Помощь студентам в учебе
Влияние электроактивированной воды на биологическую активность
|
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1. Электроактивация воды 8
1.2. Физика процесса активации воды 13
1.3. Технические системы электрической активации воды 16
1.4. Свойства католита 21
1.5. Свойства анолита 24
1.6. Биологическое действие электроактивированной воды 26
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 30
2.1. Используемые реактивы 30
2.2. Используемое оборудование 30
2.3. Используемый прибор для получения ЭХА растворов 31
2.4. Измерение водородного показателя (рН) 33
2.5. Измерение дзета-потенциала и размеров частиц 34
2.6. Измерение удельной электропроводности и общей минерализации 36
2.7. Методика исследования смертности и приплода рачков Daphnia Magna Straus 37
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 40
3.1. Биотестирование ЭХА растворов на семенах кресс-салата 40
3.2. Влияние электроактивированных растворов в различных разведениях
на рост семян гороха сахарного и фасоли 41
3.3. Биотестирование ЭХА растворов на водорослях Vallisneria 47
3.4. Влияние электроактивированной воды и ее разведений на культуру
тест-организмов - Daphnia magna Straus 49
3.5. Дзета- потенциал и образование ассоциаций в исследуемых ЭХА
растворах 51
3.6. Удельная электропроводность и общая минерализация исследуемых
ЭХА растворов 54
4. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 58
4.1. Охрана труда при работе в ученых лабораториях кафедры «Химии и
экологии» 58
4.2. Охрана труда при работе с химической посудой и приборами из
стекла 61
4.3. Охрана труда при работе с кислотами и щелочами 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 72
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1. Электроактивация воды 8
1.2. Физика процесса активации воды 13
1.3. Технические системы электрической активации воды 16
1.4. Свойства католита 21
1.5. Свойства анолита 24
1.6. Биологическое действие электроактивированной воды 26
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 30
2.1. Используемые реактивы 30
2.2. Используемое оборудование 30
2.3. Используемый прибор для получения ЭХА растворов 31
2.4. Измерение водородного показателя (рН) 33
2.5. Измерение дзета-потенциала и размеров частиц 34
2.6. Измерение удельной электропроводности и общей минерализации 36
2.7. Методика исследования смертности и приплода рачков Daphnia Magna Straus 37
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 40
3.1. Биотестирование ЭХА растворов на семенах кресс-салата 40
3.2. Влияние электроактивированных растворов в различных разведениях
на рост семян гороха сахарного и фасоли 41
3.3. Биотестирование ЭХА растворов на водорослях Vallisneria 47
3.4. Влияние электроактивированной воды и ее разведений на культуру
тест-организмов - Daphnia magna Straus 49
3.5. Дзета- потенциал и образование ассоциаций в исследуемых ЭХА
растворах 51
3.6. Удельная электропроводность и общая минерализация исследуемых
ЭХА растворов 54
4. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 58
4.1. Охрана труда при работе в ученых лабораториях кафедры «Химии и
экологии» 58
4.2. Охрана труда при работе с химической посудой и приборами из
стекла 61
4.3. Охрана труда при работе с кислотами и щелочами 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 72
Биологическая материя в значительной степени состоит из воды, и большая часть биологических молекул в животных и растительных системах функционирует, находясь в воде. Технологии промышленных и сельскохозяйственных производств основаны преимущественно на применении воды. Поэтому большой научный и практический интерес имеет исследование особенностей изменения свойств воды путём её электрохимической активации и влияния ЭХА воды на растительные биосистемы. [1]
Известно, что под действием различных сильнодействующих физических факторов - электрического тока, магнитного поля, высокого давления - изменяются свойства воды: температура кипения, замерзания, коэффициент испарения, растворяющая способность, минеральный состав. В результате отмечаются новые физико- химические и биологические свойства воды, влияющие на кинетику происходящих в ней реакций, изменяющие её растворяющую и моющую способность, а также биологическую и лечебную активность. [2] Известно о положительных свойствах омагниченной, электроактивированной, талой воды, а также воды, подвергшейся световой, ультразвуковой обработке. Из всех известных активированных состояний воды менее изученной является электроактивированная вода.
Электрохимическая активация воды как технологический процесс представляет собой электролизное получение в заданном режиме и последующее применение электрохимически активированной воды с заданными свойствами в различных отраслях народного хозяйства в качестве более эффективного реагента или реакционной среды. Следовательно, изучение ее влияния на биологическую активность является весьма актуальным.
Существующие в настоящее время стандарты качества воды и водных растворов не являются идеальными и не учитывают многие параметры, характеризующие биологическую ценность и физико-химическую активность этих растворов. Физиологическое действие воды на биологические системы определяется ее химическим составом, степенью очистки и рядом других физических параметров, характеризующих воду с энергетической точки зрения как сложную структурированную систему. Свойства этой сложной структурированной системы более выражены после перехода ее в неравновесное термодинамическое состояние. Активацию воды и сопровождающий перевод ее в неравновесное термодинамическое состояние можно провести с помощью физических, химических или биологических методов. [3] Среди этих методов наиболее эффективным является электроактивация.
Как правило, модификация воды при электроактивации происходит в приэлектродных пространствах электролизного устройства. В присутствии электрического поля растворы активируются и могут использоваться в различных химических реакциях и катализе, в биологических системах. [4]
Цель настоящей работы заключается в исследовании влияния электроактивированной воды на биологическую активность и возможность ее использования в промышленных масштабах в различных отраслях народного хозяйства в качестве более эффективного реагента или реакционной среды.
Для решения поставленной цели в работе анализировано и проделано следующее:
- обзор технических систем электроактивации воды;
- освоение принципа работы получения электроактивированной воды;
- исследование биологической активности католита и анолита в различных разведениях на тест-объектах (растениях, водорослях, дафниях);
- изучение динамики рН элекрохимически активированной воды в различных разведениях;
- определение дзета-потенциала и образования ассоциаций в исследуемых образцах активированной воды;
- определение удельной электропроводности растворов и общей минерализации;
- обработка результатов.
Известно, что под действием различных сильнодействующих физических факторов - электрического тока, магнитного поля, высокого давления - изменяются свойства воды: температура кипения, замерзания, коэффициент испарения, растворяющая способность, минеральный состав. В результате отмечаются новые физико- химические и биологические свойства воды, влияющие на кинетику происходящих в ней реакций, изменяющие её растворяющую и моющую способность, а также биологическую и лечебную активность. [2] Известно о положительных свойствах омагниченной, электроактивированной, талой воды, а также воды, подвергшейся световой, ультразвуковой обработке. Из всех известных активированных состояний воды менее изученной является электроактивированная вода.
Электрохимическая активация воды как технологический процесс представляет собой электролизное получение в заданном режиме и последующее применение электрохимически активированной воды с заданными свойствами в различных отраслях народного хозяйства в качестве более эффективного реагента или реакционной среды. Следовательно, изучение ее влияния на биологическую активность является весьма актуальным.
Существующие в настоящее время стандарты качества воды и водных растворов не являются идеальными и не учитывают многие параметры, характеризующие биологическую ценность и физико-химическую активность этих растворов. Физиологическое действие воды на биологические системы определяется ее химическим составом, степенью очистки и рядом других физических параметров, характеризующих воду с энергетической точки зрения как сложную структурированную систему. Свойства этой сложной структурированной системы более выражены после перехода ее в неравновесное термодинамическое состояние. Активацию воды и сопровождающий перевод ее в неравновесное термодинамическое состояние можно провести с помощью физических, химических или биологических методов. [3] Среди этих методов наиболее эффективным является электроактивация.
Как правило, модификация воды при электроактивации происходит в приэлектродных пространствах электролизного устройства. В присутствии электрического поля растворы активируются и могут использоваться в различных химических реакциях и катализе, в биологических системах. [4]
Цель настоящей работы заключается в исследовании влияния электроактивированной воды на биологическую активность и возможность ее использования в промышленных масштабах в различных отраслях народного хозяйства в качестве более эффективного реагента или реакционной среды.
Для решения поставленной цели в работе анализировано и проделано следующее:
- обзор технических систем электроактивации воды;
- освоение принципа работы получения электроактивированной воды;
- исследование биологической активности католита и анолита в различных разведениях на тест-объектах (растениях, водорослях, дафниях);
- изучение динамики рН элекрохимически активированной воды в различных разведениях;
- определение дзета-потенциала и образования ассоциаций в исследуемых образцах активированной воды;
- определение удельной электропроводности растворов и общей минерализации;
- обработка результатов.
1. Изучены свойства, биологическое действие ЭХА растворов и технические системы электрической активации воды.
2. Проведено биотестирование ЭХА растворов с различными разведениями на тест - объектах: семенах кресс-салата, фасоли, гороха сахарного, водорослях Vallisneria.
Исследования показали на возможность использования ЭХА растворов для роста/подавления роста, размножения/смертности биологически активных компонентов природы. Выявлены интенсифицирующие и депрессивные воздействия католита и анолита. Таким образом, биообъекты, необходимые народному хозяйству, следует обрабатывать католитом, а для объектов, наносящих вред, использовать анолит.
3. Проведены опыты на влияние ЭХА растворов на жизнеспособность Daphnia magna Straus. Выявлено, что все исследованные разведения католита безвредны для дафний. В анолите 100 % и в его разведениях 70:30, 50:50 и 20:80 было обнаружено 100 % смертность дафний, что говорит об острой токсичности растворов.
4. Измерен водородный показатель электроактивированных растворов. Католит имеет щелочную среду, рН которого увеличивается с повышением его концентрации. Анолит имеет кислотную среду, рН которого, напротив, уменьшается с повышением его концентрации.
5. Измерены дзета-потенциал электроактивированных растворов. Все исследованные ЭХА растворы имеют плохую устойчивость коллоидной системы.
6. Образования ассоциаций в ЭХА-растворах свидетельствуют о
полидисперсности систем в разведениях католита 90:10, 80:20, и контрольной воды. Католитная вода 100 % и в разведении 50:50 имеет монодисперсную систему. Образование ассоциаций в анолитных растворах свидетельствуют о полидисперсности систем в разведениях 90:10, 80:20, 50:50 и контрольной воды. Анолитная вода 100% имеет монодисперсную систему.
7. Измерены общая минерализация и удельная электропроводность электроактивированных растворов. Значения этих параметров уменьшаются с повышением концентраций ЭХА-растворов.
2. Проведено биотестирование ЭХА растворов с различными разведениями на тест - объектах: семенах кресс-салата, фасоли, гороха сахарного, водорослях Vallisneria.
Исследования показали на возможность использования ЭХА растворов для роста/подавления роста, размножения/смертности биологически активных компонентов природы. Выявлены интенсифицирующие и депрессивные воздействия католита и анолита. Таким образом, биообъекты, необходимые народному хозяйству, следует обрабатывать католитом, а для объектов, наносящих вред, использовать анолит.
3. Проведены опыты на влияние ЭХА растворов на жизнеспособность Daphnia magna Straus. Выявлено, что все исследованные разведения католита безвредны для дафний. В анолите 100 % и в его разведениях 70:30, 50:50 и 20:80 было обнаружено 100 % смертность дафний, что говорит об острой токсичности растворов.
4. Измерен водородный показатель электроактивированных растворов. Католит имеет щелочную среду, рН которого увеличивается с повышением его концентрации. Анолит имеет кислотную среду, рН которого, напротив, уменьшается с повышением его концентрации.
5. Измерены дзета-потенциал электроактивированных растворов. Все исследованные ЭХА растворы имеют плохую устойчивость коллоидной системы.
6. Образования ассоциаций в ЭХА-растворах свидетельствуют о
полидисперсности систем в разведениях католита 90:10, 80:20, и контрольной воды. Католитная вода 100 % и в разведении 50:50 имеет монодисперсную систему. Образование ассоциаций в анолитных растворах свидетельствуют о полидисперсности систем в разведениях 90:10, 80:20, 50:50 и контрольной воды. Анолитная вода 100% имеет монодисперсную систему.
7. Измерены общая минерализация и удельная электропроводность электроактивированных растворов. Значения этих параметров уменьшаются с повышением концентраций ЭХА-растворов.