The paper in concerned with development of a procedure for experimental investigations of energy features of an ingenious tight microbial fuel cell model (MFC) in which the energy source is sludge, i.e. organic substances in bottom sediments. Authors consider the organization of electrical parameters collection and data handling program and give recommendations on the use of active sludge electrogenic properties in MFC. Excel tables with results of the investigations can be converted in graphics with the help of Python programs. The main graphic is the cell power dependence on time of operation. Choice of the Python language was driven by the desire to simplify the development of own databases of MFC substances and designs.

The existing deep diving statistics shows that hyperbaria consequences to the human health increase as the dive gets deeper and longer. The most common reason for termination of occupational saturation dives and early decompression is mycotic otitis externa and otitis media. In 1980s IBMP carried out investigations of the microbial status of deep saturation divers working at various depths. The results point to the fact that regardless of diver's biotope from the beginning of the isopression phase, the commensal microflora decreases gradually and the count of opportunistic gram-negative bacteria rises. Administration of antibiotics during prolonged dives must be restricted as an accessory selection factor for resistant agent.

We undertook analysis of archival diaries from the IBMP isolation studies performed in the time period from 1980 to 1990 with participation of main (MT) and visiting (VT) teams. The purpose was to evaluate how the stay of visiting teams changed the pharyngonasal and intestinal microbiocinoses of main teams exposed to prolonged isolation. According to the analysis, the VT arrival at the time MT acute adaptation unbalanced the pharyngal microbiota of the latter. By the time of the second VT arrival, MT had been adapted well to the chamber environment. At the end of isolation, stability of the pharyngal microflora had been compromised a little and negative changes prevailed; however, there was no reliable difference between MT and VT members. Analysis of the intestinal eubiotic index calculated for MT and VT members showed that MT microflora was more resistant to the isolation stress-factors. Indeed, the eubiotic index was invariably higher in the main teams at all the isolation periods. It is noteworthy that during acute adaptation the intestinal microflora displayed some transitory instability in the MT members. A slight growth of the eubiotic index in VT members suggested a more rapid adjustment to the environmental stresses.

Dysbiotic shifts in intestinal and pharyngeal microflora were studied in 22 normal volunteers in 9-, 14-, 105- and 520-d chamber experiments simulating some of the spaceflight factors. Two preparations were administered to prevent pharyngeal and intestinal dysbiosis: oral dry probiotic based on indigenous intestinal Enterococci and topical collagen-immobilized Lactobacterin based on indigenous intestinal Lactobacilli. Topical autopmrobiotic lactobacterin reduced the growth of opportunistic pathogens in the throat during the experiments. Oral autoprobiotic based on Enterococci reduced the content of intestinal opportunistic pathogens, supporting the high level of protecting microflora. Most of autostrains are free from pathogenicity factors, nevertheless, implementation of genetic testing of indigenous strains are reasonable.

Purpose of the work was designing and prototyping of microbial fuel cells (MFC) and comparative evaluation of the electrogenic activity of wastewater autochthonous microorganisms as well as bacterial monocultures. Objects were model electrogenic strain Shewanella oneidensis MR-1, and an Ochrobactrum sp. strain isolated from the active anode biofilm of MFC composed as an electricity generating system. The study employed the methods typically used for aerobic and anaerobic strains, current measurement, identification of new electrogenic strains in microbial association of wastewater sludge and species definition by rRNA 16-S. As a result, two MFCs prototypes were tried out. Besides, it was shown that electrogenic activity of S. oneidensis MR-1 and Ochrobactrum sp. monocultures is similar but differs from that of the microbial association of the anode biofilm.

The review has been undertaken within project Mars-500 supported by the Russian Academy of Sciences and aimed to make choice of a method and associated device for effective decontamination and warming potable water for humans during long confinement and isolation. Analysis of the literary data and patent specifications of chemical, physical and hybrid methods of water decontamination and warming guided the choice of energy of ultrahigh frequencies (UHF). Also, a waveguide-coaxial UHF-device implementing this method was proposed. Ease of the UHF energy transformation to heat, reliability, friendliness and impart attractiveness to the method in the eye of developers of long-operating physical-chemical life support systems.

Dysbiotic shifts in intestinal and integumentary microflora were studied in 10 test-subjectes during 7-day "dry" immersion. Essentially every test-subject reduced significantly fecal lactoflora and developed dysbiotic shifts in the microbial landscape of various types of integument. Pharyngeal microflora was analyzed in 22 normal volunteers for 7-day "dry" immersion. Two probiotic preparations were administered to prevent pharyngeal dysbiosis: peroral dry lactobacterin and topical collagen-immobilized lactobacterin. The peroral probiotic stimulated growth of pharyngeal opportunistic pathogens preventing translocations of the intestinal microflora. The topical probiotic, on the opposite, reduced the content of opportunistic pathogens in the throat; however, it provoked gastrointestinal dysbiosis. It appears that the most effective prophylaxis of pharyngeal dysbiosis can be reached by prescription of both topical and peroral probiotics.

Presented are the results of studying bacterial methane generation and oxidation in the body of solid domestic wastes dump and intensity of gas release into atmosphere. The investigation revealed active microbial degradation of organic wastes with a distinct biogeochemical zoning. Quantitative and qualitative composition of micro-organisms depends on the depth of horizon. Disintegration of organic components of warehoused foods by various microorganisms occurs with production of volatile and gaseous compounds (carbonic acid, methane and others). Anaerobic conditions set the scene for active production of biogas, major components of which are methane and CO2. The final process in the sequence of organics transformations within the body of solid domestic wastes dump is predominant production of CH4 and CO2 in the ratio of approximately 60 and 40%, respectively, and trace quantities of other volatile compounds. Active bacterial methane oxidation is evidenced by the 13C isotope increase in methane and decrease in carbonic acid. The developed model of animal and plant wastes management demonstrated efficiency of the system using frozen-dried preparations of microbial associations and its practicability in municipal economy.

Государственный научный центр РФ - Институт медико-биологических проблем РАН ... Данный обзор выполнен в рамках темы РАН "Марс 500" и посвящен выбору метода и его аппаратного выполнения, эффективного для обеззараживания и нагрева питьевой воды в условиях длительной изоляции человека в замкнутой среде обитания. ... Анализ литературы и патентов по химическим, физическим и комбинированным методам обеззараживания и нагрева воды позволил сделать выбор в пользу применения для этого энергии сверхвысокой частоты (СВЧ). Кроме этого, был выбран волноводно-коаксиальный тип СВЧ-устройства для реализации предложенного метода. ... Легкость, с которой СВЧ-энергия преобразуется в тепло, надежность, простота управления и обслуживания делают крайне заманчивым применение этого метода в физико-химической системе жизнеобеспечения (ОКО) длительного функционирования. ... Авиакосмическая и экологическая медицина. 2008. Т. 42. N 4. С. 3 - 14 ... Известно, что причиной распространения многих инфекционных заболеваний является вода, зараженная болезнетворными микробами и вирусами. ... В повседневной жизни для очистки воды от вредных микробов широко применяются такие обеззараживающие средства, как хлор, озон, ультрафиолетовые лучи; для очистки питьевой воды в практике водоподготовки используют фильтры, новые коагулянты и флокулянты, вещества, обладающие адсорбционными и адгезионными свойствами. ... Кроме того, задача снабжения питьевой водой решается поставкой бутилированной воды для бытового использования или в чрезвычайных ситуациях, например при стихийных бедствиях, и носит, как правило, разовый характер. ... Проблема обеспечения экипажа космического корабля водой успешно решается применением системы регенерации воды (СРВ) с ее производными: К - из конденсата атмосферной влаги; У - из урины (мочи); СГВ - из санитарно-гигиенической воды. Помимо этого, существуют запасы питьевой воды в системе "Родник". ... Эти водные среды системы жизнеобеспечения (ОКО) обеспечивают суточное потребление воды экипажем, что подтверждает успешный многолетний опыт функционирования этой системы на орбитальном комплексе "Мир" и в настоящее время на борту Международной космической станции (МКС). ... Однако для обработки водных сред ОКО применяется кондуктивный нагрев, отличающийся инерционностью. Альтернативой кондуктивному процессу нагрева является нагревание энергией СВЧ. При СВЧ-нагреве тепловыделение происходит непосредственно в объеме нагреваемой воды без участия механизма теплопроводности. Такой нагрев является скоростным и легкоуправляемым. ... В области изучения и применения различных методов обеззараживания водных сред СЖО накоплен значительный опыт. В этом обзоре представлены некоторые разработки в этой области за последние несколько лет. ... Обеззараживание санитарно-гигиенической воды йодсорбционным методом было предложено группой ученых из Государственного научного центра РФ - Института медико-биологических проблем РАН [58]. Был испытан йодсорбционный метод обеззараживания санитарно-гигиенической воды, основанный на сочетании процессов сорбции и десорбции обеззараживающего вещества. Установлено обеззараживающее действие йода на микрофлору санитарно-гигиенической воды (Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus sp., Bacillus anthracoides). Объемное соотношение обеззараженной санитарно-гигиенической воды к йодсодержащей шихте составило 600 : 1. ... В ГНЦ РФ - ИМБП РАН изучали действие электролитических растворов серебра на организм [33]. Опыты показали, что употребление человеком воды, обработанной серебром в дозе 0,1 мг/л, не вызывает патологических сдвигов в состоянии органов и систем, наиболее подверженных воздействию серебра. В опытах на белых крысах установлено, что ионное серебро в дозах, в 10 и более раз превышающих минимальную бактерицидную (0,1 мг/л), также не оказывает токсического влияния. Это обстоятельство позволяет сделать вывод о полной безвредности доз 0,1 - 0,2 мг/л. ... Этот метод до сих пор используется в практике космических полетов и, в частности, для консервации питьевой воды МКС. ... Интенсификация антимикробного действия хлора и его производных достигается путем комбинирования данного метода обеззараживания с физическими, физико-химическими и химическими методами [49]. ... Для обеззараживания и интенсификации антимикробного действия дезинфектантов широко используются электрические поля различного вида и частоты. Обработка воды в постоянном электрическом поле позволяет достигнуть 100 %-ного бактерицидного действия дозами различных хлорсодержащих соединений, в несколько раз меньшими, чем обычно применяются в практике водоподготовки. В результате исследований разработан опытный образец для обеззараживания и консервации питьевой воды путем электрохимического получения гипохлорита меди [49]. ... Группа ученых разработала установку для обработки загрязненных высокоминерализованных вод, а также длительно хранящейся питьевой воды [48]. Очистка воды проводится в электрокоагуляторе с растворимыми электродами из алюминия и его сплавов при напряженности электрического поля 5 - 20 Вт/см и силе тока 5 - 10 А.

This paper highlights the major scenarios of the microbiological changes which occur in the human organism in space Missions, i.e. the increasing of the conventional pathogen population share in human microflora and changes in antibiotic susceptibility, and substantiates compatible countermeasures based on probiotics consumption. Special attention is given to the prospects of the consumption of probiotics made of strains which are representative of human commensurate microflora for the support of resistance during a space journey. It is a most important technique and one which will be acceptable for space tourists.

We studied pharyngeal microflora in 22 healthy volunteers after 7-day dry immersion. For prophylactic pharyngeal dysbiosis, we used two probiotic drugs: oral -- "lactobacterin dry" and local --"lactobacterin immobilized on collagen". Administration of oral probiotic was accompanied with growth of pharyngeal opportunistic microflora preventing translocation of intestinal microflora. Local probiotic, on the contrary, decreased opportunistic microflora in the pharynx, but was associated with gastrointestinal dysbiosis. It is evident that combined use of topic and oral probiotic provides maximal effective prophylaxis of pharyngeal dysbiosis.

The waste management strategy for the future should meet the benefits of human safety, respect principles of planet ecology, and compatibility with other habitability systems. For these purposes waste management technologies relevant to application of the biodegradation properties of bacteria are of great value. Biological treatment method is based on the biodegradation of organic substances by various microorganisms.The objectives of our study were: to evaluate the effectiveness of microbial biodegradation of vegetable non-edible residual, using artificial inoculum, and to study the peculiarities of biogas, and possibilities of optimizing or reducing the share of methane. The diminution rate of organic gained 76% from initial mass within 9 days of fermentation. The biogas production achieved 46 l/kg of substrate. The microbial studies of biodegradation process revealed the following peculiarities: (i) gradual quantitative increase of Lactobacillus sp. (from 10(3) to 10(5) colony-forming units (CFU) per ml); (ii) activation of Clostridia sp. (from 10(2) to 10(4) CFU/ml); and (iii) elimination of aerobic conventional pathogens (Enterobacteriaceae, Protea sp., Staphylococci). Chromatography analysis revealed the constant presence of carbon dioxide (up to 90.9%). The methane content measures revealed traces 0.1-0.4%. However, when we optimized the methane production in "boiling layer" using methanogenic granules, the amount of methane in biogas reached 80-90%. Based on the results obtained the artificial inoculum was created which was capable of initiating biodegradation of vegetable wastes. This inoculum consisted of active sludge adapted to wastes mixed with excretea of insects which consume plant wastes. Using this inoculum the biodegradation process takes less time than that using active sludge. Regulation of methane concentration from traces to 90% may be achieved by adding methane reactor to the plant digester.

A two-phase technology has been developed for biodegradation of plant wastes. On the first phase, wastes are subjected to anaerobic fermentation by specially selected microbial associations processing solid wastes into a liquid mixture of organic acids. On the second phase, methanogenic bacteria are used to produce biogas out of the liquid, which then can be dumped out into open space or utilized as a cold propellant.

В. К. ИЛЬИН, Л. В. СТАРКОВА, К. С. ЛАУРИНАВИЧЮС ... В. К. Ильин, Л. В. Старкова, К. С. Лауринавичюс * ... Государственный научный центр РФ - Институт медико-биологических проблем РАН ... * НИИ биохимии и физиологии микроорганизмов РАН ... Разработана технология биодеградации отходов растительного происхождения, состоящая из двух фаз. Первая фаза заключается в анаэробной ферментации отходов с помощью специально селекционированных микробных ассоциаций. В течение этой фазы масса твердых отходов перерабатывается в жидкость, представляющую собой смесь органических кислот. Вторая фаза заключается в образовании из жидкости биогаза с помощью метаногенных бактерий. Образовавшийся биогаз может удаляться за борт космического аппарата или использоваться в качестве холодного пропеллента. ... Авиакосмическая и экологическая медицина. 2003. Т. 37. N 5. С. 70 - 73 ... Возрастающая длительность космических полетов и все более высокая степень их автономности определяют необходимость разработки эффективной технологии утилизации отходов жизнедеятельности человека в космосе. Стратегия обработки отходов в будущих космических полетах должна отвечать требованиям безопасности полетов, принципам планетарного карантина и совместимости с функционированием систем жизнеобеспечения [1]. ... Для решения этих задач наиболее реальным представляется использование способности микроорганизмов и их ассоциаций утилизировать органические вещества. ... Процесс микробной биодеградации отходов позволяет значительно уменьшить объемы органических отходов, что очень важно в условиях космического полета [2]. Биологические газы, полученные при биодеградации, могут быть использованы для других функций космического корабля (например, в качестве энергоносителей для двигателей, корректирующих положение космического корабля на траектории полета). ... Таким образом, система утилизации отходов методом микробиологической биодеградации, предлагаемая как альтернатива действующей системе, является активной, саморегулирующейся, низкоэнергоемкой системой, совместимой с другими системами жизнеобеспечения. В связи с этим постановка задачи создания технологии утилизации отходов жизнедеятельности человека на основе принципов микробиологической биодеградации является весьма актуальной. ... стр. 70 ... Методика ... Было проведено 3 серии экспериментов по исследованию метаногенной ферментации растительного происхождения с целью определения длительности исследуемых процессов, получения биогаза, в том числе метана. ... В 3 экспериментах определяли следующие параметры: объем выделившегося биогаза, процентное содержание метана в газовой среде, кислотность среды. Показания снимали на следующие сутки эксперимента, затем 2 раза в неделю. Поскольку метаногенез протекает при кислотности среды, близкой к нейтральной, при закислении среды проводилась корректировка ее показателей 20 %-м раствором щелочи (КОН) в первые несколько суток, а затем 1 раз в неделю. ... Состав биогаза определялся на газовых хромотографах Pay Unicam series 304 (метан) и Хром-4 (углекислый газ). Для создания анаэробных условий проводилась 5-минутная продувка биореактора азотом, поскольку углекислый газ является закислителем. Экспозиция осуществлялась при температуре 37 о С при периодическом перемешивании. ... В первой серии экспериментов субстрат (сырой картофель с шелухой), разрезанный на крупные куски (размером примерно 3 см), помещался в биореактор объемом 500 мл, заполненный 200 мл основной фосфатно-буферной среды для анаэробных микроорганизмов (РВВМ). Объем твердого субстрата составлял 5 - 10 об.%. Метаногенные бактерии находились в составе почвенного консорциума микроорганизмов, выросших на целлюлозе и ксилане (объемом по 10 мл). Экспозиция продолжалась 100 - 120 сут. ... Вторая серия экспериментов осуществлялась в биореакторах объемом 100 мл. Метаногенные бактерии были представлены в виде гранулированного активного ила (инокулюма) с диаметром гранул 0,3- 1,5 см. Объем гранулированной массы составлял 30 мл. В качестве субстрата использовался жидкий продукт, полученный после биодеградации отходов растительного происхождения. Субстрат добавляли в биореактор в кратных объемах: 1, 5, 10, 15, 20 мл. Экспозиция составляла 60 сут. ... В третьей серии экспериментов отрабатывалась технология биодеградации отходов растительного происхождения с получением метана. ... Бактериальный инокулюм, инициирующий процесс трансформации твердого растительного субстрата в промежуточный жидкий продукт (смесь органических кислот), представлял собой лиофилизированную массу объемом 1 мл, включающую в себя клетки микроорганизмов и элементы питательной среды в ампульной форме. Инокулюм в виде лиофилизированной субстанции разводился во вскрытой ампуле стерильной водой, после растворения содержимое ампулы выливалось в малый биореактор с 1 %-й пептонной водой и субстратом в объемных соотношениях 1:1. Инокулюм культивировался в малом биореакторе при температуре 37 о С в анаэробном режиме в течение 72 ч. ... Субстрат был измельчен в механическом дезинтеграторе до размеров частиц не менее 5 см 3 и гомогенизирован.