25 Июл

КАЧЕСТВЕННОЕ И КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ НИКЕЛЯ В ОБЪЕКТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НОВЕЙШЕЙ ТЕСТ-СИСТЕМЫ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Химические тесты широко используются во всех сферах деятельности человека и обеспечивают возможность простого и недорогого анализа.Тест – системы для химического анализа представляют собой простые, лёгкие и дешёвые аналитические средства и соответствующие экспрессные методики для обнаружения и определения веществ без существенной пробоподготовки, без использования сложных стационарных приборов, лабораторного оборудования, без самой лаборатории, без сложной обработки результатов, а также подготовленного персонала; в большинстве случаев применяют автономные средства однократного использования [1].

Общий принцип почти всех химических тест-методов – это использование аналитических реакций и реагентов в условиях и формах, обеспечивающих получение визуально наблюдаемого или легко измеряемого эффекта; это, например, интенсивность окраски бумаги или длина окрашенной части трубки. Реагенты и добавки используют в виде заранее приготовленных растворов (в ампулах или капельницах) или иммобилизованными на твёрдом носителе – бумаге, силикагеле, пенополиуретане и т.д. В качестве средств для тест-методов химического анализа могут быть использованы индикаторные бумаги, индикаторные порошки и трубки, таблетки и др.

Тест-методы позволяют проводить широкий скрининг проб, например, объектов окружающей среды. Пробы, давшие положительный результат, отделяют от тех, что показали отсутствие компонента. В случае образцов, для которых результат был положителен, предполагается в случае необходимости и более глубокое изучение, в том числе в лаборатории с использованием дорогостоящих приборов [1, c. 173].

Получение твёрдофазного носителя, составляющего основу тест-системы для обнаружения ионов никеля, меди и кобальта, осуществляли по схеме, представленной на рисунке 1.

Рисунок 1. Блок-схема получения тест-системы

Блок-схема включает в себя следующие этапы: нанесение комплексообразователя на поверхность носителя, стабилизация тест-средства методом сушки и формирование тест-системы с учётом специфичности определяемых ионов.

В три химических стакана помещали навеску силикагеля массой по два грамма, приливали реактив Чугаева (10 мл), диэтилдитиокарбамат свинца в четырёххлористом углероде (10 мл) и тиоцианат аммония (10 мл), перемешивали и оставляли на 24 часа при t 20-25°С. После чего, сорбент с иммобилизованными комплексообразователями стабилизировали методом тепловой обработки 8 часов при t  30-35°С.

Для формирования тест-системы было проведено комплексное исследование влияния различных факторов на сорбционную ёмкость, специфичность и чувствительность тест-средства.

Сорбционную ёмкость определяли по количеству связавшегося  с носителем определяемого иона из раствора.

Сорбционную ёмкость ионов кобальта определяли колориметрическим методом. Для этого в пять пробирок внесли по 3 мланализируемого раствора хлорида кобальта с концентрациями: 10 мг/л, 15 мг/л, 20 мг/л, 25 мг/л, 30 мг/л. В каждую пробирку прибавили по 1 мл раствора тиоцианата аммония. Голубая окраска проявлялась в течение 5 минут. На приборе ФЭК ПЭ5400 измеряли оптическую плотность полученных растворов при длине волны 540 нм и при толщине кюветы 1,040 мм. Стандартом служил раствор, содержащий 3 мл дистиллированной воды и 1 мл тиоцианата аммония. Полученные результаты представлены в таблице 1 и на рисунке 2.

Таблица 1

Оптическая плотность и процент пропускания анализируемых растворов хлорида кобальта в присутствии тиоцианата аммония

№ пробирки

Концентрация

анализируемого раствора,

мг/л

D T, %
1 10 0,165 69
2 15 0,130 75
3 20 0,120 76
4 25 0,115 77
5 30 0,05 90

Рисунок 2. Зависимость оптической плотности раствора хлорида кобальта от его концентрации в присутствии тиоцианата аммония

Сорбционную ёмкость по ионам меди и никеля определяли атомно-абсорбционным методом. Для этого готовили растворы хлорида никеля следующих концентраций: 10,5; 12,4; 17,8; 25,3; 35,0 мг/л. Растворы сульфата меди были следующих концентраций: 11,3; 16,3; 25,4; 34,9 мг/л.

Влияние массы сорбента на сорбционную ёмкость проводили следующим образом. К навеске тест-сорбента определённой массы добавляли раствор анализируемого иона известной концентрации и оценивали величину сорбционной ёмкости. Данные представлены на рисунке 5.

Для данных кривых было получено критериальное уравнение и рассчитана вероятность степени аппроксимации.

У1 = -35,711x3 + 72,202x2 + 3,5789x + 52,813 (для ионов кобальта)

R2 = 0,9981;

У2 = -29,617x3 + 63,305x2 — 7,872x + 69,347 (для ионов никеля)

R2 = 0,9999;

У3 = 61,09x3 — 226,24x2 + 275,44x — 10,297 (для ионов меди)

R2 = 1.

Рисунок 3. Влияние массы сорбента на сорбционную ёмкость

Из графика видно, что максимальная сорбционная ёмкость по ионам кобальта и никеля наблюдалась при массе сорбента 1,2 г, а по ионам меди – 1г. Выбор концентрации растворов исследуемых ионов для постановки данного анализа был обусловлен валовым содержанием этих элементов в объектах окружающей среды[2, c. 74].

Сорбционная ёмкость влияет на длину окрашенной зоны. В основу количественного определения элементов по величине окрашенной зоны положена особенность, связанная с равномерным распределением веществ в зоне, т.е. пропорциональная зависимость между размерами зон и концентрацией исследуемого раствора. Для этого нами было проведено исследование зависимости длины окрашенной зоны от концентрации анализируемого иона в растворе. Сорбент с иммобилизованным комплексообразователем помещали в стеклянную трубку диаметром 10 мм и длиной 100 мм. Через полученную систему пропускали раствор анализируемого иона известной концентрации. Наблюдалось развитие окраски тест-средства в результате взаимодействия комплексообразователя, закреплённого на носителе с исследуемым ионом.

Химизм реакций комплексообразования представлен на рисунке 4.

Со2+ + 6SCN = [Co(SCN)6]4-

Рисунок 4. Реакции комплексообразования ионов кобальта, никеля и меди с соответствующими лигандами

Нами исследована специфичность тест-средства. Полученные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2

Влияние разноимённых ионов на специфичность тест-системы

п/п

Специфичность

тест-системы Cu2+-Ni2+

Специфичность

тест-системы Cu2+ — Co2+

Cu2+ Ni2+ Cu2+ Co2+
Снач, мг/л Скон,

мг/л

Сорбция,

%

Снач,

мг/л

Скон

мг/л

Сорбция,

%

Снач мг/л Скон,

мг/л

Сорбция,

%

Снач

мг/л

Скон,

мг/л

Сорбция,

%

1 11,3 100,0 12,4 11,9 4,0 11,3 100,0 21,7 21,2 2,3
2 16,3 0,2 98,0 17,8 17,2 3,4 16,3 0,6 96,3 30,5 30,1 1,3
3 34,9 5,4 85,0 35,0 34,4 1,7 34,9 4,8 86,2 50,0 49,3 1,4

Проанализировав данные таблицы 2, можно сделать вывод, что отдельно взятое тест-средство отличается специфичностью, которая позволяет сформировать тест-системы следующим образом: медь-никель и медь-кобальт.

Процесс закрепления осадков на носителе основан на различных механизмах: адгезии (поверхностное взаимодействие кристаллов осадка с носителем), механическом задерживании крупных кристаллов и закреплении осадков за счёт сорбционных свойств поверхности носителя. Все эти процессы в свою очередь зависят от природы носителя, его дисперсности, природы осадителя и свойств самого осадка.

Так, природа носителя оказывает сильное влияние на закрепление осадков в колонке. Носитель должен обладать необходимой сорбционной ёмкостью по отношении к осадителю, к осадкам и к разделяемым ионам. Сорбционная ёмкость носителя должна строго контролироваться и находиться в определённых пределах, так как слишком большая ёмкость приводит к чрезмерной сорбируемости осадков и может ухудшить разделение, впрочем, как и слишком малая  сорбционная ёмкость[3, c. 60-65].

Дисперсность носителя также оказывает существенное влияние на закрепление осадка. Высокодисперсный носитель лучше закрепляет осадки на своей поверхности, хотя это может привести к увеличению времени анализа, так как уменьшается скорость протекания исследуемого раствора через колонку. Целесообразнее использовать носитель с размером зёрен 0,1-0,02 мм.

Природа носителя, его способность удерживаться на носителе и по-разному взаимодействовать с разделяемыми ионами также оказывает влияние на закрепление осадка на носителе.

Для получения чётко окрашенных границ осадков нужно учитывать все факторы, влияющие на процесс закрепления осадка на носителе, подбирать соответствующие условия проведения эксперимента путём предварительных теоретических расчётов. В противном случае разделение не произойдёт. На рисунке 8 представлено распределение осадков по зонам.

 

Для данных кривых было получено критериальное уравнение и рассчитана вероятность степени аппроксимации.

У1 = -12,833x2 + 2,5167x + 0,4 (для диэтилдитиокарбамата меди)

R2 = 1;

У2 = 17,925x3 — 35,143x2 + 21,261x — 3,6928 (для диметилглиоксимата никеля)

R2 = 0,9862.

Из рисунка 5 видно, что более растворимый осадок переходит в более подвижную фазу и содержание его в верхней зоне уменьшается. Теоретически разделение осадков диэтилдитиокарбамата меди и диметилглиоксимата никеля должно быть успешным, так как граница в их растворимости составляет более 103 и не зависит от концентрации анализируемых ионов.

На рисунке 6 представлено распределение окрашенных зон диэтилдитиокарбамата меди и тиоцианата кобальта.

Для данных кривых было получено критериальное уравнение и рассчитана вероятность степени аппроксимации.

У1 = -4,75x2 + 0,9x + 0,4 (для диэтилдитиокарбамата меди)

R2 = 1;

У1 = -6,958x2 + 7,5251x — 1,5816 (для тиоцианата кобальта)

R2 = 0,9188.

За счёт вторичных явлений при образовании осадков зона диэтилдитиокарбамата меди содержит незначительное количество тиоцианата кобальта. Этого избежать можно промыванием осадков водой, что позволит сделать более чёткой границу окрашенных зон за счёт перераспределения осадков на носителе.

Вышепредставленные данные легли в основу построения тест-системы по обнаружению ионов меди, никеля и кобальта.Данная тест-система использовалась для определения вышеуказанных ионов тяжелых металлов в почвах экспериментальных полей Астраханской области, расположенных вблизи аэропорта г. Астрахани.

Результаты проведенных исследований показали, что содержание тяжелых металлов в исследуемых объектах не превышает ПДК. При этом использование тест-системы позволило сократить время проведения анализа и увеличить диапазон концентраций определяемых ионов металлов. Тест-система не требует  существенной пробоподготовки, использования сложных стационарных приборов, лабораторного оборудования и отличается специфичностью, чувствительностью. Определению не мешают в кратных количествах ионы Na, K, Ca, Mg, Ba, Zn, Fe(III), Mn, Cd, Al.

Разработанная тест-система представляет собой твёрдофазный носитель на основе силикагеля, на поверхности которого адсорбирован диметилглиоксим. Выбор носителя был обусловлен положительными свойствами твердой фазы. Гранулы, входящие в состав сорбента отличаются однородностью состава, механической прочностью, микробиологической устойчивостью и хорошей проницаемостью. Качественный анализ содержания никеля в объектах внешней среды предоставляет большие возможности химикам-аналитикам и ученым экологам в исследовательской деятельности. Тест-система позволит создать средства анализа недорогие лёгкие с точки зрения использования и в то же время сопоставимые по своим аналитическим характеристикам с современными инструментальными методами.

Разработанная тест-система обладает специфичностью, эспрессностью. При оценке наличия ионов никеля изменение окраски из белой в розовую свидетельствует о присутствии искомых ионов.

Список литературы:

  1. Алыков Н.М. Химия и окружающая среда / Н.М. Алыков, Т.В. Алыкова, В.В. Шакирова и др. — Справочник. – Астрахань, 2004. — 236с.
  2. Алыкова Т.В. Химический мониторинг объектов окружающей среды: Монография. Аст-рахань: Изд-во Астрах. гос. пед. ун-та, 2002. 210 с.
  3. Алыкова Т.В., Алыков Н.Н., Шакирова В.В., и др. Комплекс способов определения мик-роколичеств ПАВ и ингибиторов кислотной коррозии // Технологии нефти и газа. 2004. №1 (30). С.60-65
    КАЧЕСТВЕННОЕ И КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ НИКЕЛЯ В ОБЪЕКТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НОВЕЙШЕЙ ТЕСТ-СИСТЕМЫ
    Создана тест-система для качественного и количественного определения ионов никеля в объектах окружающей среды. Разработанная тест-система обладает специфичностью, эспрессностью, при оценке наличия ионов никеля изменение окраски, что свидетельствует о присутствии искомых ионов.
    Written by: Садомцева Ольга Сергеевна, Шакирова Виктория Викторовна, Уранова Валерия Валерьевна, Фадеева Мария Валерьевна, Кожина Александра Дмитриевна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 02/23/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_25.07.15_07(16)
    Available in: Ebook
25 Июл

ОКИСЛЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ ОКСИДОРЕДУКТАЗАМИ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Введение

Ароматические амины относятся к химическим соединениям, получаемым  из ароматических углеводородов (бензола, толуола, нафталина, антрацена, дифенила и т.д) заменой, по крайней мере, одного атома водорода аминогруппой –NH2. Этот класс веществ относится к токсичным соединениям, широко используемым в различных отраслях промышленности. С точки зрения профессиональной вредности одним из наиболее важных ароматических аминов является о-дианизидин (другие названия – прочный синий B, 3,3′-диместоксибензидин). Это соединение применяется в промышленности для получения большого числа диазокрасителей для шерсти, шелка, хлопчатобумажных тканей и других материалов [1, с. 87; 2, с. 156]. о-дианизидин относится к сильнейшим канцерогенам, вызывающим рак мочевого пузыря и почек, а также раздражающе действует на кожу и слизистые оболочки [3, c. 362]. Все эти факты делают проблему его утилизации (в том числе, удаления его из промышленных стоков) достаточно острой и актуальной. Задача удаления органических загрязнителей из промышленных стоков в настоящее время полностью не решена [4, c. 6]. Перспективным направлением исследований утилизации органических контаминантов водных ресурсов является использование гетерогенных катализаторов на основе иммобилизованных ферментов, прежде всего – оксидоредуктаз, способных переводить производные фенола и бензола в менее опасные полимерные продукты, выпадающие в осадок, что делает возможным их удаление из реакционной среды простым фильтрованием [5, c. 145; 6, c. 3013; 7, c. 960]. Оксидоредуктазы (К.Ф. 1; в  том числе — пероксидаза, тирозиназа, лакказа, каталаза и т.д.) – наиболее распространенные и стабильные ферменты с высокой субстратной специфичностью, доказавшие свою эффективность в реакциях окисления широкого спектра субстратов органической и неорганической природы [8, c.261].

Ферменты используются в промышленности как в свободном, так и в связанном (иммобилизованном) состоянии. Их использование в промышленных процессах очень выгодно как с экономической, так и с экологической точек зрения, поскольку ферментативные реакции проходят в мягких условиях без образования побочных продуктов. При этом иммобилизация во многих случаях является единственным способом повышения эффективности биокаталитических процессов. Активность иммобилизованного фермента обычно несколько ниже его активности в растворе, однако этот недостаток компенсируется возможностью многократного использования фермента. В то же время, не существует метода иммобилизации, который был бы универсален для всех ферментов и очень часто иммобилизация вносит дополнительные проблемы и в сам процесс, и в оценку его кинетических параметров. Для создания эффективных биокатализаторов целесообразно проводить их так называемый «рациональный дизайн» с учетом различных факторов: планируемой области применения, желаемых свойств поверхности носителя,  стабильности к различным воздействиям [9, c.105]. В нескольких работах исследователями была доказана возможность ковалентной иммобилизации оксидоредуктаз на  носителях различной природы [10, c. 189; 11, c. 1460]. Коллективом авторов статьи также ранее уже были получены данные об эффективности катализаторов на основе иммобилизованных оксидоредуктаз в окиcлении фенола и его производных [12, c. 80].

Целью данного исследования было создание и исследование физико-химических свойств и кинетических параметров эффективных катализаторов окисления о-дианизидина на основе пероксидазы хрена, иммобилизованной на различных твердых носителях.

Строение и механизм каталитического действия пероксидазы хрена

Пероксидаза хрена (HRP, молекулярный вес ~ 40 кДа, К.Ф. 1.11.1.7) представляет собой гликопротеид, состоящий из полипептидной цепи, формирующей двухдоменную глобулу, и гемовой простетической группы с атомом железа, располагающейся между доменами [13, c.199]. Механизм каталитического действия пероксидазы хрена хорошо изучен:

HRP + H2O2 → HRP-I (1)
HRP-I + RH2 → HRP-II + RH· (2)
HRP-II + RH2 → HRP + RH· (3)

В реакции (1) происходит окисление нативного фермента (HRP) перекисью водорода двумя электронами с получением соединения I (HRP-I), активной формы фермента, в котором Fe3+ окисляется до феррила (FeIV = O), а порфирин – до порфиринового радикала. В реакции (2) HRP-I принимает субстрат (RH2) в свой активный центр и выполняет его окисление. При восстановлении HRP-I образуется соединение II (HRP-II), содержащее оксоферрилимидазол. В реакции (3) HRP-II окисляет вторую молекулу субстрата и восстанавливается до HRP, содержащего Fe3+. Продуктами реакции окисления являются свободные радикалы RH·, которые могут самопроизвольно взаимодействовать между собой с образованием олигомеров или полимеров, выпадающих в осадок. При этом взаимодействие HRP-I c донором происходит гораздо медленнее, чем образование HRP-I, и соответственно, является лимитирующей стадией процесса [13, c. 204].

Методы и методики

Реактивы

В работе использовали следующие компоненты (в скобках – условное обозначение): источником ферментативной активности был препарат пероксидазы хрена (Fluka, 900 ед/мг); в качестве носителей использовались ионообменная смола КУ 2-8 и коммерческий носитель иммобилизации ферментов Sepabeads EC-HA403 (Resindion, Италия); модификатором являлся хитозан кислоторастворимый средней вязкости (Fluka); активирующий агент — глутаровый диальдегид (DC Panreac); субстраты для окисления – о-дианизидин (Д1, прочный синий В) (рисунок 1а) и о-дианизидин соль  (Д2, прочный синий В соль) (рисунок 1б).

   

а

б

Рисунок 1. Субстраты для окисления: а – о-дианизидин; б — о-дианизидин дигидрохлорид

 

Оборудование и приборы

Изучение кинетики окисления о-дианизидина в присутствии нативной и иммобилизованной пероксидазы хрена осуществлялось в термостатируемом реакторе периодического действия с возвратно-поступательным качанием. Оптическая плотность реакционной смеси измерялась на Спектрофотометре СФ-2000 (ОКБ «Спектр»).

Синтез иммобилизованных биокатализаторов

Были синтезированы многослойные гетерогенные катализаторы, активный компонент которых — пероксидаза хрена — был присоединен к поверхности носителя (КУ 2-8 или Sepabeads EC-HA403). Иммобилизация пероксидазы хрена на КУ 2-8 проводилась по известной методике [12, c. 77]. Иммобилизация пероксидазы хрена на Sepabeads EC-HA403 проводилась в соответствии с сопроводительной документацией к данному носителю.

Иммобилизация проводилась в соответствии с выбранными схемами синтеза с промежуточной отмывкой дистиллированной водой от неспецифически связанных компонентов.

Методика проведения  кинетических экспериментов

Для проведения кинетических экспериментов в каталитическом реакторе смешивались раствор исходного фермента (или катализатор, приготовленный из того же количества экстракта), раствор о-дианизидина (или о-дианизидина соли) необходимой концентрации, фосфатный буферный раствор (рН = 7,0) и раствор перекиси водорода (10 %-ный избыток относительно о-дианизидина) в соотношении 1:1:1:1 (об.). Первичные кинетические данные представляли собой зависимость от времени оптической плотности раствора при l = 460 нм, увеличивающейся в процессе окисления вследствие образования окрашенных продуктов. Начальная скорость реакции и другие кинетические параметры определялась методом двойных обратных координат после пересчета оптической плотности в концентрацию субстрата [14, c. 92].

Результаты и обсуждение

Определение оптимальных условий проведения процесса окисления

По результатам варьирования условий реакций окисления о-дианизидина и о-дианизидина соли при С0 = 20 ммоль/л были выявлены оптимальные условия: температура — 25ºС, интенсивность перемешивания – 300 мин-1, и рН – 7,0 , которые и использовались при изучении кинетики.

Сравнение эффективности биокатализаторов различного состава

В результате иммобилизации были получены гетерогенные катализаторы «КУ 2-8 – хитозан – глутаровый диальдегид – пероксидаза» (К1)  и «Sepabeads EC-HA403 – хитозан – глутаровый диальдегид –  пероксидаза» (К2), схемы которых представлены на рисунке 2.

а

 

б

 

Рисунок 2. Схема разработанных гетерогенных катализаторов:

а) «КУ 2-8 – хитозан – глутаровый диальдегид – пероксидаза» 

б) «Sepabeads ECHA403 – хитозан – глутаровый диальдегид –  пероксидаза»; обозначения: Н – носитель, М – хитозан, А – глутаровый диальдегид, Е – пероксидаза хрена

Для оптимизации состава биокатализаторы на основе ионообменных смол были испытаны в реакции окисления о-дианизидина при постоянных исходных концентрациях о-дианизидина и Н2О2, рН, температуре и концентрации катализатора.  Эксперименты показали, что наибольшую активность в реакции окисления фенолов показали биокатализаторы, приготовленные с использованием 0,1%-ного раствора хитозана, 25%-ного раствора глутарового диальдегида.

Для наиболее эффективных катализаторов по результатам кинетических экспериментов при варьировании начальной концентрации субстратов при оптимальных условиях реакции были получены кинетические параметры, приведенные в таблице 1. Активность катализаторов исследовалась в реакции окисления о-дианизидина и о-дианизидина соли (С0 = 20 ммоль/л).


Таблица 1.

Сравнение кинетических параметров катализаторов различного состава

Параметр Субстрат Нативный фермент Иммобилизованный катализатор
К1 К2
Vm, ммоль/л·с Д1 1.15 0.43 0.22
Д2 1.23 0.34 0.15
Кm, ммоль/л Д1 1,52 15,36 19.79
Д2 1,78 17,18 26,54
Кcat, с-1 Д1 7.30 2,73 1.75
Д2 8.80 2,51 1.96
Активность биокатализатора,

ед. ак. (при Со=20 ммоль/л)

Д1 4,51 1,88 1,31
Д2 4,89 1,74 1,12

Таким образом, более эффективными в окислении о-дианизидина являются катализаторы на основе ионообменной смолы КУ 2-8. Активность иммобилизованных катализаторов несколько ниже активности нативного фермента, что связано с гетерогенизацией фермент и затруднением доступа молекул субстрата к активным центрам фермента. Однако синтезированные катализаторы достаточно стабильны (снижают свою активность на 10-15% в последовательных экспериментах), а гетерогенизация делает фермент более удобной для применения в технологических процессах. Синтезированные биокатализаторы эффективно работают в диапазоне концентраций ароматических аминов, в котором они чаще всего встречаются в водных объектах – 1-30 ммоль/л.

Выводы

  Таким образом, получены следующие результаты:

— синтезированы многослойные гетерогенные катализаторы на основе пероксидазы хрена, иммобилизованных на ионообменную смолу КУ 2-8 и Sepabeads EC-HA403, оптимизирован компонентный состав катализаторов;

— определены кинетические параметры синтезированных катализаторов, выявлено, что наиболее эффективным из синтезированных биокатализаторов является система «катионит КУ 2-8–хитозан–глутаровый альдегид–пероксидаза»;

— остаточная активность иммобилизованной пероксидазы ниже активности нативного фермента, однако катализаторы стабильны в последовательных экспериментах, а иммобилизация делает фермент более удобным для применения в технологических процессах.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований.

Список литературы

  1. Гурвич Я.А., Кумок М. Химия и технология промежуточных продуктов и органических красителей. М.: Высшая школа, 1968. 360 с.
  2. Венкатарман К. Химия синтетических красителей: В 2-х т.: т.1. Пер. с англ. Л.: ГНТИ Хим. лит., 1956. 804 с.
  3. Быховская М.С., Гинзбург С.Л., Хализова О.Д. Методы определения вредных веществ в воздухе (Практическое руководство). М.: Медицина, 1966. 595 с.
  4. Wilberg K.Q., Nunes D.G., Rubio J. Removal of phenol by enzymatic oxidation and flotation // Braz. J. of Chem. Eng. 2000. Vol. 17. P. 4-7.
  5. Karam J. Nicell J.A. Potential applications of enzymes in waste treatment // J. Chem. Tech. Biotechnol. Vol. 69. P. 141–153.
  6. Caza N., Bewtra J.K., Biswas N., Taylor K.E. Removal of phenolic compounds from synthetic wastewater using soybean peroxidase // Wat. Res. 1999. Vol. 33. P. 3012–3018.
  7. Cooper V.A., Nicell J. Removal of phenols from a foundry wastewater using horseradish peroxidase // Wat. Res. 1996. Vol. 30 (4). P. 954-964.
  8. Schmid A., Hauer B., Kiender A., Wubbolts M., Witholt B. Industrial biocatalysis today and tomorrow // Nature. 2001. Vol. P. 258-268.
  9. Tischer W., Wedekind F. Immobilized enzymes: methods and applications // Top. Curr. Chem. 1999. Vol. P. 95-126.
  10. Ensuncho L. , Alvarez-Cuenca M., Legge R.L. Removal of aqueous phenol using immobilized enzymes in a bench scale and pilot scale three-phase fluidized bed reactor // Bioprocess. Biosyst. Eng. 2005. Vol. P. 185-191.
  11. Bindhu L.V., Abraham Bindhu T. E. Immobilization of horseradish peroxidase on chitosan for use in nonaqueous media // J. Appl. Polym. Sci. 2003. Vol. P. 1456-1464.
  12. Сидоров А.И., Лакина Н.В., Сульман Э.М., Ожимкова Е.В., Манаенков О.В., Тихонов Б.Б. Очистка сточных вод от фенолов с использованием иммобилизованных оксидоредуктаз растений и грибов // Вестник Тверского государственного университета. Серия «Биология и экология». Тверь: ТвГУ, Вып. 21(№2). 2011. С. 74-81.
  13. Dunford H.B., Stillman J.S. On the function and mechanism of action of peroxidase // Coord. Chem. Rev. 1976. V.19. N P.187-251.
  14. Варфоломеев С.Д. Химическая энзимология [Текст]. М.: Academa, 2005. 472 с.
    ОКИСЛЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ ОКСИДОРЕДУКТАЗАМИ
    Целью исследования было создание и исследование физико-химических свойств и кинетических параметров эффективных катализаторов окисления о-дианизидина на основе пероксидазы хрена, иммобилизованной на различных твердых носителях. В результате работы были синтезированы многослойные гетерогенные катализаторы на основе пероксидазы хрена, иммобилизованной на ионообменную смолу КУ 2-8 и Sepabeads EC-HA403, оптимизирован компонентный состав катализаторов, определены кинетические параметры синтезированных катализаторов, выявлено, что наиболее эффективным из синтезированных катализаторов является система «катионит КУ 2-8–хитозан–глутаровый альдегид–пероксидаза». Кроме того, выявлено, что остаточная активность иммобилизованной пероксидазы ниже активности нативного фермента, однако катализаторы стабильны в последовательных экспериментах, а иммобилизация делает фермент более удобным для применения в технологических процессах.
    Written by: Тихонов Борис Борисович, Стадольникова Полина Юрьевна, Сидоров Александр Иванович
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 02/23/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_25.07.15_07(16)
    Available in: Ebook
25 Июл

ЭФФЕКТ ПОВЫШЕНИЯ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ В КОМПОЗИЦИЯХ ПВД/ПНД сСаСО3ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ ТЕРМОУСАДОЧНЫХ ТОНКИХ ПЛЕНОК




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

В настоящее время разработана и успешно коммерчески развита технологияв области улучшенияударной вязкости,имодуля упругостинекоторых«полувязких»полимеров с помощью внедрения не-эластомеров, среди которых известные пластики и неорганические наполнители [6-13]. Механизм образования жесткости этих систем заслуживает большего внимания.

Общепринятый взгляд на механизм состоит в том, чтодиспергированные частицы действуют как концентраторы напряжения, инициируя и завершая растрескивание, в хрупкой полимерной матрицестановясь причиной «полосы сдвигов» полувязкой полимерной матрицы, которая отвечает за улучшение поглощения энергии [1,2–5,11].

Эффектусадочного напряжения матрицы – ключевой фактор определяющий эффективность повышения прочности и жесткости [13-16].

При создании композиции ПНД/ПВД с СаСО3, предназначенных для производства многослойных термоусадочных тонких пленок, использовалисьмарки следующих характеристик:

— ПВД — ПТР 0,35 г/10 мин, плотность 0,920 г/см3,

— ПНД — ПТР 1,0 г/10 мин, плотность 0,954 г/см3,

— ПНД — ПТР 1,14 г/10 мин, плотность 0,954 г/см3.

Применялось три типа СаСО3:

а) со средним размером частиц 3,2 мкм и стандартным отклонением 1,1 мкм;

  1. b) со средним размером частиц 4,6 мкм и стандартным отклонением 2,3 мкм;

с) со средним размером частиц 11,3 мкм и стандартным отклонением 7,9 мкм.

В качестве связующих веществ применялись изопропил-три-олеил-титанат (OLT951),изопропил-три(диоктилпирофосфато)титанат (NDZ) и полимер простого эфирас оксазолиновой концевой группой и молекулярным весом около 3000 (ON330).

Смеси были приготовлены смешением в расплаве в двухвальцовом устройстве при 140–160°C, гранулированы и затем переработаны в пластины. Образцы для измерения механических характеристик были изготовлены методом литья под давлением при 210°C под давлением в 50 МПа. Зубчатый брусок для испытаний на ударную вязкость по Шарпи имел размеры 120х15х10 мм, а гантелеобразный брусок для испытаний прочности имел толщину 4 мм.

Размер частиц СаСО3 и его распределение в матрице были измерены на приборе центрифугового типа (SR-CP3, Япония).

Механические характеристики композиции ПВД/ПНД с СаСО3и их зависимость от поверхностной обработки СаСО3, размера частиц СаСО3и распределения, приведены в Таблице 1.

Таблица 1

Механические характеристики композиции ПВД/ПНД с СаСО3 в зависимости от поверхностной обработки СаСО3, размером частиц СаСО3 и его распределением.

 

 

Образец

CaCO3

Ударная вязкость по Шарпи, кДж/м2 Предел прочности при изгибе, МПа Проч-ность на разрыв, МПа Темпера-тура тепловой деформа-ции, °С
Средний размер, мкм Вещество поверхностной обработки
ПВД/ПНД     18,6 38,8 23,8 65,0
А-30(а) 3,2 Необраб. 20,8 33,9 20,2 83,0
В-30(а) 3,2 OLT951 43,9 33,5 20,1 83,5
С-30(а) 3,2 NDZ 44,8 32,5 17,5 83,5
D-30(a) 3,2 NDZ-ON330 50,6 32,9 18,3 84,5
D-30(b) 4,6 NDZ-ON330 41,5 29,3 17,0 81,0
D-30(c) 11,3 NDZ-ON330 10,3 27,7 17,0 79,5

Матрица композиции: ПВД (ПТР 0,35 г/10 мин)/ПНД (ПТР = 1,0 г/10 мин).

Данные, приведенныевтаблице 1, показывают, что при одинаковых условиях поверхностной обработки лучшие параметры имели композиции с более мелкими частицами СаСО3, незначительным распределением их размера, и более высокой ударной вязкостью. Предел прочности при изгибе, прочность на разрыв и температура тепловой деформации этих смесей также значительно увеличились со снижением размера частиц СаСО3 и распределением размера частиц.

Ударная вязкость

(кДж/м2)

Содержание СаСО3 (%)

Рисунок1.Ударная вязкость по Шарпи с надрезом композицииПВД/ПНД с СаСО3в зависимости от содержания СаСО3: 1 – СаСО3, d=3,2 мкм, S=1,1 мкм, поверхность обработана NDZON330; 2 – CaCO3, d=3,2 мкм, S=1,1 мкм, поверхность обработана OLT951; 3 – СаСО3, d=4,6 мкм, S=2,3 мкм, поверхность обработана NDZON330.

Как показано на рисунке1, ударная вязкость по Шарпи с надрезом была ниже или близкой к таковой у композиции ПВД/ПНД при содержании СаСО3 менее чем 20%. Однако, ударная вязкость быстро усиливается, а образцы демонстрируют переход от нехрупкого разрушения к хрупкому, когда содержание СаСО3 больше чем 20%.

Ударная вязкость смесей с 40% СаСО3 достигла максимума (62 кДж/м2, кривая 1). Сравнивая кривые 1 и 2 можно заметить, что укрепляющее действие частиц СаСО3, обработанных компаундированным связующим веществом, было выше, чем у частиц, обработанных одним только связующим веществом. Сравнивая кривые 1 и 3 можно заметить, что укрепляющее действие частиц СаСО3 более мелкого размера и с соответствующим распределением размеров частиц, лучше, чем  у частиц большего размера и соответствующим распределением размеров.

Температура тепловой

 деформации (°С)

Содержание СаСО3 (%)

Рисунок2. Температура тепловой деформации композицииПВД/ПНД с СаСО3 в зависимости от содержания СаСО3: 1 – ПВД/ПНД; 2 – ПВД/ПНД с CaCO3, d=3,2, S=1,1 мкм, поверхность обработана NDZON330.

Рисунок2 показывает температуру тепловой деформации смесей и ее зависимость от содержания СаСО3. Температура тепловой деформации,возрастает с увеличением содержания СаСО3 и достигает максимума на 30% (кривая 1) и 40% (кривая 2) СаСО3.

Зависимость ударной вязкости композиций ПВД/ПНД и СаСО3 от молекулярного веса их матриц.

Ударная вязкость

(кДж/м2)

Содержание СаСО3 (%)

Рисунок3. Ударная вязкость по Шарпи с надрезом композиций ПВД/ПНД с СаСО3 с разным молекулярным весом матрицы в соответствии с содержанием СаСО3: 1 – композиция ПВД/ПНД (ПТР=0,35 г/10 мин); 2 – композицияПВД/ПНД (ПТР=1,0 г/10 мин); 3 – композицияПВД/ПНД (ПТР=1,14 г/10 мин); 4 – композиция ПВД/ПНД (ПТР=0,08 г/10 мин) (СаСО3, d=3,2мкм, S=1,1 мкм, поверхность обработана OLT951).

Рисунок3 показывает, что матрица композицииПВД/ПНД с более высоким молекулярным весом вызывала более раннее возникновение перехода от нехрупкого к хрупкому разрушению композиции и достигла более высокого и раннего максимума кривой ударной вязкости по Шарпи с надрезом.

Когда молекулярный вес матрицы стал больше, сила взаимодействия между молекулярными цепочками возросла, и деформационно-индуцированные области или районы межфазного перехода стали шире, это значит, что слоисферического полимерного кристалла из вытянутых цепочек стали больше. Таким образом, более толстые слоисферического полимерного кристалла из вытянутых цепочек, соединились одна с другой при низком содержании СаСО3 и сформировали больше связей между собой. Следовательно, они смогли раньше сформировать сетевую структуру из вытянутых цепочек в смесях. Это ключевая причина того, что переход от нехрупкого разрушения к хрупкому и максимальная ударная вязкость смесей могла иметь место при низком содержании СаСО3, так как молекулярный вес матрицы вырос.

Кривая 4 на рис. 3 показывает отношение между ударной вязкостью композиции ПВД/ПНД с СаСО3 и содержанием СаСО3 в ней. Несмотря на то, что максимальная ударная вязкость была достигнута при низком содержании СаСО3, этот максимум был меньше, а эффективность действия частиц СаСО3 по увеличению жесткости была ниже.

На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы: в процессе смешения в расплаве композиции ПВД/ПНД и частиц СаСО3, ON330 реагирует с NDZв компаундированное связующее вещество,что приводит к формированию слоя покрытия из мягких молекулярных цепочек ON330 на частицах СаСО3 и очевидно увеличивает их межфазную адгезию. В результате данного исследования ударная вязкость по Шарпи с надрезом смесей (60/40) была 62,0 кДж/м2, что в 2,3 раза выше чем у неулучшенной композиции ПВД/ПНД.

Произошло улучшение механических характеристик композиций и возник переход от хрупкого разрушения к нехрупкому благодаря эффекту кристаллизации, вызванному сдвиговой деформацией. Межфазная адгезия, размер частиц, распределение их размеров и содержание СаСО3, а также интенсивность охлаждения образцов, были ключевыми факторами, определяющими формирование структуры кристаллической решетки из вытянутых цепочек. Равномерность и кристалличность матричных молекулярных цепочек также были ключевыми факторами, влияющими на деформационно-индуцирующую кристаллизацию и определяющими эффективность увеличения жесткости.

Литература

  1. Bucknall, C. B. Toughened Plastics; Applied Science: London,1977. — 359 р.
  2. Wu S., Impact fracture mechanisms in polymer blends: Rubber-toughened nylon // J. Polym. Sci / Polym. Phys. Ed. 1983. — 699-716 p.
  3. Hobbs S. Y., Bopp, R. C., Watkins V. H. Toughened nylon resins // Polym. Eng. Sci. 1983. — 380-389 p.
  4. Wu S., Phase structure and adhesion in polymer blends: A criterion for rubber toughening // Polymer, 1985. – 1855-1861 p.
  5. Wu S., A general criterion for rubber toughening: The critical matrix ligament thickness // J. Appl. Polym. Sci. 1988. – 549-561 p.
  6. Bartczak Z., Argon A. S., Cohen R. E., Weinberg M. Toughness mechanism in semi-crystalline polymer blends: I. High-density polyethylene toughened with rubbers// Polymer 1999. — 2331-2346 p.
  7. Bartczak Z., Argon A. S., Cohen R. E.,Weinberg M. Toughness mechanism in semi-crystalline polymer blends: II. High-density polyethylene toughened with calcium carbonate filler particles // Polymer 1999. — 2347-2365 p.
  8. Kurauchi T., Ohta T., Energy absorpition in blends of polycarbonate with ABS and SAN // J. Mater. Sci. 1984. — 1669-1709 p.
  9. Koo K. K., Inoue T., Miyasaka K., Toughened plastics consisting of brittle particles and ductile matrix // Polym. Eng. Sci. 1985. – 741-746 p.
  10. Angola J., Fujita Y., Sakai T., Inoue T. Compatibilizer-aided toughening in polymer blends consisting of brittle polymer particles dispersed in a ductile polymer matrix // J. Polym. Sci.,(Part B) / Polym. Phys. 1988. – 807-816 p.
  11. Fu Q., Wang G., Polyethylene toughened by rigid inorganic particles // Polym. Eng. Sci. 1992. — 94-97 p.
  12. Galeskl A., Piorkowska E., Koenczoel L., Baer E., Acoustic emission during crystallization of polymers // J. Polym. Sci. (Part B) / Polym. Phys. 1990. – 1171 p.
  13. Zhang Y., Chen R., Ошуjing gao ju wu de bo li hua zhuan bian wen du yu ошуjing can shu de guan xi // J. Polym. Mater. Sci. Eng. 1992. – 94 p.
  14. Zhang Y., Chen R., Ошуjing gao ju wu de bo li hua zhuan bian wen du yu ошуjing can shu de guan xi // J. Polym. Mater. Sci. Eng. 1992. – 95 p.
  15. Zhang Y., Cheng R., Zhang S., Fang lun xian wei xi shi xing wei de yan jiu // Acta Mater. Compos. Sinica, 2014. – 9 -12 p.
  16. Zhang Y., Chen R., Hui Z., Effects of the interfacial stress-induced crystallization on the matrix crystalline morphology and the mechanical properties of glass fiber-reinforced high density polyethylene composites // J. Adhes. Sci. Technol. 2000. 1405-1421 p.
    ЭФФЕКТ ПОВЫШЕНИЯ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ В КОМПОЗИЦИЯХ ПВД/ПНД сСаСО3ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ ТЕРМОУСАДОЧНЫХ ТОНКИХ ПЛЕНОК
    В данной статье представлены результаты исследований серии композиций на основе ПВД/ПНД с СаСО3 (предназначенных для производства многослойных термоусадочных тонких пленок) с различными видами связующих веществ, на основе частиц CaCO3 различных размеров.
    Written by: Кузьмина Александра Владимировна, Данилова-Волковская Галина Михайловна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 02/20/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_25.07.15_07(16)
    Available in: Ebook
25 Июл

ОБОРОТ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕНЫХ ПРОДУКТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ КВЧ-ТЕРАПИИ НА «ЯВЬ-1»




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Принцип действия установки состоит в следующем: энергия генерируемая КВЧ генератором колебаний определенной частоты через  направленный ответвитель поступает в рупорный облучатель. Наибольшая часть энергии через боковое плечо направленного ответвителя поступает на контрольный резонатор и далее на детекторную головку. Настройка установки на рабочую частоту осуществляется ручкой «Настройка частоты» при выключенной модуляции острому отклонению минимума стрелки индикатора в пределах левой части шкалы. При включенной кнопке модуляция стрелка индикатора должна находится в пределах правой  части шкалы.

Установка смонтирована в едином блоке, который с помощью подвижной ручки подвешивается на штативе.

На передней панели блока расположены: кнопочный выключатель  сети, индикатор включения сети, кнопочный включатель модуляции, ручка подстройки частоты, стрелочный индикатор настройки частоты и индикации необходимой величины выходной мощности.

На задней панели блока расположены: клемма для заземления (зануления) блока, шнур с вилкой для включения прибора в сеть, два сетевых предохранителя (под крышкой), крышка разъема для подключения измерительных приборов при настройке (сборке, регулировке) установки в заводских условиях.

В качестве источника энергии облучения используется ЛПД-генератор (генератор на лавинно-пролетном диоде). Частота генерации контролируется по встроенному резонатору, настроенному строго на рабочую частоту.

Исследования проводились на семенах ржи, предоставленные Казанским ГАУ, имеющих влажность не менее 20 % и пригодных для проращивания (способных к прорастанию). В данных экспериментах использовались (применялись) генераторы  ЭМП КВЧ-диапазона « Явь 1 – 5,6» . Также для измерения диэлектрической проницаемости использовали векторный анализатор.

Используемые в данных исследованиях генератор «Явь 1-5,6» лабораторного стенда – модернизированное устройство для обработки семян ЭМП (Патент РФ №2246814, опубликованный 27.02.2005г  Бюл.№6). Установка содержит один излучатель  электромагнитной  энергии(Явь1 -5.6)соединенный с источником электромагнитной энергии, электрический привод, подключенный к блоку управления, станину для размещения на ней обрабатываемого, биологического материала, соединенную с электрическим приводом, установленную на неподвижном основании, с возможностью ее вращения. Биологический материал предназначенный для обработки ЭМ полем, например: семена помещают в мерные стеклянные стаканы, которые располагаются на станине в специальных установочных местах , внутри металлических ободов,  представляющих  из себя срезки цилиндрических полых труб.

Семена с/х культуры (ржи) размещались в один слой, в центральной зоне  облучаемой (обрабатываемой) поверхности на расстоянии 60 см. от плоскости раскрыва рупорного излучателя (антенны). Поверхность, на которой присутствует электромагнитное поле (излучение), имеет размеры 51 на 20 см. и занимает площадь в 1020 см2. поверхностью с обрабатываемыми семенами.. Данные зоны, прямоугольной формы, с обрабатываемыми семенами имеют общий центр, совпадающий по расположению, с точкой падения (пересечения) центральной оси рупорной антенны (его питающего волновода).

Воздействию НИ ЭМП  КВЧ – диапазона подвергались по 7 групп семян из одной партии, по 25 зерен в каждой, в течение определённого времени и режима облучения.

Интенсивность ЭМП на поверхности с семенами составляла, примерно 0,02 мВт/см2. и несколько (значительно) различалась в различных зонах, вследствие неравномерности амплитудного распределения напряжённости электрического поля Е на облучаемой поверхности с семенами. Семена  выкладываем в центральную зону обработки

После облучения НИЭМП в КВЧ-диапазоне длин волн, группы семян были помещены в растильни, и размещались в тёмном, проветриваемом  шкафу с средней температурой приблизительно 22 градуса Цельсия, недоступным для солнечных лучей. Проращивание семян данных групп, подвергшихся облучению низкоинтенсивных ЭМВ в КВЧ диапазоне, и подсчёт количества проросших зёрен производился согласно ГОСТ 12038-84 (СЕМЕНА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР. Методы определения всхожести) [6].

Результат измерения диэлектрической проницаемости ржи представлен на рисунке 1.

Результаты данных лабораторных исследований о влиянии однократной предпосевной обработки ЭМП с частотой 53,53 ГГц на развитие (рост) ростков, корней, а также количества данных корней в семи повторах, приведены в таблицах 1 — 3 и рисунках 2-3 .

Рис.1 – Измерение диэлектрической проницаемости ржи

 

Таблица 1 — Результаты КВЧ обработки в течение 15 мин.

 Длина волны ЭМП: 5,6 мм.

№ п/п Длина ростков пророщенных семян (мм)

Длина корней пророщенных семян (мм)

Обработанных НИ КВЧ ЭМИ Без обработки (контроль)
Обрабо  танных   НИ КВЧ ЭМИ Без обработ  ки (конт роль) Количество корней одного зерна Макси-мальн. знач. Среднее знач. Количество корней одного зерна Макси-мальн. знач. Среднее знач.
1 90 140 4 182 142,75 4 146 109
2 112 139 6 110 85,8 5 180 82
3 150 90 5 165 79,2 5 165 61,8
4 137 135 6 110 97,33 4 165 114,3
5 54 98 4 108 91 4 120 83
6 155 106 5 160 70,2 6 124 72,5
7 77 35 3 110 91 4 110 86,25
8 140 132 4 160 126,5 5 121 90,2
9 85 97 4 149 113,75 4 67 48,5
10 92 100 5 100 34,4 4 154 78,25
11 82 100 5 93 63,4 5 90 58,4
12 118 99 5 163 95 5 150 106,4
13 63 65 6 150 86,5 4 122 95,25
14 21 116 4 106 77,5 3 135 97,33
15 41 99 4 58 39,5 4 122 93,5
16 89 50 4 115 44,75 4 135 61,5
17 95 115 4 128 58 5 113 81,6
18 185 40 4 178 113,75 4 80 53,75
19 65 60 5 135 76,6 4 52 31
20 67 45 6 78 76,6 4 43 29,25
21 111 22 4 135 89,75 3 30 21,33
22 30 4 35 29,5
23 45 4 70 57,25
24
25
Сред  нее знач. 91,47 89,66 4,56 80 4,28 74,05
СКО 42,35 36,0685 3,125 28,78 1,53 28,23
Стандарт  ная ошиб ка 8,83 7,87 0,84 6 0,33 6,16
t критерий Стьюдента 0,03 0,17 0,38

 

Таблица 2 — Длины корней пророщенных семян, обработанных низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ диапазона c длиной волны 5,6мм

в течение         15мин. в течение         30мин.
Среднее значение средних длин корней каждого зерна, всех зёрен группы. 94,42 101,35
Прирост в процентах, относительно      значений контрольной группы. 27,50 36,87
СКО 26,78 28,16
 t критерий Стьюдента  0.53  0.7

Длины корней пророщенных семян контрольной группы

Среднее значение средних длин корней каждого зерна, всех зёрен группы. 74,05 74,05

Рис. 2 – Длина корней пророщенных семян, обработанных ЭМИ КВЧ диапазона

Таблица 3 — Длины ростков пророщенных семян, обработанных низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ диапазона c длиной волны 5,6 мм

. в течение         15мин. в течение         30 мин.
Средняя длина ростков всех зёрен группы. 103,27 115,44
Изменение (прирост) в процентах, относительно      значений контрольной группы. 15,18 28,75
Среднеквадратическое отклонение, 30,9 45,3
Критерий существенности разности (t критерий Стьюдента)  0,25 0,49

Длины ростков пророщенных семян контрольной группы

Средняя длина ростков всех зёрен группы. 89,66 89,66

Рис 3 — Длины ростков пророщенных семян, обработанных ЭМП КВЧ диапазона

Проанализировав результаты проведенного исследования  о влиянии предпосевной обработки  семян ржи  ЭМП с частотой 53,53 ГГц   на развитие их ростков, корней, а также количества корней, сделаны выводы:

1.) Наиболее лучшие результаты показала партия ржи с предпосевной обработкой  которая подвергалась воздействию ЭМП  длительностью 30 минут, увеличилась средняя длина ростков и корней, так же незначительно увеличилось количество корней.

2.) При длительности предпосевной обработки в течении 15 минут, также наблюдается увеличение средней длины ростков и корней, так же незначительно увеличилось количество корней

3.) Было выяснено что КВЧ обработка может оказывать не только стимулирующее воздействие, но и угнетающее, было выявлено что при времени обработки семян свыше 45 минут приводит к угнетению роста ростков и корней данных семян.

Список литературы.

  1. Данько, С.Ф. Интенсификация процесса солодоращения ячменя действием звука различной частоты. канд. тех. наук: ВАК РФ. — М., 2001.
  2. Атрощенко, Е.Э. Действие ударно-волновой обработки семян на морфофизиологические особенности и продуктивность растений. канд. био. наук: ВАК 03.00.12. — М., 1997.
  3. Ксенз, Н.В.Анализ электрических и магнитных воздействий на семена / Н.В. Ксенз, С.В. Качеишвили // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2000. — №5. — С. 10-12.
  4. Нещадим, Н.Н. Теоретическое изучение влияния обработки семян и посевов ростовыми веществами, магнитным полем, лазерным облучением на урожай и качество продукции, практические рекомендации; опыты с пшеницей, ячменём, арахисом и розой: автореф. дис…. д-р. с/х наук: Кубанский агрономический ун-т. — Краснодар, 1997.
  5. Яруллин А.А.  Исследование воздействия физических электромагнитных полей сверхвысокой и крайневысокой частоты диапазонов на зерновые культуры.  Исслед. Работа 2014г.
  6. ГОСТ 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур . Методы определения всхожести
    ОБОРОТ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕНЫХ ПРОДУКТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ КВЧ-ТЕРАПИИ НА «ЯВЬ-1»
    Представлены результаты численных и экспериментальных исследованийопределения наилучшего режима предпосевной обработки яровой ржи, с целью увеличения морфофизиологических показателей прорастающих семян и, как следствие, повышения урожайности данной культуры.
    Written by: Мерзляков Евгений Леонидович, Тимаков Николай Павлович, Кокурин Олег Евгеньевич
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 02/23/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_25.07.15_07(16)
    Available in: Ebook