Космонавты на Марсе станут питаться рыбой, а отходами удобрять растения

22 января 2019 16:39

Ученые ФИЦ «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.

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.

  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. В отличие от морских видов, он 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 пшеница, выращенная на питательном растворе, который приготовлен из минерализованных рыбных отходов и отходов жизнедеятельности человека, давала более высокий урожай по сравнению с тем, что получен при использовании только минерализованных выделений человека. Кроме того, рыбные отходы стали источником дополнительных минеральных элементов для пшеницы», — рассказал заведующий лабораторией управления биосинтезом фототрофов Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН профессор, доктор биологических наук Александр Аполлинарьевич 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.

Источник: sbras.info
Что такое FishNet?
FishNet — это Российский рыболовный портал №1. Подробнее →
Полезные ссылки
 
 
<a href="https://www.instaforex.com/ru/" nofollow target="blank">ИнстаФорекс портал"</a>