Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • AI_Conference
  • Vitacoin

Замкнутый цикл

Космонавты на Марсе станут питаться рыбой, а отходами удобрять растения

ФИЦ КНЦ СО РАН

Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН разработали технологию переработки рыбных отходов для приготовления питательного раствора при выращивании растений. Технология станет одним из звеньев будущей замкнутой системы жизнеобеспечения человека в космосе. Результаты исследования опубликованы в журнале Life Sciences in Space Research (Tikhomirova et al., Incorporation of mineralized human waste and fish waste as a source of higher plant mineral nutrition in the BTLSS mass exchange).

Разработанная красноярскими учеными замкнутая система жизнеобеспечения БИОС-3 является прообразом лунной или марсианской базы. В основе ее работы лежит согласованный по химическим элементам экологический круговорот высокой степени замкнутости. В результате жизнедеятельности растений, выращиваемых на минерализованных выделениях человека и других органических отходах, производится пища, восстанавливаются кислород и питьевая вода. Автономные замкнутые экосистемы должны сделать планетарные базы менее зависимыми от поставок продовольствия и, следовательно, более дешевыми в использовании.

Долговременная жизнь внеземного планетарного поселения будет невозможна без производства животной пищи для людей. Рыба является перспективным кандидатом на включение в биорегенеративную систему жизнеобеспечения (СЖО) из-за качественного белка и высокого содержания незаменимых полиненасыщенных жирных кислот (омега-3 и омега-6). Однако появление в рационе экипажа рыбной пищи повлечет за собой новый тип органических отходов – чешую, кости, внутренности.

Ученые Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН разработали технологию переработки рыбных отходов, как добавки в питательный раствор, который можно использовать для выращивания пшеницы. Для этого в процессе так называемого "мокрого сжигания" органический материал окисляли в водном растворе перекиси водорода в переменном электрическом поле. В результате органика превращалась в неорганические соли. Ученые ожидают, что, используя этот метод, космическая команда сможет полностью утилизировать рыбные отходы и использовать их для выращивания овощей и других продуктов питания.

BTLSS.jpg

Рыбные отходы (слева) перед переработкой в реакторе мокрого сжигания (справа)

В качестве опытного образца в работе использовали отходы карася. Карась – всеядная пресноводная костистая рыба, не проявляющая особенных предпочтений в среде обитания. Такая рыба, в отличие от морских видов, не нуждается в большом содержании солей в воде. Важно, что в биологической СЖО пресная вода может быть легко получена путем транспирации растений и конденсации водяного пара. Исследователи обнаружили, что в присутствии минерализованных отходов жизнедеятельности человека переработка рыбных отходов более эффективна, чем при их прямом окислении. Повторная переработка возникающего при этом небольшого осадка в среде перекиси водорода и азотной кислоты позволила перевести оставшиеся нерастворимые минеральные элементы в доступную форму для питания растений.

«Мы показали, что растения пшеницы, выращенные на питательном растворе, приготовленном из минерализованных рыбных отходов и отходов жизнедеятельности человека, давали более высокий урожай, по сравнению с урожаем, полученным при использовании только минерализованных выделений человека. Кроме того, рыбные отходы стали источником дополнительных минеральных элементов для пшеницы», – рассказал доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией управления биосинтезом фототрофов Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН Александр Тихомиров.

В дальнейшем красноярские биофизики предполагают включить в процесс минерализации другие типы отходов, например, бытовые – упаковочные и санитарно-гигиенические материалы. Разработка физико-химического метода окисления отходов жизнедеятельности человека и растений с последующим их вовлечением в круговоротный процесс применительно к замкнутым экосистемам поддержана грантом Российского научного фонда. Долгосрочные исследования по разработке замкнутой системы жизнеобеспечения нового типа, в частности работы по минерализации рыбных отходов и их использованию для питательного раствора, выполняются в рамках государственного задания по программе фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 годы.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

биотехнология питание Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Еда будущего

Россия отстает от других развитых стран в плане реализации современных биотехнологий в производстве продуктов питания.

читать

Суперфуд из биореактора

Концентрат растительных клеток по вкусу и питательности не уступает ягодам, из которых получены исходные клетки.

читать

Кто сдает продукт вторичный…

Биологи и инженеры из Пенсильвании создали «космический» биореактор, реализующий идею из романа «Москва-2042».

читать

Тает во рту, а не в руках (С)

Сами изобретатели медленно тающего мороженого почему-то не стали его пробовать, но планируют коммерциализовать свою разработку и наладить массовое производство продукта.

читать

Черви – козыри

Дождевые черви – это универсальная фабрика по производству экологичных и эффективных удобрений, высококачественного пищевого белка, а также биологически активных компонентов для фармацевтических и косметических препаратов.

читать