WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

34

62

21,1

0,93

9

64

38

59

22,4

0,99

10

70

42

55

23,1

1,02

Разработанная автором методика контроля основного параметра, характеризующего мощность нчУЗ-воздействия на водную среду, - амплитуды колебаний рабочего торца УЗХИ, дала возможность оценить энергетические характеристики МПК-зоны (объемная плотность акустической энергии Wак в зоне нчУЗ-воздействия), важные для адекватного сравнения результатов исследований.

В четвертой главе рассмотрены и проанализированы результаты исследования влияния нчУЗ-воздействия на водные растворы наиболее изученных представителях низкомолекулярных биорегуляторов и высокомолекулярных биополимеров – ферментов, подобные по специфике строения гумусовым кислотам.

Изменение биологической (и оптической) активности растворов исследованных веществ носит явно выраженный экстремальный характер, как это показано на рис.9, и достигает максимума при различных для каждой группы растворов режимах нчУЗ-воздействия.

НчУЗ-воздействие активно влияет на конформационные превращения молекул и на включение в эти превращения различных активных радикалов, возникающих из полярных (СОО-, ОН-) и неполярных (гидрофильных и гидрофобных) групп.

Рис. 9. Характер изменения активности водных растворов биоактивных препаратов от объемной плотности УЗ-энергии и времени нчУЗ-воздействия

Полученные результаты показывают, что нчУЗ-воздействие - это специфический механизм безреагентного исследования водных растворов любых РВ, поскольку водное окружение определяет структуру и функционирование молекул любых растворимых органических и неорганических веществ, причем характер гидратационных взаимодействий специфичен и характерен не только для каждого конкретного вещества, но и для различных его концентраций. Этот способ активизации водных растворов защищен патентом РФ (Кривцова и др., 1994).

Ожидается, что реакция водных растворов на нчУЗ-воздействие в широком диапазоне мощности будет достаточно специфична и информативна для контроля состояния водной среды и выявления в ней химических аномалий, что может лечь в основу построения ДЭС нового типа.

Пятая глава посвящена экспериментальному исследованию интенсивности СЛ-свечения водной пробы, возбуждаемого в МПК-зоне проточной ячейки лабораторного макета анализатора - спектрометра возбуждения СЛ-свечения (рис.10).

Типичная форма регистрации изменения интенсивности СЛ-свечения во времени при вводе в поток водной пробы органического вещества биогенной природы (гумата натрия) и ионов металла (Cu2+) представлена на рис.11.

Показано, что как органические, так и неорганические растворенные вещества, не характерные для питьевой и природных вод, вызывают тушение суммарного СЛ-свечения чистых вод природного происхождения.

Следовательно, химические аномалии в водной среде можно выявлять по новому обобщенному показателю - изменению интенсивности СЛ-свечения.

По разработанной автором методике нчУЗ-воздействия на водные среды и при его участии осуществлена опытная проверка предлагаемого сонолюминесцентного метода экспресс-контроля водной среды на лабораторном макете анализатора в режиме оперативного контроля состояния объекта наблюдения (рис.11, а) и в режиме поиска загрязнения (рис.11,б).

Рис. 10. Принципиальная схема экспериментального устройства (лабораторного макета анализатора – спектрометра возбуждения СЛ-свечения) для регистрации СЛ-свечения в малом (V = 22,7.10-6 м3 = 22,7 см3) объеме проточной водной пробы

Рис.11. Изменение интенсивности СЛ-свечения () потока природной воды (низкоминерализованный источник) от времени (t, мин) при подаче в проточную ячейку чистой воды (1;3) и воды с введенными в нее растворами (2): а) - органических (гумат Na с концентрацией 0,2 мг/л); б) - неорганических (Cu2+- меди двухвалентной с концентрацией 10 мг/л). Время ввода раствора ; начало промывки ячейки.Wак фиксирована и равна 0,78 Дж/см3

Получены сонолюминесцентные спектры возбужления (ССВ) водных растворов при различных концентрациях растворенных органических и неорганических веществ, солености, содержании растворенных газов. На рис.12 представлен спектр возбуждения фонового объекта - дистиллированной воды (а), и наиболее характерные спектры возбуждения водных растворов веществ, являющихся важными индикаторами оценки состояния или качества водной среды. Это гуматы, концентрация которых определяет продуктивность (трофность) водных экосистем, (б); - NaCl, концентрация которого определяет соленость водной среды (в); - краситель “Понсо 4R”, загрязнитель природных вод органического происхождения (г).

Рис. 12. Влияние различных растворенных веществ на форму спектра возбуждения СЛ-свечения проточной водной пробы: - спектр возбуждения фонового объекта, дистиллированной воды (а); - спектр возбуждения раствора гумата натрия, 0,15 ppm (б); - спектр возбуждения водного раствора NaCl, 10 ppm (в); - спектр возбуждения водного раствора красителя “Понсо 4R”, 0,06 ppm (г)

Основные результаты работы

1. Построена обобщенная схема физико-химических и люминесцентных процессов в акустическом поле “точечного” источника УЗ-воздействия (ТИУЗ) в динамике развития кавитации, из которой видно: безреагентное и безынерционное кавитационное воздействие возбуждает суммарное СЛ-свечение водной среды и растворенных в ней веществ. Получено аналитическое выражение зависимости

пространственной структуры МПК-зоны от уровня мощности нчУЗ-воздействия, определяемого амплитудой смещения ТИУЗ. Введено понятие – фрактальность, и разработана методика расчета объема микрофракталов для оценки их энергетического насыщения.

2. Показано, что стабильное возбуждение суммарного СЛ-свечения, доступного регистрации, зависит от стабильности основного выходного параметра ТИУЗ – амплитуды его смещения, поэтому были разработаны методики построения и расчета, спроектирована и изготовлена электроакустическая аппаратура, стабильно обеспечивающая возбуждение сонолюминесцентного свечения в МПК-зоне проточной водной пробы на разных энергетических уровнях.

3. Создан на базе разработанной электроакустической аппаратуры и встроен в функциональную схему лабораторного макета анализатора блок возбуждения СЛ-свечения, параметры которого обеспечили достоверность результатов исследования интенсивности СЛ-свечения, возбуждаемого в МПК-зоне проточной ячейки анализатора на разных уровнях мощности нчУЗ-воздействия.

4. Предложен новый обобщенный показатель состояния водной среды - изменение интенсивности сонолюминесцентного свечения потока водной пробы. Показана возможность оперативного контроля состояния водной среды по этому показателю на выбранном уровне мощности нчУЗ-воздействия и снятия спектров возбуждения СЛ-свечения в момент возникновения химических аномалий контролируемой объекта.

5. Выделен фоновый объект – спектр возбуждения дистиллированной воды на девяти уровнях мощности нчУЗ-воздействия, для сравнения и оценки изменений характера спектров, возникающих при любом изменении состава водной пробы в МПК-зоне. Сняты, изучены и статистически обработаны спектры возбуждения суммарного СЛ-свечения водных растворов с различными концентрациями растворенных органических (РОВ) и неорганических веществ, солености и содержания растворенных газов и, по обобщенным результатам, показана возможность построения нового безреагентного метода экспресс-контроля водной среды по новому обобщенному показателю.

6. Создан сонолюминесцентный метода экспресс–контроля водной среды по новому обобщенному показателю ее состояния – изменению интенсивности сонолюминесцентного свечения, возбуждаемого в МПК-зоне потока водной пробы.

7. Разработана схема построения сонолюминесцентных датчиков экологической сигнализации, реализующих новый метод экспресс-контроля водной среды по новому обобщенному показателю. В момент фиксирования химической аномалии датчики должны дать сигнал тревоги и снять сонолюминесцентный спектр возбуждения, характеризующий состояние водной среды в данный момент и в данном месте. Датчики могут быть установлены в пунктах опорных сетей Обсерваторий экологической безопасности и в пунктах оперативного контроля состояния водной среды и качества природных вод.

Список публикаций по теме диссертации

  1. Гальперина А.Н., Гафт И.С., Коричев А.А., Кривцова Г.Б., Ростовцева Н.М. О порядке коэффициента полезного действия ультразвуковых медицинских инструментов // Труды IX Всесоюзн. Акустич. конф. - М., 1977. – С.33-36.
  2. Кривцова Г.Б. Ультразвуковая медицинская хирургическая установка “УЗУМ7-Х” / Информационный сборник: Электротехника медицине. – М.: Информэлектро ВДНХ СССР, 1984. - С.8-9.
  3. Денисов Г.А., Еремин Ю.П., Вероман В.Ю., Жихарев С.С., Кривцова Г.Б. Регулирование активности водных систем методом дезинтеграции их квазикристаллических клатратных структур / Информационный сборник (бюллетень): Обогащение руд, №2 (208). – Л.: 1990. – С.40-41.
  4. Krivtsova G.B., Tikhonova L.C. Investigation of the action of low frequency ultrasound on the activity of enzymes in aqueous solutions (Исследование действия низкочастотного ультразвука на активность водных растворов ферментов)//International symposium: Mechanisms of acoustical bioefects. Abstracts. - Pushchino: USSR, 1990. – P.30.
  5. Дадали В.А., Кривцова Г.Б., Тарасова О.В., Кравцова М.И., Макаров В.Г. Автоматический экспресс-микрометод определения резистентности эритроцитной мембраны в клинической диагностике // Труды науч. конф.: Актуальные вопросы клинической диагностики. – СПб.: ВМА им. С.М. Кирова, 1993. – С.200.
  6. Патент РФ № 2020961 Способ активизации лекарственных препаратов / Г.Б. Кривцова, С.С. Жихарев, В.В. Тец, В.Н. Минеев, О.И. Карпов, Н.Н. Лукашевская.; Заявка № 4914316 от 25.02.1991, зарегистр. 15.10.94. Бюл. 19.
  7. Патент РФ № 2030846 Акустический преобразователь / Г.Б. Кривцова; Заявка № 5016786 от 16.12.1991, зарегистр. 10.03.95. - Бюл. 7.
  8. Патент РФ № 2092120 Ультразвуковой хирургический инструмент / Г.Б. Кривцова; Заявка № 5055600 от 14.07.1992, зарегистр. 10.10.97. - Бюл. 28.
  9. Кривцова Г.Б., Карпов О.И., Меркушева Л.А. Низкочастотное ультразвуковое воздействие на водные растворы биорегуляторов // Труды науч.-техн. конф.: Физика и техника ультразвука. - СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1997. – С.201-203.
  10. Кривцова Г.Б. Ультразвуковой хирургический аппарат “СУЗА”. // Труды науч.-техн. конф.: Физика и техника ультразвука. - СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1997. - С.204-207.
  11. Кривцова Г.Б., Косенко В.А., Власова В.В. Активизация водных растворов лекарственного растительного сырья // Труды VI Междун. конф.: Экология и развитие Северо-Запада России. - СПб: МАНЭБ, 2001. – С.93-98.
  12. Кривцова Г.Б., Коновалов С.И. Оптимальный подход к выбору режима ультразвукового воздействия в медицине. // Труды VII Междунар. конф.: Экология и развитие Северо-Запада России. – СПб.: МАНЭБ, 2002. – С.285-287, 503.
  13. Воронцов А.М., Кривцова Г.Б., Никанорова М.Н. Сонолюминесцентный метод оперативного контроля загрязнения водных объектов Worontsov A.M., Krivtsova G.B., Nikanorova M.N. Sonoluminescence method of the ON-line control of water objects pollution // Труды IX Междун. конф.: Экология и развитие общества. – СПб.: МАНЭБ, 2005. – С.26 – 27. - С.196-197.
  14. Воронцов А.М., Кривцова Г.Б., Никанорова М.Н. Сонолюминесцентный метод оперативного контроля качества природных вод и химических аномалий акваторий // Труды I Сибирского конгресса по экологии с междун. участ.: Социальные, медицинские и инженерные вопросы экологической безопасности населения. – Омск: МАНЭБ, 2006. – С.50-51.
  15. Пацовский А.П., Кривцова Г.Б., Воронцов А.М. Исследование сонолюминесценции в потоке водной пробы / Актуальные проблемы экологической безопасности и устойчивого развития регионов. Сборник научных трудов НИЦЭБ РАН. – СПб.: 2006. – С.118-125.
Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»