Способ исследования биологической активности воды

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2347220:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)

Изобретение относится к исследованию биологической активности воды и водных растворов при информационных воздействиях. Способ осуществляют путем разделения воды на контрольную и исследуемую части, ионизации исследуемой части ионами серебра, определения количества проросших зерен пшеницы в единицу времени, предварительно замоченных в обеих указанных частях, и вычисления относительного изменения показателя биологической активности воды из соотношения:

где d - относительное изменение показателя биологической активности воды, %; N_{исследуемая} - количество проросших зерен в единицу времени в исследуемой части воды, шт.; N_{контрольная} - количество проросших зерен в единицу времени в контрольной части воды, шт.; при этом относительное изменение показателя биологической активности воды больше нуля означает повышение биологической активности, относительное изменение показателя биологической активности воды меньше нуля означает ее понижение, а равенство указанного относительного изменения нулю означает неизменность биологической активности воды, причем для определения количества проросших зерен пшеницы в единицу времени, предварительно замоченных в контрольной и исследуемой частях воды, формируют оптические изображения каждой партии зерен с помощью Web-камеры с последующим фильтрованием для получения оптических изображений отдельных зерен, из которых выделяют оптические изображения проросших зерен пшеницы с учетом того, что проросшее зерно пшеницы имеет росток площадью не менее 30 точек на оптическом изображении с яркостью не менее 680 единиц. Достигается повышение точности и ускорение исследования.

Изобретение относится к экологии, медицине, биологии и может быть использовано для исследования биологической активности воды и водных растворов при информационных воздействиях.

Известен способ исследования биологической активности воды путем разделения воды на контрольную и исследуемые части, оказания информационного воздействия на исследуемую часть воды и исследования биологической активности воды по определению количества проросших зерен пшеницы в единицу времени в контрольной и исследуемой частях воды (Госьков П.И. Перенос информации водой // Биоинформатика и биоэнергоинформационные технологии («БЭИТ-2000»): Доклады 3-го Международного конгресса. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000. - Т.1. - С.11-14).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ исследования биологической активности воды путем разделения воды на контрольную и исследуемую части, ионизации исследуемой части ионами серебра, определения количества проросших зерен пшеницы в единицу времени, предварительно замоченных в обеих указанных частях, и вычисления относительного изменения показателя биологической активности воды из соотношения:

где d - относительное изменение показателя биологической активности воды, %;

N_{исследуемая} - количество проросших зерен в единицу времени в исследуемой части воды, шт.;

N_{контрольная} - количество проросших зерен в единицу времени в контрольной части воды, шт.;

Недостатками описанных способов являются низкая точность за счет большого разброса результатов при определении количества проросших зерен пшеницы и длительность процесса исследования биологической активности воды.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения точности и сокращения длительности процесса исследования биологической активности воды.

Для достижения этого технического результата в предлагаемом способе исследования биологической активности воды путем разделения воды на контрольную и исследуемую части, ионизации исследуемой части ионами серебра, определения количества проросших зерен пшеницы в единицу времени, предварительно замоченных в обеих указанных частях, и вычисления относительного изменения показателя биологической активности воды из соотношения:

где d - относительное изменение показателя биологической активности воды, %;

N_{исследуемая} - количество проросших зерен в единицу времени в исследуемой части воды, шт.;

N_{контрольная} - количество проросших зерен в единицу времени в контрольной части воды, шт.;

при этом относительное изменение показателя биологической активности воды больше нуля означает повышение биологической активности, относительное изменение показателя биологической активности воды меньше нуля означает ее понижение, а равенство указанного относительного изменения нулю означает неизменность биологической активности воды, осуществляют формирование оптических изображений каждой партии зерен с помощью Web-камеры с последующим фильтрованием для получения оптических изображений отдельных зерен, из которых выделяют оптические изображения проросших зерен пшеницы с учетом того, что проросшее зерно пшеницы имеет росток площадью не менее 30 точек на оптическом изображении с яркостью не менее 680 единиц.

Повышение точности и сокращение длительности процесса исследования биологической активности воды обеспечивается за счет того, что формируют оптические изображения каждой партии зерен с помощью Web-камеры с последующим фильтрованием для получения оптических изображений отдельных зерен, из которых выделяют оптические изображения проросших зерен пшеницы с учетом того, что проросшее зерно пшеницы имеет росток площадью не менее 30 точек на оптическом изображении с яркостью не менее 680 единиц, то есть в конечном итоге за счет автоматизации процесса исследования биологической активности воды.

Способ исследования биологической активности воды осуществляется следующим образом.

Воду разделяют на контрольную и исследуемую части. Контрольная часть сохраняет начальную структуру воды. Оказывают воздействие на исследуемую часть ионизацией ионами серебра.

Согласно количеству экспериментальных точек отсчитывают определенное число партий, например, содержащих по 100 зерен пшеницы. В пластиковые емкости выкладывают, например, по пять партий зерен пшеницы для замачивания в контрольной и исследуемой частях воды соответственно. В частности, пять партий в одной пластиковой емкости составляют одну экспериментальную точку. В качестве индикатора биологической активности воды используют зерна высших сортов твердой пшеницы. Приготовленные партии заливают контрольной и исследуемой частями воды так, чтобы зерна пшеницы полностью покрывались водой. После этого воду из пластиковых емкостей удаляют. Каждую экспериментальную точку маркируют и укладывают в отдельный целлофановый пакет. Момент укладки считают моментом замачивания зерен пшеницы. Контролируют прорастание зерен через 24, 48, 72 часа с момента замачивания.

Для определения количества проросших зерен пшеницы в единицу времени, предварительно замоченных в контрольной и исследуемой частях воды, формируют оптические изображения каждой партии зерен в обеих указанных частях воды с помощью Web-камеры, соединенной с персональным компьютером. Все последующие действия способа исследования осуществляют с помощью специального программного обеспечения.

Полученное оптическое изображение содержит также оптические шумы, которые вызываются, например, Web-камерой, или посторонние изображения, в частности изображения зерен других культур растений. Поэтому фильтрацию для получения оптических изображений отдельных зерен пшеницы осуществляют в соответствии с заданными параметрами, например, площади и яркости зерна пшеницы. Экспериментальным путем установлено, что при использовании Web-камеры с разрешением 640x480 одно зерно пшеницы занимает площадь на оптическом изображении не менее 420 точек, а яркость составляет не менее 520 единиц.

Из полученного оптического изображения отдельных зерен пшеницы выделяют оптические изображения проросших зерен пшеницы по соответствующим параметрам: площадь и яркость. Экспериментально установлено, что проросшее зерно пшеницы имеет росток площадью не менее 30 точек на оптическом изображении с яркостью не менее 680 единиц. Определяют общее количество проросших зерен пшеницы в каждой партии. Рассчитывают для каждой экспериментальной точки среднее значение и среднеквадратическое отклонение количества проросших зерен в единицу времени в каждой партии с вероятностью не ниже 0,95.

Вычисляют посредством программного обеспечения относительное изменение показателя биологической активности воды (Бобров А.В. Исследования факторов, определяющих биологическую активность воды. / Полевые информационные взаимодействия: Сборник трудов. - Орел: ОрелГТУ, 2003. -С.378-430) по формуле:

где d - относительное изменение показателя биологической активности воды, %;

N_{исследуемая} - количество проросших зерен в единицу времени в исследуемой части воды, шт.;

N_{контрольная} - количество проросших зерен в единицу времени в контрольной части воды, шт.;

Таким образом, предлагаемый способ повышает точность и сокращает длительность процесса исследования биологической активности воды.

Способ исследования биологической активности воды путем разделения воды на контрольную и исследуемую части, ионизации исследуемой части ионами серебра, определения количества проросших зерен пшеницы в единицу времени, предварительно замоченных в обеих указанных частях, и вычисления относительного изменения показателя биологической активности воды из соотношения

где d - относительное изменение показателя биологической активности воды, %;

N_{исследуемая} - количество проросших зерен в единицу времени в исследуемой части воды, шт.;

N_{контрольная} - количество проросших зерен в единицу времени в контрольной части воды, шт.;

при этом относительное изменение показателя биологической активности воды больше нуля означает повышение биологической активности, относительное изменение показателя биологической активности воды меньше нуля означает ее понижение, а равенство указанного относительного изменения нулю означает неизменность биологической активности воды, отличающийся тем, что формируют оптические изображения каждой партии зерен с помощью Web-камеры с последующим фильтрованием для получения оптических изображений отдельных зерен, из которых выделяют оптические изображения проросших зерен пшеницы с учетом того, что проросшее зерно пшеницы имеет росток площадью не менее 30 точек на оптическом изображении с яркостью не менее 680 единиц.

Изобретение относится к аналитической химии применительно к оценке загрязнения окружающей среды. .

Способ определения анилина в водных средах // 2346274

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано для санитарно-эпидемиологического контроля водных сред. .

Способ определения фенола в водных средах // 2344417

Изобретение относится к определению и санитарно-эпидемиологическому контролю содержания фенола в питьевых, природных и сточных водах, а также в атмосферных осадках.

Способ расчета промыслового возврата и ущерба воспроизводству рыбы при воздействии химических реагентов // 2334230

Изобретение относится к области ихтиологии, в частности к способам оценки промыслового возврата и ущерба при интоксикации рыб. .

Способ определения концентрации кислых продуктов термолиза органических примесей в паре прямоточных энергетических котлов // 2329500

Изобретение относится к количественному определению содержания потенциально кислых органических примесей питательной воды прямоточных котлов и может быть использовано на тепловых электростанциях.

Экспресс-метод контроля качества питьевой воды // 2327986

Изобретение относится к методам проверки качества потребляемой воды и может быть использовано для определения интегрального содержания поллютантов в питьевой и иных водах.

Способ определения загрязненности водного объекта с использованием гидробионтов // 2326381

Изобретение относится к области экологического мониторинга водных объектов. .

Способ изучения растворимости в многокомпонентных водно-солевых системах // 2324933

Изобретение относится к области использования методов физико-химического анализа для исследования растворимости в многокомпонентных водно-солевых системах при постоянной температуре.

Способ определения составов равновесных твердых фаз в многокомпонентных водно-солевых системах // 2324932

Изобретение относится к использованию физико-химического анализа для определения составов равновесных твердых фаз при исследовании растворимости в многокомпонентных водно-солевых системах.

Способ определения времени контакта бензинов с водой // 2324930

Изобретение относится к области экологии и аналитической химии. .

Способ определения состава воды и устройство для его осуществления // 2347221

Способ обработки проб воды для последующего определения газонасыщенности и установка для его осуществления // 2348929

Изобретение относится к проведению геохимической разведки перспективных месторождений, например, нефтегазового сырья и может быть использовано для определения газонасыщенности придонной воды

Способ контроля распространения и устойчивости биологических примесей белковой природы в окружающей среде // 2354704

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для изучения процессов распространения биопатогенов в окружающей среде, исследования проникающей способности веществ белковой природы в элементы водоочистных сооружений и прогнозирования устойчивости белковых загрязнений в водной среде и на поверхностях объектов окружающей среды

Способ определения мутности воды // 2354968

Изобретение относится к гидрометрии и мелиорации применительно к определению мутности воды в естественных и искусственных водоемах и водотоках

Способ биологического мониторинга на основе биоиндикации // 2357243

Изобретение относится к области экологии

Способ определения токсичности контактной зоны "грунт-вода" // 2358264

Изобретение относится к водной токсикологии и может быть использовано для оценки качества природных вод

Способ интегральной экспресс-оценки загрязнения окружающей среды // 2359036

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для определения интегральной загрязненности воды, а также водных экстрактов органическими и неорганическими соединениями

Способ биологического мониторинга водной среды на основе регистрации положения створок раковин двухстворчатых раковинных моллюсков и система для его осуществления // 2361207

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к методам и средствам экологического мониторинга водной среды с помощью неинвазивного контроля функционального состояния аборигенных животных, и преимущественно может быть использовано для автоматической оперативной оценки качества водной среды на основе дистанционной регистрации в реальном масштабе времени параметров физиологической активности двухстворчатых раковинных моллюсков в среде их обитания, проявляющейся во взаимном положении створок их раковин

Способ концентрирования и определения меди, свинца и кадмия // 2361660

Изобретение относится к области аналитической химии

Способ определения одноосновных карбоновых кислот c2-с6 в воде // 2364864

Изобретение относится к гидрохимии, аналитической химии, экологии применительно к анализу природных и техногенных водных объектов