Study of the prospects of using composite briquettes from coffee waste for phytoremediation technologies of degraded lands

Authors

  • О.С. Ковров Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • В.В. Маліченко Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • Д.В. Кулікова Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • Ю.В. Бучавий Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • В.Ю. Грунтова Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/76.283

Keywords:

coffee waste, land phytoremediation, composite briquette, siderate plants

Abstract

Purpose. Study of the prospects of using coffee waste as a potential phytomeliorant for phytoremediation technologies of degraded and polluted lands with siderate plants and justification of the optimal “soil-meliorant” ratio, at which the maximum biomass growth rates are observed. The methodology is based on the theoretical analysis of the experience of using phytoremedial measures to restore the fertility of degraded lands, the study of the problem of coffee waste formation, and laboratory biotests with cultivating plants suitable for phytoremediation on soil mixtures amended by coffee waste. Findings. The effect of coffee waste of different concentrations on the growth parameters of experimental siderate plants, namely white mustard (Sinapis alba), sorghum (Sorghum bicolor) and Hungarian Brome (Bromopsis inermis), was investigated. The results of measurements of functional parts of plants are presented, taking into account possible errors. It was determined that the optimal concentration of adding coffee waste to the soil substrate, at which the best indicators of plant growth are observed, is 10-15% by mass. It is established that exceeding the recommended concentrations of coffee waste can suppress the growth of some plant crops due to certain sensitivity to the phytomeliorant dose. The originality. It was determined that the optimal concentration of coffee waste in the composition of the soil substrate, at which the best indicators of plant growth are observed, is 10-15% by mass, which allows us to recommend effective doses of this waste product as a biofertilizer for phyto-recultivation of degraded lands. Practical implementation. The proposed method of reusing coffee waste reveals a new applied direction that allows combine the utilization of a popular biological product with phytoremediation technologies and restoring the potential of degraded and contaminated lands.

References

1. Паньків, З.П. (2008). Земельні ресурси. Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка.

2. Черба, О.В., & Квасов, В.А. (2023). Комплексна інтегральна оцінка антропогенного впливу на навколишнє природне середовище України. Scientific and educational dimensions of natural sciences: Scientific monograph. Baltija Publishing, 256–273.

3. Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Україні у 2021 році. (2022). Міністерство екології та природних ресурсів України.

4. Бузіна, І.М. (2022). Фіторемедіаційні технології в агроландшафтних екосистемах. Міжнародна науково-практична конференція «Перспективи виробництва біосировини енергетичних культур на рекультивованих землях» , м. Дніпро, 23–24 червня 2022 року , 207–210.

5. Макас, А., & Крусір, Г. (2022). Утилізація відходів кавового виробництва, як необхідні заходи природоохоронних технологій. 7-й Міжнародний молодіжний конгрес «Сталий розвиток: захист навколишнього середовища. Енергоощадність. Збалансоване природокористування». Львів, 10-11 лютого 2022 , 180.

6. Tombarkiewicz, B., Antonkiewicz, J., Lis, M.W., Pawlak, K., Trela, M., Witkowicz, R., & Gorczyca, O. (2022). Chemical properties of the coffee grounds and poultry eggshells mixture in terms of soil improver. Scientific Reports , 12(1), 2592. https://doi.org/10.1038/s41598-022-06569-x

7. Wang, X., Wang, Y., Hu, G., Hong, D., Guo, T., Li, J., Li, Z., & Qiu, M. (2022). Review on factors affecting coffee volatiles: From seed to cup. J. Sci. Food Agric, 1341–1352. https://doi.org/10.1002/jsfa.11647

8. Горова, А.І., Павличенко, А.В., Борисовська, О.О., Ґрунтова, В.Ю., & Деменко, О.В. (2014). Методичні рекомендації до виконання лабораторних робіт студентами напряму підготовки 6.040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування». Дніпро: Національний гірничий університет.

Downloads

Published

2020-01-01

Issue

No. 76 (2024)

Section

Статті

License

All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.

Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.