WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |

«XLII ИТОГОВАЯ СТУДЕНЧЕСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ Материалы конференции (апрель, 2014 г.) Ижевск УДК 378(045) ББК 74.480.271.3я431 И931 Рекомендовано к изданию Редакционно - издательским советом ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и наук

РФ

ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет»

XLII ИТОГОВАЯ СТУДЕНЧЕСКАЯ

НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

Материалы конференции

(апрель, 2014 г.)

Ижевск

УДК 378(045)

ББК 74.480.271.3я431

И931

Рекомендовано к изданию Редакционно - издательским советом УдГУ

Ответственный редактор И. В. Меньшиков

доктор биологических наук, профессор,

проректор по научной работе и инновациям И931 XLII Итоговая студенческая научная конференция: материалы конф. / Отв. Ред. И. В. Меньшиков. – Ижевск: Изд - во « Удмуртский университет», 2014. – 310 с.

В сборнике публикуются материалы докладов XLII Итоговой студенческой конференции (апрель 2014 г.). В конференции приняли участие студенты факультетов, учебных институтов и филиалов УдГУ. Материалы представлены по гуманитарным, естественным и техническим специальностям: история, филология, психология, педагогика, биология, химия, физика, математика, экономика, энергетика и др.

Сборник предназначен для преподавателей и студентов вузов.

УДК 378(045) ББК 74.480.271.3я431 ISBN © ФГБОУ ВПО « Удмуртский государственный университет», 2014 © Сектор НИРС ЦНТИ, сост., 2014

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

В. А. Бянюлис, гр. О-010501-42

Научный руководитель – В. Я. Дерр

ДОСТАТОЧНЫЙ ПРИЗНАК НЕОСЦИЛЛЯЦИИ



РЕШЕНИЙ УРАВНЕНИЯ ВТОРОГО ПОРЯДКА

Рассмотрим уравнение Признак. Если выполняется неравенство, то уравнение (1) неосцилляционно на, где функция Коши уравнения являющегося неосцилляционным на полуинтервале.

Пусть {u1, u2} – ФСР уравнения (3), тогда ищем по формуле

Коэффициенты P и Q выбираем следующим образом:

При значение коэффициента Q пересчитываем по формуле чтобы выполнялось предположение о неосцилляции уравнения (3) на.

При выполняются условия признака о неосцилляции уравнения (3) с постоянными коэффициентами.

***

1. Дерр В. Я. Неосцилляция решений уравнения второго порядка: учеб. - метод. пособие/УдГУ. – Ижевск,2009. 34 с.

И. Г. Ким, аспирант Научный руководитель – В. Я. Дерр

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ

С ОБОБЩЕННЫМИ ФУНКЦИЯМИ В КОЭФФИЦИЕНТАХ

–  –  –

Таким образом, появляется оператор T, ставящий в соответствие исходной задачи ее решение в виде правильной функции, определенный сначала лишь на пло тном множестве. С помощью теоремы о продолжении по непрерывности T продолжается до оператора T, определенного на всем пространстве R I правильных функций, то есть функций x : I R имеющих в каждой точке t I конечные односторонние пределы x t, x t, а также пределы x, x. В работе сформулирована Теорема 1. С точностью до значений функций в точках разрыва для любой b R I существует единственное решение x R I задачи (1).

***

1. Дерр В. Я., Дизендорф К. И. О дифференциальных уравнениях в С-обобщен-ных функциях // Известия высших учебных заведений. Математика. 1996. № 11. С. 39-49.

2. Colombeau J. F. Elementary introduction to new generalized functions, Amsterdam:

North Holland Math. Studies, 1985. 300 p.

–  –  –

ЗАКОНОМЕРНОСТИ И СВОЙСТВА

ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА

В работе изучаются структурные связи между тематическими множествами, входящими в информационное пространство. Были поставлены и решены две задачи.

Первая задача – провести анализ научной продуктивности ученых с помощью закона А. Лотки, на массиве публикаций журнала «Вестник Удмуртского университета»

(серия «Математика. Механика. Компьютерные Науки»).

Закон А. Лотки (1926 г.) утверждает [1, c. 50]: число ученых, написавших данное число статей, обратно пропорционально квадрату этого числа статей, то есть

–  –  –

Для нахождения фрактальной размерности рассматриваемого временного ряда использовался метод R/S – анализа Херста [1, c. 27]. Показатель Херста (H) получился равным 0.8038, то есть данный ряд не является случайным, более того данный ряд является трендоустойчивым (персистентным). Если ряд убывал (возрастал) в предыдущий период, то, вероятно, он будет сохранять эту тенденцию некоторое время в будущем. Фрактальная размерность D = 2 – H = 1.1962.

Легко заметить, что график обладает свойствами самоподобия. Периоды спада (выходные дни) чередуются с периодами подъема (рабочие дни). Отклонения в виде максимумов приходятся на летние месяцы (работа приемной комиссии), причем наибольшие значения достигаются 30 июля (3626 посетителей) и 5 августа (3668 посетителей), что можно объяснить подведением итогов по зачислению студентов. Существенные минимумы приходятся на новогодние праздники, наименьшее значение достигается 1 января – 219 посетителей.

–  –  –

ОБ УСТОЙЧИВО ИНВАРИАНТНЫХ МНОЖЕСТВАХ

УПРАВЛЯЕМЫХ СИСТЕМ С ИМПУЛЬСНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ

Рассмотрим управляемую систему с импульсным воздействием (1)

–  –  –

***

1. Панасенко Е. А., Тонков Е. Л. Инвариантные и устойчиво инвариантные множества дифференциальных включений // Труды Математического института им. В. А. Стеклова.

2008. Т. 262. С. 202-221.

2. Кларк Ф. Оптимизация и негладкий анализ. М.: Наука, 1988.

–  –  –

ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ МЕТОДАМИ СТЕГАНОГРАФИИ

Исследования и разработки в области стеганографии становятся все более популярными в современном информационном обществе наряду с широким использованием цифровых форматов мультимедиа и существующими проблемами в области обработки и передачи данных, обладающих высокой ценностью и степенью конфиденциальности.

Значительная часть исследований моей работы посвящена встраиванию текстовых сообщений в статическую графику, а именно в файлы форматов, не использовавших сжатие (BMP или Windows Bitmap). Рассмотрен один из методов, применяемый для скрытия текстовых сообщений в неподвижных изображениях – метод LSB (Least Significant Bit, наименьший значащий бит). Суть этого метода заключается в замене последних значащих битов в контейнере (изображение) на биты скрываемого сообщения. Младший значащий бит изображения несет в себе меньше всего информации. Известно, что человек в большинстве случаев не способен заметить изменений в этом бите. При этом объем встроенных данных может составлять 1/8 от общего объема контейнера. Например, в изображение размером 512512 можно встроить около 32 кбит информации. Если же модифицировать два младших бита (что также практически незаметно), то данную пропускную способность можно увеличить еще вдвое. Текстовое сообщение, в свою очередь, необходимо преобразовать в 8-битное беззнаковое целое число (байт), причем каждый элемент соответствует расширенному ASCII-коду соответствующего символа (буквы) текстового сообщения. Для встраивания используется информация о цвете каждого пикселя изображения. Цвет пикселя определяется объединением трех основных цветовых составляющих: красной, зеленой и синей (сокращенно RGB). Каждой из них соответствует свое значение интенсивности, которое может изменяться от 0 до 255. Следовательно, за каждый из цветовых каналов отвечает 8 битов (1 байт), а глубина цвета изображения в целом - 24 бита (3 байта) Для простоты описания покажем принцип работы этого метода на примере 24-битного растрового RGB-изображения. Одна точка изображения в этом формате кодируется тремя байтами, каждый из которых отвечает за интенсивность одного из трех составляющих цветов (в соответствии с рисунком 1).

Рис.1. Представление цвета пикселя в 24-битном BMP-изображении В результате смешения цветов из красного (R), зеленого (G) и синего (B) каналов пиксель получает нужный оттенок. Чтобы нагляднее увидеть принцип действия метода LSB, распишем каждый из трех байтов в битовом виде. Младшие разряды (на рисунке они расположены справа) в меньшей степени влияют на итоговое изображение, чем старшие. Из этого можно сделать вывод, что замена одного или двух младших, наименее значащих битов, на другие произвольные биты настолько незначительно исказит оттенок пикселя, что зритель просто не заметит изменения.





Допустим, нам нужно скрыть в данной точке изображения шесть бит: 101100. Для этого разобьем их на три пары и заместим ими по два младших бита в каждом канале (в соответствии с рисунком 2).

–  –  –

В результате мы получим новый оттенок, очень похожий на исходный (в соответствии с рисунком 3). Эти цвета трудно различить даже на большой по площади заливке.

Как показывает практика, замена двух младших битов не воспринимается человеческим глазом. В случае необходимости можно занять и три разряда, что весьма незначительно скажется на качестве картинки.

В рассмотренном методе выполняется замена НЗБ всех последовательно размещенных пикселей изображения. Другой подход, наиболее эффективный – метод случайного интервала, заключается в случайном распределении битов секретного сообщения по контейнеру. На данный момент реализация программы этого алгоритма находится в разработке.

***

1. Грибунин В. Г., Оков И. Н., Туринцев И. В. Цифровая Стеганография. – М.: Солон-Пресс, 2002 – 272 с.

2. Voloshynovskiy S., Pereira S., Iquise V., Pun T. Attack Modelling: Towards a Second Generation Watermarking Benchmark // Preprint. University of Geneva, 2001. 58p.

3. Конахович Г. Ф., Пузыренко А. Ю. Компьютерная стеганография. Теория и практика. – К.: «МК-Пресс», 2006.– 288 с.

4. Городецкий В.И., Самойлов В.В., Стеганография на основе цифровых изображений // Информационные технологии и вычислительные системы, № 2/3, 2001, с. 51-64.

–  –  –

ОБ ОДНОЙ ИГРЕ С МНОГОЧЛЕНАМИ

Дан многочлен f ( x) an x n an 1 x n 1... a1 x a0.

Двое участников поочередно заменяют один из коэффициентов ai (каждый коэффициент используется только один раз) вещественным числом. Один из игроков стремится к тому, чтобы многочлен f (x) имел как можно больше попарно различных вещественных корней (количество корней – выигрыш данного участника). Другой игрок стремится к тому, чтобы многочлен f (x) имел как можно меньше вещественных корней (количество корней – проигрыш данного игрока). Для многочленов степени n 4 найдены оптимальные по Нэшу стратегии игроков и вычислена цена игры.

–  –  –

РАБОТА С БОЛЬШИМИ ЧИСЛАМИ

В настоящее время в криптографии очень распространено использование открытых систем шифрования, где используются большие простые числа (числа, порядка нескольких сотен знаков). Для работы с ними используются специальные примы, о которых и идт речь в данной работе.

Для нахождения больших простых чисел, используются разнообразные тесты проверки на простоту, как вероятностные, так и детерминированные. В данной работе для проверки чисел на простоту рассматриваются три алгоритма: тест Ферма, тест Соловэя – Штрассена, тест Рабина – Миллера, это вероятностные тесты.

В основе алгоритмов Ферма и Соловэя – Штрассена, соответственно лежат малая теорема Ферма и критерий Эйлера. Тест Рабина – Миллера основывается на лемме Рабина.

Для построения большого простого числа используются два способа: построение простых чисел на основе модифицированной малой теоремы Ферма и – методы проверки простоты чисел и построение больших простых чисел.

Представлена реализация одного из тестов проверки чисел на простоту – тест Миллера – Рабина в программной среде Microsoft Visual C# 2010 Express.

n = textBox1.Text;

a = textBox2.Text;

BigInteger n1 = BigInteger.Parse(n);

Random rand = new Random();

BigInteger a1 = new BigInteger(rand.Next(1,10));

BigInteger c = a1.Pow(n1-1);

BigInteger d = BigInteger.Remainder(c, n1);

label2.Text = c.

ToString("g");

label3.Text = d.

ToString("g");

label9.Text = a1.

ToString("g");

if (d = 1) { label1.Text = "число вероятно простое"; } else { label1.Text = "число составное";} ***

1. Виноградов И. М. Основы теории чисел, – М.: Издательство Государственное издательство технико-теоретической литературы, 2005 – 47 с.

2. Маховенко Е. Б. Теоретико-числовые методы в криптографии, – М.: Издательство Гелиос АРВ, 2006 – 169 с.

3. Василенко О. Н. Теорико-числовые алгоритмы в криптографии, – М.: Издательство НЦНМО, 2003.

4. Коблиц Н. Курс теории чисел в криптографии / Пер. с англ. М. А. Михайловой и В. Е. Таракановой под ред. А. М. Зубкова, – М.: Научное Издательство ТВП, 2001.

5. Черемушкин А. В. Лекции по арифметическим алгоритмам в криптографии, – М.:

Издательство МЦНМО, 2002. Доступно с http://www.cryptography.ru/.

6. Кнут Д. Искусство программирования. Т. 2. Получисленные алгоритмы, – М. – СПб. – Киев: Вильямс, 2000.

7. http://msdn.microsoft.com – руководство пользователя программной среды MS Visual Studio C# 2010.

–  –  –

Определение 1 (см. [1]). Относительной частотой поглощения множества достижимости системы (1) множеством на отрезке назовем характеристику где мера Лебега на числовой прямой. Важно рассматривать относительную частоту для любого момента времени, поэтому естественно для заданных определить характеристику

–  –  –

***

1. Родина Л.И. Инвариантные и статистически слабо инвариантные множества управляемых систем // Известия Института математики и информатики УдГУ. 2012.

Вып. 2 (40). С. 3-164.

2. Родина Л. И., Хаммади А. Х. Статистические характеристики множества достижимости управляемых систем со случайными коэффициентами // Известия вузов.

Математика. В печати.

–  –  –

ОБ ОДНОЙ ЗАДАЧЕ ПРЕСЛЕДОВАНИЯ НА СЕТКЕ

Дано множество G – прямоугольная сетка на плоскости с m n узлов, прямоугольник, разделенный на равные квадраты. Расстояния между соседними узлами равны.

Узел – точка пересечения двух и более прямых. Также задано множество V {v1,, vk } некоторых граничных узлов сетки.

На данном множестве G рассматривается игра q+1 лиц, q преследователей P,, Pq и один убегающий E. Максимальные скорости всех игроков одинаковы.

Преследователи, действуя скоординировано и двигаясь по ребрам сетки, пытаются поймать убегающего. Предполагается, что преследователь видит убегающего, только если оказывается с ним на одной вертикальной или горизонтальной прямой сетки. Целью убегающего является или достижение множества V, или не быть пойманным за конечное время. В начальный момент времени преследователи не видят убегающего.

Теорема. Для поимки убегающего E достаточно k+2 преследователей, при следующем условии: в начальный момент времени k преследователей будут занимать все узлы из множества V. Начальные положения двух оставшихся преследователей и убегающего могут быть произвольными.

ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

–  –  –

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ БУКТРЕЙЛЕРОВ

В ДЕТСКОЙ БИБЛИОТЕКЕ

Буктрейлер – короткий видеоролик по мотивам книги. Основная его задача – рассказать о книге, заинтересовать, заинтриговать читателя.

Мы разработали и апробировали буктрейлеры в детской библиотеке-филиале им. И. А. Крылова. Дети очень восприимчивы к новым информационным технологиям, в тоже время они и их родители плохо ориентируются в выборе книг. Эту сложную задачу может решить буктрейлер. Нами были созданы четыре трехминутных буктрейлера по творчеству детских писателей-юбиляров: И. Крылов, Т. Александрова, В. Бианки и К. Чуковский.

Основные этапы создания буктрейлера 1 этап. Выбор книги для рекламы. Мотиваций в выборе книг для создания буктрейлера может быть множество. В нашем случае, так как библиотека-филиал им. И. А. Крылова является детской, мы остановились на теме детских писателей-юбиляров. Таких как, Иван Андреевич Крылов, Корней Чуковский, Татьяна Александрова и Виталий Бианки. Возрастная категория 6+, так как ребенок хоть немного он должен понимать, что он смотрит. И что это не просто какой-то веселый мультфильм, а книга. Что касается самих произведений, мы выбрали то, что на сегодняшний день актуально для данной библиотеки.

2 этап. Создание сценария к буктрейлеру (продумать сюжет и написать текст). По сути, это самая сложная задача при создании буктрейлера. Если это повествовательный буктрейлер – важно внести интригу и выстроить сюжет таким образом, чтобы читателю непременно захотелось узнать, что же будет дальше. А узнать это можно, если прочитаешь книгу. Если атмосферный – надо определить, какое же настроение у этой книги, и с помощью каких средств его можно передать. Именно по тому, что буктрейлеры предназначались детям в возрасте от 6 до 13 лет, к написанию текста сценария мы подошли очень продумано.

3 этап. Подбор материалов для видеоряда. Подобрать картинки, отсканировать иллюстрации книги, снять свое видео или найти видео в интернете. Если книга была экранизирована, можно использовать кадры из фильмов и мультфильмов, что мы и сделали, при создании буктрейлеров по творчеству Т. Александровой и К. Чуковского. Но не стоит этим увлекаться, иначе будет реклама не книги, а фильма.

Для наших буктрейлеров мы отсканировали обложки книги, подобрали подходящие картинки с Интернета, и использовали кадры из таких мультфильмов как: «Приключения Домовенка Кузи» по произведению Т. Александровой, «Доктор Айболит и его звери», «Мойдодыр» по произведениям К. Чуковского.

4 этап. Записать озвученный текст, если это предусмотрено по сценарию. Или подобрать музыку. При создании буктрейлеров мы использовали детские песни. В библиотечных видеороликах можно использовать музыку по лицензии Creative Commons это композиции, сочиннные, записанные и распространяемые людьми без взимания платы за их использование как в личных, так и в коммерческих целях.

5 этап. Выбрать программу для работы с видео. Их представлено множество. Вот некоторые из них:

а) Windows Movie Maker. Эту программу могут использовать начинающие. Она есть на всех ПК, так как входит в пакет Microsoft Windows. Программа Movie Maker способна брать и обрабатывать видеофайлы с цифровой видеокамеры, создавать из изображений слайд-шоу, добавлять к видео заготовки, титры, звук, вырезать необходимые фрагменты и склеивать их, создавая при этом эффектные переходы от фрагмента к фрагменту. Широко используется для создания клипов, видеопрезентаций и обработки любительского видео.

б) SonyVegas Pro является более профессиональной программой для видеомонтажа. Благодаря специальным инструментам, она позволяет пользователям редактировать различные параметры видео- и аудио-. У нее удобная настройка интерфейса, добавление большого количества эффектов, поддержка огромного количества форматов.

Например, можно использовать сервис видеоредактор www.youtube.com/editor Он очень простой, можно обрезать начало или конец, склеить несколько роликов, добавить звуковую дорожку.

6 этап.

Работая над видеороликом, можно использовать гиф анимацию и футажи.

Футажи – это видео композиции, в состав которых могут входить: видео ряд, анимированные фоны, 3D элементы, анимированные титры, транзакции, и, так называемые, частицы. Футажи были использованы в буктрейлеры, посвященном творчеству В. Бианки.

7 этап. Заключительный этап – видеомонтаж (вырезать/склеить несколько фрагментов видео, добавить звуковую дорожку, изменить размер видео, субтитры и пр., наложить эффекты, переходы, разнообразную музыку, свести звук), потом записать на жесткий диск ПК.

При использовании чужих материалов в своем видео, следует в титрах или в описании под видео указать ресурсы, откуда скачан материал, авторов и правообладателей.

Буктрейлеры можно рекламировать в Интернете, блогах, на форумах, в популярных социальных сетях и, конечно же, показывать в библиотеках. Собственно, что мы и сделали. Необходимость применения буктрейлеров в библиотеке мы проверили путем опроса. Нами была разработана небольшая анкета тему «Эффективность применения буктрейлеров в библиотеке». Опрос был проведен после показа буктрейлеров в дни открытия и закрытия Недели детской и юношеской книги среди читателей библиотекифилиала им. И.А. Крылова. Было опрошено 35 человек, среди них 20 взрослых и 15 детей от 6 до 13 лет. Родителей в основном буктрейлеры заинтересовали. На вопрос: Хотели бы Вы прежде чем взять книгу ребенку посмотреть короткий видеоролик по содержанию? - большинство (90%) ответили положительно, 10% - отрицательно. Все родители ответили, что буктрейлеры рождают интерес ребенка к книге. Это подтверждает и ответ на следующий вопрос о необходимости применения буктрейлеров в детской библиотеке, где 70% родителей ответили положительно и 30% - не видят такой необходимости. На вопрос: Что в буктрейлере Вам больше понравилось? – большинство ответили увлекательность сюжета; интрига, что же будет дальше; использование кадров из мультфильмов.

Среди замечаний были указаны следующие:

- мне интересно, ребенка не заинтересовало;

- низкое качество изображений;

- затянутый сюжет.

Детям опрос был облегчен, им были розданы смайлики, которые они должны были дорисовать. Если буктрейлер им понравился и заинтересовал их – рисовали улыбку, если нет – улыбку наоборот. В результате 11 человек нарисовали улыбку и только 4 буктрейлеры не понравились.

Таким образом, как показывают результаты анализа опроса, буктрейлеры можно применять в детской библиотеке для привлечения детей к чтению и для помощи в выборе литературы.

***

1. Гильмутдинова Е. В. Буктрейлер: понятие, классификация, этапы создания [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.apatitylibr.ru/index.php/component/ content/article/1347

–  –  –

ЗАДАЧИ, ТЕХНОЛОГИИ И ИНСТРУМЕНТЫ

ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКИ

НА ПРИМЕРЕ ЦМБ ИМ. Н. А. НЕКРАСОВА Г. ИЖЕВСКА

Становление современного информационного общества немыслимо без использования информационных ресурсов в электронном виде. Переведенные в электронную форму и собранные в общую систему информационные ресурсы приобретают новый статус, при котором реализуется качественно иной уровень производства, хранения, организации и распространения самой разнообразной информации (текст, графика, аудио, видео и др.), обеспечивая им более широкое распространение и эффективное использование.

Глобальный процесс, получивший название «информатизация общества», оказывает влияние на все стороны жизни общества. Организация доступа к источникам информации в электронной форме стала одной из важнейших задач информационного обслуживания науки и образования. Большую значимость процесс информатизации оказал на библиотечные учреждения, которые непосредственно отвечают за распространение качественной и доступной информации. Именно библиотеки в настоящее время являются основой для создания в России новой информационной инфраструктуры. Создание открытых библиотечных систем, предоставляющих открытый доступ к электронным ресурсам библиотеки, определяет собой качественно иной уровень производства, хранения, организации и распространения самой разнообразной информации. Технологические возможности создания электронных библиотек (ЭБ) предоставляют широкие возможности для управления большими объемами данных и их обработки.

Существует множество определений электронной библиотеки. Наиболее известное из них звучит следующим образом: электронная библиотека (ЭБ) – информационная система, позволяющая надежно сохранять и эффективно использовать разнообразные коллекции электронных документов (текстовых, изобразительных, звуковых, видео и др.

), локализованных в самой системе, а также доступных ей через телекоммуникационные сети. Создание ЭБ преследует следующие задачи: сбор, накопление и сохранение электронных документов; использование возможностей электронной среды для удовлетворения запросов читателей библиотеки и внешних пользователей; удовлетворение потребностей в документах повышенного спроса и документах, предоставление которых затруднено или ограничено (редкие, особо ценные и ветхие издания, рукописи и т. п.); уменьшение нагрузки на оригиналы в процессе использования для обеспечения их сохранности.

Благодаря внедрению ЭБ появятся следующие преимущества по сравнению с библиотекой, хранящей традиционные носители информации: пользователь сможет получить информацию независимо от времени и места нахождения – своего или библиотеки; повысится оперативность предоставления пользователям необходимой литературы, документов и данных; пользователь получит возможность доступа к разнородным электронным ресурсам из одной точки (в среде одного экрана) благодаря единому интерфейсу; станут доступными для значительно большего числа пользователей документы, имеющиеся в библиотеках в ограниченном количестве (редкие книги, фотоальбомы, современные зарубежные издания) или в единственном экземпляре (рукописные книги и архивы); использование машиночитаемых копий предотвратит ухудшение состояния оригинальных документов (особенно ценных или редких), сокращая количество выдач читателям или совсем выводя оригиналы из обращения. А также позволит хранить страховые массивы документов на случай утраты оригиналов. Перевод традиционных документов в цифровую форму и включение в информационные сети позволит использовать информацию более полно и практически безгранично. Облегчится реализация новых форм библиотечного и информационного обслуживания пользователей, в том числе – обслуживания инвалидов по состоянию зрения; появится возможность быстрого и качественного отыскания имен или определенных слов или фраз в большом документе. Сохранение фондов литературы в машиночитаемой форме существенно более экономично и удобно, нежели в традиционных хранилищах.

В силу новизны и сложности рассматриваемой сферы деятельности в процессе создания ЭБ, при разработке программного и технологического обеспечения, а также в ходе практического использования возникает множество разнообразных проблем, многие из которых не имеют пока удовлетворительного решения. Е. Горный и К. Вигурский в [3] условно разбивают их на следующие группы: технические; организационные; экономические; юридические; социальные.

Наиболее весомая группа проблем, зачастую ставящая крест на самой идее организации электронной библиотеки, – проблемы экономические. ЦМБ им. Н. А. Некрасова является бюджетной организацией, что весьма ограничивает ее возможности при реализации каких-либо нововведений, в частности, это касается приобретения оборудования и программного обеспечения. Именно ввиду дороговизны уже готовых платформ для создания ЭБ, выбор был сделан в пользу самостоятельной адаптации к требованиям библиотеки бесплатного программного обеспечения DSpace. Кроме свободного распространения DSpace обладает рядом других преимуществ: удобная адаптация, поддержка многоязычности, множество форматов хранения файлов и т.д. – что в конечном итоге сказалось на выборе именно этой платформы.

Процесс формирования фонда ЭБ требует значительного количества труда и времени, так как создание электронных книг ведется путем ручного сканирования печатных изданий с последующей ручной же обработкой изображений. Частично ускоряет процесс использование программ пакетной обработки изображений. Полностью эта проблема могла бы быть решена путем приобретения специализированного автоматического книжного сканера, однако, ввиду дороговизны подобных устройств и низкой скорости снабжения печатными оригиналами, такая покупка пока признана нецелесообразной.

Вторая группа проблем, частично вытекающая из первой – проблемы технические.

К ним относятся: разработка технологии формирования информационного фонда (что, в каком виде и каким способом представлять); проблемы идентификации и описания информации – рациональный выбор информационных объектов, создание эффективной системы метаинформации; проблемы хранения и распространения информации (скорость передачи информации, контроль и учет формирования и использования информационных фондов, эффективная организация распределенного информационного фонда, обеспечение единого интерфейса к разнородной информации и т. п.). Первые две проблемы были решены еще на стадии настройки программного обеспечения DSpace. Эта платформа поддерживает 72 формата представления электронных документов, в том числе весьма распространенные PDF, DOC, DjVu, а также ряд форматов графических, аудио- и видеофайлов. Кроме того, платформа снабжена встроенной формой описания документов, включающей основные элементы традиционной библиографической записи, а также некоторые поля для идентификации документа внутри ЭБ. Что же касается проблем хранения и распространения информации, их разрешение отложено до момента приобретения выделенного сервера.

Немаловажной проблемой также являются проблемы юридического характера: определение статуса ЭБ – что представляет собой ЭБ; какими она обладает правами и обязанностями; кто признает некоторую информационную систему в качестве ЭБ и т.

п.; проблема авторского права; определение статуса информации в ЭБ – обеспечение достоверности информации, ее аутентичности оригиналу, подлинности, в том случае если она существует только в электронном виде. К этому же кругу вопросов относится и проблема электронной подписи; проблемы коммерческого использования информации, содержащейся в ЭБ; проблемы конституционного права граждан на получение информации и ограничения на распространение определенных видов информации (персональные сведения, секретную информацию и т. п.).

К группе организационных проблем относятся: необходимость создания профессиональных коллективов для разработки и эксплуатации ЭБ, включающих в себя специалистов самого разного профиля; недостаток квалифицированных кадров и практически полное отсутствие мест их подготовки. Сотрудникам отдела информационных технологий библиотеки пришлось самостоятельно освоить установку, настройку и эксплуатацию системы DSpace – что, однако, облегчалось наличием в сети Интернет большого количества инструкций по работе с ней.

Наконец, при внедрении электронной библиотеки следует преодолеть социальные проблемы: неготовность персонала библиотеки участвовать в создании ЭБ и применять ее при обслуживании читателей; малый опыт в использовании электронных библиотек и других информационных систем в рамках профессиональной деятельности.

Подводя итог, можно отметить, что все вышеперечисленные проблемы не могут быть решены собственными силами библиотеки и требуют широкой консолидации сил специалистов в области информационных технологий, управления, права и образования. Решение этих проблем требует также значительных финансовых и интеллектуальных инвестиций. К созданию и развитию ЭБ должны привлекаться специализированные организации и творческие коллективы, способные профессионально и качественно выполнить соответствующие участки работы. При этом, необходимы ясная и точная концепция проекта и эффективная координация работ.

В качестве рекомендаций следует выделить следующие этапы развития электронной библиотеки в ЦМБ им. Н.А. Некрасова: бэкап и перенос ЭБ на сервер библиотеки; размещение ЭБ на сайте МБУ ЦБС в сети Интернет; совершенствование функциональных особенностей системы; обучение сотрудников работе с ЭБ; распределение зарегистрированных пользователей в группы в соответствии с планом; администрирование ЭБ; дальнейшее наполнение коллекций; регистрация в национальных и международных системах.

В мае текущего года официальных СМИ опубликован проект документа "Основы государственной культурной политики". Авторы проекта также отнесли к числу задач государственной культурной политики работу по созданию в России государственной программы сохранения электронной информации. Они бьют тревогу: "К настоящему времени огромное количество ценнейших электронных информационных ресурсов уже потеряно" и поясняют, что речь идет об огромных массивах информации русскоязычного интернета, сформированных на таких ресурсах, как Instagram, YouTube, Facebook, Twitter, Google,которые передаются на хранение в хранилища США, в том числе в Библиотеку конгресса, в то время как в России они никак не сохраняются. В связи с этим авторы документа считают необходимым "поиск решения проблемы сохранения электронной информации, особенно ресурсов интернета". В этих условиях, по мнению разработчиков, одним из важнейших факторов общественного развития становится медийно-информационная грамотность населения. Авторы проекта называют условия, при которых, по их мнению, информационная среда может быть благоприятной для становления личности: "Когда вся информация и материалы излагаются правильным литературным языком, когда информация готовится профессиональными журналистами, когда в радио- и телеэфире представлены произведения классического и современного искусства, когда через сеть интернет открыт доступ к национальным цифровым информационным и культурным ресурсам". В связи с этим, отмечается в проекте, "важно оцифровывать книжные, архивные, музейные фонды, создавать национальную электронную библиотеку и национальные электронные архивы (по музыке, живописи и т.д.) и тем самым формировать единое общее национальное электронное пространство знаний" [5].

***

1. Антопольский А. Б. Электронные библиотеки: принципы создания / А. Б. Антопольский, Т. В. Майстрович. – М.: ЛИБЕРЕЯ-БИБИНФОРМ, 2007. – 288 c.

2. Вислый А. И. Проблемы оцифровки библиотечных фондов / А. И. Вислый // Справочник руководителя учреждения культуры. – 2011. – №9. – С. 58-62.

3. Горный Е. Развитие электронных библиотек : мировой и российский опыт, проблемы, перспективы / Евгений Горный, Константин Вигурский // Интернет и российское общество / Под ред. И. Семенова. – М.: Гендальф, 2002. – С. 158-188.

4. Осипова В. Проблема с оцифровкой библиотечных фондов и ее возможное разрешение / В. Осипова // Информационные ресурсы России. – 2011. – №1. – С. 21-25.

5. Проект "Основ государственной культурной политики" Опубликовано: 16 мая 2014 г. на Интернет-портале "Российской Газеты" / http://www.rg.ru/2014/05/15/osnovidok.html <

–  –  –

БИБЛИОТЕКА – СПЕКТР КРЕАТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

И ВОЗМОЖНОСТЕЙ

Сегодня уже ни для кого не секрет, что библиотеки как социальный институт уже перестали исполнять свои классические функции хранения информации. Сегодня библиотека – это, прежде всего, информационный центр. Но сам процесс перестройки от «библиотеки классической» до «библиотеки – информационного центра», как правило, происходит достаточно болезненно. Мы точно знаем, что подразумевается под словосочетанием «информационный центр», и каким он должен быть, но только в теории.

На практике же, нелегко материализовать все наши знания.

Но, умение быть гибкими – всегда было особенностью библиотек. Так уж исторически сложилось, что нам приходится не просто следовать веяниям времени, но и выполнять стратегические культурные задачи. Так очередная 78-й Генеральная конференция и Ассамблея Международной федерации библиотечных ассоциаций и учреждений (ИФЛА), проходившая в столице Финляндии г. Хельсинки 11-17 августа 2012 г., прошла под эгидой «Библиотеки сегодня – вдохновляя, удивляя, открывая новые возможности».

Мы приведем основные принципы деятельности библиотек, раскрытые в докладе Президента ИФЛА Ингрид Паран «Библиотеки – движущая сила перемен»:

• инклюзивность (мы находимся в центре процесса демократизации доступа к информации для всех людей независимо от их этнического происхождения, вероисповедания, возраста или языка);

• перемены (библиотеки могут буквально изменить жизни людей, став не только центрами для саморазвития, образования и чтения, но местами объединения людей, способствующими социальному взаимодействию и диалогу между народами);

• инновации (мы используем креативный подход, реализуя ожидания наших пользователей);

• слияние ресурсов и инициатив для нашего объединения в информационной профессиональной сфере [2, С. 45].

Указанные принципы должны воплощаться в жизнь, и «это является для библиотекарей важнейшей задачей на ближайшие несколько лет, причм это важно для того, чтобы библиотеки действительно смогли стать движущей силой позитивных перемен в мире» [2, С. 45].

Мы всецело согласны с данными принципами, разумеется, не только автоматизация библиотечных процессов, применение компьютеров в библиотеках ускоряет и качественно повышает уровень обслуживания читателей. Мы считаем, что во всем должна быть золотая середина, которая позволяя применять новые информационные технологии в сочетании с инновационным творческим подходом.

Мы часто натыкаемся на афиши, встречи «вконтакте» и других социальных сетях, посвященных различным мероприятиям, будь то: творческие встречи, мастер-классы, вечера знакомств, конференции на разнообразные темы. Стоит задуматься, неужели их нельзя устраивать на базе библиотек? Мы живем в мире, где открыты все дороги, а соответственно, есть все пути для развития и расширения деятельности и библиотек в том числе.

Прежде всего, стоит разграничить то, что приемлемо для детской библиотеки, и то, что приемлемо для научной и публичной библиотек. Хотелось бы подробнее остановиться на публичных. Очевидно, что во главе угла стоит проблема привлечения внимания к библиотекам, привлечения читателей (в особенности молодежи) в библиотеки.

Сделать это можно разными способами. Например:

• Через социальные сети;

Что это значит? Работать в социальных сетях – это не просто зарегистрировать аккаунт, это значит заинтересовать! Для библиотек и их сотрудников очень важно и необходимо понять специфику различных социальных сетей и умело пользоваться ей.

Например, «вконтакте» – это новости, интересные факты; Instagram – это забавные и любопытные фотографии; twitter – это злободневные, острые, смешные мысли. Контент ни в коем случае не должен быть скучным.

• С помощью привлечения других молодежных объединений;

В данном случае логика очевидна: приходя в здание библиотеки, волей - неволей человек будет вовлечен в библиотечную жизнь. А вот покажется она интересной для него или нет – уже другой вопрос.

• Создание на базе библиотек инновационных проектных площадок;

Проектная площадка – это место, полностью отвечающее требованиям определенного замысла и способствующее его реализации в дальнейшем. Иными словами, почва достаточно благодатная, в том смысле, что идей может быть масса – от театрального кружка до старт-ап тренинга. Самое главное, чтобы площадка действительно отвечала требованиям замысла, а это значит, должны присутствовать необходимые реквизиты, литература, аппаратура, мебель и, конечно же, отдельное помещение. Конечно, районные библиотеки не всегда могут позволить себе такую роскошь, а вот для центральных – это вполне реальная перспектива.

• Предоставление помещения библиотек в пользование творческих объединений;

Сотрудничество библиотек и творческих объединений, на мой взгляд, должно быть само собой разумеющимся понятием. В данном случае можно привести в пример предоставление залов библиотек для размещения картин, фотокартин или арт-объектов.

Такое сотрудничество послужит прекрасной обоюдной рекламой, как для библиотеки, так и для какого-либо объединения.

Разумеется, это не все способы привлечения внимания к библиотекам, но мне они представляются наиболее реальными на данном этапе развития в нашей республике. Подытоживая, хочется отметить, что в современном мире библиотеки должны быть готовы к кардинальной перемене своей деятельности, при этом, не растеряв своих исторически сложившихся функций. Уместным будет вспомнить Всемирный библиотечноинформационный Конгресс (WLIC), проходивший в Сингапуре 17-22 августа 2013 года.

Его тема соответствовала девизу действующего на тот момент Президента ИФЛА Ингрид Парент – «Библиотеки будущего: безграничные возможности» (Future Libraries:

Infinite Possibilities). В документах, представленных в программе Конгресса, был отмечен отчет ИФЛА «Тенденции развития» (IFLA Trend Report), содержащий анализ быстро развивающейся цифровой информационной среды и формулировку возможных направлений развития в ней библиотек.

Важным результатом являются выделенные тенденции, которые, по мнению экспертов, повлияют на доступ к информации в ближайшие годы:

• новые технологии, включая онлайновое образование, расширят и одновременно ограничат доступ к информации и глобальное познание;

• границы защиты данных и прав на частную жизнь будут пересмотрены;

• в условиях гиперкоммуникаций общество лучше услышит голоса людей и групп;

• глобальная информационная среда будет трансформироваться с приходом новых технологий [1, С. 35].

Отчт призван помочь библиотекарям позиционировать себя с учтом выявленных тенденций, а также разработать наилучшие сервисы для пользователей в новых условиях.

Этот отчет стал самым обсуждаемым и после окончания мероприятия. Почему? Потому что для участников обсуждений была распространена краткая версия Отчта под названием «Покорить волны или застрять в приливе?» (Riding the waves or caught in the tide?).

И действительно, мы готовы прямо сейчас покорять волны или нам достаточно остаться и застрять в приливе? … ***

1. Линден И. Л. Библиотеки будущего: безграничные возможности // Университетская книга. 2013. №11. – С. 34 – 39.

2. Шрайберг Я. Л., Линдеман Е. В. "Библиотеки сегодня - вдохновляя, удивляя, открывая новые возможности" // Университетская книга. – 2012. – №10. – С. 44 – 48.

–  –  –

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛАНА ЗДАНИЯ ПРИ ПОМОЩИ СЕТКИ

ДЛЯ ДИНАМИЧНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ЭВАКУАЦИЕЙ ЛЮДЕЙ ИЗ ЗДАНИЯ ПРИ ПОЖАРЕ

Одной из главных задач любого проекта является создание его макета. В данном случае под словом макет подразделяется план здания.

План здания задается поэтажно, и, чтобы показать на каждом этаже комнаты, проходы и коридоры применяют такой вариант как сетка и при помощи графов. В данной работе хотелось бы более подробно остановиться на методе моделирования макета здания в виде сетки.

На начальном этапе создания проекта моделируются этажи здания 2D сеткой. Эта сетка состоит из заранее определенных для объектов чисел, в каких местах находятся стены, комнаты, двери, лестничные клетки и т.д. В дальнейшем по сетке определяется местонахождение людей и при помощи волнового алгоритма вычисляется оптимальный маршрут эвакуации. Волновой алгоритм работает таким образом: первоначально определяется местоположение человека, а потом ближайший выход из здания. Следующим шагом является отправка от человека до эвакуационного выхода условной волны, которая определит наиболее короткий маршрут для эвакуации. При вычислении оптимального маршрута по сетке также можно определить есть ли на пути эвакуации возгорание или какой-нибудь объект, препятствующий эвакуации людей. Данная сетка так же можно реализовать в 3D виде. Эта сетка полностью моделирует этаж здания от пола до потолка.

Преимуществом в 3D сетке в том, что можно определить, подходит ли выход для эвакуации по высоте или ширине. Также данная сетка достаточно точно может определить направление и температуру пламени. Данная функция позволяет наиболее эргономично и производительно установить системы обнаружения возгорания и пожаротушения.

–  –  –

РАЗРАБОТКА СЕРВЕРА ДЛЯ ДИНАМИЧНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ЭВАКУАЦИЕЙ ЛЮДЕЙ ИЗ ЗДАНИЯ ПРИ ПОЖАРЕ

Целью проекта «Разработка программно-аппаратного комплекса управления экстренной эвакуацией людей из общественных зданий и сооружений в режиме реального времени» является разработка беспроводной системы оповещения о пожаре, реализующей 5-й тип системы пожарной безопасности по классификации свода правил 3.13130.2009. Отметим, что большинство используемых систем реализуют лишь 3-й тип.

Составляющие системы:

• Сенсорный блок – комбинированный тонкопленочный датчик со встроенным микроконтроллером ATMega128rfa1 или подобный со встроенным модулем беспроводной связи ZigBee.

• Серверный блок – микрокомпьютер Raspberry PI или подобный с индикаторами, модулем ZigBee и другими средствами коммуникации подключенными к нему.

• Указатели – системы оповещения на базе микроконтроллера ATMega128rfa1 со встроенным модулем ZigBee.

Все части системы образуют самоорганизующуюся mesh-сеть ZigBee с частотой 2.4 ГГц.

В данном протоколе беспроводной связи предусмотрены специальные алгоритмы маршрутизации, обеспечивающие самовосстановление и гарантированную доставку пакетов в случае обрыва связи между отдельными узлами, перегрузки или отказа какого-то элемента. К достоинствам также относятся криптографическая защита данных, политики безопасности, низкое энергопотребление (до трех лет от батареи AA в режиме сна), компактность, дешевизна. Безопасность обеспечивается центром управления безопасностью (как правило, координатор), он проверяет подлинность подключенных устройств, поддерживает и распространяет сетевые ключи, обеспечивает безопасность взаимодействия устройств. Ключ узлу передается по не зашифрованному каналу только во время его первого присоединения.

Всего в структуре сети предусмотрено 3 типа устройств:

1. Координатор (серверный блок) – центр управления сетью, доверительный центр, задает настройки в процессе присоединения к сети новых узлов.

2. Маршрутизатор (сенсоры) – транслирует пакеты, осуществляет динамическую маршрутизацию, восстанавливает маршруты при перегрузках в сети или отказе какоголибо устройства. Должен быть всегда активен.

3. Конечное устройство (сенсоры и средства оповещения) – может принимать и отправлять пакеты, но не занимается их трансляцией и маршрутизацией. Может использовать режим сна для экономии энергии.

Задача сенсорных блоков – собирать и передавать информацию. Также, благодаря возможностям микроконтроллера ATMega128rfa1, каждый из таких блоков может сам строить пути эвакуации по упрощенным алгоритмам, использующим минимум памяти.

По этой причине возникает необходимость использования более производительного устройства – сервера, а встроенные методы оставить для критических случаев, когда все сервера оказались недоступны.

Задачи сервера: по полученным данным динамически в реальном масштабе времени строить пути эвакуации из здания и управлять средствами оповещения. В дополнительные возможности входят обновление прошивки микроконтроллеров, интерфейс пользователя для мониторинга, тестирования и управления облаком сенсоров, возможность сообщать по доступным каналам связи администратору о ситуации. Микрокомпьютеры дешевы, компактны, обладают высокой производительностью и малым энергопотреблением.

Модель здания в программной части представляет собой двудольный граф, в котором есть несколько типов вершин: комнаты, проходы. Все они соединены дугами в соответствии с планом здания (проход – две дуги, комната – более одной). За счет данной абстракции можно использовать множество параметров комнат, проходов и сохранить высокую скорость моделирования.

Прямым конкурентом в области разработки программно-аппаратных комплексов динамической эвакуации является компания Аргус-Спектр с системой Нить Ариадны имеющая похожие принципы работы. Также корпорация Google работает над системой Умного дома управляющей через беспроводные каналы различными устройствами, но более подробной информации пока нет.

Разрабатываемый комплекс может быть востребован в больших зданиях имеющих сложную структуру.

–  –  –

ОНЛАЙНОВОЕ ПОСТРОЕНИЕ СУФФИКСНОГО МАССИВА

Задача индексирования текста состоит в том, чтобы построить для него такую структуру данных, которая позволяет эффективно отвечать на такой запрос:

Search(P) – перечислить все позиции вхождений образца P в тексте.

В [1] показано, как построить такую структуру для текста S длины n за время O(n log n) и как отвечать на запрос Search(P) за время O(|P| + log n). Эта структура данных называется суффиксным массивом и является перестановкой всех суффиксов S в лексикографическом порядке. Суффиксом строки S называется любая ее подстрока, конец которой совпадает с концом строки S.

Онлайновая задача индексирования в дополнению к запросу Search(P) требует также эффективной обработки следующего запроса:

Append(C) – добавить в конце текста символ.

В нашей работе рассматривается задача индексирования скользящего окна, то есть дополнительно поддерживается следующий запрос:

Remove – удалить один символ из начала строки.

Для решения такой задачи мы вводим понятие неявного суффиксного массива: это тройка S, A, i, где S – текст, A – суффиксный массив, из которого удалены неявные суффиксы, i - свидетель самого длинного неявного суффикса. Суффикс I называется неявным, если существует еще хотя бы один суффикс J, такой, что J=Ix, где x – непустая строка. Такой суффикс J называется свидетелем неявного суффикса I.

Обратим внимание на тот факт, что позиции всех неявных суффиксов находятся в конце строки. То есть любой суффикс, который является суффиксом самого длинного неявного, также является неявным.

Преимущество неявного суффиксного массива заключается в том, что он не содержит суффиксов, которые изменят свое положение в массиве после добавления символа в конец строки.

Для эффективной поддержки операции Append(C) мы реализуем следующие процедуры:

SearchImplicit(C) – если I – самый длинный неявный суффикс (возможно пустой), то найти явный суффикс, который начинается со строки IC, или, если такого суффикса не существует, найти позицию, где в массиве A должен находиться суффикс IC Insert(s, i) – вставить в массив A суффикс s в позицию i Add(C) – добавить символ в конец строки S TruncateImplicit() – укоротить самый длинный неявный суффикс на один символ.

При выполнении n запросов Append(C) будет выполнено не более O(n) наших процедур. Используя динамическую структуру из [2] можно реализовать каждую из этих процедур так, чтобы она выполнялась за время порядка O(log n). Таким образом, каждый запрос Append(C) к неявному суффиксному массиву может быть выполнен за O(log n) в среднем.

Запрос Remove выполняется простым удалением самого длинного суффикса из A (и добавлением нового суффикса, если удаляемый суффикс был свидетелем i), что также делается за время O(log n).

Запрос Search(P) выполняется так же, как это делается для обычных суффиксных массивов [1].

Для перечисления позиций, которым соответствуют неявные суффиксы, пользуемся следующей формулой:

k*(|A| - i + 1) + x, где i – позиция свидетеля самого длинного неявного суффикса, x лежит в отрезке [i, |A|], k – целое число.

Процедура Append(C) может быть улучшена по времени выполнения до O(log n) в худшем случае. При этом остальные запросы по прежнему выполняются за то же время.

–  –  –

ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНИМАЦИЯ

ОСНОВ ШАХМАТНОЙ ИГРЫ

Каждый день мы сталкиваемся с множеством задач, решение которых требует от нас способности к логическому мышлению. Логика, как умение думать и рассуждать последовательно и непротиворечиво, требуется нам во многих жизненных ситуациях.

В настоящее время происходит стремительное развитие информационных технологий, поэтому для специалиста в этой области важно развивать логическое мышление. Существует универсальный и всесторонний способ развития интеллекта – это игра в шахматы, которая позволяет одновременно развивать логические, аналитические, дедуктивные, прогностические способности, абстрактное мышление, концентрацию, память, быстроту мышления.

Данная работа представляет собой презентационный 3D-видеоролик для начинающих, разъясняющий азы игры в шахматы, начиная с правильного расположения доски, расстановки фигур, их ходов и, заканчивая простыми шахматными партиями. Возможности 3D-моделирования позволяют максимально передать атмосферу игры и манипулировать восприятием реципиента. В дальнейшем планируется создание гипермедийного учебника по обучению игры в шахматы. В нем будут прописаны основные правила, этапы шахматной партии, виды шахматной композиции и многое другое в сочетании с учебными видеороликами.

3D-объекты и анимация были реализованы в программе Autodesk 3D Studio Max 2012.

Использованные объекты: Геометрические (Box, Plane, Sphere), Формы (Line, Text) для основы создания моделей. Шахматные фигуры были выполнены в технике сплайнового моделирования, которое заключается в том, что при помощи соответствующего модификатора происходит вращение формы или сплайна вокруг заданной оси. Также применялась логическая операция объединения Boolean. Для создания анимации использовалась съемочная камера Free Camera, которая была «привязана» к определенной траектории (при помощи инструмента Path Constraint). Кроме того, для освещения сцены были установлены Target Spot и Omni. Видеоролик был создан в программе Movavi Video Suite 12.

Материалы для объектов были назначены с помощью редактора материалов Material

Editor:

1. Тип шейдера (режим тонирования) - Blinn.

2. В канал Diffuse Color (основной цвет материала) была добавлена соответствующая карта Bitmap. Текстуры были созданы в Adobe Photoshop CS6.

3. Specular Level (яркость блика) = 60.

4. Glossiness («глянцевитость» материала) = 70.

Модификаторы:

• Lathe (вращение)

• Extrude (выдавливание контура), Bevel (выдавливание с фасками)

• UVW Map (UVW-проекция)

• MeshSmooth (сглаживание)

• EditPoly (редактирование полигонов).

ФИЗИКО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

–  –  –

КОРОТКОИМПУЛЬСНЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ СИНТЕЗ

ТОНКИХ АНТИКОРРОЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ЦИРКОНИИ

Цирконий является наиболее перспективным металлом, который используется в качестве конструкционного материала ядерных реакторов (оболочки твэлов, трубы и т.п.). Недостатком циркония является то, что в случае развития аварийной ситуации атомных реакторов он обладает слабой коррозионной стойкостью [1]. Поэтому в настоящее время наиболее актуальной является задача по разработке поверхностных покрытий циркония с улучшенными функциональными свойствами (коррозионная стойкость, жаростойкость, смещенный потенциал перепассивации). Данная работа направлена на создание защитных покрытий для циркония при помощи лазерного высокоскоростного синтеза. Целью работы является исследование структурно-фазового состава и коррозионной стойкости покрытий циркония.

Исходными образцами являются пластинки из сплава циркония Zr–1%Nb с площадью поверхности 10 мм2 и толщиной 1 мм. Методом лазерного высокоскоростного синтеза была произведена обработка двух типов образцов на воздухе (в двух разных режимах) и двух типов образцов в особо чистой среде аргона (в одном случае с нанесенным поверхностным слоем порошка активированного угля с чистотой 99,5%, в другом - порошка оксида хрома).

Рентгеноструктурные исследования показали, что на исходном и обработанных образцах присутствует фаза -Zr. В случае обработки на воздухе присутствует фаза оксида циркония с моноклинной решеткой. При нанесении на поверхность образцов активированного угля обнаружены фаза карбида циркония с кубической решеткой и фаза графита. При нанесении Сr2O3 появляется высокотемпературная фаза циркония, что свидетельствует о стабилизации фазы синтезированными элементами слоя. Таким образом, происходит восстановление хрома цирконием, который является элементом, стабилизирующим высокотемпературную фазу ОЦК циркония, понижая температуру перехода.

Исследования на коррозионные свойства проводили электрохимическим методом с использованием потенциостата модели P-30 и ячейки ЯСЭ-2 [2]. Для исследований в электронейтральной среде фоновым электролитом был выбран боратный буферный раствор с рН 7,4, в агрессивной среде - хлорид иона Сl-ион. Результаты исследований в электронейтральной среде приведены на рисунке 1. Наиболее смещенным анодным потенциалом обладает образец, обработанный на воздухе во втором режиме. Разница между напряжением пробоя у него и необработанного образца составила 1200 мВ. В агрессивной среде (NaCl 3%) наилучшей коррозионной стойкостью обладают образцы, обработанные на воздухе. Высокотемпературные исследования показали, что самыми стойкими к процессам высокотемпературной коррозии являются образцы, обработанные на воздухе.

Результаты исследований показали, что метод лазерного высокоскоростного синтеза положительно влияет на снижение скорости коррозии. Было выявлено, что лучшими антикоррозионными свойствами обладают образцы, обработанные на воздухе. На данных образцах образуются не сплошные, а растворенные оксиды в металлической матрице циркония. Они создают плотные слои и препятствуют процессам коррозии, в том числе и высокотемпературным.

Рис.1. ВАХ электродов из циркония в электронейтральной среде (ББР pH 7,4) для различных образцов:

1 – без обработки, 2 – обработан на воздухе в 1-ом режиме, 3 – обработан на воздухе во 2-ом режиме, 4 – с нанесенным на поверхность активированным углем, 5 – с нанесенным на поверхность оксидом хрома ***

1. Парфенов Б.Г., Герасимов В.В., Венедиктова Г.И. Коррозия циркония и его сплавов // Москва: Атомиздат, 1967. 257 с.

2. Решетников С. М., Харанжевский Е. В. Коррозионно-электрохимическое поведение композитных слоев на основе железа, полученных лазерным спеканием// Вестник Удмуртского университета. Физика и химия. Вып. 1. Ижевск, Изд-во: УдГУ, 2012. С. 13-24.

–  –  –

СКОШЕННОЕ АНТИФЕРРОМАГНИТНОЕ УПОРЯДОЧЕНИЕ В La2CuO4

Известно, что магнитные свойства купрата лантана La2CuO4 тесно связаны с его сврехпроводящими свойствами, возникающими при допировании его стронцием. Это обуславливает интерес к изучению магнитной структуры La2CuO4. Купрат лантана представляет собой квазидвумерное соединение, в котором проводимость обеспечивается в основном медь-кислородными слоями, лежащими в одной плоскости. Обменное взаимодействие между ближайшими медь-кислородными слоями в соединении La2CuO4 пренебрежимо мало и составляет около 10-5 от внутрислойного обменного взаимодействия [1], что и позволяет рассматривать La2CuO4 как квазидвумерную структуру. По этой причине теоретическое исследование данного соединения проводится с помощью двумерных моделей, что является обоснованным в большинстве случаев. Тем не менее, несмотря на свою малость, межслойное взаимодействие также играет роль в формировании магнитного порядка. В работе [2] было найдено, что магнитные моменты в соседних медь-кислородных слоях упорядочены антиферромагнитно по отношению друг к другу.

С учетом внутрислойного антиферромагнитного упорядочения получается так называемая скошенная структура, в которой угол скашивания по отношению к плоскости медькислородного слоя равен 0.17 градуса. По аналогии с манганитами принято объяснять причину формирования скошенной структуры в La2CuO4 взаимодействием Дзялошинского-Мория [2]. Однако не были рассмотрены другие возможные объяснения такого упорядочения, в частности, за счет анизотропии интеграла переноса электронов по отношению к направлению в медь-кислородной плоскости и перпендикулярно ей. Мы исследовали возможность стабилизации скошенной антиферромагнитной структуры с помощью приближения Хартри-Фока модели Хаббарда в предположении существования слабого электронного переноса между слоями.

Работа поддержана грантом РФФИ № 14-02-31603 и грантом УрО РАН № 14-2-НП-273.

–  –  –

Интегрируя (3) при различных значениях параметра и периода колебаний T, получим зависимость V (, T ) (поверхность второго порядка), из которой, выбрав необходимую скорость и время совершения маневра T, находим параметр. Далее, зная, можно в явном виде определить ускорение a(t,, T ) и из уравнений (1) выразить управляющие моменты.

Данный алгоритм рассмотрен для двух типов движений – разгон по прямой до заданной скорости и поворот на определенный угол. При комбинации таких гейтов можно получить любую сложную траекторию.

Рис. 2. Зависимость векторов n,, Q, а также скорости и ускорения шара от времени при разгоне по прямой за одно колебание маятника ( T 5, V 0.5 ) В качестве примера на рис. 2 представлены графики зависимости ненулевых компонент вектора n, управляющего момента Q, скорости V, ускорения шара a (t ) и угловой скорости маятника от времени для движения шара по прямой вдоль оси Ox. Из них видно, что за T 5 шар набрал скорость V 0.5, двигаясь далее с постоянной скоростью. Маятник при этом совершил одно полное колебание и вернулся в начальное положение. Чтобы шар остановился, необходимо совершить колебание маятника в обратном направлении с той же амплитудой и за тот же промежуток времени.

***

1. Баландин Д.В., Комаров М.А., Осипов Г.В. Управление движением сферического робота с маятниковым приводом // Изв. РАН. Теория и системы управления, 2013, № 4, с. 150–163.

2. Борисов А. В., Мамаев И. С. Две неголономные интегрируемые связки твердых тел // Нелинейная динамика, 2011, т. 7, №3, с. 559-568.

3. Иванова Т. Б., Пивоварова Е. Н. Динамика и управление сферическим роботом с осесимметричным маятниковым приводом // Нелинейная динамика.

БИОЛОГО-ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

–  –  –

СОСТАВ И СТРУКТУРА АГРОФИТОЦЕНОЗОВ

МОЖГИНСКОГО РАЙОНА УДМУРТИИ

В последнее время агрофитоценозы – полевые растительные сообщества – являются объектом наиболее пристального исследования. Это связано с тем, что сорные растения, произрастающие в местах выращивания сельскохозяйственных культур, сохраняют устойчивость к уничтожению благодаря исключительной жизнеспособности. Для успешной защиты посевов от сорняков необходимы знания экологии и биологии сорных растений, позволяющие оценивать вредоносность засорителей в посевах сельскохозяйственных культур, в связи с чем и возникла необходимость проведения исследований по данной теме.

Целью наших исследований явилось изучение состава и структуры агрофитоценозов Можгинского района.

Исследования проводились в 2013 году по общепринятой геоботанической методике. Для фитоценотической характеристики сорно-полевой растительности выбирались полевые участки, которые отличались видом возделываемого культурного растения и условиями местообитания. Для описания сорно-полевой растительности на каждом полевом участке закладывались учетные площадки размером 100 м2 (10*10) с таким расчетом, чтобы они как можно полнее отражали растительность всего поля.

При описании растительности учетных площадок учитывали культурные и сорные растения:

видовой состав, проективное покрытие, обилие, фенологическую фазу, высоту растений и др.

В 2013 году в структуре посевных площадей на территории Можгинского района первое место отведено посевам многолетних трав (40,5%), на 2 месте яровые зерновые (овс, пшеница, ячмень) (36,0%), далее идут однолетние травы, озимые зерновые (озимая рожь), картофель, кукуруза, зернобобовые, технические культуры (подсолнечник, рапс).

При обследовании сегетальной флоры Можгинского района было выявлено произрастание 125 видов сосудистых растений, относящихся к 28 семействам. На долю 8 основных семейств приходится 70% всех видов сорно-полевой флоры. Это такие семейства, как Asteraceae (17,6%), Fabaceae (12,0%), Poaceae (10,4%), Caryophyllaceae (8,8%), Brassicaceae (6,4%), Lamiaceae (5,6%), Boraginaceae (4,8%), Polygonaceae (4,8%).

Такой высокий суммарный процент участия незначительного количества семейств свойственен территориям с экстремальными условиями развития растительного покрова [2]. Полевые местообитания, безусловно, относятся к таковым.

Географический анализ показывает, что большая часть сегетальных сорняков является видами бореальными (60,3%) (Cirsium setosum, Polygonum convolvulus и др.). Значительная часть сорных растений являются выходцами из области Древнего Средиземноморья (20,7%) (Avena fatua и др.) и степными (10,7%) (Arenaria serpyllifolia, Euphorbia virgata и др.).

Из анализа биологических групп сорных растений можно отметить, что активное участие в сложении агрофитоценозов Можгинского района принимают малолетники (58,8%), среди которых на первом месте стоят яровые однолетники (38,7%) (Lithospermum arvense, Chenopodium album, Polygonum convolvulus и др.). Это подчеркивает, что для произрастания видов с коротким жизненным циклом режим наибольшего благоприятствования представляют полевые местообитания, где в результате интенсивного антропогенного воздействия уменьшается конкуренция со стороны многолетников. Из группы многолетников большим числом видов представлены корневищные (16,8%) (Elytrigia repens, Equisetum arvense, Vicia cracca и др.).

Экологический анализ сегетальной растительности, проведенный по отношению каждого вида к важнейшему фактору местообитания – водному режиму, выявил преобладание мезофитов (66,1%) (Convolvulus arvensis, Centaurea cyanus, Conium maculatum и др.). Высокий процент участия мезофитов объясняется тем, что сорняки под воздействием земледельческой деятельности человека направленно эволюционировали совместно с культурными растениями, являющимися мезофитами [1]. Остальные экологические группы представлены меньшим числом видов.

Анализ ценотических групп показал преобладание в сегетальной флоре растений луговой группы, составляющих 28,7% (Melandrium album, Knautia arvensis и др.). Количество видов растений, произрастающих на открытых местообитаниях, составляет 21,3% (Stellaria media, Dracocephalum thymiflorum, Chamaenerion angustifolium и др.).

Многочисленна сегетальная ценотическая группа – 19,7% (Myosotis arvensis, Raphanus raphanistrum, Matricaria perforata и др.). Рудеральные виды составляют 9,8% (Cynoglossum officinale, Malva pusilla, Solanum nigrum и др.) от общего числа сегетальных видов. Остальные группы представлены меньшим числом видов.

Из группы видов по отношению к земледельческой культуре преобладают эуагрофиты (36,7%) (Erodium cicutarium, Cirsium setosum, Polygonum scabrum и др.) и гемиагрофиты (37,5%) (Vicia hirsutа, Melilotus albus, Chamaenerion angustifolium и др.). Эти виды сорных растений приспособлены к произрастанию в полевых сообществах, несмотря на сильное антропогенное воздействие. Как характерные элементы полевой растительности их можно выделить в группу типичных сорняков. На долю случайных агрофитов приходится 25,8%.

По происхождению сорно-полевые растения делятся на апофиты и антропохоры. На долю апофитов приходится 56,0% сорно-полевой растительности (Rumex pseudonatronatus, Carduus crispus, Cichorium intybus и др.), а на долю антропохоров – 44,0% (Malva pusilla, Chaenorhinum minus и др.).

Анализ степени засоренности показал, что посевы сельскохозяйственных культур в основном в средней степени засорены (от 5 до 16% сорняков от общего проективного покрытия). Такую степень засоренности имеют посевы суданской травы (5,1%), ячменя (7,4%), пшеницы яровой (5,7%), гороха (13,9%), клевера (15,4%), овса (8,5); сильно засорен картофель (17,7%), очень сильно засорена кукуруза (на долю сорняков приходится 49,3%).

Несмотря на большой видовой состав сорных растений, лишь незначительная часть формирует группу ведущих засорителей. Это такие как: Cirsium setosum, Convolvulus arvensis, Polygonum convolvulus, Chenopodium album, Artemisia vulgaris, Viola arvensis, Equisetum arvense. Но каждая группа культур, объединенная по технологии возделывания, имеет свой список ведущих засорителей. В посевах озимых культур помимо вышеперечисленных видов имеют высокую встречаемость Centaurea cyanus, Vicia cracca, Taraxacum officinale, Elytrigia repens. В посевах пропашных культур преобладают Cirsium setosum, Convolvulus arvensis, Echinochloa crus-galli, Chenopodium album, Chenopodium suecicum.

В посевах многолетних трав преобладают Artemisia vulgaris, Matricaria perforata, Conium maculatum, Polygonum convolvulus, Melilotus officinalis и др.

Посевы яровых культур засоряют яровые однолетники (Avena fatua, Chenopodium album, Polygonum convolvulus и др.) и корнеотпрысковые многолетники (Convolvulus arvensis, Sonchus arvensis, Cirsium setosum и др.).

Таким образом, несмотря на большое видовое разнообразие сорняков (125 видов), в состав ведущих засорителей, которые определяют степень засоренности полевых культур, входит незначительная часть видов. Это, прежде всего, яровые и озимые однолетники, корнеотпрысковые и корневищные многолетники, которые выдерживают интенсивную антропогенную нагрузку в виде обработки почвы, и виды, у которых жизненный цикл совпадает с жизненным циклом возделываемой культуры.

–  –  –

СОЗДАНИЕ НАУЧНОГО ЗАДЕЛА, ОРИЕНТИРОВАННОГО

НА РАЗРАБОТКУ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

ПРОЛОНГИРОВАННОЙ ФОРМЫ ГЕНТАМИЦИНА

Создание технологии производства пролонгированных форм антибиотиков до настоящего времени остается актуальной задачей международной биоиндустрии. В рамках настоящего исследования пролонгированная форма антибиотика конструируется за счет трансформации гентамицина (БОС) как результат сополимерной модификации его аминогрупп альдегидными группами, индуцированными в составе совиаля (Сов). Необходимо отметить, что научный задел, предусмотренный в данной работе, ориентирован на краткосрочную перспективу и заканчивается результатами кафедральных исследований, необходимых для наиболее полного информационного обеспечения структуры свойств химерного комплекса, сформированного совиалем и гентамицином. К настоящему времени нами отработана исследовательская методология и получены результаты, позволяющие:

- создавать и совершенствовать конъюгированные формы гентамицина с использованием структурно-функциональных особенностей сополимера - совиаля;

- совершенствовать синтез химерных комплексов (гентамицин-совиаль) в рамках требований, предъявляемых к условиям и срокам хранения лекарственных средств;

- определить период полувыведения совиаля и его производных, модифицированных гентамицином.

В работе использованы методы химии, биохимии и микробиологии, совокупность которых нацелена на внесение научно-технической конкретики в стадию синтеза сополимерно модифицированных конструкций гентамицина. В частности, реакция образования азометиновых связей между БОС и Сов базируется на использовании эквимолярных соотношений исходных реагентов. Для этого нами отработаны методы количественной индикации Сов и его модифицированных форм. Совершенствование методологии экспериментальной работы касается и адаптированного нами варианта жидкостной хроматографии низкого давления в режиме гель-фильтрации для выделения конечного продукта синтеза без примесей низкомолекулярных биоорганических соединений. Конкурентный метод ИФА для количественного определения гентамицина усовершенствован в процессе работы для индикации БОС в составе комплекса и в хроматографических фракциях, формирующих профиль процесса отделения продукта реакции от исходных реагентов инкубационной среды. Сов содержит в своем составе акролеиновое звено, позволяющее регулировать количество альдегидных групп в зависимости от подобранных условий «активирования» сополимерной матрицы. Для количественных и качественных изменений в составе активированного Сов нами используются химические методы титрования реакционоспособных группировок. Применяется также ИК-спектроскопия для оптимизации условий активирования совиаля и на стадии регистрации образования азометиновых связей меду БОС и Сов. Стабильность синтезированного комплекса определяется характером связей, в частности, переводом азометиновых связей в прочные ковалентные с целью обеспечения стабильности конъюгата в процессе его возможно более длительного хранения. Очевидно также, что методы микробиологии необходимы в исследовании, поскольку модификация гентамицина (БОС) по реакционоспособным аминогруппам может сопровождаться снижением или потерей его антибактериальной активности.

На данном этапе исследования получены результаты, позволяющие приступить к проектированию «Инструкции по изготовлению и контролю сополимерно модифицированной формы гентамицина» (3 года). Остальные этапы технологических нововведений и сопряженные технологические документы мы планируем создать в течение 7 лет на материально-технической базе НПО «Завод Экобиопрепарат».

–  –  –

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ

АТТЕСТАЦИИ СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗЦА СОСТВА ВОДЫ

НА СОДЕРЖАНИЕ ЖЕЛЕЗА (II, III)

Одним из важнейших нормируемых показателей качества питьевой и природных вод, контролируемых лабораториями и аналитическими службами предприятий, является содержание ионов железа (II, III).

Предельно допустимая концентрация железа общего в питьевых и природных водах составляет 0,3 мг/дм3 [1, 2]. Следует отметить, что природные воды редко содержат количества этого компонента в концентрациях, превышающих ПДК. На практике при определении содержания железа общего в соответствии с аттестованными методиками выполнения измерений зачастую приходится сталкиваться с определением малых количеств ионов железа в присутствии достаточно высоких содержаний таких неорганических ионов, как сульфат-, хлорид-, фосфат, фторид-ионов и ионов солей жесткости кальция и магния.

При выборе метода для определения железа общего в питьевых водах лаборатория руководствуется величиной обнаруживаемого минимума и возможностью устранения влияния сопутствующих компонентов, присутствующих в исследуемых объектах.

В ходе работы нами установлен обнаруживаемый минимум железа (III) с применением алгоритма, представленного в ГОСТ 4011 [3]. Он предусматривает расчт минимального значения оптической плотности и определяется погрешностью метода, которая характеризуется при помощи стандартного отклонения. Так как стандартное отклонение оптической плотности (sA) зависит от количества определяемого вещества, то была оценена его величина для значения оптической плотности, соответствующего определяемому минимуму концентрации ионов Fe3+.

Нормативный документ на методику измерений ГОСТ 4011 предусматривает использование разных реагентов: сульфосалициловая кислота, ортофенантролин и 2,2-дипиридил. В ходе эксперимента установлено аттестованное значение содержа ния железа общего в созданном образце для контроля с применением этих реагентов и предела определения железа в водах.

***

1. СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. – М.: Минздрав России, 2002. – 104 с.

2. ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. – М.: Минздрав РФ,2003, 78 с.

3. ГОСТ 4011-72 Вода питьевая. Методы измерения массовой концентрации общего железа. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. С. 381 – 388.

4. ПНД Ф 14.1:2.50-96 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации общего железа в природных и сточных водах фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой.

–  –  –

Таким образом, впервые для Удмуртской Республики определен видовой состав макробеспозвоночных весенних луж.

В дальнейшем планируется изучениевидового состава макробеспозвоночных летних луж исравнение фауны различных временных водоемов

–  –  –

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА АГРЕГАЦИИ

ИНГИБИТОРА ХЛОРИДА ТЕТРАМЕТИЛАММОНИЯ

В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ

Целью работы было сравнительное исследование процесса агрегации ингибитора хлорида тетраметиламмония (ТМА) при различных температурах в вакууме и в двух растворителях: в воде и в циклогексане.

Основные молекулярно-динамические расчеты выполнялись с использованием пакета GROMACS (version 4.5.4) и силового поля GMX. Визуализацию полученных данных осуществляли с использованием программы RasWin. Файл исходной геометрии данного соединения был создан с использования сервера PRODGR, на котором был смоделирован катион ТМА. Затем в данный файл был вручную вписан анион хлора.

После этого был проведен молекулярно-динамический расчет по оптимизации геометрии молекулы. Затем аналогично создавалась молекула циклогексана и оптимизировалась е геометрия. Следующим этапом было создание систем в вакууме с различным разбавлением. В ходе расчетов выяснилось, что не наблюдается монотонной зависимости чисел агрегации от степени разбавления, а так же от температуры. По графикам функции радиального распределения можно сказать, что в вакууме образуется аморфная масса с элементами кристаллической структуры.

Что касается водных систем, то при постоянной температуре с увеличением разбавления числа агрегации уменьшаются как в первом, так и во втором порядке. Это связано с тем, что вокруг молекулы увеличивается число молекул воды, которые играют разрыхляющую роль и препятствуют образованию аморфно-кристаллической структуры. Так же можно заметить, что анионы выжимаются в отдельное облако. В неполярном растворителе не образуется отдельных кластеров, т.к. циклогексан препятствует процессу агрегации.

В заключении можно отметить, что полученное пространственное строение молекул хлорида ТМА и циклогексана удовлетворяет теории строение органических веществ.

Поведение систем хлорида ТМА в вакууме и в растворителях заметно отличается. В первом случае образуется аморфно-кристаллическая структура, а во втором – на процесс агрегации оказывает влияние сами молекулы растворителя. Полярный растворитель способствует процессу агрегации, а неполярный затрудняет его.

–  –  –

Бесспорным научным фактом является то, что умеренная физическая нагрузка мобилизует иммунную систему. Но в спорте высших достижений, когда адаптационные возможности находятся на пределе, довольно частым явлением стало повышение уровня заболеваемости на фоне снижения иммунной защиты. Изменения касаются как клеточного, так и гуморального звена иммунитета и в частности уровня иммуноглобулинов. Суздальницким Р. С. и Левандо В. А. даже были зафиксированы случаи их полного, но непродолжительного исчезновения в соревновательный период.

На настоящий момент описано много случаев снижения уровня иммуноглобулинов под действием физической нагрузки, но нерешенным остается вопрос о биологической значимости данного феномена: является ли снижение уровня иммуноглобулинов ценой адаптации или это избегание провокации острых воспалительных реакций и аутоиммунных заболеваний. Наряду со снижением иммуноглобулина G после физической нагрузки происходит повышение титра аутоантител против иммуноглобулина G. Поэтому существует вероятность, что аутоантитела против IgG выступают в качестве регуляторов уровня антител.

Поэтому целью данного исследования явилось: оценить изменения уровня иммуноглобулина G и аутоантител к иммуноглобулину G под воздействием стресса, вызванного физической нагрузкой.

Эксперимент проводился на нелинейных белых лабораторных мышах обоего пола массой от 18 до 34 г в количестве 36 особей. Предъявление животным физической нагрузки осуществлялось по следующей схеме. В начале животных взвешивали, маркировали и привязывали груз равный 10% от массы тела. За тем осуществляли забор крови из хвоста до предъявления нагрузки. Далее мыши плавали с грузом до истощения, затем отдыхали 30 мин. Второй раз плавали до истощения и после второго купания производился забор крови из хвоста. Через 48 часов осуществлялось повторное предъявление нагрузки. В полученной плазме измеряли уровень иммуноглобулина G методом радиальной иммунодифузии по Манчини. А так же полученную плазму мы анализировали на наличие аутоантител к мышиному иммуноглобулину G. Для этого искусственно нагружали эритроциты человека с первой группой крови I(0) мышиными IgG, затем добавляли исследуемую плазму и через 3 часа при наличии в плазме аутоантител наблюдали реакцию агглютинации.

Статистическая обработка данных проводилась в программе Microsoft Exсel Starter 2010 и STATISTICA 6. Были вычислены среднее значение, стандартное отклонение, а так же достоверность отличий с помощью Wilcoxon test.

В процессе исследования были сформированы контрольные группы. Контрольная группа №1, в отличии от экспериментальной, не испытывала физической нагрузки. С мышами этой группы проводили все манипуляции, но вместо плавания осуществляли только окунание в воду. Контрольная группа № 2 подвергалась кратковременному плаванию с грузом в течение 2 минут. Достоверных отличий внутри обеих групп и между группами не наблюдается. Таким образом, психологический стресс, вызванный манипуляциями исследователя, и кратковременное плавание с грузом в течение 2 минут не влияет на снижение концентрации иммуноглобулинов, либо интенсивности данного стресса не достаточно для того, чтобы вызвать изменения.

В опытной группе после предъявления физической нагрузки, наблюдается увеличение уровня иммуноглобулина G ( 7,97±1,44 мм) относительно его уровня до нагрузки ( 7,46±1,25 мм). Предъявление повторной нагрузки аналогичного характера вызывает достоверное снижение уровня иммуноглобулина G ( 6,5±0,93 мм).

На основании кластерного анализа опытная группа животных была разделена на две подгруппы по времени плавания. В первую группу вошли мыши, которые плавали 50 и более минут. Динамика уровня иммуноглобулинов G и достоверность не изменились относительно общей экспериментальной группы. Во вторую группу вошли мыши, которые плавали мене 50 минут. В данном случае динамика изменения уровня иммуноглобулина G не сохраняется и достоверность отсутствует.

Измерение уровня аутоантител к иммуноглобулину G в плазме исследованных животных выявило тенденцию к увеличению титра аутоантител после каждого предъявления нагрузки. При этом после повторной нагрузки происходит 12-кратное увеличение титра.

Таким образом, снижение после повторной нагрузки возможно вызвано резким увеличением титра аутоантител к IgG, которые связывают иммуноглобулины G в комплексы.

Выводы:

1) Уровень иммуноглобулина G в контрольных группах достоверно не изменяется.

Это свидетельствует о том, что манипуляции исследователя и плавание в течение 2 минут не влияют на уровень иммуноглобулина G.

2) После однократного предъявления стресса в виде физической нагрузки происходит достоверное увеличение, а после повторного предъявления происходит достоверное снижение уровня иммуноглобулина G.

3) Изменение уровня иммуноглобулинов зависит от времени плавания: У мышей, плавающих более 50 минут наблюдается достоверное изменение уровня иммуноглобулина G.

4) Имеется тенденция к увеличению титра аутоантител после предъявления физической нагрузки.

Ю. В. Рабинович, гр. О-011000-51 Научный руководитель – Т. Н. Кропачева

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСОНОВ ДЛЯ ДЕМЕТАЛЛИЗАЦИИ

ЗАГРЯЗНЕННЫХ СЕДИМЕНТОВ

Тяжелые металлы (ТМ), такие как ртуть, кадмий, свинец, медь и др., являются опасными антропогенными загрязнителями окружающей среды, поскольку способны накапливаться в природных и техногенных седиментах (почвах, донных отложениях, промышленных шламах, осадках сточных вод) благодаря процессам сорбции катионов ТМ на поверхности этих седиментов. В связи с этим ведется поиск эффективных способов деметаллизации седиментов, например, известен метод кислотной экстракции ТМ, но он предполагает использование агрессивных минеральных кислот, применение которых приводит к нарушению структуры сорбента и необходимости его последующей нейтрализации. В качестве альтернативного варианта более мягких экстрагирующих агентов можно предложить комплексообразующие вещества. В данном случае извлечение катионов ТМ обеспечивается в результате конкурирующего по отношении к сорбции процесса образования устойчивых комплексонатов ТМ в растворе.

Соединения железа, алюминия и марганца, в частности, их оксиды, гидроксиды и оксигидроксиды, образуют основу минеральной составляющей природных и техногенных седиментов. Целью работы являлось изучение сорбции катионов Cu (II), как типичного представителя тяжелых металлов – загрязнителей окружающей среды, кристаллическими оксидами алюминия (Al2O3), железа (III) (Fe2O3, гематит) и марганца (IV) (MnO2, пиролюзит), а также установление влияния комплексонов ряда аминокарбоксилатов на сорбционный процесс. Для исследования были выбраны следующие комплексоны (HnL): глицин, иминодиуксусная кислота (ИДА), нитрилтриуксусная кислота (НТА), этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА).

Сорбционные процессы рассматривали с точки зрения теории поверхностного комплексообразования, учитывались следующие равновесия на границе раздела фаз «раствор - поверхность сорбента»: протонирование (1) и депротонирование (2) поверхности, связывание свободного катиона Cu (II) поверхностью (3) и процессы сорбции комплексонатов меди (II) (4) и (5):

SOH + H+ SOH2+, (1) SOH SO- + H+, (2) SOH + Cu2+ [SOCu]+ + H+, (3) SOH + CuL2-n [SO-CuL]1-n + H+, (4) SOH + CuL2-n [S-LCu]3-n + ОH-, (5) где SOH – поверхность сорбента, HnL – комплексон.

Сорбцию (десорбцию) проводили в статических условиях в течение 30-60 минут (время было установлено в ходе предварительных кинетических экспериментов) при ионной силе раствора I=0,1 и концентрации сорбента 1 г/дм3. Поверхность кристаллических оксидов предварительно гидратировали в течение 15 минут в растворе фонового электролита (0,1 моль/дм3 KNO3) с заданным значением рН. После проведения сорбции суспензию фильтровали, и определяли остаточное содержание ионов Cu (II) спектрофотометрическим методом.

Изучение зависимости степени сорбции катионов Cu(II) от кислотности среды для Al2O3, Fe2O3 и MnO2 в отсутствии комплексонов показывает, что c увеличением рН среды сорбция катионов металла (реакция (1) закономерно увеличивается, причем изучаемые сорбенты проявляют сходные сорбционные свойства. В присутствии всех комплексонов наблюдается снижение сорбции Cu (II), что связано с образованием в растворе комплексонатов, слабо удерживающихся на поверхности. При эквимолярном соотношении Cu (II): комплексон в интервале рН = 4 – 10 под действием ЭДТА наблюдается полное извлечение металла. Экстрагирующее воздействие комплексонов снижается в ряду ЭДТА – НТА – ИДА – глицин, что связано с уменьшением дентатности лиганда (от шести до двух), снижением устойчивости комплексонатов CuHjL2+j-n в растворе и протеканием поверхностных реакций (4) и (5). Однако увеличение концентрации низкодентатных лигандов приводит к значительному возрастанию степени извлечения катионов Cu (II).

Было установлено, что самый эффективный экстрагирующий агент (ЭДТА) извлекает 100 % металла с поверхности всех изучаемых оксидов в мягких условиях (рН=6–9), т.е.

вызывает тот же эффект, что и раствор азотной кислоты при рН=2.

Таким образом, применение эквимолярного по отношению к ТМ количества ЭДТА при рН=4–8 является оптимальным условием для очистки загрязненных седиментов на основе (гидр)оксидов железа, марганца и алюминия от катионов ТМ, что предпочтительнее кислотной экстракции ТМ. Для снижения стоимости процесса деметаллизации предложены методы последующего извлечения Cu (II) и других ТМ для дальнейшей переработки из их растворов после экстракции.

–  –  –

ИММУННЫЕ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ МАТЕРЬЮ И ПЛОДОМ

Резюме. Целью данной работы было исследование роли пролиферативной активности лимфоцитов матери против отцовских антигенов главного комплекса гистосовместимости (HLA) плода и антиидиотипических антител к отцовским HLA плода в установлении и поддержании толерантности к плоду при беременности. Проведен сравнительный анализ иммунного ответа против отцовских HLA эмбриона у женщин с нормально протекающей беременностью и женщин с угрозой прерывания беременности в 1 и 2 триместрах беременности. Обнаружено, что для нормальной беременности характерна интенсивная реакция пролиферации лимфоцитов матери на отцовские HLA плода, которая может сопровождаться продукцией антител к HLA плода, и продукция антиидиотипических антител к HLA плода, тогда как угроза прерывания беременности ассоциирована со слабой пролиферативной активностью лимфоцитов матери против HLA плода и отсутствием антиидиотипических антител к HLA плода. Антиидиотипические антитела к HLA при нормальной беременности могут оказывать блокирующий или стимулирующий эффект на пролиферативную активность лимфоцитов матери против отцовских HLA плода. Установлено, что антиидиотипические антитела к HLA, регулирующие активность лимфоцитов матери к HLA плода, действуют неспецифически.

Ключевые слова: антигены главного комплекса гистосовместимости, иммунная толерантность к плоду, антиидиотипические антитела.

Все клетки эмбриона помимо гаплоидного набора антигенов главного комплекса гистосовместимости матери, несут гаплоидный набор антигенов главного комплекса гистосовместимости отца. Поэтому плод по отношению к матери является полуаллогенным трансплантатом. Согласно законам трансплантации плодное яйцо должно подвергаться иммунному отторжению в течение 10 дней после распознавания иммунной системой матери. Однако в норме этого не происходит, так как к отцовским HLA устанавливается толерантность [1]. Толерантность к плодно-плацентарному аллотрансплантату пытались объяснить в соответствии с классическими законами биологии трансплантатов следующими гипотезами: 1) матка – иммунологически привилегированный орган; 2) низкая антигенность фетоплацентарных тканей; 3) снижение иммунологической реактивности матери при беременности под влиянием гормонов беременности; 4) маточно-плацентарный барьер [2]. Однако, ни одна из этих гипотез не нашла подтверждения. Механизмы установления и поддержания толерантности к плоду при беременности остаются не выясненными.

Наиболее обоснованной и непротиворечивой на сегодняшний день является гипотеза, согласно которой над лимфоцитами матери, узнающими антигены главного комплекса гистосовместимости плода, устанавливается антиидиотипический контроль, в результате которого лимфоциты матери против отцовских HLA плода теряют агрессивность и выделяют факторы роста и дифференцировки плода.

Для проверки гипотезы мы сравнили реакцию лимфоцитов матери на отцовские HLA плода и уровень антиидиотипических антител против отцовских HLA плода у женщин с нормально протекающей беременностью и женщин с угрозой прерывания беременности.

Антитела к отцовским HLA плода в сыворотке беременных женщин определяли с помощью лимфоцитотоксического теста. Определение антиидиотипических антител проводили методом торможения реакции бласттрансформации лимфоцитов (РБТЛ) в смешанной культуре лимфоцитов (СКЛ) [3]. Также определяли интенсивность пролиферации лимфоцитов матери на отцовские HLA плода в СКЛ. Результаты представлены в таблице 1.

Результаты исследования показали, что для нормального протекания беременности необходимо наличие интенсивной реакции лимфоцитов матери на HLA супруга и высокий уровень антиидиотипических антител против антигенов супруга. Антитела матери к HLA плода обнаруживаются у 23 % женщин с нормально протекающей беременностью.

–  –  –

Результаты сравнения реакции лимфоцитов матери на отцовские HLA плода и уровня антиидиотипических антител против отцовских HLA плода у женщин с нормально протекающей беременностью и женщин с угрозой прерывания беременности

–  –  –

Также было обнаружено, что антиидиотипические антитела к отцовским HLA плода кроме ожидаемого блокирующего эффекта могут оказывать стимулирующий эффект на пролиферативную активность лимфоцитов матери, вызванную отцовскими HLA плода.

Стимулирующий эффект ассоциирован с нормально протекающей беременностью. В группе исследованных женщин с угрозой прерывания беременности стимулирующий эффект антиидиотипических антител против антигенов супруга был обнаружен лишь у одной женщины и был ассоциирован с благоприятным исходом беременности. Выявлено, что антиидиотипические антитела к отцовским HLA обладают стимулирующими свойствами у женщин, характеризующихся слабой пролиферативной активностью лимфоцитов на отцовские HLA плода, находящейся в интервале от 0,5 до 1,4 у.е.

В соответствие с гипотезой предполагалось, что контроль над лимфоцитами матери специфичными к HLA антигенам плода, осуществляемый антиидиотипическими антителами, является специфическим, т.е. антиидиотипические антитела против HLA супруга не могут оказывать влияние на активность лимфоцитов другой специфичности. Однако в ходе исследования было обнаружено, что добавление сыворотки беременной женщины, содержащей антиидиотипические антитела, в СКЛ, содержащую лимфоциты другой супружеской пары, вызывает блокирование пролиферации клеток. Т.е. регуляторные антитела неспецифически подавляют реакцию лимфоцитов женщины отцовские HLA плода.

Таким образом, установление и поддержание толерантности к плоду при беременности ассоциировано с интенсивной реакцией лимфоцитов матери на HLA плода, сопровождающейся продукцией антител, обладающих блокирующим или стимулирующим эффектом на активность лимфоцитов матери против HLA антигенов плода. Антиидиотипические антитела к HLA плода, регулирующие активность лимфоцитов матери к антигенам плода, действуют неспецифически.

***

1. Говалло В.И. Иммунология репродукции / В.И. Говалло. – М: медицина, 1987. – 304 с.

2. Теодореску-Эксарку М. Введение в иммунологию репродукции / М. ТеодорескуЭксарку. – М.: Медицина, 2001. – 52 с.

3. Ito K. Possible mechanisms of immunotherapy for maintaining pregnancy in recurrent spontaneous aborters: analysis of anti-idiotypic antibodies directed against autologous T-cell receptors / K. Ito, T. Tanaka, N. Tsutsumi [et al.] // Human Reproduction. – 1999. – Vol. 14. – P. 650-655.

–  –  –

ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ

НА РОСТ И РАЗВИТИЕ СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ

Некоторые микроорганизмы (МО) способны усиливать процессы коррозии продуктами своей жизнедеятельности. Микробной коррозии подвергается различное оборудование нефтедобычи, химической нефтепереработки, металлургической, пищевой и целлюлозно-бумажной промышленности, и другие конструкции, контактирующие с почвой и морской водой [1].

Несмотря на достаточно давнее систематическое изучение этой проблемы, ущерб от биологической коррозии продолжает возрастать. Считается, что половина коррозионных разрушений связана с деятельностью МО[1].

Особо актуальна проблема для нефтедобычи и нефтепереработки, где наиболее активны анаэробные МО – сульфатредуцирующие бактерии (СРБ). В РФ до 80 % коррозионных отказов оборудования из высокопрочных сталей в этой области связано с активностью СРБ [1].

В теплосетях давно используются ингибиторы коррозии и диспергаторы воды Эктоскейл-450, Гилуфер-422, Оптион-313, Оптион-585. Ежегодно в промышленности появляются новые ингибиторы коррозии, однако не все из них имеют бактерицидные свойства, что является актуальной проблемой для таких препаратов.

Цель нашего исследования – оценка влияния ингибиторов Эктоскейл-450, Гилуфер-422, Оптион-313, Оптион-585 на рост и развитие СРБ. Ингибиторы добавлялись в питательную среду с элективной культурой СРБ в концентрации 70 мг / л и 100 мг / л. Опыты проходили в 5 и 10-кратных разведениях СРБ и в трехкратной повторности. В ходе исследования были получены следующие результаты (+ наблюдался рост СРБ, - роста отмечено не было).

–  –  –

Таким образом, сделаны следующие выводы:

1. Ингибиторы коррозии и накипеобразования Эктоскейл-450 и Оптион-313 эффективно подавляют рост СРВ при добавлении в питательную среду в концентрациях 70 мг/л и 100 мг/л и могут быть использованы как ингибиторы роста СРБ в нефтяной промышленности.

2. Ингибиторы коррозии и накипеобразования Гилуфер-422 и Оптион-585 не оказывают существенного влияния на рост СРВ при добавлении в питательную среду в концентрациях 70 мг/л и 100 мг/л.

–  –  –

ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОПОЛИМЕРИЗАЦИИ

ТОЛУИДИНОВОГО СИНЕГО В ПРИСУТСТВИИ ПЕРОКСИДАЗЫ

В последние десятилетия на стыке биологии, химии и физики ведутся интенсивные исследования, формирующие основы нового направления – биоэлектроники. Задачами этой области науки является объединение в одном устройстве биологических объектов и электронных компонентов. Одна из ключевых проблем биоэлектроники – создание условий для эффективного обмена электронами между биокомпонентом (ферментом или клеткой) и регистрирующим устройством. Посредниками между живыми и электронными системами могут стать электроактивные полимеры. Полимеры, созданные на основе фенотиазиновых красителей перспективны для применения в биоэлектронных устройствах, так как обладают хорошей биосовместимостью и могут выступать субстратами для ряда ферментов. Важным достоинством полифенотиазинов, является возможность их получения непосредственно на электроде в процессе электрополимеризации при близких к нейтральным значениям рН, комнатной температуре, низкой ионной силе и физиологическом составе фонового электролита [1, 2]. Относительно мягкие условия полимеризации дают возможность совместить процесс получения полимера с иммобилизацией биологических компонентов на электрод. В случае успеха полимер может служить медиатором электронного переноса в системе «ферментэлектрод» и способствовать лучшему закреплению фермента на электроде.

Целью настоящей работы стало изучение процесса электрополимеризации толуидинового синего (фенотиазон-3-илиден-диметил-аммония) в присутствии пероксидазы из корней хрена.

Для экспериментов использовали планарные графитовые электроды производства ООО «Автоком» (Москва). Электрополимеризацию проводили по методике, описанной в литературе [2], с модификациями. В ячейку вносили 150 мкл 0,001 М раствора толуидинового синего (ТС), содержащего пероксидазу из корней хрена (0,1 мг/мл) в Трис-HCl буфере (pH=8,45). Контролем служили электроды, для модификации которых использовали раствор красителя, не содержащий фермента. Процесс осуществляли в режиме циклической вольтамперометрии (ЦВА) в диапазоне потенциалов +1200…-800 мВ, скорость развртки потенциала 90 мВ/сек, 10-20 циклов. Процесс электрополимеризации и микроамперометрические измерения проводили с помощью потенциостата-микроамперметра «Эколаб-2А» производства ООО «Эковектор» (Ижевск) в специально сконструированной ячейке. Все потенциалы приведены относительно хлорсеребряного электрода.

Для всех феназиновых мономеров процесс электрополимеризации начинается с адсорбции молекул на поверхности электрода. Поскольку графитовая поверхность гидрофобна, мономеры, содержащие систему гидрофобных ароматических колец, расположенных в одной плоскости, адсорбируются параллельно этой поверхности. Далее следует необратимое анодное окисление медиатора в области Е = +1000… +1200 мВ. В результате образуются радикалы ТС, которые в дальнейшем реагируют с другими мономерами, запуская процесс полимеризации. В ходе первого цикла наблюдается характерная кривая окисления-восстановления ТС: пик окисления соответствует -165 мВ, пик восстановления соответствует -400 мВ. Полимерная форма ТС характеризуется сдвигом значения потенциала анодного пика (Еpa = 200 мВ; E = 335 мВ), потенциал катодного пика также смещается (Еpk = -200 мВ; E = 200 мВ). На втором цикле наблюдается убыль мономерной формы ТС, которая проявляется в снижении пиков окисления-восстановления и смещении окислительного пика в сторону положительных потенциалов, а пика восстановления – отрицательных. Это объясняется формированием полимерной структуры на поверхности электрода, которая ограничивает доступ к нему свободных молекул медиатора, выступая в роли конкурента окислительновосстановительных превращений мономерной формы красителя.

На следующем этапе экспериментов в раствор ТС перед полимеризацией вводили пероксидазу хрена. Оказалось, что фермент является активным участником процесса полимеризации. Это выражается в существенном изменении характера вольтамперной кривой ЦВА. В присутствии пероксидазы наблюдается смещение пика окисления ТС в сторону положительных потенциалов (Еpa1 = -165 мВ; Еpa2 = -90 мВ), смещение пика восстановления ТС – в сторону отрицательных. Процесс полимеризации проходил медленнее. Значение силы тока необратимого анодного окисления уменьшилось в 4 раза (Iao1=1,91 мкА; Iao2=0,46 мкА; Iao=1,45 мкА) – вероятно, это вызвано конкурентным окислением медиатора пероксидазой. На первых циклах полимеризации наблюдаются характерные изменения вольтамперной кривой: рост пика восстановления ТС при заметном уменьшении пика окисления. Такое явление характерно для биокаталитических процессов на электроде, когда эффективность ферментативной реакции превышает показатели электрокаталитического процесса – значительная часть электроактивного вещества окисляется ферментом, а не на электроде. Следствием является накопление в системе окисленной формы ТС и рост пика восстановления на кривых ЦВА. Интересно, что в ячейку не вводился пероксид водорода – второй субстрат пероксидазы. По данным литературы источником перекиси может служить процесс автоокисления фенотиазинов кислородом воздуха [3]. При введении в систему перекиси водорода, описанные проявления биокаталитического эффекта становятся более заметными. Можно высказать предположение о механизме торможения роста полимера в присутствии пероксидазы: очевидно, окисление ТС в ферментативном цикле пероксидазы снижает возможность его включения в состав полимера. Это предположение подтвеждают проделанные нами эксперименты, в которых в реакционную смесь вводилось эквивалентое количество неактивного фермента. В таких условиях формирование поли-ТС, по данным ЦВА, не имело существенных отличий от контроля.

После модификации электроды промывали избытком буферного раствора и оценивали остаточную активность поли-ТС и активность пероксидазы. Оказалось, что полученный полимер сохранял окислительно-восстановительные свойства в среде нейтрального буфера. Однако электроды, модифицированные в присутствии пероксидазы, характеризовались более низкими значениями токов окисления-восстановления, и сохранением ферментативной активности.

На основании проделанных экспериментов можно сформулировать следующие выводы:

1. Толуидиновый синий является эффективным модификатором планарных графитовых электродов, формируя на их поверхности устойчивый полимер с выраженной окислительно-восстановительной активностью.

2. Пероксидаза из корней хрена сохраняет активность при воздействии циклически меняющегося потенциала в диапазоне -800…+1200 мВ при скорости сканирования 90 мВ/с.

3. Присутствие пероксидазы из корней хрена оказывает влияние на электрополимеризацию толуидинового синего, что выражается в снижении скорости полимеризации и более низкой окислительно-восстановительной активности полученного полимера.

***

1. Будников Г.К., Евтюгин Г.А., Майстренко В.Н. Модифицированные электроды для вольтамперометрии в химии, биологии и медицине /М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. – 2010. – 416 с.

2. Barsan M.M., Pinto E. M., Brett C. M. A. Methylene blue and neutral red electropolymerisation on AuQCM and on modified AuQCM electrodes: an electrochemical and gravimetric study // Phys. Chem. Chem. Phys. – 2011. – № 13. – p. 5462-5471.

3. Buchholz K., Schirmer R. H., Eubel J. K., Akoachere M. B., Dandekar T., Becker K., Gromer S. Interactions of methylene blue with human disulfide reductases and their orthologues from Plasmodium falciparum // Antimicrobial agents and chemotherapy. – 2008. – Vol.

52. – № 1. – p. 183-191.

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

–  –  –

КОМПЛЕКСНОЕ КАРТОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ВОТКИНСКОГО ЛАНДШАФТА

Ландшафт – это сложнейший природный комплекс, обладающий территориальной целостностью и внутренним единством, которое обусловлено общностью географического положения и исторического развития, единством географических процессов и сопряженностью локальных геосистем.

Целью исследования стало комплексное изучение по общегеографическим и тематическим картам физико-географического ландшафта и определение установленной территории к техногенным нагрузкам. Для достижения цели, были поставлены и решены следующие основные задачи: 1) изучение и анализ карт; 2) изучение отдельных компонентов природной среды – геологического строения, почвенного и растительного покрова, климата и поверхностных вод; 3) создание тематических карт Воткинского ландшафта; 4) оценка рассматриваемой территории к техногенным нагрузкам.

Воткинский ландшафт расположен в северо-восточной части Удмуртской Республики. Территория занимает площади двух административных районов: южную часть Шарканского района и северо-запад Якшур-Бодьинского района. На юго-востоке граничит с Пермским краем. Общая площадь ландшафта составляет 525.3 км. Ландшафт расчленен реками: Чернушка, Сива, Вотка, Сидоровка, Кивара, Ириньга. В северной части располагается Воткинский пруд. Рельеф представляет собой холмистую равнину.

Максимальная отметка приурочена к водоразделу между реками Вотка и Шаркан, находится вблизи Нижневоткинского Лесоучастка и составляет 195 м. Минимальная отметка соответствует урезу воды Воткинского пруда. Она составляет 89 м. Рассматриваемый ландшафт можно отнести к Центральному или Можгинско-ИжевскоВоткинскому району – основная территория распространения широколитственннохвойных лесов. В числе главных лесообразующих пород выступают ель европейская и ель сибирская. Ландшафт пересекают автомобильные дороги, которые являются единственными путями сообщения в пределах данной территории. Наиболее крупные населенные пункты Черная, Нижневоткинский Лесоучасток, Калиновка, Осиновка, Пихтовка, Черный ключ, Черепановка.

Для дальнейшей работы были использованы карты масштаба 1:200 000 и фондовые данные. Изучение карт осуществлялось при помощи методов визуального и графического анализа. Для измерения количественных значений применяли картометрические методы. Площадь измерялась с помощью торсионных весов и кальки, а длины рек и дорог - с помощью курвиметра.

В ходе работы были созданы следующие карты-схемы:

четвертичных отложений, почвенного покрова, растительного покрова, карта-схема урочищ и их устойчивости к техногенным нагрузкам, а так же карты-схемы глубины расчленениями рельефа и густоты речной сети.

Таким образом, в ходе проведенной работы с помощью картографических методов были изучены такие компоненты природной среды как: геологическое строение, рельеф, климат, гидрографическая сеть, почвы, растительность, населенные пункты и пути сообщения. Также была выполнена оценка устойчивости урочищ к техногенным нагрузкам по состоянию воздушного бассейна, поверхностных вод, почвенно-раститель-ного покрова, по состоянию геологической среды. Наименее устойчивы к техногенным нагрузкам безлесные урочища речных долин, так как они характеризуются высокой эрозионной активностью и неустойчивостью к почвенному размыву, довольно высокой степенью загрязнения поверхностных вод и застойным режимом воздушных масс. Наиболее устойчивые к техногенным нагрузкам территории залесенных урочищ водоразделов и склонов, так как они характеризуются наиболее низким уровнем климатического потенциала загрязнения атмосферы, благоприятной оценкой по всем компонентам.

–  –  –

ОЦЕНКА ДОПУСТИМЫХ РЕКРЕАЦИОННЫХ НАГРУЗОК

НА ИТИНСКИЙ ЛАНДШАФТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Рекреационная нагрузка на ландшафтные комплексы осуществляется человеком почти повсеместно, однако в последние десятилетия данной проблеме в отечественной науке уделялось недостаточно внимания. Лишь в начале 2010-х годов это вопрос стал подниматься в связи с обязательностью соответствующих оценок (по требованиям Министерства природы и охраны окружающей среды) при обустройстве особо охраняемых природных территорий России.

Целью исследования стала оценка допустимых рекреационных нагрузок на Итинский ландшафт Удмуртской Республики. Для решения цели, были поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Выявление сущности, функций и особенностей геоинформационного программного комплекса MapInfo Professional;

2. Комплексная общегеографическая характеристика Итинского ландшафта;

3. Создание тематических карт рельефа, почв и общегеографической карты, как информационной основы последующей оценки;

4. Оценка допустимых рекреационных нагрузок на урочища Итинского ландшафта с использованием геоинформационного программного комплекса MapInfo Professional.

Итинский ландшафт расположен на северо-востоке территории Удмуртской республики в пределах Тыловайско-Мултанской возвышенности. На севере и северо-востоке ландшафт ограничивает долина реки Ита. Его площадь составляет 945,9 км2. Территория Итинского ландшафта располагается в пределах трех административных районов: Игринский, Шарканский, Дебесский. Данный ландшафт входит в зону подтайги, Прикамскую подтаежную провинцию Южно-Тыловайского физико-географического района. Рельеф характеризуется сильной расчлененностью. Самая высокая отметка на территории ландшафта 285 м, приурочена к водоразделу между реками Ключи и Табань, а самая низкая – 191 м, приурочена к урезу воды р. Ита. Овраги приурочены в основном к населенным пунктам и к крутым склонам с нарушенным растительным покровом. Территория Итинского ландшафта более, чем на половину покрыта лесами (лесистость составляет около 57%). Преобладают пихтово-еловые, елово-таежные леса, также встречаются осиново-березовые леса на месте пихтово-еловых, которые имеют хорошо выраженный подлесок из кустарников и кустарничков, а также развитый моховой ярус. В осиново-березовых лесах подлесок представлен подростом ели, пихты, а в травяном ярусе присутствует лугово-лесная растительность. На территории ландшафта можно отметить такие крупные населенные пункты, как Кабачигурт, Чемошур, Сундур, Лонки-Ворцы, Сеп, Мужбер.

Для решения поставленных цели и задач неотъемлемым инструментарием являются ГИС, которые благодаря интеграции в себе возможностей смежный информационных технологий содержат в себе богатый арсенал технологических решений для работы с геоданными. В том числе позволяют подходить к оценке рекреационных нагрузок территории в сколь угодно крупном масштабе и подробностью учитываемых компонентов природы (ограничение обусловливаются, в основном, доступными данными).

На основе изученных геокомпонентов Итинского ландшафта, нами при помощи программного комплекса MapInfo Professional наложением орографических комплексов (поймы, склонов и плакоров/водоразделов) и контуров разных типов растительности были выделены контуры оцениваемых территориальных единиц, по которым была собрана информация по критериям оценки и проведены расчеты. После этого был подготовлен макет карты (проведена компоновка). Результаты оценки показали, что наиболее устойчивыми оказались территории, примыкающие к реке Ита (влажные пойменные луга), суходольные луга и смешанные вторичные леса с густым травяным ярусом, наименее устойчивыми – пихтово-еловые и сосновые леса и территории, с крутизной склонов от 3-5 градусов.

–  –  –

ВЛИЯНИЕ БИОКЛИМАТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ТЕРРИТОРИИ УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

Биоклимат территории – важный природный ресурс, от состояния которого зависит комфортность ощущений и самочувствие человека, работоспособность, производительность труда и здоровье организма в целом. В пределах Удмуртии комплексных биоклиматических исследований ранее не проводилось.

Целью работы является выявление связи комфортности климатических условий территории Удмуртской Республики и уровня заболеваемости населения. На первом этапе работы была дана медико-географическая оценка отдельных параметров климата Удмуртии. В пределах республики для человека наиболее комфортными являются погодные условия теплого периода. Хотя зима в Удмуртии имеет свои положительные особенности: развитию рекреации в этот период благоприятствуют периоды с умеренными морозами и устойчивым снежным покровом. Комфортными являются ветровой режим территории и продолжительность периода с осадками в южной части. Из наименее благоприятных климатических факторов следует отметить: недостаток ультрафиолетовой радиации севернее 57,5 градуса с.ш.; непродолжительный безморозный период (119 дней в году в Глазове, 144 дня в году в Ижевске); продолжительный пасмурный период (в Ижевске в среднем 160 пасмурных дней по общей облачности); продолжительный период с устойчивым снежным покровом (160-170 дней); высокая продолжительность метелей (30-35 дней в году); большое количество осадков на севере республики (более 570 мм в год в Глазове).

На втором этапе работы были рассчитаны и проанализированы комплексные показатели биоклимата Удмуртии, отражающие тепловое состояние человека и зоны комфорта, различные для разных групп населения. Ряд биоклиматических индексов рассчитывается по эмпирическим формулам. Основные из них для территории Приволжского федерального округа были рассчитаны Ю. П. Переведенцевым. Эквивалентно-эффективная температура (ЭЭТ) учитывает комплексное влияние на человека температуры, влажности воздуха и скорости ветра. Среднегодовые значения ЭЭТ по всей территории соответствуют теплоощущению «умеренно холодно», за исключением Можги, где условия характеризуются как «очень прохладные». В зимние месяцы на всей территории республики теплоощущения колеблются от «холодных» до «очень холодных». В теплый период – от «умеренно прохладных» до «прохладных». Суровость погоды подразумевает влияние погодных условий на охлаждение человека, ограничивающее пребывание его на открытом воздухе и обусловливающее потребность в одежде. По индексу суровости Бодмана на территории Удмуртии преобладают мало суровые и умеренно суровые условия, а суровые условия формируются лишь в зимние месяцы.

Следующий этап работы включал в себя оценку интегрального уровня комфортности климатических условий территории Удмуртии, выявление связи с заболеваемостью населения. При оценке комфортности климата провести полный охват всех факторов, в силу их множества, невозможно, важно выделить наиболее значимые и учесть их «вес», т.е. выявить главные, определяющие и второстепенные. Для оценки климатической комфортности автором (по аналогии с методикой Архиповой, примененной для Алтайского края) была разработана трехбальная шкала биоклиматических условий: III – комфортно, II – умеренно комфортно, I – мало комфортно. Для каждого из 17-ти рассматриваемых показателей учитывались коэффициенты значимости: от 2-х (наименее значимые показатели) до 5-ти (самые существенные). Применение предложенной методики позволило соотнести показатели, измеряемые в разных единицах и определить внутрирегиональную значимость каждого фактора. Комфортные климатические условия характерны в основном для южной части республики (более 2,2 балла). Основная масса центральных районов обладает умеренными климатическими условиями (от 2,0 до 2,2 баллов). Мало комфортные климатические условия преобладают в северных районах Удмуртии и в небольшой части центральных (до 2,0 баллов). Самый низкий балл климатической комфортности отмечается в Дебесах (1,4).

Для оценки степени функциональных связей между биоклиматическими показателями и состоянием здоровья населения республики использованы методы стандартного математико-статистического анализа и моделирования в форме корреляционного анализа. Источниками информации о состоянии здоровья населения послужили статистические материалы официальной отчетности медицинских учреждений, предоставленные Республиканским медицинским информационно-аналитическим центром Министерства здравоохранения УР за 2003-2013гг. Критерием информативности служит удельный вес значимых коэффициентов корреляции, который рассматривается как степень статистического влияния климатических факторов на уровень общественного здоровья при r ±0,39 с достоверностью связи p 0,1. Наиболее чувствительны к неблагоприятным климатическим условиям детское население, люди, страдающие хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой системы и органов дыхания. Анализ связи показал, что в случае заболеваемости и смертности населения от болезней органов дыхания наиболее значимыми являются биоклиматические условия холодного периода года. Уровень хронической заболеваемости органов кровообращения в большей степени определяется высокими температурами теплого периода года.

Для территориального сопоставления интегрального показателя комфортности погодных условий и здоровья населения административные районы Удмуртии были сгруппированы в три группы: северные, центральные и южные. Был произведен подсчет средних значений заболеваемости или смертности населения для каждой группы районов и на основании этого были построены карты. Территориально с биоклиматической картой совпадают карта уровня смертности населения от болезней органов дыхания и карта общей заболеваемости. Биоклиматические условия северных районов наименее комфортны, им соответствуют высокие показатели заболеваемости и смертности; южные районы обладают наибольшей комфортностью, им соответствуют низкие значения заболеваемости и смертности населения.

В ходе работы выяснилось, что распределение основных биоклиматических показателей на территории Удмуртской Республики характеризуется пространственной неоднородностью и временной изменчивостью в различные периоды года. По климатическим условиям территория Удмуртия в целом относится к категории относительно благоприятных. Наибольшим климато-рекреационным потенциалом обладает южная половина республики.

Результаты работы могут быть применены при составлении прогнозов погоды для метеочувствительных больных, климато-экологического мониторинга региона, выявления рекреационного потенциала территории и для решения многих других прикладных задач.

–  –  –

ИЗМЕНЕНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ЗА ПЕРИОД 2005-2013 ГГ. ПО МЕТЕОСТАНЦИИ Г. ИЖЕВСКА Климатические условия во многом определяют облик города, образ жизни людей и их занятия. Все события жизни человека, так или иначе, зависят от погодных и климатических условий. В последнее время население часто стало задумываться об изменении климата, погоды. Изучение климата страны, мира, города показывает, как изменился климат и что может произойти в дальнейшем.

Климат г. Ижевска и Удмуртской Республики изучен достаточно хорошо. Неоднократно проводились работы по изучению временной динамики метеорологических показателей, по выявлению изменений климатических параметров. Автором была предпринята попытка выявления динамики метеопоказателей г. Ижевска за последние 9 лет – 2005-2013 гг., ввиду того, что до 2004 г. климатические параметры были неоднократно и детально проанализированы. Был проведен анализ следующих показателей – температура воздуха, атмосферное давление, относительная влажность воздуха, количество осадков, скорость и направление ветра, высота снежного покрова. Были определены средние, максимальные и минимальные показатели (годовые и месячные), сделан временной анализ метеопоказателей.

Для анализа климатических показателей по г. Ижевску были использованы результаты наблюдений по метеостанции Ижевск, предоставленные Удмуртским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и данные Интернет-ресурсов.

На сегодняшний день в сети Интернет существует много сайтов, посвященных погодной и климатической тематике. Сайт: http://www.atlas-yakutia.ru. На этом сайте представлены данные метеорологических наблюдений по всем регионам РФ, в том числе и по Удмуртской республике. На сайте можно найти данные за период с 1937 по 2012 год. Сайт http://meteocenter.net/ содержит информацию о прогнозе погоды в крупных городах и странах, полезные ссылки, карты погоды и многое другое. Здесь имеется атлас облаков: представлена классификация облаков, фотографии всех их видов и различные описания. На сайте можно найти информацию о погоде, прогнозе погоды в различных странах мира, в регионах России и СНГ, в крупных городах, в аэропортах.

Сайт http://www.pogodaiklimat.ru – Погода и Климат – представляет собой мини архив погоды, так как здесь представлены данные за малый период времени – с 2011-2014 гг.

На этом сайте можно найти метеоданные, по которым можно судить о состоянии погоды в данный момент времени или за какой-либо определнный период, есть краткое описание климата городов, метеоновости, климатический монитор, представлены синоптические и климатические карты, статьи и фото.

В результате анализа метеорологических данных были сделаны определенные выводы. Если рассматривать распределение многолетней средней годовой температуры воздуха по г. Ижевску за период 2005-2013 гг., то самым прохладным был 2011 г., а самым теплым был 2008 г., также можно отметить рост температуры в 2007 и 2012 гг.

Самые низкие среднеянварские температуры наблюдались 2006, 2010 и 2013 гг. Самые высокие январские температуры наблюдались в 2012 г. За рассматриваемый период абсолютная минимальная среднеянварская температура составила -37,1С, максимальная 3,6С. Распределение многолетней среднеиюльской температуры в г. Ижевск достаточно однородное. В среднем за 9-ти летний период среднеиюльская температура составляет 18С. Существенных изменений ни в сторону повышения, ни в сторону понижения не наблюдалось, можно лишь отметить некоторые повышения температуры в 2006 и 2011 гг., когда температура была +34-34,1С. За рассматриваемый период абсолютная минимальная среднеиюльская температура составила 3,3 С.

Среднее годовое значение давление за рассматриваемый период составляет 997 гПа с небольшими амплитудами колебаний из года в год в размере 3-7 гПа. В 2012 г. атмосферное давление составляло в среднем 1012 гПа, в 2013 г. – 995 гПа. Максимум давления в январе наблюдался в 2012 г., минимум – в 2007 г. (970,3гПа). В среднем атмосферное давление в июле составляет 991 гПа. Амплитуда колебаний незначительная, составляет 5-10 гПа. Наибольшее среднее значение атмосферного давления в июле было в 2010 г. – 998,4 гПа. Максимум давления в июле наблюдался в 2010 г. – 1006,8 гПа, минимум давления в 2006 г. – 975,6 гПа К числу важнейших метеорологических явлений относятся атмосферные осадки. В среднем в г. Ижевске многолетняя годовая сумма осадков в настоящее время составляет 430 мм. Наибольшее значение среднегодового количества осадков выпало в 2012 г.

и составило 507 мм. Наибольшее количество осадков в январе в виде снега выпало в 2009 г – 61,7 мм, наименьшее – в 2012 г (8,8 мм.). Наибольшее количество осадков в июле выпало в 2007 г. и составило 107,9 мм, наименьшее - в 2010 г – 15,3 мм.

Средняя скорость ветра за период 2005-2013 гг. была равна 3,2-3,4 м/с. Наибольшая средняя годовая скорость ветра была отмечена в 2006 г и составляла 3,5 м/с. Средняя скорость ветра в январе за 2005-2013 гг. – 3,1 м/с. Наибольшее значения средней скорости января наблюдалось в 2007 г. – 5 м/с, наименьшее значение в 2013 г – 2,3 м/с.

Средняя скорость ветра в июле за период 2005-2013 гг. составила 2,4 м/с – это ниже значения в январе. Наибольшая средняя скорость ветра была в 2006 г – 3,4 м/с, наименьшая – в 2010 г – 2 м/с.

В г. Ижевске наибольшая среднегодовая относительная влажность воздуха отмечается в 2007 г. – 77,1%, а наименьшее в 2010 г. – 68,7%. Наибольшее значение средней относительной влажности воздуха в январе наблюдался в 2008 г. – 88%. Наибольшее значение в июле было в 2007 г. – 81%. Наименьшее значение было отмечено в 2010 г. – 51%.

Девятилетний период, конечно же, мал для изучения климата в данной местности, но все же можно сделать кое-какие выводы. Температуры января стали незначительно, но все же выше, приблизительно на 0,2-0,3 С, а температуры июля практически остались неизменными (20 С). Атмосферное давление практически не изменилось, но в отдельные годы мы могли наблюдать рост атмосферного давления. Уменьшились значения средней скорости ветра на 0,3-0,4 м/с. Относительная влажность и количество выпавших осадков понизились за последние 3 года. Но это не говорит о том, что они и в дальнейшем так же будут уменьшаться.

–  –  –

КАРТОГРАФИРОВАНИЕ МАЛЫХ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ

Картографирование малых небесных тел (МНТ) в настоящее время достаточно актуальна тема, так как космические агентства всего мира – Роскосмос, Европейское космическое агентство (ЕКА) и Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) установили это направление в качестве приоритетного. Кометы и астероиды представляют большой практический интерес благодаря их химическому составу, который не менялся со дня основания Солнечной системы. Важнейшими научными задачами в комплексе исследований МНТ являются определение их формы, размеров и картографирование их поверхностей.

Структуру работы составляли два направления. Первое – обзор известных данных и способов картографирования с использованием космических аппаратов (КА) на примере астероида 433 Эрос и спутника Марса Фобос. Фобос картографирован в равноугольной вдоль меридианов цилиндрической проекции трхосного эллипсоида, а Эрос – в равнопромежуточной вдоль меридианов цилиндрической проекции тоже трхосного эллипсоида. Обе эти проекции разработаны Л. М. Бугаевским. Картографирование проводилось на основе формул, по которым находятся координаты, абсциссы и ординаты проекции. Они приведены в труде Бугаевского Л. М. «Теория картографических проекций регулярных поверхностей» и «Курсе сфероидической геодезии» Морозова В. П. Для вычисления координат проекции на астероиде 433 Эрос, была использована программа нахождения эллиптического интеграла на основе квадратурной формулы Гаусса (опубликована в трудах Калиткина и Никольского). Сама программа выложена на сайте геоинформационных исследований Института Географии РАН.

Процесс картографирования невозможен без выбора отсчтной системы, чему и было посвящено второе (практическое) направление работы. В данном случае рассматривался выбор и закрепление отсчтной системы на примере Титана, поскольку для него были известны коэффициенты разложения. Было выделено три основных типа отсчтных систем: «гринвичская», «орбитальная» и «инерциальная». Основное отличие «гринвичского» типа заключается в том, что в качестве направления одной из полуосей системы координат бертся направление на меридиан, взятый без привязки на строение тела. «Орбитальный» тип обычно применяется для картографирования тел, чей период обращения вокруг своей оси совпадает с периодом обращения вокруг центрального тела. За направление одной из главных полуосей системы координат бертся направление на меридиан, находящийся в перицентре его орбиты. Однако этот тип хорошо подходит только для тел, описывающихся эллипсоидами вращения.

Для определения осей «инерциальной» системы находятся коэффициенты разложения, с помощью которых можно найти угловую разницу между осями «инерциальной» и орбитальной отчтных систем. Формулы и их вывод представлены в статье Чиканова Ю. А.

«Об определении параметров гравитационного поля Луны по траекторным измерениям ИСЛ». После подстановки конкретных значений коэффициентов разложения, были получены следующие значения углов поворота: по оси Z – 0,0103, по оси Y – 0,0288, по оси X – 0,0299. Особенно интересует угол поворота оси Х, так как он определяет положение нулевого меридиана. Для Титана, он находится на расстоянии в 2,6 км от принятого для «орбитальной системы».

Подводя итог, нужно отметить, что главная сложность в процессе картографирования – выбор такой отсчтной системы, которая бы позволила с наименьшими искажениями передать как условия рельефа, так и правильно привязать проекцию к фигуре картографируемого тела. Наиболее хорошо этим условиям удовлетворяет «инерциальная» система отсчта, так как позволяет с высокой точностью создавать карты на объекты, имеющие динамическое сжатие. Единственный е недостаток – трудность определения так называемых коэффициентов разложения, которые являются неотъемлемой частью таких систем

–  –  –

РАСЧЕТ ОБЩЕТОКСИЧЕСКИХ РИСКОВ ЗДОРОВЬЮ

ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ Г. ИЖЕВСКА

КАК СЛЕДСТВИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Методология оценки и управлениями рисками влияния факторов окружающей среды на здоровье населения позволяет оценить вероятность и время наступления токсического эффекта. Для г. Ижевска количественная оценка опасности воздействия факторов окружающей среды весьма актуальна, так как город является промышленным. В его пределах выделяют две крупные промзоны: Центральную и Северо-восточную.

При расчете индекса общетоксического (неканцерогенного) риска за основу была взята методика, разработанная в США и официально признанная Всемирной Организацией Здравоохранения [1]. Согласно этой методике, индекс неканцерогенного риска (ИНР) рассчитывался по формуле

ИНР=СДД*/RfD, где:

СДД – средняя дневная доза поглощения загрязнителя (мг/кг массы в сутки);

RfD – референтная доза;

– константа, показывающая доля времени в течение жизни, когда наблюдается воздействие (=время воздействия/время жизни) [1].

Время проявления общетоксических эффектов (Т – количество лет) рассчитывалось по следующей формуле:

Т=10[lg(To) – lg(C/ПДК)*в], где:

То – «опасное» время (1/3 средней продолжительности жизни человека, т.е. в среднем 25 лет);

в – коэффициент изоэффективности, значение которого зависит от класса опасности загрязняющего вещества.

Также был рассчитан суммарный ИНР по оксиду углерода и диоксиду азота.

Для получения наиболее достоверных результатов исследования основывались на оценке риска для детей младшего возраста (0-6 лет), так как именно эта возрастная группа является своеобразным "индикатором" реакции населения на вредное воздействие факторов среды. Впервые данная методика была применена в г. Ижевске в 2004 году. По рассчитанным индексам были построены карты территориального распределения ИНР по каждому из четырех рассматриваемых веществ (угарный газ, диоксиды серы и азота и формальдегид).

Сравнительный анализ полученных значений за 2004 и 2012 годы показал существенное снижение суммарного ИНР. В районе поста № 7 на ул. 40 лет Победы ИНР снизился в три раза. Наиболее высокие значения, несмотря на снижение показателей, остаются на постах № 1 и 8. Это посты наиболее близко расположенные к центральной и северо-восточной промышленным зонам города. В центральной части города (пост № 1) практически в 2 раза снизились ИНР по диоксиду азота и оксиду углерода, но продолжают оставаться в пределах 2-3%. Вырос и достиг наиболее высоких по городу значений ИНР по диоксиду серы, хотя его значения по-прежнему не превышают 1%, что не вызывает беспокойства. В северо-восточной части города (пост № 8) отмечается наиболее высокий ИНР по диоксиду азота (4%) и формальдегиду (2%). Оценивая общую картину территориального распределения ИНР следует отметить, что по сравнению с ситуацией 10-летней давности большая часть г. Ижевска на данный момент находится в зоне невысокого риска. Время проявления токсического эффекта составляет более 45 лет.

Также были собраны данные об уровне заболеваемости органов дыхания детского населения г. Ижевска, построена карта заболеваемости и сопоставлена с картами территориального распределения значений ИНР. В пределах детских поликлиник, расположенных вблизи перекрестков с наибольшими значениями ИНР (ул. Советская – Удмуртская, ул. Молоджная – Ленина, ул. Пушкинская – Кирова), отмечается повышенный уровень заболеваемости органов дыхания. Так, педиатрические участки детских поликлиник № 1, № 2 и № 8 почти все прилегают к крупным автомагистралям и находятся в зоне повышенного и высокого риска, уровень заболеваемости составляет от 1130 до 2002‰. Также высокий уровень заболеваемости отмечается на территории детской поликлиники № 9. Здесь уровень заболеваемости колеблется от 1318 до 2132‰, в то время как ИНР не превышает критических значений. Самый низкий уровень заболеваемости органов дыхания наблюдается в пределах территории обслуживания городской больницы № 3 – от 976 до 683‰, и вероятность наступления токсического эффекта здесь минимальна.

Для установления связи между уровнем заболеваемости детского населения по классу органы дыхания и значениями индекса неканцерогенного риска были определены значения ИНР по каждому из четырх загрязняющих веществ для 122 педиатрических участков, рассчитаны коэффициенты корреляции.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |
Похожие работы:

«11/2015 БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. ГЕОЭКОЛОГИЯ УДК 614.842 А.А. Волков, С.В. Антонов* НИУ МГСУ, *Академия ГПС МЧС России ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ДИСТАНЦИОННОГО ОПОВЕ...»

«Вычислительные технологии Том 9, № 1, 2004 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЛАГООБМЕНА В СИСТЕМЕ АТМОСФЕРА ПОЧВА В ЗАСУШЛИВЫЙ ПЕРИОД В. А. Шлычков Институт водных и экологических проблем СО РАН, Новосибирск, Россия e-mail: slav@ad-sbras.nsc.ru A mathematical model for...»

«Комментарии к некоторым высказываниям Д. С. Лихачева Ю. К. Шестопалов Б. П. Цветков по жизни пересекался с двумя интересными людьми Д. С. Лихачевым и Б. В. Раушенбахом (с последним по работе). Ему интересно было сравнить свое не...»

«Ministry of Education of Russian Federation Far-Eastern State Technical University Engineering and Social Institute of Ecology Russian Academy of Sciences Far-Eastern Branch Pacific Institute of Geography S.M. TASHCHI, E.A. MIASNIKOV GEOLOGICAL-GEOMORPHOLOGICAL S...»

«УДК 661.9 М. С. ВАНДЫШЕВА БИОГАЗ АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ Ключевые слова: биогаз, биомасса, метантенк, расщепление, сбраживание. Аннотация. Если у Вас есть свое приусадебное хозяйство и Вы содержите живность, значит, на Вашем дворе постоянно нака...»

«УДК 612.6 ОСОБЕННОСТИ МОТОРНОГО ВОЗРАСТА ШКОЛЬНИЦ, ПРОЖИВАЮЩИХ В ГОРОДСКОЙ И СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ Ф.А. Чернышева – кандидат биологических наук, доцент Н.М. Исламова – кандидат биологических наук Н.И. Киам...»

«1 Программа составлена на основании федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 36.06.01 Ветеринария и зоотехния (подготовка кадров высшей квалификации), утвержденного приказом Минобрнауки РФ от 30.07.14 г. №...»

«Аннотация на программу по экологии растений для 6 класса на 2013 – 2014 учебный год Рабочая программа для 6 класса составлена в полном соответствии с Федеральным компонентом Государственного стандарта основного...»

«ПОВОЛЖСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2005. № 1. С. 3 – 11 УДК 631.524.85 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ТКАНЕЙ К АБИОТИЧЕСКИМ СТРЕССАМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА Н.Н. Гришенкова, А.С. Лукаткин Мордовский государственный университет...»

«УДК 631.5 Содержание тяжелых металлов Pb, Ni, Zn, Cu, Mn, Zr, Cr, Co и Sn в почвах Центральной зоны Республики Беларусь Позняк С.С. Международный государственный экологический уни...»

«ПАРАЗИТОЛОГИЯ, 35, 5, 2007 ХРОНИКА УДК 576.89 ИЗ ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ ПАРАЗИТИЧЕСКИХ ЧЕРВЕЙ В РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК © А. К. Галкин, О. Н. Пугачев Лаборатория паразитических червей Зоологического института РАН (до 1930 г. Зоологический музей) существует с 1930-х гг., но она имеет...»

«Гайсин Василь Анварович ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ТЕРМОФИЛЬНЫХ АНОКСИГЕННЫХ НИТЧАТЫХ ФОТОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук 03.02.03 – Микробиология Научный руководитель: кандидат биологических наук, Кузнецов Б. Б. Москва – 2016 ОГЛАВЛЕ...»

«УДК 577.112:615.787 ИССЛЕДОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ КОНФОРМАЦИИ ГБ-115, ДИПЕПТИДНОГО АНАЛОГА ХОЛЕЦИСТОКИНИНА-4 © 2013 г. Т. А. Гудашева, В. П. Лезина, Е. П. Кирьянова, О. А. Деева, Л....»

«***** ИЗВЕСТИЯ ***** № 1 (29), 2013 Н И Ж Н Е В О ЛЖ С КОГ О А Г Р ОУ Н И В Е РС И Т ЕТ С КОГ О КО МП Л Е КС А АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ УДК 631.67 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВ...»

«ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2009. №2. С. 111–116. УДК 630.181:630.425 СОДЕРЖАНИЕ ФЕНОЛОВ В КОРЕ ЕЛИ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ТЕХНОГЕННОЙ СУКЦЕССИИ БИОГЕОЦЕНОЗОВ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА Н.А. Артемкина*, Т.Т. Горбачева ©...»

«вестник тюменского государственного университета. 8 Экология и природопользование. 2016. том 2. № 2. 8-21 Науки о земле и природопользоваНие Дмитрий Валерьевич Московченко1 Удк 631.4 БиогеохиМические осоБенности почв Бассейна реки Мессояха (тазовский район яМало-ненецког...»

«Принципы экологии 2013. Т. 2. № 4 научный электронный журнал ПРИНЦИПЫ ЭКОЛОГИИ http://ecopri.ru http://petrsu.ru Издатель ФГБОУ "Петрозаводский государственный университет" Российская Федерация, г. Петрозаводск, п...»

«Приложение №2/2.2.2.1.1. к ООП ООО МКОУ "СОШ №8 г. Бакала". 2.2.2.1.1. Рабочая программа курса внеурочной деятельности "За страницами учебника биологии" Содержание рабочей программы по предмету № страницы Планируемые результаты освоения курса 1. 1 Содержание курса внеурочной дея...»

«1. Цели освоения дисциплины. Целями освоения дисциплины являются: ознакомление студентов с основными направлениями исследований в области современной экологии, ее методами, закономерностями взаимоотношений между жив...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Институт неразрушающего контроля Направлени...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А. М. ГОРЬКОГО МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА Большой специальный практикум Допущено Учебно-методическим объединением по профессионально-педагогическому образов...»

«Калинкина Н. М., Сидорова А. И., Полякова Т. Н., Белкина Н. А., Березина Н. А., Литвинова И. А. Снижение численности глубоководного макрозообентоса Онежского озера в условиях многофакторного воздействия // Принципы экологии. 2016. № 2. С. 43–61. DOI: 10.15393/j1.art.2016.5182 УДК УДК...»

«1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Цель дисциплины: формирование базовых представлений об основных теоретических и прикладных направлениях экологии, важнейших экологических проблемах современности, причинах их возникновения и возможных путях решения.В процессе освоения данной дисциплины...»

«Корчак Г. И., Сурмашева Е. В. Воздействие экологии помещений на сохранность библиотечных и архивных фондов В последние десятилетия происходит неуклонное ухудшение экологии природной окружающей среды [...»










 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.