EITROFIKĀCIJAS SAMAZINĀŠANAS RISINĀJUMI, IZMANTOJOT LATGALES EZERU MAKROAĻĢES BIOGĀZES RAŽOŠANAI

Aļģes ir nozīmīgs dabas resurss, kura izmantošanas jomas arvien pieaug, tādēļ ir nepieciešams veikt padziļinātu izmantošanas risinājumu izpēti. Gandrīz puse no Latvijā esošajiem ezeriem atrodas Latgalē, kas padara šo novadu par piemērotu teritoriju makroaļģu biomasas iegūšanai. Makroskopiskās aļģes ir dabiski sastopams resurss, kas var veiksmīgi tikt izmantots dažādiem nolūkiem, tajā skaitā biogāzes ieguvei. Biogāze, kas Latvijā pašreiz tiek iegūta no lauksaimniecības biomasas un lopkopības atlikumiem, var tikt iegūta arī no aļģēm, kam, salīdzinot ar augu biomasu, ir vairākas priekšrocības. Galvenā aļģu priekšrocība ir lielāks biomasas pieaugums uz vienu izmantotās zemes platības vienību, turklāt tām nav nepieciešams piegādāt papildu mēslojumu un nav vajadzīga papildu laistīšana. Aļģes patērē ūdenstilpē esošās barības vielas un ogļskābo gāzi, tādā veidā samazinot eitrofikāciju un uzlabojot ekosistēmas kvalitāti. Barības vielas ūdenī nokļūst gan dabisko, gan antropogēno procesu rezultātā. Nozīmīgākais eitrofikāciju izraisošais avots ir minerālmēsli un organiskais mēslojums, kas tiek izmantots lauksaimniecībā un kas, nokļūstot ūdenstilpēs, viegli iesaistās barības ķēdēs, izraisot aļģu un ūdens augu masveida savairošanos. Ūdenstilpju aizaugšana ir eitrofikācijas jeb pārbagātināšanās ar barības vielām sekas. Biomasai noārdoties, ūdenstilpē tiek patērēts liels skābekļa daudzums, kas kaitē ezera dabiskajai ekosistēmai. Kā perspektīvu risinājumu var minēt aļģu un ūdensaugu biomasas izmantošanu enerģijas ieguvei, tādā veidā attīrot ūdenstilpes un uzlabojot ekosistēmas kvalitāti, tajā pašā laikā nodrošinot biogāzes stacijas ar vērtīgu biomasu. Aļģes tiek dēvētas par trešās paaudzes biodegvielu, jo tām ir mazāk trūkumu nekā pirmās un otrās paaudzes biodegvielas izejvielām, t. i., lauksaimniecības kultūrām vai atkritumiem. Makroaļģēm ir ļoti augsts ūdens (70%–90%) saturs. Olbaltumvielu, lipīdu un taukskābju daudzums makroaļģēs ir atkarīgs no dažādiem faktoriem – sugas, ģeogrāfiskā novietojuma, temperatūras, gaismas daudzuma, gadalaika. Makroaļģes ir bagātas ar ogļhidrātiem, kas cietes un celulozes veidā atrodas šūnapvalkā. Atkarībā no sugas ogļhidrātu daudzums un veids var atšķirties. Tieši augstais pieejamo ogļhidrātu daudzums padara aļģes par piemērotu biomasu biogāzes ieguvei. Oglekļa un slāpekļa attiecība aļģu biomasā ir parametrs, pēc kura var spriest par piemērotību biogāzes ieguvei. Turpmāk ir nepieciešams veikt papildu izpēti, lai noteiktu, kuras no Latgales ezeros mītošajām aļģu sugām ir visvairāk piemērotas biogāzes ieguvei, kā arī ir nepieciešams izstrādāt likumisko ietvaru, lai aļģu audzēšanas un ievākšanas darbības būtu nekaitīgas videi. Pētījums veikts Valsts pētījumu programmas „LATENERGI“ projektā „Energoefektīvi un oglekļa mazietilpīgi risinājumi drošai, ilgtspējīgai un klimata mainību mazinošai energoapgādei“

Effects of the synthetic hormone 17-alpha-ethinylestradiol on aquatic organisms of different trophic levels.

Sintētiskais hormons 17α-etinilestradiols (EE2) ir viena no orālās kontracepcijas galvenajām komponentēm. Mūsdienās attīstoties farmācijas nozarei un, palielinoties lietoto medikamentu apjomam, palielinās vides piesārņojums ar farmaceitiskajiem līdzekļiem. 17α-etinilestradiols pēc kontracepcijas tablešu lietošanas kopā ar vielmaiņas galaproduktiem tiek ievadīts kanalizācijā un nokļūst notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. Tur tas netiek pilnībā attīrīts no EE2 un nokļūst atpakaļ vidē. Palielinātam EE2 daudzumam vidē var būt nopietnas sekas, tāpēc tiek analizēta informācija par EE2 piesārņojuma rašanos, ietekmi uz dažādu trofisku līmeņu organismiem un vidi kopumā. EE2 toksicitāte ir saistīta ar tā iedarbību uz hormonu receptoriem, tas ietekmē ūdens organismu augšanu, attīstību un vairošanos. Pētījuma būtība ir noskaidrot kā EE2 ietekmē dažādu trofisko līmeņu organismus un novērtēt tā toksiskumu. Kā testa organismi tika izmantoti attiecīgus trofijas līmeņus pārstāvoši testa organismi: fitoplanktona organismi – Desmodesmus communis, zooplanktona organismi – Daphnia magna, zoobentosa organismi - Hyalella azteca. Tika veikti akūti un hroniski toksicitātes testi. Tika konstatēts, ka paaugstinātas EE2 koncentrācijas vidē būtiski ietekmē ūdens organismu spēju dzīvot, attīstīties un vairoties. Eksperimentu rezultāti parāda, ka pēc jutības pret EE2 testorganismi sakārtojas sekojošā secībā: Desmodesmus communis > Hyalella azteca > Daphnia magna Atslēgvārdi: 17α-etinilestradiols, EE2, fitoplanktons, reprodukcija, vēžveidīgie, trofijas līmeņi, zaļaļģes, zoobentoss,zooplanktonsSynthetic hormone 17α-ethinylestradiol (EE2) is one of the main components of oral contraceptives. Nowadays, the development of pharmaceutical industry and the increase of the medicine being used increase pharmaceutical pollution. After using contraceptive pills, EE2 with metabolic products get invaded into drains and getting to wastewater treatment plant. There its going through not purified of hormones and flow back in environment. Increased quantities of EE2 can have serious consequences, so there is information analysed about EE2 pollution sources, impact on aquatic organisms and environmental fate. EE2 toxicity is related with its interaction on estrogen receptors. It’s impacting survival, growth, development and reproduction. The esence of studies was to find out how EE2 affects different trophic levels of aquatic organisms. There were appropriate test organisms used for each trofic level: phytoplankton – Desmodesmus communis, zooplankton – Daphnia magna, zoobenthos - Hyalella azteca. Accute and chronic toxicity tests were carried out. It was found that elevated EE2 environmental concentrations significantly affects their abilities to survive, grow and reproduce. Result of this research show that according to sensitivity against EE2 used test organisms ranges: Desmodesmus communis > Hyalella azteca > Daphnia magna. Key words: 17α-ethinylestradiol, crustaceans, green algae, EE2, phytoplankton, reproduction, trophic levels, zoobenthos, zooplankto

Sintētiskā hormona 17α-etinilestradiola ietekme uz dažādu trofisko līmeņu ūdens organismiem

Sintētiskais hormons 17α-etinilestradiols (EE2) ir viena no orālās kontracepcijas galvenajām komponentēm. Nokļūstot ūdens vidē, EE2 iedarbojas uz ūdens organismu hormonu receptoriem un ietekmē to augšanu, attīstību un vairošanos. Pētījumā tiek noskaidrots kā EE2 ietekmē dažādu trofisko līmeņu organismus un tiek novērtēts tā toksiskums. Kā testa organismi tika izmantoti attiecīgus trofijas līmeņus pārstāvoši testa organismi: fitoplanktona organismi – Desmodesmus communis, zooplanktona organismi – Daphnia magna, zoobentosa organismi - Hyalella azteca. Tika veikti akūti un hroniski toksicitātes testi. Tika konstatēts, ka paaugstinātas EE2 koncentrācijas vidē būtiski ietekmē ūdens organismu spēju dzīvot, attīstīties un vairoties. Eksperimentu rezultāti parāda, ka pēc jutības pret EE2 testorganismi sakārtojas sekojošā secībā: Desmodesmus communis > Hyalella azteca > Daphnia magna

Impact of Synthetic Hormone 17α-Ethinylestradiol on Growth of Microalgae Desmodesmus Communis

Microalgae has recently attracted much attention as a feedstock for biogas. Using wastewater as microalgae nutrition is a way how to produce algal biomass with low cost and minimum impact on environment. However, wastewater often is polluted with chemicals like pharmaceuticals which are among the commonly used chemicals in everyday life. The present study was aimed at the toxicity evaluation of a commonly used synthetic hormone, 17α-ethinylestradiol, using freshwater green algae Desmodesmus communis as a biotest organism. Parameters like healthy cell number and photosynthetic activity were determined and used to assess the toxicity. Lowest Observed Effect Concentration (LOEC) and 50% Effective Concentration (EC50) values were calculated for the parameters at different incubation times. It was found out that 17α-ethinylestradiol affects algal cell ability to grow, inhibits cell division and reduce photosynthetic processes in algal cells. Our research shows that inhibitory effect on growth of green algae D. communis start on concentration below 10 µg L-1 (4-8 µg L-1). Concentrations in the range of concentration 80-100 reduce growth by 50%, but concentrations 100-500 µg L-1 induce 100% reduction of growth rate and even calls initial algal cell destruction. Presence of EE2 in wastewater used for algal growth can affect productivity of a microalgae aquaculture

Comprehensive Literature Review on Valuable Compounds and Extraction Technologies: The Eastern Baltic Sea Seaweeds

Seaweed valuables have been researched a lot in the last decades but there is a lack of information on brackish seaweed at the eastern part of the Baltic Sea. Previous research shows that Baltic seaweed can be used as a source for phycocolloids as well as for bioenergy. The amount of available usable biomass is not clear, also seaweed in brackish seawater does not reach the dimensions such as the same species in Western parts of the Baltic Sea where the salinity is higher. Therefore, the use of this biomass must be smart to create economic benefit. Three abundant Baltic brackish seaweed species were chosen, to represent green, brown and red seaweed groups and an in-depth information analysis was made to clarify possible focus substances that could be extracted from these species. In this paper we summarize literature of common seaweed components, traditional extraction technology, and potential amount in seaweed and give an overview of novel methods for extraction of seaweed bioactive compounds

Effects of pre-treatment on Biochemical Methane Potential (BMP) testing using Baltic Sea Fucus vesiculosus feedstock

Seaweeds are considered a viable feedstock for producing energy through the anaerobic digestion conversion process. Its exploitation and use as an alternative renewable energy source; however, remains marginal in the EU. This study aims to evaluate BMP in batch tests of the brown algae Fucus vesiculosus from the Baltic Sea and collected from the Latvian coast. The lab scale BMP tests were oriented towards the evaluation of the effects of mechanical and microwave pre-treatment methods, as well as the impact of a different algae-to-inoculum (A/I) ratio using: i) cutting blades together with mortar and pestle (C&PM) in combination with the use of a 700 W capacity microwave, ii) 1:3 and 1:5 A/I ratios. The cumulative CH4 yields show a value in the range of 68 ± 21 mL CH4/gVS – a trial with no microwave treatment and A/I of 1:3) and 144 ± 28 mL CH4/gVS – a trial including a microwave treatment for 3 min, and A/I ratio of 1:3. The results show effectiveness in the range of 7.8%–43.7%, when the microwave pre-treatment is applied for 1.5 min, and a range of 37.2%–45.2% when the pre-treatment is applied for 3.0 min. The results of this study suggest promising potential for F. vesiculosus for biogas production, especially in the Baltic region

Laboratorijas darbu krājums vides inženierzinātņu studentiem. 3.daļa

Laboratorijas darbu krājuma III daļa vides inženierzinātņu studentiem aptver laboratorijas un praktiskos darbus, kas paredzēti atsevišķu priekšmetu padziļinātai apguvei. Darbos iekļauti gan eksperimenti ar biomasu, gan energoefektivitātes jautājumi, kā arī eksperimentu plānošana un optimizācijas aprēķini. Mācību līdzeklis būs noderīgs ne tikai RTU vides inženierzinātņu studentiem, bet arī citu RTU un pārējo Latvijas augstskolu specialitāšu studentiem