ASSESSMENT OF UREASE ACTIVITY AND BIOMINERALIZATION CAPACITY OF COAL-DERIVED MICROORGANISMS IN MICROBIALLY INDUCED CALCIUM CARBONATE PRECIPITATION (MICP)

Azhar Мalik; Nuraly Akimbekov; Kuanysh Tastambek; Zauzat Nuzhankyzy; Symbat Zhapargali; Ilya Digel; Bekzat Кamenov; Nazym Altynbay; Dinara Sherelkhan

doi:10.26577/EJE87220262

Авторлар

Ажар Мәлік Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан https://orcid.org/0000-0001-9060-0111 ##orcid.unauthenticated##
Нуралы Акимбеков әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті, Алматы, Қазақстан https://orcid.org/0000-0002-5262-5155 ##orcid.unauthenticated##
Қуаныш Тастамбек Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан https://orcid.org/0000-0002-2338-8816 ##orcid.unauthenticated##
Зәузәт Нұржанқызы Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан https://orcid.org/0009-0001-9153-7262 ##orcid.unauthenticated##
Сымбат Жапарғали Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан https://orcid.org/0009-0006-2042-2050 ##orcid.unauthenticated##
Илья Дигель Ахен қолданбалы ғылымдар университетінің биоинженерия институты (IFB), Юлих, Германия https://orcid.org/0000-0002-3418-0252 ##orcid.unauthenticated##
Бекзат Каменов Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан https://orcid.org/0000-0002-1484-9000 ##orcid.unauthenticated##
Назым Алтынбай Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан https://orcid.org/0000-0002-7067-2457 ##orcid.unauthenticated##
Динара Шерелхан Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан https://orcid.org/0000-0001-7623-7205 ##orcid.unauthenticated##

DOI:

https://doi.org/10.26577/EJE87220262

Аңдатпа

Микробиологиялық индукцияланған кальций карбонатының тұндыруы (MICP) топырақты тұрақтандыру, шаңды басу және материалдарды қатайту үшін перспективалы экологиялық таза технологияға айналды. Бұл зерттеуде Қияқты көмір кен орнынан (Ұлытау облысы, Қазақстан) жиналған көмір үлгілерінен бөлінген микробтық қауымдастықтар олардың уреаздық белсенділігі мен биоминерализация қабілеті тұрғысынан зерттелді.

Барлығы морфологиялық, физиологиялық және биохимиялық сипаттамаларын зерттеуге 34 бактериялық изолят алынды. Алдын ала скрининг нәтижесінде бейімделу және метаболикалық әлеуеті жоғары 12 изолят іріктеліп, әрі қарай терең зерттеуге таңдалды. Штаммдардың уреазалық белсенділігі микропланшеттік колориметриялық әдіс (индофенол реакциясы) арқылы анықталды. Сонымен қатар, қоршаған ортаның негізгі факторларының, атап айтқанда pH мәні мен кальций хлориді концентрациясының микроорганизмдер белсенділігіне және минералдану тиімділігіне әсері зерттелді.

Зерттелген изоляттар жоғары уреазалық белсенділік көрсетіп, зертханалық жағдайда кальций карбонатының түзілуін индукциялау қабілетін дәлелдеді. Сонымен қатар олардың биоқабықша (биопленка) түзу қабілеті, редокс-белсенділігі және тотығу ферменттерін синтездеуі анықталды, бұл олардың бетке адгезиялану және минерал нуклеация орталықтарын қалыптастыру қабілетінің жоғары екенін көрсетеді.

Минералданған өнімдер кешенді әдістер арқылы сипатталып, минералдану дәрежесі сандық тұрғыда бағаланды. Алынған нәтижелер көмірден бөлініп алынған микроорганизмдердің микробты-индукцияланған кальций карбонатының тұнуы (MICP) негізіндегі технологияларда, әсіресе шаң басу және көмір субстраттарын тұрақтандыруда жоғары әлеуетке ие екенін көрсетті.

Бұл зерттеу тау-кен өндірісі мен экологиялық инженерия салаларында тұрақты биотехнологиялық шешімдерді әзірлеуге ғылыми негіз қалайды.

Кілтті сөздер: микробты-индукцияланған кальций карбонатының тұнуы (MICP), уреазалық белсенділік, көмір микроорганизмдері, биоминералдану, уреаза түзуші бактериялар.

Автор өмірбаяндары

Ажар Мәлік, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан

Биотехнология мамандығы бойынша Жас ғалым, микробиолог. PhD, әл- Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінің ассистент профессоры, Экологиялық тұрақтылық және биоресурстар ғылыми-зерттеу институтының жетекші ғылыми қызметкері.
Нуралы Акимбеков, әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті, Алматы, Қазақстан

PhD, ҚазҰУ “Экология және биоресурстардың тұрақтылығы” ҒЗИ профессоры
Қуаныш Тастамбек, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан

PhD, экология және биоресурстар тұрақтылығы ҒЗИ директоры
Зәузәт Нұржанқызы, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан

Биотехнология кафедрасының 2 курс магистранты әль-Фараби атындағы ҚазҰУ
Сымбат Жапарғали, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан

әль-Фараби атындағы ҚазҰУ-нің биотехнология кафедрасының 2 курс магистранты
Илья Дигель, Ахен қолданбалы ғылымдар университетінің биоинженерия институты (IFB), Юлих, Германия

Ахен қолданбалы ғылымдар университетінің биоинженерия институты (IFB) (Юлих, Германия)
Бекзат Каменов, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан

Халықаралық Ислам ғылымы және инновация орталығы ҒЗО аға ғылыми қызметкері
Назым Алтынбай, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан

Халықаралық Ислам ғылымы және инновация орталығы ҒЗО аға ғылыми қызметкері
Динара Шерелхан, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан

әл – Фараби атындағы ҚазҰУ, Іргелі медицина кафедрасының аға оқытушысы