Biochars (BCs) and activated carbons (ACs) are well-known carbon-rich materials that are being increasingly studied in environmental sciences for water treatment applications to remediate pollutant sequestration in soil. This study aimed to assess the impact of Sargasso BC particle size and amendment rate on the environmental availability of DDT and DDT metabolites in two distinct Kazakh soils. These two soils were collected in the vicinity of storehouse facilities in Kyzylkairat and Beskainar that store banned pesticides. They presented very distinct concentration levels of DDT and DDT metabolites. Three different types of carbonaceous matrices were tested: Sargasso BC and two commercial ACs (ORBO^TM and DARCO^©). For the granulometry effect, Sargasso BC was ground, and two particle sizes were tested (150 µm) and compared to an unground material. Four distinct application rates were tested (0.25, 0.5, 1, and 2% (w/w)). After a three-month maturation period, environmental availability was assessed using an ISO/DIS 16751, part B-modified methodology. Interestingly, the best reductions in DDT environmental availability were obtained with the finest particle size (both ACs and Sargasso BC < 150 µm). More specifically, the effectiveness of the strategy seemed to depend on many factors. Firstly, a clear soil effect was demonstrated, suggesting that the more contaminated the soil, the more efficient this strategy may be. Secondly, the results showed that an increase in the amendment rate improves the immobilization of DDT and DDT metabolites. The sequestration material demonstrated different efficiency values (up to 58 ± 4% for Sargasso BC < 150 µm and 85 ± 4% for DARCO at a 2% application rate). Finally, a clear molecule effect was displayed, demonstrating the following immobilization order: p,p’-DDE > p,p’-DDD > p,p’-DDT > o,p’-DDT.

Paulownia sp. are tall and fast-growing perennial plants that grow faster than all woody plants in the world. In many countries, Paulownia sp. are used as a raw material in bioenergy, furniture industry, landscape gardening and technologies for phytoremediation. In this study for the first time in Kazakhstan, conditions of Paulownia tomentosa (P. tomentosa) in vitro cultivation and propagation have been optimized, also the factors influencing the morphogenetic activity of primary explants have been studied. Along with the adaptation potential of Paulownia tomentosa microclones to the ex situ conditions, laboratory standing order for microclonal reproduction have been evaluated. For sterilization of P. tomentosa explants are recommended to use 50% domestos and 0.1% merthiolate. Hormone-free WPM medium was considered as the most optimal for the in vitro propagation. Infrared light is highly recommended for P. tomentosa microclones adaptation, due to its ability to stimulate the formation plants aboveground biomass and root system. For Kazakhstan, the research of this type of tree crops is a relevant, new and promising direction. The development of microclonal propagation of Paulownia tomentosa will accelerate the process of introduction of Paulownia in our Republic.

The growing accumulation of plastic waste in ecosystems has catalyzed a global search for environmentally responsible packaging materials. Among biodegradable polymers, bioplastics derived from polysaccharides – especially from plant-based cellulose and its microbial analogue, bacterial cellulose (BC) – have attracted significant interest due to their renewability, biodegradability, and desirable mechanical attributes. Nevertheless, their practical application is frequently constrained by challenges such as hydrophilicity and vulnerability to environmental stressors. To overcome these issues, recent studies have explored structural modifications involving both noncovalent interactions (e.g., hydrogen bonding, ionic crosslinking) and covalent strategies such as transesterification. These approaches have been shown to improve mechanical integrity, flexibility and water resistance. This review discusses recent progress in engineering polysaccharide-based bioplastics, with a particular emphasis on how combined physical and chemical modifications can enhance performance. Special attention is given to hybrid systems incorporating BC, laponite, chitosan, and fatty acid esters, which demonstrate promising synergistic effects. Overall, the integration of noncovalent and covalent modifications offers a compelling strategy for developing next-generation sustainable packaging materials.

Évaluation et réduction de la biodisponibilité des contaminants liés au sol afin de réduire les risques d'exposition pour l'homme: Cette thèse explore la biodisponibilité des éléments traces (ETs) et des polluants organiques persistants (POPs) liés au sol, en se concentrant sur leur présence répandue dans les matrices du sol et sur les risques potentiels pour l'environnement et la santé humaine. Les ET tels que le chrome (Cr) et le nickel (Ni) sont naturellement présents dans la croûte terrestre et sont des micronutriments essentiels en petites quantités. Toutefois, les activités industrielles telles que les processus métallurgiques, le tannage du cuir et l'élimination inappropriée des déchets ont entraîné une contamination des sols. Le Cr et le Ni existent sous différentes formes, le Cr (III) et le Cr (VI) ainsi que le Ni (II) étant particulièrement préoccupants en raison de leur toxicité et de leur potentiel cancérigène. Le Cr (VI) et le Ni (II) sont hautement toxiques et présentent des risques environnementaux importants, ce qui souligne la nécessité d'estimer avec précision leur présence dans les sols. La contamination des sols est complexe, avec la présence simultanée de différents composés. Parmi ceux-ci, les POPs tels que les polychlorobiphényles (PCB) et le dichlorodiphényltrichloroéthane (DDT) suscitent des inquiétudes supplémentaires en raison de leur forte lipophilie, de leur potentiel de bioaccumulation et de leur résistance à la dégradation. Bien que les PCB et les DDT soient interdits depuis des décennies, ils persistent dans l'environnement et continuent à présenter des risques. Actuellement, la biodisponibilité est souvent estimée sur la base de la concentration totale des contaminants dans le sol, ce qui peut conduire à une surestimation des risques. Cette étude vise donc à intégrer des méthodes précises pour évaluer la biodisponibilité des ETs et des POPs et à explorer des stratégies pour réduire leur impact sur l'environnement. Des modèles in vivo et in vitro ont été utilisés. La biodisponibilité du Cr et du Ni a été évaluée chez des porcelets après exposition orale, en étendant un modèle précédemment utilisé pour évaluer la biodisponibilité du Cd et du Pb (Caboche, 2009). En ce qui concerne les POP, la biodisponibilité de composés très hydrophobes tels que les PCB a été étudiée à l'aide d'un test d'extraction physiologique amélioré relatif au Tenax (rTI-PBET), en utilisant le Tenax comme adsorbant. En outre, des stratégies de réduction de la biodisponibilité, en particulier l'utilisation de biochar (BC) et de charbon actif (CA), ont été testées pour le DDT et ses métabolites afin de réduire le risque de contamination du sol. Pour compléter ces évaluations, la mutagénicité des NDL-PCB et des DDT a été évaluée à l'aide du test d'Ames, y compris des tests sur des sols contaminés par le DDT et traités avec du BC et du AC. Les résultats ont montré que la biodisponibilité relative du Cr était inférieure à celle du Ni dans différents types de sols, ce qui indique que le Cr est moins mobile dans les sols. En revanche, les évaluations in vitro des NDL-PCB ont montré une faible bioaccessibilité (BA%) par rapport aux résultats de la RBA in vivo, ce qui suggère la nécessité d'affiner encore l'essai pour obtenir des prédictions plus précises. La réduction de la biodisponibilité du DDT à l'aide de BC et d'AC s'est avérée efficace, en particulier à des taux d'amendement plus élevés (2 %) et avec des particules finement broyées. Les tests de mutagénicité ont montré que les sols contaminés par les PCB et les DDT avaient une activité mutagène, alors que les sols traités avec le BC et l'AC ne présentaient pas d'effets mutagènes, ce qui confirme l'efficacité de la stratégie de réduction. Dans l'ensemble, ces résultats améliorent la compréhension de la biodisponibilité et de sa réduction, contribuant à des évaluations de risques plus précises et à des stratégies d'atténuation efficaces pour la contamination des sols, soutenant en fin de compte les efforts de protection de la santé humaine.

Бактериялық целлюлоза өсімдік текті целлюлозаға балама болып табылатын, жоғары тазалығы, кристалдылығы және биосәйкестілігімен ерекшеленетін микробтық биополимер. Бұл материалдың құрылымдық және функционалдық қасиеттері оны медицина, тағам қаптамасы, тоқыма және композиттік материалдар сияқты әртүрлі салаларда қолдануға мүмкіндік береді. Зерттеуде бактериялық целлюлоза өндіруде қолданылатын негізгі микробтық штаммдар мен қоректік орталар, сондай-ақ ауылшаруашылық және өнеркәсіптік қалдықтарды көміртек көзі ретінде пайдалану мүмкіндіктері сипатталады. Тазарту әдістері (сілтілік өңдеу, беттік-белсенді заттар, ферменттік және физикалық тәсілдер) тиімділік, экологиялық жүктеме және соңғы қолдану саласына сәйкестік тұрғысынан салыстырмалы түрде қарастырылады. Салыстырмалы талдау нәтижелері көміртек көзі мен штамм таңдау, сондай-ақ тазарту әдісін бейімдеу арқылы өндіріс өнімділігі мен тазалық деңгейін арттыруға болатынын көрсетеді. Биоыдырайтын реагенттер мен қалдықсыз технологияларды енгізу бактериялық целлюлоза өндірісінің тұрақтылығын арттыруда маңызды рөл атқарады. Шолу мақаласында өмірлік циклдік бағалау, экологиялық қауіпсіздік, өндіріс шығындары мен соңғы қолдану талаптарын ескере отырып, бактериялық целлюлозаны өнеркәсіптік деңгейде қолдану үшін қажетті технологиялық шешімдер мен болашақ бағыттар жүйелі түрде қарастырылады. Кілттік сөздер: бактериялық целлюлоза; тазарту әдістері; өндіріс тиімділігі; экологиялық тұрақтылық; қолдану салалары