CC BY
55
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
УДК 574
К. С. Крупенков, Д. В. Пенцель, М. Е. Баранов Научный руководитель - С. В. Хижняк Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ЛАБОРАТОРНЫЙ МИНИ-ФЕРМЕНТЕР ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ КСЕНОБИОТИКОВ МЕТОДАМИ МИКРОКОСМОВ
Рассмотрен простой в изготовлении и дешёвый мини-ферментёр, позволяющий моделировать процессы биологической очистки окружающей среды от ксенобиотиков с использованием методов глубинного и твердофазного культивирования.
Биологическая очистка окружающей среды от ксенобиотиков является одной из актуальнейших проблем экологии и экологической биотехнологии. Известно, что биологическая деструкция ксенобиотиков в почвенных и водных экосистемах осуществляется главным образом микроорганизмами. Одним из перспективных направлений изучения микробных процессов в экосистемах является использование метода микрокосмов. Этот же метод широко применяется при изучении влияния различных загрязнителей на поведение таких компонентов водных и почвенных экосистем, как беспозвоночные, водоросли и макрофиты [1-3].
Нами предлагается простая в изготовлении конструкция лабораторного мини-ферментёра, позволяющего моделировать процессы биодеградации ксенобиотиков в водных и почвенных сообществах с использованием метода микрокосмов. В мини-ферментере широко используется относительно недорогое типовое оборудование и комплектующие. Схема устройства ферментера показана на рисунке.
Универсальный мини-ферментер для моделирования процессов биодеградации ксенобиотиков в водных и почвенных сообществах с использованием метода микрокосмов
Ферментёр представляет собой цилиндрическую камеру (1) с полезным объемом 0,5-1,0 л, выполненную из биологически инертного материала, способного выдерживать стерилизацию паром при температуре 115-120 °С и давлении 1,5-2,0 атм. (нержавеющая сталь либо термостойкий пластик).
Сверху имеется съемная крышка (2) со светодиодным осветителем (3) и отверстиями для сменных датчиков (4). Светодиоды используются для организации подсветки при культивировании водорослей или высших растений. Датчики требуются для контроля физических и химических параметров (рН, температура, содержание кислорода и др.) в ходе культивирования, а также для управления процессами культивирования. Предполагается использовать готовые датчики, предлагаемые соответствующими фирмами-производителями. Снизу имеется съемный нагреватель (5), служащий для обеспечения требуемой температуры культивирования.
Жидкая культуральная среда и воздух подаются соответственно через входы (6) и (7) с возможностью регуляции расхода, и отводятся соответственно через выходы (8) и (9). Регулируемая подача жидкости осуществляется с помощью перистальтического насоса либо с помощью крана, подача воздуха осуществляется с помощью регулируемого аквариумного компрессора. Ферментёр может работать в следующих режимах:
1. При моделировании водных сообществ (камера заполняется жидкой средой с добавлением исследуемых загрязнителей) - проточный, периодический и полупериодический режимы.
2. При моделировании почвенных сообществ (камера заполняется почвой или грунтом) - периодический режим.
Благодаря унификации диаметров входов (6) и (7) и выходов (8) и (9) существует возможность организации каскада ферментеров, в том числе - с разным заполнением и разными водными и почвенными сообществами живых организмов. Это позволяет моделировать процессы, происходящие практически в любых природных экосистемах, а также моделировать каскадные системы биологической очистки сточных вод. В настоящее время прототип предложенного мини-ферментёра проходит испытания в лаборатории экологической генетики и биотехнологии Красноярского государственного аграрного университета в рамках отработки технологии биологической очистки сточных вод от нефтепродуктов в почвенно-климатических условиях Сибири.
Библиографические ссылки
1. Курбатова С. А. Ответ зоопланктона микрокосмов на закисление // Известия Рос. акад. наук. 2005. Т. 32. № 1. С. 85-92. Серия биологическая.
2. Остроумов С. А. и др. Присутствие макро-фитов в водной системе ускоряет снижение концентраций меди, свинца и других тяжелых метал-
Секция «Экология промышленности»
лов в вод // Водное хозяйство России. - 2009. № 2. С. 58-67.
3. Beyers R. J., Odum H. T. Ecological Microcosms. New York: Springer Verlag, 1990.
© Крупенков К. С., Пенцель Д. В., Баранов М. Е.,
Хижняк С. В., 2010
УДК 502.1(075.8)
Е. А. Морозова Научный руководитель - Г. Ф. Несоленов Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Самара
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ
Приводится описание работы с программой, с помощью которой можно прогнозировать последствия после возможных аварий на химически опасных объектах.
Сегодня практически каждый человек может столкнуться с ядовитыми и отравляющими веществами и получить серьезное отравление, проживая в мегаполисах, имеющих крупную промышленность, из-за аварийных выбросов отравляющих веществ.
Работа посвящена прогнозированию последствий возможных аварий на химически опасном объекте. В программной среде Delphi создано приложение «Прогнозирование последствий аварий на химически опасных объектах». После запуска приложения появляется окно с тремя вкладками: «Параметры для расчета», «Список ядовитых веществ» и «Результаты расчетов». Программа позволяет создать
модель аварии для дальнейших расчетов ее последствий и оценки поражающего воздействия на местности. На вкладке «Параметры для расчета» задаются погодные условия, параметры аварии (тип объекта, характер разлива, масса разлившегося вещества), область поражения (количество людей, их защищенность), а также химическое вещество и его свойства.
Выбрав пункт меню «Расчет» => «Прогноз», программа проводит расчет и переходит на вкладку «Результаты расчетов»:
- характеристика аварии (эквивалентная масса вещества, глубина и ширина зоны заражения и зона фактического и возможного заражения);
^Прогнозирование результатов аварии |- ||П||Х|
