On the possibility of controlling the dynamics of the development of Chlorella (Chlorella vulgaris) in freshwater areas under the influence of infrared lasers

Intensive agricultural activity leads to pollution and cyanobacterial blooms of freshwater areas, which threatens not only human health, but also the flora and fauna of the aquatic environment. The paper examines the results of studies of the impact of electromagnetic radiation of various wavelengths on the development of Chlorella vulgaris.For this purpose, a grown suspension of Chlorella vulgarisin a nutrient solution was irradiated using EMR of various wavelength ranges: in ultraviolet (UV) with a wavelength of 220 nm and 253 nm, in green (Gr) with a wavelength of 520 nm, in red (R) with a radiation range of 625 nm and in infrared (IR) in the range of 1200–1400 nm. As a result of the experiments, it was found that exposure to UV radiation in both wavelength ranges of 220 nm and 253 nm, as well as under the influence of Gr at a wavelength of 520 nm, did not lead to a change in the concentration of chlorella cells in the tested samples, compared with control samples within 6 days of measurements after irradiation. At the same time, in samples irradiated with R and IR, respectively, at wavelengths of 625 and 1200–1400 nm, an approximately twofold increase in the concentration of chlorella cells in the suspension was observed, compared with the control sample. The authors consider the most promising to be the use of the infrared range of the electromagnetic spectrum when influencing chlorella in order to activate its growth. Meanwhile, when selecting a wavelength in the IR range, it is recommended to take into account the optical transparency windows of the atmosphere above water bodies.

Keywords

электромагнитные излучения ультрафиолетовые излучения инфракрасные излучения БПЛА ИК лазеры оптические окна прозрачности атмосферы

Date of publication

03.02.2025

Year of publication

2025

Number of purchasers

Views

References

1. Клыков А.Г., Потенко Т.А., Мамай О.В. Оценка продовольственной безопасности Дальнего Востока России // Вестник ДВО РАН. 2023. № 3. С. 12–22.
2. Жадько Е.А., Стеблевская Н.И., Полякова Н.В., Чусовитина С.В. Содержание некоторых элементов в тканях пурпурной асцидииHalocyntiaaurantiumиз Амурского залива (залив Петра Великого, Японское море) // Вестн. ДВО РАН. 2023. № 2. C. 124–134.
3. Akhtar N., Iqbal M., Zafar S.I., Iqbal J. Biosorption characteristics of unicellular green algaChlorella sorokinianaimmobilized in loofa sponge for removal of Cr(III) // Journal of Environmental Sciences. 2008. Vol. 20, iss. 2. Р. 231–239.
4. Ardila L., Godoy R., Montenegro L. Sorption capacity measurement of Chlorella vulgarisandScenedesmus acutusto remove chromium from tannery waste water // IOP Conference. Ser.: Earth and Environmental Science. 2017. Vol. 83. 012031.
5. Moheimani N.R., McHenry M.P., de Boer K., Bahri P.A. Biomass and Biofuels from Microalgae. Advances in Engineering and Biology. New York; Dordrecht; London: Springer International Publishing, 2015. 373 p.
6. Зибарев Н.В., Политаева Н.А., Андрианова М.Ю. Использование микроводорослейChlorella sorokiniana(Chlorellaceae, Chlorellales) для очистки сточных водпивоваренной промышленности // Поволжский экологический журнал. 2021. № 3. С. 262–271.
7. Кирилина Т.В., Ханг Д.Т., Сироткин А.С. Оценка эффективности доочистки сточных вод с использованием одноклеточных и многоклеточных гидробионтов // Вестник Казанского технологического университета. 2013. № 8. С. 200–203.
8. Dawah A.M., El-Naggar G., Mesalhy S. Field studies on prevention and biological control of the cyanobacterial blooms using chlorella and scenedesmus in the nile tilapia farms // Abbassa Int. J. Aqua. 2008. N1A. P. 151–175.
9. Дудина Ю.А., Калашникова Е.А., Киракосян Р.Н. Создание фотобиореактора для эффективного роста хлореллы и изучение влияния спектрального состава света на ее биомассу // Тимирязевский биологический журнал. 2023. № 1. C. 15–22.
10. Карпов М.В., Наумова О.В., Жиздюк А.А., Малышева А.А. Перспективы использования культивированных водорослей хлореллы при доочистке и обеззараживании сточных вод на очистных сооружениях // Аграрный научный журнал. 2023. № 1. C. 150–154.
11. Новиков А.Е., Филимонов М.И., Торопов А.Ю., Фролова М.В. КультивированиеСhlorella vulgarisпри воздействии полного спектра естественных излучений // Орошаемое земледелие. 2020. № 2. C. 51–54.
12. Корнева Л.Г., Шаров А.Н., Сиделев С.И., Зубишина А.А., Медведева Н.Г., Лазарева Г.А. «Цветение» воды цианобактериями и методы борьбы с их массовым развитием: учебное пособие. Дубна: Гос. ун-т «Дубна», 2023. 258 с. ISBN: 978-5-89847-695-3.
13. Шаров А.Н. Фитопланктон холодноводных озерных экосистем под влиянием природных и антропогенных факторов // Вопросы современной альгологии.2021. № 1 (25).С. 42–49.
14. Kurbatova S., Berezina N., Sharov A., Chernova E., Kurashov E., Krylova Yu., Yershov I., Mavrin A., Otyukova N., Borisovskaya E., Fedorov R.Effects of algicidal macrophyte metabolites on cyanobacteria, microcystins, other plankton and fish in microcosms // Toxins. 2023. Vol. 15, N9. P. 529.
15. Sevostyanova N., Shkodina E., Trezorova O., Zhukova M. The effect of laser stimulation on the yield and quality of oat grain. Agriculture digitalization and organic production // Proceedings of the first international conference, ADOP 2021, St. Petersburg, Russia, June 7–9. Springer, SIST, 2021.Vol. 245. P. 113–115.
16. Севостьянова Н.Н., Лебедев И.В., Лебедева В.В., Ватаманюк И.В. Инновационный подход к автоматизированной фотоактивации посевных площадей посредством БПЛА с целью стимуляции роста культур. Робототехника, автоматизация и системы управления // Информатика и автоматизация. 2021. Т. 20, № 6. C. 1395–1414.
17. Кузнецов Д.Б. Молекулярные механизмы воздействия инфракрасного излучения на микроорганизмы // Фундаментальные исследования. 2013. № 4-2. С. 414–418.
18. Малиновская С.Л., Другова О.В., Борзиков В.В., Баврина А.П. Фотобиомодуляция как альтернативный подход к коррекции физиологически измененных состояний живой ткани // Медицинский альманах. 2021. № 4 (69). C. 6–17.
19. Ортенберг Ф.С. Методы инфракрасного зондирования Земли из космоса. М.: Знание, 1987. 64с.

GOST	Glibko O., Khalilov E., Khalilov F., Ma Z., Ming Z., Ronzhin A., Wang M., Zhou Y. On the possibility of controlling the dynamics of the development of Chlorella (Chlorella vulgaris) in freshwater areas under the influence of infrared lasers // Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. – 2025. – Issue number 1 C. 31-39 . URL: https://vestdvoras.ru/s30345308s0869769825010034-1/?version_id=116309. DOI: 10.7868/S3034530825010034
MLA	Glibko, O. Ya, Khalilov, E. N, Khalilov, F. E, Ma, Z., Ming, Zh, Ronzhin, A. L, Wang, M., Zhou, Yu "On the possibility of controlling the dynamics of the development of Chlorella (Chlorella vulgaris) in freshwater areas under the influence of infrared lasers." Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. 1 (2025).:31-39. DOI: 10.7868/S3034530825010034
APA	Glibko O., Khalilov E., Khalilov F., Ma Z., Ming Z., Ronzhin A., Wang M., Zhou Y. (2025). On the possibility of controlling the dynamics of the development of Chlorella (Chlorella vulgaris) in freshwater areas under the influence of infrared lasers. Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. no. 1, pp.31-39 DOI: 10.7868/S3034530825010034

RAS PresidiumВестник Дальневосточного отделения Российской академии наук Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences

On the possibility of controlling the dynamics of the development of Chlorella (Chlorella vulgaris) in freshwater areas under the influence of infrared lasers

You can

References

Индексирование

RAS PresidiumВестник Дальневосточного отделения Российской академии наук Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences

On the possibility of controlling the dynamics of the development of Chlorella (Chlorella vulgaris) in freshwater areas under the influence of infrared lasers

You can

References

Индексирование

Via social network