CC BY
20
during cold stress / Физиология растений. - 2014. -Т. 61. - №6. - С. 816-823.
19. Ram M.S., Dowell F.E., Seitz L.M. FT-raman spectra of unsoaked and NaOH-soaked Wheat kernels, bran, and ferulic acid // Cereal Chemistry. - 2003. Vol. 80. -№2. - 188-192.
20. Rico C.M., Peralta-Videa J.R., Gardea-Torresdey J.L. Differential effects of cerium oxide nanoparticles on
rice, wheat, and barley roots: a Fourier Transform Infrared (FT-IR) Microspectroscopy study // Appl. Spectrosc. - 2015. - №69(2). - P. 287-295.
21. Wang Y., Pei Z., Shan X., Chen G., Zhang J., Xie Y., Zheng L. Effects of metal cations on sorption-desorption of p-nitrophenol onto wheat ash // J.Envir.Sc. - 2011. - №23(1). - P. 112-118.
МОНИТОРИНГ МИКРОБИОАОГИЧЕСКОИ СИТУАЦИИ НА АТОМНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ
Жданова Галина Владимировна
Канд.техн.наук, доцент кафедры электрохимии, Севастопольский государственный университет,
г. Севастополь Ковальчук Юлия Лукинична
Канд.биол.наук, ст. научный сотр.,ФГБУН Институт экологии и эволюции им.А.Н.Северцова РАН, г.Москва
Ткаченко Элла Владимировна
Ст. преподаватель кафедры электрохимии, Севастопольский государственный университет, г. Севастополь
Ранее было установлено, что под воздействием микроорганизмов, попадающих в технологическое оборудование атомных электростанций (АЭС) с природной водой возникает биологическая коррозия конструкционных материалов [4]. Показано наличие тионовых, суль-фатредуцирующих, денитрифицирующих и гетеротрофных бактерий в речной воде, поступающей на АЭС. Кор-розионно-активная микрофлора попадает в теплоноситель второго контура через ионообменные установки химводо-очистки (ХВО), смолы которых не обладают бактерицидными свойствами, а являются питательным субстратом для микроорганизмов [5].
Одной из мер борьбы с этой проблемой является разработка практических мероприятий профилактического действия, основанных на точном знании и количественных оценках прогностического характера, позволяющих предупреждать явления биокоррозии [1, 6]. Необходимо создание системы, блокирующей биоповре-ждающие ситуации на ранних стадиях очистки воды на АЭС. Такая система позволит предотвращать биокоррозию не только при использовании биоцидных соединений, но и за счет данных о сроках разрушения конструкционных материалов в условиях микробиологического мониторинга. Уровень полученных сведений о загрязнении ионообменных фильтров систем водоочистки АЭС и биокоррозии металлов трубопроводов при стояночных и переходных режимах, вызываемых коррозионно-опасными группами микроорганизмов, свидетельствует, что наиболее надежным критерием оценки бактерио- и грибоустой-чивости является системный подход [2].
Целью микробиологического мониторинга на АЭС является оценка характера и возможных путей сокращения воздействия коррозионно-опасной группы микроорганизмов на работоспособность фильтрующих материалов и трубопроводы АЭС. Она может быть путем выполнения следующих задач:
- получения информации, связанной с микробиологическим загрязнением технологических сред АЭС;
- представлением информации для принятия решений;
- принятием мер, направленных на ингибирование бактериального распространения в системах водо-подготовки АЭС.
В соответствии с возложенными на систему функциями микробиологический мониторинг должен включать следующие основные направления (рис.1):
- наблюдения за факторами воздействия (микробиологического загрязнения) природной и технологической среды на конструкционные материалы АЭС;
- оценку фактического состояния природной воды, поступающей на АЭС, и фильтрующих установок с использованием микробиологических методов;
- прогноз состояния ионообменных фильтров АЭС и окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния;
- регулирование качества технологических сред при использовании биоцидов микробиологического загрязнения в ионообменных фильтрах при регенерации, позволяющего исключить биокоррозионные процессы в контурах АЭС при охлаждении системы теплоносителя.
Последовательность событий при микробиологическом загрязнении систем водоочистки - химводоочистки (ХВО) и спецводоочистки (СВО) АЭС представлена на рис. 2. При попадании бактериальной флоры в ионообменные фильтры (ИОФ) водоочистки ухудшается качество обессоленной воды, уменьшается рабочий период фильтрующих материалов, используемых в ионообменных фильтрах, увеличивается объем промывочных вод ионообменных смол после регенерации и количество жидких отходов. В исходной экосистеме водоподготовки необходимо применять биоцидные добавки, которые обеспечивают стабильную работу системы, увеличивая качество очищенной воды, при этом исключается попадание микрофлоры в трубопроводы теплоносителя.
Этапы выполнения микробиологического мониторинга:
- выбрать количество точек пробоотбора для микробиологических посевов в системах ХВО и СВО АЭС;
- выбрать время и частоту измерений;
- используя средства технического и методического обеспечения провести микробиологические измерения;
- при выявлении коррозионных групп микроорганизмов в ионообменные фильтры провести регенерацию с использованием ингибитора;
- произвести документирование и математическую обработку результатов исследования.
Система микробиологического мониторинга технологической среды АЭС включает взаимодействующие и
взаимосвязанные между собой элементы - объекты микробиологического мониторинга: природную воду с обитающими в ней микроорганизмами; ионообменные фильтры и обессоленную воду химводоочистки и микроорганизмы, размножающиеся на фильтрующих материалах; водную среду, проходящую спецводоочистку I и II контуров АЭС с совокупностью микроорганизмов; трубопроводы I и II контура при охлаждении системы с коррозионно-опас-ными группами микроорганизмов; систему охлаждения с микроорганизмами, вызывающими биокоррозию трубопроводов; биоиндикаторов природной воды, реагирующих на загрязнения станционных стоков.
Рисунок 2. Схема таимоЛействий в технологических системах АЭС, загрязненных микрофлорой.
Определить возможные пути выхода, т.е. увеличения сроков работоспособности различных ионообменных фильтров систем ХВО и СВО АЭС, исходя из плановых результатов химических и микробиологических анализов
На основе статистики наличия коррозионно-опасных групп бактерий в ионообменных фильтрах систем водоочистки, оценить вероятность реализации
различных способов выхода
Дальнейшее проведение микробиологического мониторинга ионообменных фильтров 1раз в месяц
Рисунок 3. Алгоритм принятия решений в системе микробиологического мониторинга водных сред на АЭС.
При проведении микробиологических наблюдений необходимо выбрать точки отбора проб: из природного водозабора, после осветлителя ХВО, после механического фильтра ХВО, после цепочки катионитовых и анионито-вых фильтров ХВО, пробоотбора в СВО, в ковше водопод-готовки, в градирнях и в местах станционных стоков АЭС. Данные исследования необходимо проводить один раз в месяц в зимний период и два раза в месяц в летнее время года.
В систему микробиологического мониторинга также входят методы контроля объектов мониторинга. Это методики микробиологического контроля ионообменных фильтров и технологической среды на наличие кор-
розионно-опасных групп бактерий (тионовых, денитрифицирующих, сульфатредуцирующих бактерий) и грибных ассоциаций [3]; методики определения электрохимических характеристик конструкционных материалов трубопроводов АЭС, подверженных биокоррозии, (в том числе определение скорости коррозии металла) и методики определения спектрофотометрических характеристик клеток зеленых бактерий при изменении параметров природной водной среды вокруг АЭС.
Технические средства, используемые при контроле микробиологического мониторинга: пробоотборники, рН-метр, иономер, потенциостат, спектрофотометр, кондук-томер, газовый хроматограф. При математическом обеспечении микробиологического мониторинга применяют
математическую модель изменения рабочего периода ионообменных смол от роста микроорганизмов и математические методы обработки результатов.
При принятии решений о периодичности микробиологического мониторинга необходимо учитывать количество коррозионно-опасных групп бактерий, размножающихся в ионообменных фильтрах. При низкой численности или отсутствии указанных выше видов бактерий мониторинг проводится путем взятия проб на микробиологический анализ 1 раз в месяц. Если численность Все контролируемые параметры вводятся в компьютерную базу данных, что в целом, существенно повышает надежность системы и снижает эксплуатационные расходы. Такой подход дает возможность учитывать, как специфику источников микробиологического воздействия природных факторов, определяющих состав объектов окружающей среды, так и потребности лиц, принимающих решения.
Таким образом, приведена структурная организация системы микробиологического мониторинга, направленная на оценку характера и возможные пути сокращения возникновения биологической коррозии технологического оборудования атомных электростанций. Определение коррозионного состояния систем водо-подготовки и оборудования АЭС должны включать в себя оценку показателей биокоррозии по локальным биоиндикаторам, какими являются коррозионно-опасные группы бактерий.
Список литературы 1. Андреюк Е.И., Козлова И.А. Микробиологические аспекты коррозии
коррозионных бактерий выше 102 кл/мл, то принимается решение об очистке ионообменных смол биоцидом и повторных микробиологических анализах один раз в неделю. Разработанная концепция построения системы экологического мониторинга, а также предлагаемые технические и системные решения, позволяют значительно снизить влияние негативных микробиологических факторов. На рис.3 показан алгоритм принятия решений в системе мониторинга водных сред АЭС.
2. металлов. М.: Микробиологический журнал, 1981. № 2. - С. 139-145.
3. Афанасьев Ю.А., Фомин С.А., Меньшиков В.В. Мониторинг и методы контроля окружающей среды. - М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. - 337 с.
4. Гончарук В.В., Страхов Э.Б., Волошинов А.М. Водно-химическая технология ядерных энергетических установок и экология. Справочник. Киев: Наукова думка, 1993. - 447 с.
5. Жданова Г.В., Ковальчук Ю.Л. Биологическая коррозия конструкционных материалов предприятий атомной энергетики // Коррозия: материалы, защита. 2009, №3. - С. 36-40.
6. Жданова Г.В., Ковальчук Ю.Л. Количественная характеристика коррозионно-активной микрофлоры водных технологических сред АЭС // Коррозия: материалы, защита. 2010, № 11. - С. 38-41.
7. Сердюк А.М. О создании системы информационного автоматизированного мониторинга и анализа // Environment and health. 1997, № 2. - С. 3-5.
ИЗУЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ ИНТРАПЕРИТОНЕАЛЬНОМ ВВЕДЕНИИ В ОРГАНИЗМ ЖИВОТНЫХ
НАНОЧАСТИЦ ЖЕЛЕЗА
Лебедев Святослав Валерьевич
доктор биологических наук, заведующий лабораторией Института Биоэлементологии ФГБОУ «Оренбургский
государственный университет», г. Оренбург.
Лебедева Валерия Святославовна ученица средней общеобразовательной школы №70", муниципальное общеобразовательное
учреждение, г. Оренбург.
Наноматериалы - это материалы, структурированные на уровне молекулярных размеров или близком к ним. Структура может быть более или менее регулярной, или случайной. Поверхности со случайной наноструктурой могут быть получены обработкой пучками частиц, плазменным травлением и некоторыми другими методами. В живой природе широко распространена самосборка. Структура всех тканей определяется их самосборкой из клеток; структура клеточных мембран и органоидов определяется самосборкой из отдельных молекул. Самосборка молекулярных компонент разрабатывается как способ построения периодических структур для изготовления нано-электронных схем, и здесь были достигнуты заметные успехи [1, с. 54].
Но прежде чем говорить о применении наноматери-алов в практике, следует детально и всесторонне изучить
их свойства, как с материаловедческой, так и с биомедицинской стороны. Высокая биологическая доступность наночастиц ставит вопросы о необходимости выяснения механизмов взаимодействия наноматериалов с клетками организма, пути их преобразования и выведения, а также возможные токсические эффекты.
Железо как эссенциальный микроэлемент интересен по функциональной значимости для организма, в частности наночастицы железа и кобальта стимулировали защитную и дыхательную функции крови. При этом в крови увеличилось число лейкоцитов на 42 - 65 %, эритроцитов - на 44 - 50 %. Кроме того, к концу эксперимента, увеличился средний объем эритроцитов на 18 - 64 %, содержание гемоглобина в одном эритроците на 3,2 - 4,6 % и величина гематокритного числа на 74 - 109 % [2, с. 172; 3, с. 74; 4, с. 35].
