцію біоремедіації в сучасні системи захисту довкілля.
Актуальність теми зумовлена інтенсивним забрудненням гідросфери сполуками азоту, фосфору, важкими металами та органічними речовинами внаслідок розвитку промисловості та аграрного сектору. Традиційні фізико-хімічні методи очищення часто є енерговитратними, утворюють вторинні відходи та недостатньо ефективні для досягнення нормативів. Використання мікроводоростей, зокрема штаму Polikarp, дозволяє поєднати очищення води з отриманням цінної біомаси для виробництва добрив, сорбентів, біопалива та секвестрації CO₂, що відповідає принципам циркулярної економіки.
Мета дослідження – науково-технологічне обґрунтування та експериментальна оцінка ефективності технології вирощування та застосування Chlorella vulgaris штаму Polikarp як способу покращення та індикації екологічного стану прісних водойм, забруднених техногенними чинниками.
Об’єкт дослідження – процеси забезпечення екологічної безпеки водного середовища шляхом біологічного очищення. Предмет дослідження – закономірності росту, розвитку та біоремедіаційних властивостей мікроводорості в забрудненому середовищі, технологічні параметри культивування та утилізації біомаси.
У роботі проведено аналіз сучасного стану екологічної безпеки водних ресурсів, біологічних методів біоремедіації та обладнання для культивування (лабораторний фотобіореактор, автоматизований комплекс BIODRUM). Встановлено порогові концентрації токсичності іонів важких металів (Cd, Pb, Zn), здатність штаму до біоакумуляції та вплив біогенних елементів на кінетику приросту біомаси. Удосконалено модель масообміну в системі «газ-рідина», що підвищило ефективність фотосинтезу на 15-20%.
Експериментальні дослідження проведено на річці Слана (Словаччина), водосховищах с. Музичі (Київська обл.), Нерушайському, каналі Дунай-Сасик та інфільтратах полігонів ТПВ. Після альголізації зафіксовано суттєве покращення: зниження амонійного азоту нижче межі визначення, нітратів – більш ніж на порядок, зростання розчиненого кисню на 1,5–3,2 мг/дм³. Ефективність видалення важких металів склала: Cu 39–95%, Cd 57–96%, Ni 32–99%, Pb 48–99%, Zn 51–98%. Оптимальні умови: pH 6–7, температура ~25°C.
Розроблено технологічну схему інтегрованої системи очищення, впроваджено технічні умови ТУ У 03.0–36308885–001:2021 для стандартизації. Еколого-економічний аналіз показав річний ефект понад 188 тис. USD від зменшення збитків (з урахуванням важких металів – понад 215 тис. USD), термін окупності до 3 років.
Наукова новизна: вперше обґрунтовано комплексне використання штаму Polikarp як інструменту очищення та індикації для різних типів водойм; запропоновано диференційовані технологічні підходи; розроблено комплексну еколого-економічну оцінку з урахуванням секвестрації CO₂ та утилізації біомаси.
Практичне значення: методичні рекомендації для локальних очисних споруд, впровадження в навчальний процес ВНТУ, апробація на реальних об’єктах. Результати підтверджують високу ефективність штаму для стабілізації водних екосистем, зниження експлуатаційних витрат та досягнення нормативів.
Ключові слова: екологічна безпека, альголізація, Chlorella vulgaris Polikarp, біоремедіація, важкі метали, фотобіореактор, циркулярна економіка.
