Изучение вклада аэробных и анаэробных биологических процессов в катодной и анодной зонах микробных топливных элементов в их биоэлектрохимическую активность для оценки гидрологических параметров водной среды в природных и модельных экосистемах

Объектом исследования являлись образцы воды и донных осадков, содержащие естественные электрогенные бактерии в качестве основы для создания микробных топливных элементов, лабораторные культуры микроводорослей, аппаратурное оформление их эксплуатации, устройства для проведения мониторинга показателей водной среды в полевых условиях в непрерывном режиме. Цель работы – изучение вклада аэробных и анаэробных биологических процессов в катодной и анодной зонах микробных топливных элементов в их биоэлектрохимическую активность для оценки гидрологических параметров водной среды в природных и модельных экосистемах. При работе использовали физико-химические (измерение электрического напряжения, оптической плотности, окислительно-восстановительного потенциала, концентрации растворённого кислорода и др.) и инженерно-технические (сборка электронных устройств и др.) методы. В результате выполнения НИР был проведён анализ результатов таксономического распределения в анодофильном микробиоме, на основе данных секвенирования образцов биоплёнки электродов микробных топливных элементов. Было произведено формирование биоанодов для этапа полевых исследований с образцами морского донного ила, модифицированных набором химических соединений, которые служили для селективной стимуляции естественной бентосной анодофильной микрофлоры, состав которой был ранее определен методом секвенирования. Было проведено предварительное лабораторное моделирование функционирования микробных топливных элементов на основе электрогенных бактерий и микроводоросли хлореллы в качестве модельного оксигенного фотосинтезирующего микроорганизма катодной зоны МТЭ. Далее осуществлено исследование в условиях полевых и лабораторных экспериментов влияния состава и концентрации образцов альгофлоры Японского моря на функционирование микробных топливных элементов как устройств для оценки параметров водной среды. Проведён анализ результатов функционирования устройств дистанционного мониторинга параметров водной среды и донных осадков в период 2023-2024 гг., произведено усовершенствование их конструкции для повышения воспроизводимости результатов.