INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED AND FUNDAMENTAL … · 2020-06-29 · international journal of...

АКАДЕМИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ«ACADEMY OF NATURAL HISTORY»

МЕЖДУНАРОДНЫЙЖУРНАЛ ПРИКЛАДНЫХИ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХИССЛЕДОВАНИЙ

INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED AND FUNDAMENTAL RESEARCH

№ 6     2020

Научный журналScientific journal

Журнал основан в 2007 годуThe journal is based in 2007ISSN 1996-3955

Электронная версия размещается на сайте www.rae.ru

The electronic version takes places on a site www.rae.ru

МОСКВА«АКАДЕМИЯЕСТЕСТВОЗНАНИЯ» 18+

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯд.б.н., проф. Абдуллаев А.(Душанбе); к.б.н. Алиева К.Г.(Махачкала); д.х.н., к.ф.-м.н., проф. Ало-евВ.З.(Чегем-2);д.б.н.,проф.АндрееваА.В.(Уфа);к.географ.н.,доцентАничкинаН.В.(Липецк);к.ф.-м.н. БарановскийН.В.(Томск);д.б.н.,доцентБелыхО.А.(Иркутск);д.т.н.,проф.БурмистроваО.Н.(Ухта);д.т.н., доцент Быстров В.А.(Новокузнецк); д.м.н., проф. ГарбузИ.Ф.(Тирасполь); д.ф.-м.н., проф. Геворкян Э.А.(Москва); д.х.н., проф. Гурбанов Г.Р.(Баку); д.ветеринар.н., доцент Ермолина С.А. (Киров);к.т.н.ЕсенамановаМ.С.(Атырау);к.ф.-м.н.,д.п.н.,проф.ЕфремоваН.Ф.(Ростов-на-Дону);д.м.н. Жураковский И.П.(Новосибирск); д.т.н., доцент Ибраев И.К.(Темиртау); к.т.н., доцент Исмаи-ловЗ.И.(Баку);д.б.н.,с.н.с.КавцевичН.Н.(Североморск);д.т.н.,проф.КалмыковИ.А.(Ставрополь);д.б.н. КокореваИ.И.(Алматы);д.г.-м.н.,доцентКопыловИ.С.(Пермь);к.б.н.,доцентКоротченкоИ.С.(Красно-ярск);к.с.-х.н.,доцентКряжеваВ.Л.(НижнийНовгород);д.ф.-м.н.,доцентКульковВ.Г.(Волжский);д.б.н.ЛарионовМ.В.(Балашов); д.б.н., к.с.-х.н., доцентЛеонтьевД.Ф.(Иркутск); д.географ.н., к.б.н., проф. ЛуговскойА.М.(Москва);д.г.-м.н.,с.н.с.МельниковА.И.(Иркутск);д.т.н.,проф.НесветаевГ.В.(Ростов-на-Дону);д.с.-х.н.НикитинС.Н.(п.Тимирязевский);д.фарм.н.,доцентОлешкоО.А.(Пермь);д.с.-х.н.,с.н.с.,проф.ПартоевК.(Душанбе);к.п.н.,доцентПоповаИ.Н.(Москва);д.т.н.,проф.РогачевА.Ф.(Вол-гоград); д.м.н., с.н.с., доцент Розыходжаева Г.А.(Ташкент); д.г.-м.н. Сакиев К.С.(Бишкек); д.т.н.,проф. Сугак Е.В.(Красноярск); д.ветеринар.н., проф. Трефилов Б.Б.(Санкт-Петербург); д.м.н., проф. ЧарышкинА.Л.(Ульяновск); д.географ.н., проф. Чодураев Т.М.(Бишкек); д.б.н., проф. Шалпы-ковК.Т.(Бишкек);к.х.н.ШарифуллинаЛ.Р.(Москва);д.п.н.,проф.ЩиринД.В.(Санкт-Петербург)

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОРк.м.н. Н.Ю. СтуковаОтветственный секретарьк.м.н. М.Н. Бизенкова

EDITORNatalia Stukova Senior Director and PublisherMaria Bizenkova

Журнал  International  Journal  of  Applied  and  Fundamental  Research (Между-народный  журнал  прикладных  и  фундаментальных  исследований)  зареги-стрирован  Федеральной  службой  по  надзору  в  сфере  связи,  информационных технологий  и  массовых  коммуникаций.  Свидетельство  ПИ  № ФС  77-60735. 

Двухлетний импакт-фактор РИНЦ = 0,570

Пятилетний импакт-фактор РИНЦ = 0,277

Подписной индекс по электронному каталогу «Почта России» – ПИ140

МЕЖДУНАРОДНЫЙЖУРНАЛПРИКЛАДНЫХ ИФУНДАМЕНТАЛЬНЫХИССЛЕДОВАНИЙ

INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED AND FUNDAMENTAL RESEARCH

Журнал включен в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ.Сведенияожурналеежегоднопубликуютсявмеждународнойсправочнойсистемепопе-риодическимипродолжающимсяизданиям«Ulrich’sPeriodicalsdirectory»вцеляхинфор-мированиямировойнаучнойобщественности.

Журнал представлен в ведущих библиотеках страны и является рецензируемым.Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) –  головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного  цитирования (РИНЦ) и имеет импакт-фактор Российского индекса научного  цитирования (ИФ РИНЦ).

Двухлетний импакт-фактор РИНЦ = 0,570.Пятилетний импакт-фактор РИНЦ = 0,277. 

Учредитель,издательствоиредакция:ОООНИЦ«АкадемияЕстествознания»

Почтовыйадрес:105037,г.Москва,а/я47Адресредакции:410056,г.Саратов,ул.им.ЧапаеваВ.И.,д.56

ISSN 1996-3955

Тел.редакции–8-(499)-704-13-41Факс(845-2)-47-76-77

E-mail:[email protected]

Зав.редакциейТ.В.ШнуровозоваТехническоередактированиеиверсткаЛ.М.БайгузоваКорректорЕ.С.Галенкина,Н.А.Дудкина

Подписановпечать29.06.2020Датавыходаномера29.07.2020

Формат60х901/8Типография ОООНИЦ«АкадемияЕстествознания»410035,Саратовскаяобласть,г.Саратов,ул.Мамонтовой,д.5

Распространениепосвободнойцене

Усл.печ.л.8,88Тираж500экз.ЗаказМЖПиФИ2020/6

©ОООНИЦ«АкадемияЕстествознания»

МЕЖДУНАРОДНЫЙЖУРНАЛПРИКЛАДНЫХ ИФУНДАМЕНТАЛЬНЫХИССЛЕДОВАНИЙ №6,2020

3

СОДЕРЖАНИЕ

Биологические науки

статьи

ГЕНЕТИЧЕСКИЙПОЛИМОРФИЗМИЗОЛЯТОВБАКТЕРИЙSALMONELLA, ВЫДЕЛЕННЫХИЗПРОДУКТОВПИТАНИЯ

Бармак С.М., Синявский Ю.А., Бердыгалиев А.Б., Шарманов Т.Ш., Менденхалл И.Х., Жолдыбаева Е.В. ...................................................................... 7

ВЛИЯНИЕКЛУБЕНЬКОВЫХИПАТОГЕННЫХБАКТЕРИЙНАИЗМЕНЕНИЕКОМПОНЕНТОВАДЕНИЛАТЦИКЛАЗНОЙСИГНАЛЬНОЙСИСТЕМЫВКОРНЯХГОРОХАНАНАЧАЛЬНЫХЭТАПАХФОРМИРОВАНИЯБОБОВО-РИЗОБИАЛЬНОГОСИМБИОЗА

Ищенко А.А. ....................................................................................................................................... 12

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙАНАЛИЗСОДЕРЖАНИЯНЕФТЕПРОДУКТОВИТЯЖЕЛЫХМЕТАЛЛОВВАНТРОПОГЕННОИЗМЕНЕННОМВОДОЕМЕ

Козлов А.В., Вершинина И.В. ............................................................................................................. 17

ОСОБЕННОСТИРАССЫПНЫХИПАКЕТИРОВАННЫХГРУНТОВ,ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХДЛЯВЫРАЩИВАНИЯПОСАДОЧНОГОМАТЕРИАЛАИОЗЕЛЕНИТЕЛЬНЫХРАБОТ

Лысиков А.Б. ....................................................................................................................................... 23

географические науки

статьи

ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЕВНИЖЕГОРОДСКОЙОБЛАСТИВСФЕРЕРАЗВИТИЯИДЕЙУСТОЙЧИВОГОРАЗВИТИЯПОСРЕДСТВОМРЕАЛИЗАЦИИНАЦПРОЕКТА«ЭКОЛОГИЯ»

Волкова А.В., Жаравина К.А. ............................................................................................................. 29

геолого-минералогические науки

статьи

ТЕХНОЛОГИЯГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХИССЛЕДОВАНИЙНАЗАПАДНОМШЕЛЬФЕПОЛУОСТРОВАКРЫМ

Римский-Корсаков Н.А., Пронин А.А., Анисимов И.М. .................................................................. 33

медицинские науки

статьи

ГИГИЕНИЧЕСКАЯОЦЕНКАФАКТИЧЕСКОГОПИТАНИЯ СТУДЕНТОВМЕДИЦИНСКОГОУНИВЕРСИТЕТА

Блинова Е.Г., Павлова Е.В. ................................................................................................................ 40

ФАКТОРЫРИСКАНЕКРОТИЧЕСКОГОЭНТЕРОКОЛИТА УДОНОШЕННЫХНОВОРОЖДЕННЫХ

Маммадова Т.А. .................................................................................................................................. 45

технические науки

статьи

ВЗАИМОСВЯЗЬМЕЖДУСКОРОСТЬюДЕФОРМАЦИИИКОЭФФИЦИЕНТОМВЯЗКОСТИБАЗАЛЬТОВОГОРАСПЛАВАВПРОЦЕССЕВОЛОКНООБРАЗОВАНИЯ

Айдаралиев Ж.К., Исманов Ю.Х., Кайназаров А.Т. ........................................................................ 50

INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED AND FUNDAMENTAL RESEARCH №6,2020

4АНАЛИЗПОТРЕБИТЕЛЬСКИХСВОЙСТВМОДИФИЦИРОВАННЫХТЕКСТИЛЬНЫХПЕРЕВЯЗОЧНЫХМАТЕРИАЛОВ

Джанпаизова В.М., Ташменов Р.С., Токсанбаева Ж.С., Аширбекова Г.Ш., Толганбек Н.Н., Шаймаханова А.Н. ................................................................. 57

физико-математические науки

статьи

ВЛИЯНИЕФАЗОВЫХПРЕВРАЩЕНИЙКАПЕЛЬДИСПЕРСНОЙФАЗЫ НАГИДРОДИНАМИКУТЕЧЕНИЙЖИДКОСТНЫХЭМУЛЬСИЙ

Розенцвайг А.К. ................................................................................................................................... 62

химические науки

статьи

ГЛюКОФРУКТАНЫРАСТЕНИЙHELIANTHUS TUBEROSUS, ПРОИЗРАСТАюЩИХВКЫРГЫЗСТАНЕ

Турдумамбетов К.Т., Ажибаева З.С., Бекмуратов З.Б., Долотбаков А.К. ................................... 67


5

CONTENTS

Biological sciences

articles

GENETIC POLYMORPHISM OF ISOLATES OF SALMONELLA BACTERIA ISOLATED FROM FOODSTUFFS

Barmak S.M., Sinyavsky Yu.A., Berdygaliev A.B., Sharmanov T.Sh., Mendenkhall I.Kh., Zholdybaeva E.V. ...................................................................... 7

INFLUENCE OF STEMEN AND PATHOGENIC BACTERIA ON CHANGE OF THE COMPONENTS OF THE ADENYLYL CYCLASE SIGNAL SYSTEM IN THE PEA ROOTSATTHEINITIALSTAGESOFTHEFORMATIONOFBEAN-RHIZOBIALSYMBIOSIS

Ishchenko A.A. ..................................................................................................................................... 12

ENVIRONMENTAL ANALYSIS OF OIL PRODUCTS CONTENT AND HEAVY METALS IN ANTHROPOGENIC MODIFIED WATER

Kozlov A.V., Vershinina I.V. .................................................................................................................. 17

FEATURES OF PLACER AND PACKAGED SOIL GROUNDS INTENDED FOR GROWING PLANTING MATERIAL AND LANDSCAPING

Lysikov A.B. .......................................................................................................................................... 23

geographical sciences

articles

REFORESTATIONINTHENIZHNYNOVGORODREGIONINTHEFIELD OF DEVELOPMENT OF IDEAS OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT BY MEANS OF IMPLEMENTATION OF THE ECOLOGY NATIONAL PROJECT

Volkova A.V., Zharavina K.A. ............................................................................................................... 29

geological-mineralogical sciences

articles

WESTERNCRIMEANSHELFGEOLOGICAL-GEOMORPHOLOGICAL INSTRUMENTAL RESEARCH TECHNOLOGY

Rimskiy-Korsakov N.A., Pronin A.A., Anisimov I.M. ........................................................................... 33

medical sciences

articles

HYGINIC ASSESSMENT OF ACTUAL NUTRITION OF STUDENTS OF MEDICAL UNIVERSITY

Blinova E.G., Pavlova E.V. ................................................................................................................. 40

RISKFACTORSOFNECROTIZINGENTEROCOLITISINFULL-TERMNEWBORNS

Mammadova T.A. ................................................................................................................................. 45

technical sciences

articles

RELATIONSHIP BETWEEN THE DEFORMATION SPEED AND THE VISCOSITY COEFFICIENT OF THE MOLTEN BASALT IN THE PROCESS OF FORMATION OF FIBERS

Aidaraliev Zh.K., Ismanov Yu.Kh., Kaynazarov A.T. ........................................................................... 50


6ANALYSIS OF CONSUMER PROPERTIES OF MODIFIED TEXTILE DRESSINGS

Dzhanpaizova V.M., Tashmenov R.S., Toksanbaeva Zh.S., Ashirbekova G.Sh., Тоlgаnbек N.N., Shaymakhanova A.N. ................................................................ 57

physical and mathematical sciences

articles

EFFECT OF PHASE CHANGES OF DISPERSAL PHASE STRAINS ON HYDRODYNAMICS OF LIQUID EMULSIONS

Rozentsvaig A.K. .................................................................................................................................. 62

chemical sciences

articles

GLUCOFRUCTANTS OF PLANTS HELIANTHUS TUBEROSUSGROWINGINKYRGYZSTAN

Turdumambetov K.Т., Azhibaeva Z.S., Bekmuratov Z.B., Dolotbakov A.K. ......................................... 67


7 БИОЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ СТАТЬИ

УДК579.678ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ ИЗОЛЯТОВ БАКТЕРИЙ SALMONELLA, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

1,2Бармак С.М., 2Синявский Ю.А., 2Бердыгалиев А.Б., 2Шарманов Т.Ш.,  3Менденхалл И.Х., 4Жолдыбаева Е.В.

1Казахский Национальный университет им. Аль-Фараби, Алматы;2Казахская академия питания, Алматы;

3Медицинская школа Duke-NUS, Сингапур;4Национальный центр биотехнологии, Нур-Султан, е-mail: [email protected]

Проведена молекулярно-генетическая идентификация изолятов бактерий Salmonella, выделенныхизпродуктовпитания.ПЦРанализсвидоспецифичнымпраймеромSInv-1FиSInv-1Rпоказалположитель-ныйрезультатсДНК25изолятовSalmonella enterica.Снаибольшейчастотойсальмонеллыобнаруживаютсявмясептицы–36%,рыбе–4%,яйцах–20%,молочнойпродукции–12%,растительныхсалатах–4%.Всыроммясеиколбасныхизделияхсальмонеллыприсутствовалив24%проб.Притипированииисследо-ванныхДНК25изолятов,выделенныхизцепипищевыхпродуктов,быловыявлено,что14изолятов(56%)относятсякбактерииSalmonella enterica Typhimurium,8изолятов–кбактерииSalmonella enterica Еnteritidis (32%),3изолята–кбактерииSalmonella enterica Virchow(12%).Генетическоеразнообразиеизолятовбак-терийSalmonellaопределеносиспользованиемRАPDПЦР.Для3типовбактерииSalmonellaentericaбылвыявленспецифическийнаборДНК-фрагментов,отличающихихдруготдруга.ПроведенныйRАPD-ПЦРанализгеномнойДНКбактерийSalmonella enterica показалгенетическоеродство8изолятовSalmonella en-terica Еnteritidis, такиежерезультатыпоказали3изолятаSalmonella enterica Virchow. Исследованныеизо-лятыSalmonella enterica Typhimurium показали генетическуюгетерогенность.

Ключевые слова: генетический полиморфизм, бактериальные изоляты, праймер, продукты питания, Salmonella

GENETIC POLYMORPHISM OF ISOLATES OF SALMONELLA BACTERIA ISOLATED FROM FOODSTUFFS

1,2Barmak S.M., 2Sinyavsky Yu.A., 2Berdygaliev A.B., 2Sharmanov T.Sh.,  3Mendenkhall I.Kh., 4Zholdybaeva E.V.

1Kazakh National University named after Al-Farabi, Almaty;2Kazakh Academy of Nutrition, Almaty;3Duke-NUS Medical School, Singapore;

4National Center for Biotechnology, Nur Sultan, е-mail: [email protected]

MoleculargeneticidentificationofisolatesofSalmonellabacteriaisolatedfromfoodstuffswascarriedout.PCRanalysiswithaspecies-specificprimerSInv-1FandSInv-1RshowedapositiveresultwithDNA25isolatesofSalmonella enterica.Withthehighestfrequency,salmonellaisfoundinpoultrymeat–36%,fish–4%,eggs–20%,dairyproducts–12%,vegetablesalads–4%.Salmonellawaspresentin24%ofthesamplesinrawmeatandsausages.WhentypingthestudiedDNAof25isolatesisolatedfromthefoodchain,itwasrevealedthat14isolates(56%) belong to the bacteria Salmonella enterica Typhimurium, 8 isolates to the bacteria Salmonella enterica Enteritidis(32%),3isolatestothebacteriaSalmonella enterica Virchow(12%).ThegeneticdiversityofSalmonellabacterialisolateswasdeterminedusingRAPDPCR.ForthethreetypesofbacteriaSalmonellaenterica,aspecificsetofDNAfragmentswasidentifiedthatdistinguishedthemfromeachother.RAPD-PCRanalysisofthegenomicDNAofSalmonella entericabacteriashowedthegeneticaffinityofeightisolatesofSalmonella enterica Enteritidis,thesameresultswereshownforthreeisolatesofSalmonellaenterica Virchow.ThestudiedisolatesofSalmonella enterica Typhimuriumshowedgeneticheterogeneity.

Keywords: genetic polymorphism, bacterial isolates, primer, foodstuffs, Salmonella

Пищевыесальмонеллезы–широкорас-пространенные заболевания человека, ихрегистрируютвовсехстранах,навсехкон-тинентах [1].Болезньимеетэпизоотологи-ческое, эпидемиологическое, экологиче-ское и социально-экономическое значениеи представляет серьезную потенциальнуюугрозу для людей [2]. Актуальность про-блемы сальмонеллы связана с высокимуровнемзаболеваемостии сохраняющейся

тенденциейкееросту,трудностямивэпи-демиологическом исследовании причинсальмонеллы, формированием устойчиво-стикпротивомикробнымпрепаратамиот-сутствием эффективной специфическойпрофилактики. Быстрая диагностика саль-монеллыиметодытипированиясальмонел-лыявляютсянаиболееважнымимоментамивподавлениираспространенияпатогенныхмикроорганизмов[3].


8 BIOLOGICAL SCIENCES По заключению Комитета экспертов

ВОЗ, сальмонеллез не имеет себе равныхпо сложности диагностики, профилактикиилечения[4].

Пищевойсальмонеллезявляетсяширо-кораспространеннымзаболеваниемчелове-ка,регистрируетсявовсехстранах,навсехконтинентах; сальмонеллы поражают че-ловекаисохраняютсявокружающейсредевтечениедлительноговремени[5].

Большинство сальмонелл являются па-тогенными как для людей, так и для жи-вотных и птиц, но в эпидемиологическомотношении только несколько серотиповявляются наиболее значимыми для людей,их доля составляет 85–91% сальмонеллвовсеммире[6].

Возбудитель Salmonella enterica живетвосновномвкишечнике,но,выделяясьска-лом,онзагрязняетпочвуиобъектыокружа-ющейсреды,черезкоторыеонможетпереда-ватьсявосприимчивымживотнымилюдям.Однакочащезаражениесальмонеллойпро-исходит при непосредственном контактесисточникоминфекцииилиприупотребле-нии пищи, зараженной Salmonella enterica.Согласносуществующейклассификации[7]Salmonella entericaподразделяетсяна6под-видов:enterica,salamae,arizonae,diarizonae,houtenae и indica, которые различаютсяпо биохимической активности и обозначе-ныномерамиI,II,IIIa,IIIb,IVиVIсоответ-ственно.Вподавляющембольшинствеслу-чаев сальмонеллезной инфекции от людейизолируютсероварыподвидаenterica[8].

Цель исследования:  определение гене-тического полиморфизма изолятов бакте-рий Salmonella, выделенных из продуктов

питания,доступныхпотребителямнамест-ныхторговыхточках.

Материалы и методы исследованияБактериальные изоляты

25 изолятов сальмонеллы, использо-ванных в этом исследовании, были полу-ченыизпищевыхпродуктов (табл. 1).От-бор проб для исследования проводили поГОСТ31904-2012«Продуктыпищевые.Методыотборапробдлямикробиологиче-скихиспытаний»[9].

В процессе работы применяли культу-ральные методы с использованием специ-альных селективных и дифференциаль-но-диагностических сред. Культуральные,морфологические, и биохимические свой-ства выделенных микроорганизмов из-учали общепринятыми методами и в со-ответствии с ГОСТ Р 52814-2007 (ИСО6579:2002) «Продукты пищевые. Методвыявления бактерий рода Salmonella» [10]и ГОСТ Р 50455-92 «Мясо и мясные про-дукты. Обнаружение сальмонелл (арби-тражныйметод)»[11].

Выделение ДНК. ВыделениеДНКизбак-терий Salmonella проводили тризольнымметодом с использованием коммерческогореагентаTRizol («Invitrogen», США) в со-ответствиисинструкциейпроизводителя.

Олигонуклеотидные праймеры для выявления бактерии SalmonellaОпределение вида и типа бактерии

Salmonella осуществляли с помощьюПЦРанализа,используяспецифическиепрайме-ры(табл.2).

Таблица 1Изолятыбактерии Salmonella, выделенныеизпищевыхпродуктовв2018г.

№ Рег.номер

Использованныепродукты № Рег.номер

Использованныепродукты

1 8 Куринаяпечень 14 67 Сердцеиндейки2 9 Яйца 15 69 Фаршговядина/курица3 24 Фаршбаранина/говядина 16 70 Яйцопромышленнойптицефабрики4 26 Голеньиндейкизамороженная 17 86 Мороженое5 27 Тушкацыпленкабройлеразамороженная 18 90 Баранина6 31 Желудокцыпленка 19 70/1 Яйцопромышленнойптицефабрики7 34 Яйцаякорские 20 96 Рыбалещ8 37 Яйцадомашние 21 120 Салосвиное9 39 Фаршкуриный 22 121 Говядина10 40 Голенькуриная 23 124 Сосискидетские11 46 Капустацветная/салат 24 125 Сосискиговяжьи12 53 Творогдомашний 25 126 Брынза13 63 Фаршкуриный


9 БИОЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ Таблица 2

Праймеры,используемыедлявыявлениявидаитипабактерииSalmonella

№ Названиепраймера Олигонуклеотиды РазмерПЦРпродукта,п.о.

ВидитипбактерииSalmonella

1 SInv-1F GTGAAATTATCGCCACGTTCGG 500 Salmonella entericaSInv-1R ATCGCCATTTACGCGGGTCA

2 SEProt6e-1F TAACCGGAGAGGCGCTCATC 300 Salmonella enterica EnteritidisSEProt6e-1R AACCATGCTCAGCTGCTCCA

3 STmdh-1F TGCCGCTGCTGTCGCAGATT 200 Salmonella enterica TyphimuriumSTmdh-1R CACCACGCCCTTCTCGCCCT

4 SVCRISPR-1F AGCCGCAGGATGTGCTGGAA 400 Salmonella enterica VirchowSVCRISPR-1R GATAAACCGCCGCGCCTTAT

5 hgbAa(RAPDПЦР) GCG GGA ATG CTG AAG ATA AG – Salmonella enterica

Постановка ПЦР для идентификации сальмонелл. Получение ПЦР-фрагментагенаInvбактерииSalmonella entericaпрово-дилисиспользованиемпраймеров:SInv-1FиSInv-1R(размерПЦРпродукта500п.о.).Следующие праймеры использованы длятипизации: для типа Еnteritidis бактерииSalmonella enterica – SE Prot6e-1F и SEProt6e-1R (размерПЦРпродукта300п.о.);для типаTyphimurium бактерииSalmonella enterica–STmdh-1FиSTmdh-1R(размерПЦР продукта 200 п.о.); для типаVirchow бактерииSalmonella enterica–SVCRISPR-1FиSVCRISPR-1R(размерПЦРпродукта400п.о.).

Амплификацию проводили в 25 мклреакционной смеси следующего соста-ва: 10xбуфер ДНК полимеразы – 2,5 мкл,10mMdNTP–1мкл.,MgCl2 –1мкл, 20-50нгДНК-матрицы,по20пмольпрямогои обратного праймеров и 0,5 ед. TaqДНКполимеразы(Invitrogen).АнализпродуктовПЦРпроводилиприпомощиэлектрофоре-зав1,5%-номагарозномгеле,содержащембромистый этидий (1 мкг/мл), при напря-женностиполя6В/см2.

Постановка RAPD (Random Amplification of Polymorphic DNA) ПЦР

Для постановки RAPD ПЦР использу-ют праймер: hgbAa –GCGGGAATGCTGAAGATAAG.Реакционныйсостав:10хбу-фер–2,5мкл;dNTPs–1мкл;MgCl2–1мкл;праймер–2мкл;0,5ед.TaqДНКполимера-зы–0,5мкл;ДНК–5мкл;вода–до25мкл.Температурный режим амплификации:94°С – 5 мин; 40 циклов 94°С – 45 сек,35°С – 5 сек, 72°С – 1,20 мин; 72°С –10мин.

Результаты исследования  и их обсуждение

Осуществлено исследование 25 об-разцовпищевыхпродуктовна содержание

в нихбактерийSalmonella. ПроведенПЦРанализ с использованием видоспецифич-ныхпраймеровSInv-1FиSInv-1Rдляопре-делениявидаentericaбактерииSalmonella.ДлятипированиябактерииSalmonellaвидаentericaспомощьюПЦР-анализаиспользо-ваныолигонуклеотидныепраймеры:1)длятипа Еnteritidis бактерии Salmonella en-terica–SEProt6e-1FиSEProt6e-1R;2)длятипа Typhimurium бактерии Salmonella en-terica–STmdh-1FиSTmdh-1R;3)длятипаVirchow бактерииSalmonella enterica – SVCRISPR-1FиSVCRISPR-1R.

При типировании исследованных ДНК25 изолятов, выделенных из цепи пище-вых продуктов, было выявлено: 14 изо-лятов (56%) бактерии Salmonella enterica Typhimurium,8изолятовбактерииSalmonella enterica Еnteritidis(32%),3изолятабактерииSalmonella enterica Virchow(12%).

С наибольшей частотой сальмонел-лы обнаруживаются в мясе птицы – 36%,рыбе – 4%, яйцах – 20%, молочной про-дукции–12%,растительныхсалатах–4%.Всыроммясеиколбасныхизделияхсаль-монеллыприсутствовалив24%проб.

Генетический полиморфизм изолятов бактерии Salmonella enterica, полученных

из цепи пищевых продуктовДля выявления генетического раз-

нообразия изолятов Salmonella enterica Еnteritidis,Salmonella enterica Typhimurium и Salmonella enterica VirchowпроведенПЦРанализсиспользованиемRАPD-праймера.

Результаты выявления генетическо-го разнообразия исследуемых изолятовSalmonella enterica Еnteritidis, Salmonella enterica Typhimurium и Salmonella enterica Virchow,полученныхизцепипищевыхпро-дуктов,представленывтабл.3инарисунке.

При помощи данного RAPD-праймерабыл получен одинаковый специфическийнабор ДНК-фрагментов бактерии Salmo-


10 BIOLOGICAL SCIENCES nella enterica Еnteritidis, не отличающихих друг от друга. Показано, что для этихизолятов было выявлено по 6 ампликоновдлиной250,350,650,1000,1250,3000п.о.,чтоговоритобихгенетическомродстве.

При генотипировании изолятов Sal-monella enterica Typhimurium под номе-рами1,3, 5, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 18,19 и 20 (1-я группа) было выявлено 4 ам-пликона (200, 350, 1000, 1250 п.н.), а для

изолятов Salmonella enterica Typhimurium подномерами15и19(2-ягруппа)былипо-лученыпо3ампликона(200,350,1000п.н.).ВрезультатеамплификациигеномнойДНКизолятов RAPD-праймером был полученспецифический набор ДНК-фрагментов,отличающих их друг от друга. Изоляты 1-йгруппыгенетическиотличаютсяотизо-лятов 2-й группы бактерии Salmonella en-terica Typhimurium.

Электрофореграмма разделения ПЦР продуктов изолятов Salmonella enterica, полученных из цепи пищевых продуктов с использованием RАPD-праймера

Таблица 3ХарактеристикиизолятовбактерииSalmonella,выявленныхизцепипроизводства

пищевыхпродуктовметодамиПЦРиRAPDПЦР

№ Рег.номерштамма

Использованныепродукты

ВидбактерииSalmonella

ТипSalmonella enterica

РазмерыампликоноввRAPDПЦР,п.о.

1 8 Куринаяпечень Salmonella enterica Typhimurium 250,350,1000,12502 9 Яйца Salmonella enterica Еnteritidis 250,350,650,1000,1250,30003 24 Фаршбаранина Salmonella enterica Typhimurium 250,350,1000,12504 26 Голеньиндейки Salmonella enterica Еnteritidis 250,350,650,1000,1250,30005 27 Тушка цыпленка

бройлераSalmonella enterica Typhimurium 250,350,1000,1250

6 31 Желудокцыпленка Salmonella enterica Еnteritidis 250,350,650,1000,1250,30007 34 Яйцаякорские Salmonella enterica Typhimurium 250,350,1000,12508 37 Яйцадомашние Salmonella enterica Еnteritidis 250,350,650,1000,1250,30009 39 Фаршкуриный Salmonella enterica Typhimurium 250,350,1000,125010 40 Голенькуриная Salmonella enterica Typhimurium 250,350,1000,125011 46 Капустацветная Salmonella enterica Typhimurium 250,350,100012 53 Творогдомашний Salmonella enterica Typhimurium 250,350,1000,125013 63 Фаршкуриный Salmonella enterica Typhimurium 250,350,1000


11 БИОЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ

В изолятах Salmonella enterica Virchow быливыявленыпо3ампликонадлиной200,650,1200п.о.Этиданныеявляютсяпоказа-телямиихгенетическогородства.

Существуют генетические различиямеждуштаммамивозбудителейразличныхзаболеваний. Принакоплениидостаточногоколичествамутацийвштаммахметодыге-нотипирования начинают различать изоля-ты.Внекоторыхслучаяхизолятынеотли-чаются распределением фрагментов ДНК,что указывает на генетическую близостьэтихизолятов.Втакихслучаяхониявляют-ся генетически идентичными или отлича-ютсядруготдруганауровнетолькоодногоили нескольких генов, полиморфизм кото-рыхускользаетотскрининга[12]. 

Обнаружение различных типов изоля-тов Salmonella enterica, циркулирующихна территорииРеспубликиКазахстан, ука-зываетнанеобходимостьпроведенияболееуглубленныхгенетическихисследований.

ВыводыПри типировании изолятов Salmonella

enterica, полученных из цепи пищевыхпродуктов, выявлено 14 изолятов (56%)бактерии Salmonella enterica Typhimurium,8 изолятов бактерии Salmonella enterica Еnteritidis (32%), 3 изолята бактерииSalmonella enterica Virchow (12%).

Проведен молекулярный анализ с ис-пользованием RАPD ПЦР для выявлениягенетического разнообразия изолятов бак-терий Salmonella enterica, полученныхизцепипищевыхпродуктов.ВRАPDПЦР8 изолятов Salmonella enterica Еnteritidis показали генетическое родство с одинако-вым количество ампликонов (50, 350, 650,1000,1250,3000п.о.).Близкоегенетическоеродство выявлено у 3 изолятов Salmonella enterica Virchow(200,650,1200п.о.)Визо-лятахSalmonella enterica Typhimurium, вы-

деленныхизцепипищевыхпродуктов,об-наружены две генетически отличающиесягруппысразнымнаборомДНК-фрагментов.

Список литературы

1.ЧугуноваЕ.О.,ТатарниковаН.А.Сальмонеллезсель-скохозяйственныхживотныхиптиц:характеристикавозбу-дителя, распространенность в пермском крае и эпидемио-логическоезначение:учебноепособие.Пермь:Прокростъ,2014.63с.

2.Тимофеева М.А., Ларина O.Н., Шкиль Н.А. Био-логические свойства и чувствительность к антибиотикамбактерий рода Salmonella, изолированных из продукцииптицеводства // Вестник НГАУ (Новосибирский государ-ственный аграрный университет). 2019. №3. С. 112–119.DOI:10.31677/2072-6724-2019-52-3-112-119.

3.СлизеньВ.В.,ГудковаЕ.И.,СкороходГ.А.Разработ-каметодапцрдля экспрессидентификацииSalmonella spp.исрединихSalmonellaenteritidis//Инновациивмедицине:сборникнаучныхтрудов.Минск:БГМУ,2012.6с.

4.РождественскаяТ.Н.,ЯковлевС.С.,КононенкоЕ.В.Профилактика сальмонеллеза птиц // FarmAnimals. 2012.№1(1).С.54–56.

5.LalA.,HalesS.,FrenchN.,BakerM.G.SeasonalityinHu-manZoonoticEntericDiseases:ASystematicReview.PLoSONE.2012.V.7(4).Р.e31883.DOI:10.1371/journal.pone.0031883.

6.Simpson K.M.J., Hill-Cawthorne G.A., Ward M.P.,DiversityofSalmonellaserotypesfromhumans,food,domesticanimalsandwildlifeinNewSouthWales,Australia.BMCInfect.2018.V.623.DOI:10.1186/s12879-018-3563-1.

7.MukherjeeN.,NolanV.G.,DunnJ.R.,BanerjeeP.Sourc-esofhumaninfectionbySalmonellaentericaserotypeJaviana:Asystematicreview.PLoSONE.2019.V.14(9).Р.e0222108.DOI:10.1371/journal.pone.0222108.

8.ШулякБ.Ф.Традиционныеиновыеподходыклабо-раторнойдиагностикесальмонеллеза//Справочникзаведу-ющегоКДЛ.2009.№12.С.21–26.

9.Межгосударственный стандарт ГОСТ 31904-2012.Продуктыпищевые.Методыотборапробдлямикробиоло-гическихиспытаний.М.:Стандартинформ,2014.10с.

10.ГОСТ Р 52814-2007 (ИСО 6579:2002). Продуктыпищевые.Метод выявления бактерий рода Salmonella.М.:Стандартинформ,2010.22с.

11.ГОСТР50455-92.Мясоимясныепродукты.Обна-ружениесальмонелл(арбитражныйметод).М.:Стандартин-форм,2010.14с.

12.Терлецкий В.П., Усенбеков Е.С., Жансеркено-ва О.О. Генотипирование штаммов микроорганизмов ме-тодомДРИМ(двойноерасщеплениеиизбирательноемече-ние)//Исследования,результаты.2016.№3(71).С.86–91.

Окончание табл. 3№ Рег.номер

штаммаИспользованные

продуктыВидбактерии

Salmonella ТипSalmonella

entericaРазмерыампликоноввRAPDПЦР,п.о.

14 67 Сердцеиндейки Salmonella enterica Typhimurium 250,350,1000,125015 69 Фаршкурица Salmonella enterica Typhimurium 250,350,1000,125016 70 Яйцоптицефабрики Salmonella enterica Еnteritidis 250,350,650,1000,1250,300017 86 Мороженое Salmonella enterica Virchow 200,650,120018 90 Баранина Salmonella enterica Typhimurium 250,350,1000,125019 70/1 Яйцоптицефабрики Salmonella enterica Typhimurium 250,350,1000,125020 96 Рыбалещ Salmonella enterica Typhimurium 250,350,1000,125021 120 Салосвиное Salmonella enterica Еnteritidis 250,350,650,1000,1250,300022 121 Говядина Salmonella enterica Virchow 200,650,120023 124 Сосискидетские Salmonella enterica Еnteritidis 250,350,650,1000,1250,300024 125 Сосискиговяжьи Salmonella enterica Virchow 200,650,120025 126 Брынза Salmonella enterica Еnteritidis 250,350,650,1000,1250,3000


12 BIOLOGICAL SCIENCES УДК581.1

ВЛИЯНИЕ КЛУБЕНЬКОВЫХ И ПАТОГЕННЫХ БАКТЕРИЙ  НА ИЗМЕНЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗНОЙ 

СИГНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В КОРНЯХ ГОРОХА НА НАЧАЛЬНЫХ ЭТАПАХ ФОРМИРОВАНИЯ БОБОВО-РИЗОБИАЛЬНОГО СИМБИОЗА

Ищенко А.А.  Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Иркутск, e-mail: [email protected]

Встатьеизученадинамикаактивностирастворимойитрансмембраннойформаденилатциклазы(рАЦитАЦ),атакжециклическогоаденозинмонофосфата(цАМФ)вкорняхэтиолированныхдвухсуточныхпро-ростковгорохаPisum sativimL.привзаимодействииспатогеннымииклубеньковымибактериямиэффектив-ногоинеэффективногопроизводственногоштаммов.Вкраткосрочныхопытах(втечение1часасинтерваломв10минут)обнаруженэндогенныйритмизмененияконцентрациициклическогоаденозинмонофосфатавтка-няхкорняпроростковгороха,характеризующийсявовременнойдинамикеувеличениемиснижениемуровняцАМФ,которыйподверженвлияниюэкзогенныхфакторовбиотической(симбионт,патоген)природы.Подоб-ныефлуктуациитакжебылиобнаруженыприизучениидинамикиактивностирастворимойитрансмембран-нойформаденилатциклазыподвлияниемтехжебиотическихфакторов.Предполагается,чтонаблюдаемыеэффектысвязанысвлияниемнарастениеопределенныхэкзометаболитовRhizobium leguminosarumbv.viceae (симбионт)иPseudomonas syringaepv.pisi(патоген),которыеактивируютврожденныйиммунитетбобовогорастения.Приэтомразличнаядинамикаизмененияизучаемыхкомпонентовсигнальнойсистемырастения-хозяинананачальныхэтапахвзаимодействияссимбиотическимиипатогеннымимикроорганизмамиимеет,вероятно,различнуюфункцию:присимбиозерегуляторную,априпатогенезе–защитную.

Ключевые слова: Pisum sativum L., аденилатциклаза, циклический аденозинмонофосфат, биотический стресс, сигнальные системы

INFLUENCE OF STEMEN AND PATHOGENIC BACTERIA ON CHANGE  OF THE COMPONENTS OF THE ADENYLYL CYCLASE SIGNAL SYSTEM  IN THE PEA ROOTS AT THE INITIAL STAGES OF THE FORMATION  

OF BEAN-RHIZOBIAL SYMBIOSIS Ishchenko A.A. 

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Irkutsk, e-mail: [email protected]

Westudied thedynamicsof theactivityofsolubleand transmembraneformsofadenylatecyclase(pACandtAC),aswellascyclicadenosinemonophosphate(cAMP)intherootsofetiolatedtwo-day-oldseedlingsofpeaPisum sativimL.when interactingwithpathogenicandnodulebacteriaofeffectiveand ineffectiveproductionstrains. Inshort-termexperiments(withinanhourwithan intervalof10minutes),anendogenousrhythmofachangein theconcentrationofcyclicadenosinemonophosphateinthetissuesoftherootofpeaseedlingswasfound,characterizedintimedynamicsbyanincreaseanddecreaseinthelevelofcAMPandwhichissubjecttotheinfluenceofexogenousbioticfactors(symbiont,pathogen)innature.Similarfluctuationswerealsofoundwhenstudyingthedynamicsoftheactivityofthesolubleandtransmembraneformsofadenylatecyclaseundertheinfluenceofthesamebioticfactors.It isassumedthat theobservedeffectsareobviouslyrelatedto theeffectontheplantofcertainexometebolitesofRhizobium leguminosarumbv.viceae(symbiont)andPseudomonas syringaepv.pisi(pathogen),whichactivatetheinnateimmunityofalegumeplant.Moreover,thedifferentdynamicsofchangesinthestudiedcomponentsofthesignalsystemofthehostplantattheinitialstagesofinteractionwithsymbioticandpathogenicmicroorganismsprobablyhasadifferentfunction:regulatoryincaseofsymbiosis,andprotectiveincaseofpathogenesis.

Keywords: Pisum sativum L., adenylate cyclase, cyclic adenosine monophosphate, biotic stress, signaling systems

Патогенные и симбиотические взаимо-действиярастенийсразличнымигруппамимикроорганизмовчастовстречаютсявпри-родеивомногомсхожи.Ониосновываютсянаподавленииилипреодолениизащитныхмеханизмов растений, что способствуетуспешнойколонизацииихклеток.Растенияспособны реагировать на различные сиг-налыизвнешнейсреды,приспосабливаяськнимприпомощигенетическогоаппарата.В свою очередь бактерии, взаимодействуясрастением-хозяином,способнысоздаватьдля себя благоприятные условия. В лите-ратуре имеются данные о том, что однимиз механизмов запуска сигнальных реак-цийурастенийявляетсяаденилатциклазная

сигнальная система, когда под влияниемразличных биотических факторов активи-руется трансмембранная аденилатциклаза,что вызывает резкое и кратковременноеувеличениеуровняциклическогоаденозин-монофосфата[1,2].

Цельюнастоящейработыбыловкратко-срочныхопытахизучитьвлияниеклубень-ковыхипатогенныхбактерийнаотдельныекомпоненты аденилатциклазной сигналь-нойсистемы(цАМФ,рАЦитАЦ).

Материалы и методы исследованияИсследованияпроводилинапроростках

гороха (Pisum sativum L.) сорта Рондо, вы-ращенных в термостате при температуре


13 БИОЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ 22°С,укоторыхвтечениечасасинтерваломв10минутопределялисодержаниецАМФ,а также активность растворимой и транс-мембранной форм аденилатциклазы. В ка-чествеконтроляприменялинулевойотрезоквремени. Для экспериментов использовалирастения, выращенные на воде без иноку-ляции, а также инокулированные клубень-ковыми и патогенными бактериями. Дляинокуляции использовали 2штамма бакте-риями Rhizobium leguminosarum bv. viceae:эффективный производственный (CIAM1022), который характеризуется умереннойспособностью проникать в корни расте-ний,образуяприэтомразвитыеклубеньки,фиксирующие азот; неэффективный произ-водственный (CIAM 1064), отличающийсяболееагрессивнойспособностьюколонизи-роватькорневуюсистемурастения-хозяина,чтоназаключительномэтапеформированиябобово-ризобиального симбиоза приводитк образованию большого числа недораз-витых клубеньков, не способных к эффек-тивной азотфиксации; и 1 штамм патогенагорохаPseudomonas syringae pv.pisi, вызы-вающийбактериальныйожог.

Активность компонентов аденилатци-клазной сигнальной системы определя-

ли по методу, основанному на работе [3].Для этого корни фиксировали в жидкомазоте и гомогенизировали в среде выде-ления, содержащей 0,02 М фосфатныйбуфер, рН 7,2; 0,1 мМ теофиллин; 1 мМдитиотреитол; 50 мкг/мл фенилметилсуль-фонилфторид; 50 мкг/мл гидроксимерку-рийбензоат; 1 мкг/мл лейпептин. Затемгомогенат центрифугировали 20 мин при16000g(«Allegra64R»).Полученныйсу-пернатант центрифугировали 90 мин при105000g («SorvallDiscovery90SE»).По-лученныйосадокресуспендировалииопре-деляливнемактивностьтрансмембраннойаденилатциклазы(тАЦ),авсупернатанте–активность растворимой аденилатциклазы(рАЦ) и концентрацию циклического аде-нозинмонофосфата (цАМФ). Активностьаденилатциклаз оценивали по концентра-циицАМФвпробевпересчетена1мгбел-ка. Концентрацию цАМФ определяли им-муноферментныманализом(ELISA).БелокопределялипометодуБрэдфорда.

Эксперименты проводили в 3 незави-симых повторениях. Для лучшего воспри-ятиярезультатыпредставленывпроцентахот контроля.Достоверностьразличийоце-нивалипокритериюСтьюдента.

А) Б)

В) Г)

Рис. 1. Динамика уровня цАМФ в корнях проростков гороха: А) выращенных на воде; Б) инокулированных Rhizobium leguminosarum bv. viceae (CIAM 1022); В) инокулированных

Rhizobium leguminosarum bv. viceae (CIAM 1064) и Г) зараженных Pseudomonas syringae pv. pisi. Примечание. * – различия достоверны при р ≥ 0,95; ** – различия достоверны при р ≥ 0,99;

*** – различия достоверны при р ≥ 0,999; не помеченные «*» – различия не достоверны


14 BIOLOGICAL SCIENCES

А) Б)

В) Г)

Рис. 2. Динамика активности тАЦ в корнях проростков гороха: А) выращенных на воде; Б) инокулированных Rhizobium leguminosarum bv. viceae (CIAM 1022); В) инокулированных




При выращивании проростков гороханаводенаблюдалиснижениеуровняцАМФнапротяжениивсегоэкспериментавсред-немна35–40%(рис.1,А).

При добавлении в среду инкубацииклубеньковых бактерий эффективногопроизводственного штамма (CIAM 1022)ярко выраженных изменений в концен-трации цАМФне наблюдалось (рис.1, Б).В свою очередь на фоне инокуляции не-эффективным производственным штам-мом Rhizobium leguminosarum bv. viceae (CIAM 1064) в период 30–50 минут про-исходило значительное увеличение уровняцАМФ(на70%)(рис.1,В).ПризараженииPseudomonas syringae pv.pisi цАМФоста-валсянауровнеконтроля,заисключениемпериода 20 минут, когда наблюдалось егоувеличениена30%(рис.1,Г).

Из литературы известно, что увеличе-ние концентрации цАМФ внутри клетокпри стрессе носит защитный характери способствует активации соответствую-щихзащитныхреакций[2].Всвязисэтим

повышениеконцентрациицАМФподвли-янием неэффективного штамма ризобийвполне логично и является механизмом,предотвращающимизбыточнуюколониза-цию корневой системы растения-хозяина.Пониженный уровень цАМФ при иноку-ляции эффективнымштаммом клубенько-выхбактерий,возможно,такжевыполняетрегуляторнуюфункцию,посколькуумень-шение цАМФ в клетке не приводит к за-пуску защитных реакций и позволяетризобиям колонизировать клетки корня.ОтносительновзаимодействиясPSможнополагать,чтопониженныйуровеньцАМФсвидетельствует о степени вирулентно-стипатогена.

Таккакосновнымисточникомцикличе-ского аденозинмонофосфата является аде-нилатциклаза, в дальнейших исследованияизучалинетолькоуровеньцАМФ,ноиак-тивность синтезирующих его ферментов(тАЦирАЦ).

Изучив активность трансмембраннойаденилатциклазы(тАЦ),можносказать,чтово всех вариантах наблюдалась тенденциякувеличениюактивностиизучаемогофер-ментак60минутам(рис.2).



А) Б)

В) Г)

Рис. 3. Динамика активности рАЦ в корнях проростков гороха: А) выращенных на воде; Б) инокулированных Rhizobium leguminosarum bv. viceae (CIAM 1022); В) инокулированных



Наибольшее увеличение было вызванонеэффективным штаммом клубеньковыхбактерий(650%)(рис.2,В),востальныхжевариантахизменениеактивностисоставило100–150%.

В динамике растворимой аденилат-циклазы (рАЦ) в норме также определе-ны ритмичные изменения, которые про-являлись в увеличении активности через20и40минут(на127%и386%соответ-ственно) и снижении ее до уровня нижеконтрольногочерез30и50минутна50%в обоих случаях (рис.3,А).Каки в экс-перименте с тАЦ, активность рАЦ привзаимодействии с патогеном практиче-ски совпадала с контролем (рис.3, Г).Наибольшие различия наблюдались приинокуляции клубеньковыми бактериями.Так,привзаимодействиис эффективнымштаммом ризобий преобладала тенден-циякувеличениюактивностирАЦ,кото-рая к концу эксперимента выросла поч-ти на 350% (рис.3, Б). Неэффективныйштаммвсвоюочередьвызывалснижениеактивностивинтервалеот20до40минут(на50%)(рис.3,В).

Основываясь на данных литературы,можно сказать, что распознавание микро-симбионта происходит с участием LysM-рецепторных киназ растения-хозяина,которыевоспринимаютсигналыотэкзоме-таболитов микроорганизмов, в частностиэкзополисахаридовиNod-факторов,позво-ляя сигнальным системам растения реаги-роватьнабиотическиевоздействия[1,4,5].Так, аденилатциклазная сигнальная систе-ма, изменяя активность трансмембраннойаденилатциклазы – основного источникацАМФ, регулирует метаболические реак-циирастенияприбиотическихстрессах[6].

Труднее объяснить активность рАЦв клетках корня гороха. Так как даннаяформа фермента у растений функциони-рует во внутриклеточных компартментах,можно предположить, что регуляция ееактивности осуществляется посредствомвнутриклеточного кальция, по аналогиисмлекопитающими[2].

Известно, что сигнальные молекулыу растений функционируют взаимосвя-занно, на основе чего их можно объеди-нить в сигнальную сеть [7]. В отдельных


16 BIOLOGICAL SCIENCES работах указывается, что у растений подвлиянием биотических стрессов источни-ком первичных сигналов является цАМФ,поскольку доказано, что под влияниембактериальных элиситоров в растенияхповышается концентрация цАМФ, сопро-вождающаясяизменениямивконцентраци-яхвнутриклеточногоСа2+,которыйвсвоюочередь может влиять на уровень оксидаазота [6].Поэтому в дальнейших исследо-ваниях интересно будет изучить влияниеэкзогенногоцАМФнаинтенсивностьфлу-оресценцииоксидаазотавнормеинафоневзаимодействия с клубеньковыми и пато-геннымибактериями.

Заключение Таким образом, по результатам ис-

следований можно отметить следующие закономерности.

1.Подвлияниемсимбиотическихипа-тогенных бактерий у проростков горохаобнаружены внутриклеточные колебанияв уровне циклического аденозинмонофос-фата и активности растворимой и транс-мембраннойформаденилатциклазы.

2.Можнопредположить,чтовышеопи-санныеизмененияотдельныхкомпонентоваденилатциклазной сигнальной системырастения-хозяина(тАЦ,рАЦицАМФ)мо-гут использоваться растениями в качествекодадляпередачисигналаовзаимодейству-ющемфакторе.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных ис-следований (молодежный грант № 18-34-00221 мол_а).


1.Глянько А.К., Ищенко А.А. Иммунитет бобовогорастения, инфицированного клубеньковыми бактериямиRhizobium spp. F. (ОБЗОР) // Прикладная биохимия и ми-кробиология. 2017. Т.53. №2. С.136–145. DOI: 10.7868/S0555109917020106.

2.Ломоватская Л.А., Кузакова О.В., Романенко А.С.,Гончарова А.М. Активность аденилатциклаз и изменениеконцентрации цАМФ в клетках корня проростков горохаприинфицированиимутуалистамиипатогенами //Физио-логиярастений.2018.Т.65.№3.С.310–320.DOI:10.7868/S0015330318040073.

3.Lomovatskaya L.A., Romanenko A.S., Filinova N.V.,Dudareva L.V. Determination of cAMP in plant cells by amodifiedenzyme immunoassaymethod.PlantCellRep.2011.vol.30.P.125–132.DOI:10.1007/s00299-010-0950-5.

4.FergusonB.J.,IndrasumunarA.,HayashiS.,LinM-H.,Lin Y-H., Reid D.E., Gresshoff P.M. Molecular analysis oflegume nodule development and autoregulation. Journalof Integrative Plant Biology. 2010. vol.52. P.61–76. DOI:10.1111/j.1744-7909.2010.00899.x.

5.GoughC.,JacquetC.Nodfactorperceptionproteincar-riesweight in biotic interaction.Trends Plant Sciences. 2013.vol.18.no.10.P.566–574.DOI:10.1016/j.tplants.2013.06.001.

6.Кузакова О.В., Ломоватская Л.А., Романенко А.С.Влияние различных по симбиотической эффективностиштаммовRhizobium leguminosarumbv.viceaeнаизменениеконцентрациицАМФипероксидаводородавклеткахпро-ростков гороха // Физиология растений. 2019. Т.66. №5.С.360–366.DOI:10.1134/S0015330319050129.

7.GranqvistE.,SunJ.,denCampR.O.,PujicP.,HillL.,Normand P., Morris R.J., Downie J.A., Geurts R., Old-roydG.E.D. Bacterial-inducedcalciumoscillationsarecommontonitrogen-fixingassociationsofnodulatinglegumesandnon-legumes.NewPhytol.2015.vol.207.P.551–558.


17 БИОЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ УДК504.455:574.63:504.062

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ  И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В АНТРОПОГЕННО ИЗМЕНЕННОМ ВОДОЕМЕ

Козлов А.В., Вершинина И.В.ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный педагогический университет

имени Козьмы Минина», Нижний Новгород, e-mail: [email protected]

В работе дан экологический анализ суммарного содержания нефтепродуктов и некоторых тяжелыхметаллов(Zn,Cd,Pb,Cu)вводахантропогеннопреобразованноговодоемакультурнойзоны–Мухинско-гоозера,расположенноговг.БорНижегородскойобласти.Изначальноимеющийприродныйгенезис,этотводоем в силу активных инженерных решений по благоустройству территории оказался загрязнен неко-торымиполлютантами,претерпелтехническоеизменениесвоегостроенияиоказалсявактивнойфазеэв-трофикации.Врезультатеисследованияприродно-техногенноговодоемабылоустановленоналичиецинка(до0,3%отПДК),кадмия(до78,2%отПДК),свинца(до62,1%отПДК)имеди(до257%отПДК),атакжесодержаниенефтепродуктоввповышенныхконцентрациях(до114%отПДК),понекоторымизкоторыхбыливыявленыпревышенияотносительно санитарно-экологическихнорм. Значительная вариабельностьконцентрацииполлютантоввводахозера(Zn–102%,Cd–66%,Pb–82%,Cu–141%,н/п–12%)свиде-тельствуетовозможноммикрозональномзагрязненииподиаметруводоема,атакжеоегополуприродномгенезисеиналичиитехногенноговоздействия.Вцеляхулучшенияэкологическогосостояниярассматрива-емоговодногообъектанеобходимоактивноевнедрениеинженерно-техническихрешенийпореабилитацииисамовосстановлениюозера,ккоторымможноотнестиразбавлениеводоемаиизменениескоростиводо-обмена,удалениедонныхотложений,контрольнасосоудерживающейспособностиозераиегозарастаниямакрофитами,использованиесорбентов,коагулянтовифлокулянтов,биоманипуляцииииспользованиебио-препаратов, а такжебалансировка кислотности воды.Подобныемерыбудут способствоватьприведениюозеракэкологическиоптимальномусостояниюприусловиипрекращениянеблагополучноготехногенно-говоздействия.

Ключевые слова: техногенное изменение акватории, озерные водные системы, экологический анализ воды, тяжелые металлы, нефтепродукты, благоустройство территории водоема

ENVIRONMENTAL ANALYSIS OF OIL PRODUCTS CONTENT AND HEAVY METALS IN ANTHROPOGENIC MODIFIED WATER

Kozlov A.V., Vershinina I.V.Minin Nizhny Novgorod State Pedagogical University, Nizhny Novgorod,

e-mail: [email protected]

Theworkprovidesanecologicalanalysisofthetotalcontentofoilproductsandsomeheavymetals(Zn,Cd,Pb,Cu)inthewatersoftheanthropogenictransformedwaterbodyoftheculturalzone«MukhinskyLake,»locatedinthecityofBoroftheNizhnyNovgorodregion.Initiallyhavinganaturalgenesis,thiswaterbody,duetoactiveengineeringsolutionsfor the improvementof the territory,wascontaminatedwithsomepollutants,underwentatechnical change in its structure andwas in the active phase of eutrophication.As a result of the study of thenatural-man-madewaterbasin,thepresenceofzinc(upto0.3%ofTLV),cadmium(upto78.2%ofTLV),lead(upto62.1%ofTLV)andcopper(upto257%ofTLV)wasfound,aswellasthecontentofpetroleumproductsinincreasedconcentrations(upto114%ofTLV),forsomeofwhichexcessenvironmentalstandardswereidentified.Thesignificantvariabilityintheconcentrationofpollutantsinthelakewaters(Zn–102%,Cd–66%,Pb–82%,Cu–141%,O/P–12%)indicatespossiblemicro-horizontalcontaminationbythediameterofthewaterbasin,aswellasitssemi-naturalgenesisandthepresenceofman-madeeffects.Inordertoimprovetheecologicalstateofthewaterobjectunderconsideration,itisnecessarytoactivelyintroduceengineeringandtechnicalsolutionsforrehabilitationandself-recoveryof the lake,which includedilutionof thewaterbasinandchangeof the rateofwaterexchange,removalofbottomdeposits,controlofthelake‘sstoragecapacityanditsgrowthbymacrophytes,useofsorbents,coagulantsandfloculants,biomanipulationanduseofbiopreparations,aswellasbalancingwater.Suchmeasureswillcontributetobringingthelaketoanenvironmentallyoptimalstate,providedthattheadversetechnologicalimpactisstopped.

Keywords: technogenic change of water area, lake water systems, ecological analysis of water, heavy metals,  oil products, improvement of water basin territory

Любая городская система в определен-ный период времени характеризуется ря-дом специфических, присущих только ейпроблем, которые возникают в результатеантропогенноговоздействиянаприродныекомпонентыурбоэкосистемы.ПрактическиповсеместнонатерриторииРоссийскойФе-дерации чрезвычайно остро стоит вопрос

неблагополучного экологического состоя-ниягородскихводныхобъектов[1–3].

Рядом современных исследований ука-зывается[4, 5], что усиление темпов не-гативного воздействия антропогенно-тех-ногенного пресса на состояние водоемовобусловленовпервуюочередьростомпро-мышленныхпредприятийигородскогона-


18 BIOLOGICAL SCIENCES селения,атакжеувеличениемдоливодногои наземного транспорта.Действие данныхобъектов,имеющеехроническийхарактер,обусловлено газо-пылевыми выбросами,частицы которых оседают на поверхностьблизлежащих водных объектов, сточнымиводами,нормативнаячистотакоторых, такилииначе,привноситполлютанты,атакжетвердыми отходами, негативно действую-щимиввидеопосредованногоэффектаче-резпочвы,грунтыигрунтовыеводыприихскладированииизахоронении.

Водоемы в городской черте являютсяэлементами экологической инфраструкту-ры, они определяют рекреационные свой-ства городов и формируют ландшафтныйоблик урбанизированной территории, приэтом за счет водных объектов происходитстокповерхностныхидренажныхводвнихкакврезервуарыдляочищенияинакопле-ния[6–8]. Как правило, городские водныеобъекты не используют в качестве источ-никовхозяйственно-питьевоговодоснабже-ния,аценностьводоемовнаурбанизирован-нойместностизаключаетсяввозможностииспользования их в качестве объектов ре-креации(культурно-бытовоеводопользова-ние). Также нужно отметить, что экологи-ческое состояние водоемов характеризуетсоциально-экономическую и эстетическуюпривлекательность городских территорий,безкоторойнеможетобойтисьниоднасо-временнаягородскаязастройка.

Вусловияхсовременнойактивнойурба-низации происходит усиление техногенно-говоздействиянаводныеобъекты,котороенаиболееяркопроявляетсянатехводоемах,которыерасположенывцентреурбанизиро-ванной территории (экологическиецентрыкаркаса города)[9]. Втакие водные объ-екты стоками с городской местности при-вносятся загрязняющие вещества, которыеухудшают качество природных вод, нару-шают гомеостаз водных экосистем и, какследствие,снижаютихспособностьксамо-очищению и самовосстановлению. Всвоюочередь,зачастуюэтоприводиткусилениюпроцессов эвтрофикации водоемов, их за-болачиванию и комплексному нарушениюместныхбиоценозов[10,11].

В современной урбоэкологии для ре-ализации целей сохранения и оптимиза-ции экологических и социально значимыхфункций городских водоемов указываетсянанеобходимостькомплексноговнедренияэффективнойинженерно-экологическойси-стемыуправленияурбанизированнымиво-днымиобъектами[12–14].Всвоюочередь,проведениемониторинговыхисследованийпо оценке экологического состояния та-ковых водоемов является одной из перво-

очередных задач при выявлении их обще-госостояния.

Цельработызаключаласьвоценкеэко-логического состояния антропогенно из-мененного водоема – Мухинского озера,размещенноговусловияхгородскойсредыг.БорНижегородскойобластипосодержа-нию нефтепродуктов и тяжелых металловкакпоприоритетнымэкологическимпока-зателямантропогенеза.

Материалы и методы исследованияИсследования осуществлялись на го-

родскомводномобъектег.о.г.БорНижего-родской области, который был реконстру-ированвходепроведенияблагоустройстватерритории. Ранее озероМухинское пред-ставляло собой естественный природныйводоем со сложившимися трофическимисвязями и энергетическими потоками, од-наковрезультатеосуществленныхтехниче-скихработданныйисторическийпамятникцентральнойчастиг.Борпревратилсявпо-луискусственнуютехногеннуюсистему.

В соответствии с проектом «Формиро-ваниекомфортнойгородскойсреды»весной2018 г. озеро углубили с помощью земсна-ряда, очистили и сформировали береговуюлинию. Входе работ были нарушены под-водныеключи,питавшиеозеро,врезультатечеговодасталапостепенноубыватьзасчетиспарения,аозеропересыхать.Безпроведе-ниягидрогеологическихисследованийчашуозера перенесли на 10 м ближе к зданиюместногорынкасцельюсозданияцентраль-ногообъектавновьформируемойтерриториирекреации. Прежнее ложе водного объектабылозасыпанопескомищебнем–напервомэтапе благоустройства, таким образом, былсформированискусственныйводоем.

В соответствии с генпланом общаяплощадь водного зеркала искусственнойсистемысоставляет1560м2,глубинаводо-ема 73,5 м. Береговая линия водного объ-екта укрепленашпунтовой стенкой, пеше-ходные дорожки вокруг озера выполненыизпластиковойтерраснойдоски.Чашаозе-раразмещенатакимобразом,чтовсерядоммигрирующие городские стоки несут своиводынепосредственновводныйобъект.

Ввесеннийпериод2019г.искусственносформированнаясистемапересохла,иводаизозераполностьюушла.Запервыедваме-сяцалета2019г.чашуводоемамногократнонаполняливодопроводнойводой,подпиты-вая его искусственно, однако вода в озеренезадерживалась.Виюле2019г.былиосу-ществленыработыпоизоляцииднаспомо-щью геомембраны, поверх изоляционногоматериала уложен слой песка, чаша вновьзаполнена водой, сформирована искус-


19 БИОЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ ственнаясистемаподпиткиозера.Результа-томвыполненныхработявилсяинтенсивнопротекающийпроцесс эвтрофизацииводо-ема,послечегобылапредпринятапопыткаудалитьвсеповерхностныецветущиеводо-росли из водной среды механическим пу-тем, а затем в осенний период вода вновьбылахимическиобработана.

ДляпроведенияэкологическогоанализаМухинскогоозеравсерединемарта2020г.проводилиотборпробводыизчетырехто-чек, расположенных равномерно по диа-метру озера, непосредственно после сходаснежногопокроваильдасводногозеркалаисследуемогообъекта(рис.1).

Анализпоказателейкачестваводыпро-изводился на базе Эколого-аналитическойлаборатории мониторинга и защиты окру-жающейсредыприНГПУим.К.Минина;аналитическая повторность – трехкратная.ОценкаэкологическогосостоянияводыМу-хинского озера проводилась по наиболееприоритетным показателям, отражающимналичиеиинтенсивностьтехногенноговоз-действия на водоемы[15]. Впробах водыопределяли содержание наиболее распро-страненных тяжелых металлов в общей(суммарной)форме–цинка,кадмия,свин-ца и меди, а также суммарное содержа-ниенефтепродуктов.

Анализ воды по определению концен-трации тяжелых металлов проводили ин-версионно-вольтамперометрическим ме-тодом на анализаторе TA-Lab по ПНД Ф14.1:2:4.222-06 «Методика измерений мас-совой концентрации цинка, кадмия, свин-ца и меди в водах питьевых, природных

и сточных методом инверсионной воль-тамперометриинаанализаторахтипаТА»;определение содержания нефтепродуктовпроводили флуориметрическим способомнаанализатореФЛюОРАТ02-4МпоПНДФ 14.1:2:4.128-98 «Методика измерениймассовой концентрации нефтепродуктовв пробах природных (включая морские),питьевых и сточных вод флуориметриче-ским методом на анализаторе жидкости«Флюорат-02»».


Врезультатепроведенногоанализабылоустановлено,чтовцеломводыМухинскоговодоемахарактеризовалисьналичиемопре-деленного количества тяжелых металлов,вчастностицинкаикадмия(рис.2).

Содержание цинка оказалось наимень-шимвточке3,анаибольшимизвсехопре-деленных – в точке 2, превышающим ми-нимальноезначениев77,1раза.Несколькоиная,гораздоменеепохожаяповариабель-ностикартинасложиласьпоконцентрациикадмия:егоминимальноеколичествооказа-лосьвточке1,амаксимальное–вточке4,увеличенное относительно первой точкиотборав3,9раза.Достаточновысокийуро-вень вариацииуровняконцентрации тяже-лыхметалловвводе,по-видимому,былобу-словленотсутствиемпроточностиводоема,а также микрозональным загрязнением.Превышенных относительно допустимыхконцентраций значений содержания цинкаикадмиявисследуемыхводахустановленонебыло.

Рис. 1. Территория г. Бор с полуприродным комплексом «Мухинское озеро»


20 BIOLOGICAL SCIENCES

Рис. 2. Суммарное содержание соединений цинка и кадмия в водах антропогенно измененного водоема «Мухинское озеро» (2020 г.)

Рис. 3. Суммарное содержание соединений свинца и меди в водах антропогенно измененного водоема «Мухинское озеро» (2020 г.)

Рис. 4. Суммарное содержание нефтепродуктов в водах антропогенно измененного водоема «Мухинское озеро» (2020 г.)



Содержание в водах озера свинцаи меди, представленное на рис.3, такжеимелозаметныйуровеньколебаниявзави-симостиотточкиотборапробы.Например,наибольшая концентрация свинца былавыявленатакжевточке2,анаименьшая–в точке 4; при этом в точке 2 уровень со-держанияметаллапревышалминимальноезначение в 6 раз. Чего нельзя сказать просодержаниемедивводахМухинскогоозе-ра. Здесь вариабельность между наиболь-шим и наименьшим значением достигала18,7разамеждупоказателями0,137011мг/ли2,570014мг/л.

Очевидно,что,несмотрянастольнесу-щественныеразмерыводоема,уровеньток-сичности его вод может быть различным,что оказалосьпродиктовано значительнымразбросомуровняпоказателей содержаниятяжелыхметалловвдиаметреводногообъ-екта.Такженеобходимоотметить,чтопона-коплению в воде меди было установленопревышениеотносительноПДКв2,6раза.

Относительно накопления нефтепро-дуктоввводахозера,показанногонарис.4,необходимоотметить,чтоихсуммарноесо-держание в целом было достаточно повы-шеннымипоточкамотбора1и4превыша-ло установленные нормы соответственнов1,14и1,02раза.

Однако между точками отбора замет-ной разницы в показателе не обнаружи-лось–кратностьповышениявсодержаниинефтепродуктов в водах достигала лишь1,3 раза. Данные статистической обработ-кипоказателей,представленныевтаблице,свидетельствуютобуровне значимостиихвариацииприp<0,05.

Из таблицы следует, что очень суще-ственной вариабельностью характеризо-валось содержание в водах озера цинка

имеди (более100%), значительнойвариа-бельностью–содержаниекадмияисвинца(60–80%) и несущественной – суммарноесодержание нефтепродуктов (менее 20%).Полученный разброс данных свидетель-ствует об антропогенном микрозональномзагрязнении водоема, а также о факте еготехногенногопреобразования.

ЗаключениеВ результате экологического анали-

за природно-техногенного водоема, нахо-дящегося в культурной зоне «Мухинскоеозеро» г.Бор Нижегородской области,было установлено наличие цинка, кадмия,свинцаимеди,атакжесодержаниенефте-продуктов в повышенных концентрациях,понекоторымизкоторыхбылиустановленыпревышения относительно санитарно-эко-логических норм. Значительная вариацияконцентрации поллютантов в водах озерасвидетельствует о возможном микрозо-нальномзагрязненииподиаметруводоема,атакжеоегополуприродномгенезисе.Вце-лях улучшения экологического состояниярассматриваемоговодногообъектанеобхо-димо активное внедрение инженерно-тех-нических решений по реабилитации и са-мовосстановлениюозера,ккоторымможноотнести:разбавлениеводоемаиизменениескоростиводообмена,удалениедонныхот-ложений, контроль насосоудерживающейспособности озера и его зарастания ма-крофитами, использование сорбентов, коа-гулянтов и флокулянтов, биоманипуляцияи использование биопрепаратов, а такжебалансировкакислотностиводы.Подобныемеры будут способствовать приведениюозеракэкологическиоптимальномусосто-яниюприусловиипрекращениянеблагопо-лучноготехногенноговоздействия.

Данныевариационногоанализапоказателейсодержаниятяжелыхметаллов инефтепродуктоввприродно-техногенномводоеме«Мухинскоеозеро»

(Нижегородскаяобласть,2020г.)

Показатель Минимальноезначение(Min)

Максималь-ноезначе-ние(Max)

Среднеезначение(M)

Ошибкасред-негозначения

(m)

Коэффициентвариации(V,%)

ПДК*

Zn(суммарно) 0,000041 0,003162 0,001411 0,00072 102 1,0Cd(суммарно) 0,000198 0,000782 0,000428 0,00014 66 0,001Pb(суммарно) 0,001034 0,006213 0,003599 0,00147 82 0,01Cu(суммарно) 0,137011 2,570014 0,829636 0,58538 141 1,0Нефтепродукты 0,260 0,343 0,306 0,018 12 0,3

П р и м е ч а н и е .ПДК–согласноГН2.1.5.1315-03«Предельнодопустимыеконцентрации(ПДК)химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водо-пользования»,ГН2.1.5.2280-07Дополненияиизменения№1кГН2.1.5.1315-03,ГН2.1.5.2307-07 «Ориентировочныедопустимыеуровни(ОДУ)химическихвеществвводеводныхобъектовхозяй-ственно-питьевогоикультурно-бытовоговодопользования».


22 BIOLOGICAL SCIENCES Список литературы

1.Берникова Т.А., Цупикова Н.А., Нагорнова Н.Н.Рольводныхобъектоввобеспеченииустойчивогоразвитиягородскойсреды(напримеребассейнапрудаВерхнеговг.Калининграде//ВестникРоссийскогоуниверситетадружбынародов.Серия:Экологияибезопасностьжизнедеятельно-сти.2013.№4.С.97–106.

2.Козлов А.В., Вершинина И.В. Применение гидро-биологических показателей для оценки экологическогосостояния крупных водоемов (на примере Чебоксарскоговодохранилища)// Международный журнал прикладныхифундаментальныхисследований.2019.№11.С.15–20.

3.Kozlov A.V., Vershinina I.V., Volkova A.V., Uromo-vaI.P.,NovikI.R.,ZhadaevA.Yu.,AvdeevYu.M.Environmen-tal performances and biological toxicity of snowpack water.InternationalJournalofEngineeringandAdvancedTechnology.2019.Vol.9.№1.P.4967–4971.

4.ТеличенкоВ.И.,КурочкинаА.В.Методологияоцен-китехногенногозагрязненияводныхобъектовурбанизиро-ванныхтерриторий//ВестникМГСУ.2016.№6.С.80–89.

5.КозловА.В.,МарковаД.С.,СоколюкС.А.,ТогузовВ.И.Экспертиза эколого-гидрохимического состояния памятникаприроды–озера«Светлояр»Нижегородскойобласти//Успехисовременногоестествознания.2019.№6.С.74–81.

6.КрохалеваС.И.,ЧепильА.П.Сравнительныйанализэкологического состояния водных рекреационных объектовг. Биробиджана // Вестник Приамурского государственногоуниверситетаим.Шолом-Алейхема.2016.№3(24).С.14–26.

7.МарковаС.М.,НаркозиевА.К.Методикаисследова-ниясодержанияпрофессиональногообразования//ВестникМининскогоуниверситета.2019.Т.7.№1(26).С.2.

8.КозловА.В.,ТарасовИ.А.,ДедыкВ.Е.Эколого-ги-дрохимическая характеристика акватории озера «Ключик»Павловского района Нижегородской области // Современ-ныепроблемынаукииобразования.2017.№1.URL:http://science-education.ru/ru/article/view?id=25909 (дата обраще-ния:26.05.2020).

9.Шабанов В.А., Шабанова А.В. Управление каче-ствомгородскойсреды:дваподходакреабилитацииводныхобъектов // Международный научно-исследовательскийжурнал.2017.№7–2(61).С.51–58.

10.Горюнова С.И. Влияние антропогенного воздей-ствиянаэкологическоесостояниемалойгородскойреки //ВестникМосковскогоуниверситета.Серия3«Естественныенауки».2010.№2.С.57–64.

11.Усманова Л.И. Характеристика химического со-става речных вод на территории и в окрестностях городаЧиты// Успехи современного естествознания. 2018. №7.С.200–208.

12.СуппесН.А.ВлияниехозяйственнойдеятельностинаэкологическоесостояниеводоемовгородаИшима//Са-марскийнаучныйвестник.2018.Т.7.№3(24).С.98–103.

13.Мялкина Е.В. Диагностика качества образованияв вузе// Вестник Мининского университета. 2019. Т.7.№3(28).С.4.

14.ДмитриевВ.В.,БоброваО.Н.,ГрачеваИ.В.,Колод-кинП.А.,ПримакЕ.А.,СедоваС.А.,ЧетвероваА.А.Мони-торинг и моделирование продукционно-деструкционныхотношений в водных экосистемах// Успехи современногоестествознания.2019.№1.С.82–87.

15.Козлов А.В. Лабораторно-инструментальные ме-тодыисследований в экологии объектов окружающей сре-ды:учебно-методическоепособие.Н.Новгород:НГПУим.К.Минина,2016.89с.


23 БИОЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ УДК631.422:712.3

ОСОБЕННОСТИ РАССЫПНЫХ И ПАКЕТИРОВАННЫХ ГРУНТОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ПОСАДОЧНОГО 

МАТЕРИАЛА И ОЗЕЛЕНИТЕЛЬНЫХ РАБОТЛысиков А.Б.

ФГБУН «Институт лесоведения РАН», Московская область, п/о Успенское, e-mail: [email protected]

В работе рассматриваются актуальные вопросы, связанные с оценкой характеристик и свойств раз-личныхрассыпныхипакетированныхпочвенныхсмесейирастительныхгрунтов.Обсуждаютсявопросыкачестваипригодностипочвенно-органическихсубстратов,наиболеечастопредлагаемыхвмосковскомре-гионедляцелейрастениеводства.Проведенахарактеристикаосновныхтиповреализуемыхрассыпныхрас-тительныхсубстратов,такихкакторфиторфогрунты,«чернозем»,«землянаясмесь»,«пойменнаяземля»,сапропель,тепличныйгрунт,навозиторфонавозныесмеси.Обсуждаетсяоптимальныйсоставрассыпныхпосадочныхсмесейдляпроведенияпитомниководческихиозеленительныхработ.Оценкакачестваизучен-ныхпакетированныхгрунтовнаторфянойосновепродемонстрировалаотсутствиеполнойгарантииихсо-ответствиязадачамрастениеводстваиозеленения.Изшестиоцениваемыхобразцоврастительногогрунтатолькочетыре(«MorrisGreen»,«TerraVita»,«Землядлявашихлюбимыхрастений»,«Добрыйпомощник»)оказалисьподходящимидляпроращиваниясемянивыращиваниярастений,использованиегрунта«Микро-парник»показалоуменьшениезначениясохранностипроростковивсхожестисемян,агрунтуниверсаль-ный«ЭКЗО»оказалсянепригоднымдлявегетациирастений.Проблемыкачествапредлагаемыхнарынкерастительных грунтов и почвенных смесей диктуют необходимость ужесточения отраслевых стандартови привлечения квалифицированных специалистов с агрономическим или агрохимическим образованиемв организации, выполняющие питомниководческие и озеленительные работы, для обеспечения контролякачестваприменяемыхпочвенныхсубстратов.

Ключевые слова: почва, почвенная смесь, торф, рассыпной органический субстрат, пакетированный субстрат, качество грунтов, фитотоксичность, прорастание семян

FEATURES OF PLACER AND PACKAGED SOIL GROUNDS INTENDED  FOR GROWING PLANTING MATERIAL AND LANDSCAPING

Lysikov A.B.Institute of Forest Science, RAS, Moscow region, Uspenskoe, e-mail: [email protected]

Thepaperdealswithtopicalissuesrelatedtotheevaluationofthecharacteristicsandpropertiesofdifferentplacerandpackagedsoilmixandorganicgrounds.Thequalityandsuitabilityofsoilandorganicsubstrates,mostcommonlyonofferintheMoscowregionforthepurposeofcropproductionarediscussed.Characteristicsofthemain types of placer organic substrates, such as peat and peat soils, «chernozem», «soilmixture», «floodplainland»,sapropel,greenhousesoil,manureandpeat-dungmixtureareconducted.Theoptimalcompositionofplacerplantingmix for nurserymanagement and plantingwork are discussed. Evaluation of the quality proposed forimplementationofpackagedsubstratesbasedonpeatshowed theabsenceofa fullguaranteeof theirsuitabilityforthepurposeofgrowingplantmaterial.Ofthesixevaluablesamplesoforganicmixonlyfour(«MorrisGreen»,«TerraVita»,«Earthforyourfavoriteplants»,«Kindhelper»)wassuitableforgerminationofseedsandgrowingplants, thesoil«Microparnic»demonstrated lowervalueofseedgerminationandpreservationofseedlings,anduniversalsoil«EKZO»provedtobeunsuitableforplantgrowth.Qualityproblemsofsoilmixturesandorganicsoilsproposedonthemarketdictatetheneedfortougherindustrystandardsandskilledprofessionalswithagriculturaloragrochemicaleducationfororganizationsofnurserymanagementandplantingworkwiththeaimofensurequalitycontrolusedsoilsubstrates.

Keywords: soil, soil mix, peat, placer organic substrates, packaged substrates, soil quality, phytotoxicity, seed germination

Для выращивания растений в соответ-ствиисзадачамипитомниководства,озеле-нениятерриторийивнутреннихинтерьеровналажен промышленный выпуск различ-ныхрассыпныхипакетированныхпочвен-ныхсмесейирастительныхгрунтов.Отиххарактеристикисвойствнапрямуюзависитвсхожесть высеваемых семян, рост про-ростковисаженцев,успешностьвегетациивысаженногонаобъектахпосадочногома-териала[1;2].Приэтомкачествосубстратовпо содержанию элементов питания, фито-токсичностиидругимпараметрамневсегда

соответствует принятым законодательнымнормативам [3]. В связи с этим представ-ляетсяважнымобсудитьактуальныеаспек-ты,связанныескачествомипригодностьюнаиболеечастопредлагаемыхвмосковскомрегионе рассыпных и пакетированных по-чвенно-органическихсубстратов.

Целью данной работы было изучениеассортимента, характеристика и оценкакачества и пригодности некоторых рас-сыпных и пакетируемых грунтов, предла-гаемых к использованию для целей расте-ниеводстваидляозеленительнойпрактики.


24 BIOLOGICAL SCIENCES Материалы и методы исследования Материалами исследования служили

результаты собственных работ по выявле-ниюихарактеристикенаиболеечастопред-лагаемых грунтов и почвосмесей, данныепо органолептической оценке качества па-кетированных грунтов, изучениюаналити-ческихпоказателейихкислотностиифито-токсическихсвойств,атакжесовременныелитературные источники, посвященныеэтимвопросам.

Результаты исследований  и их обсуждение 

В настоящее время качество почви грунтов, используемых при озелени-тельных работах, а также в питомнико-водческой практике вызывает частые на-рекания. Анализ образцов используемыхгрунтов, проводимый в последние годыОбъединением административно-техниче-ских инспекцийМосквы свидетельствует,что от половины до двух третей из нихпо содержанию элементов питания и фи-тотоксичности не соответствуют норма-тивам по требованиям Правил создания,содержанияиохранызеленыхнасажденийг.Москвы [3;4].Вэтойсвязистановитсяочевидной актуальность контроля каче-ства почвенных субстратов и раститель-ных грунтов,используемыхвходереали-зациипроектов городскогои коттеджногоозеленения.

Гарантиейпригодностипочвенногосуб-страта для озеленительных работ являетсясертификация его качества на основаниианализа агрохимических показателей, вы-полненного в сертифицированной лабора-тории.Однакопредъявляемыепоставщика-мисертификатымогутвызыватьсомнение,и окончательное решение о возможностиприменения того или иного растительно-го грунта исполнитель работ нередко при-нимает на основании его органолептиче-скойоценки.

В соответствии с нормативными доку-ментами, устанавливающими требованияк качеству почвенных субстратов, грунтыдолжны соответствовать весьма жесткимпараметрам[3].Структурагрунтовдолжнабытьоднородной,комковатой,сразмерамиагрегатовнеболее1см,иметьсупесчаныйилисуглинистыйсоставссодержаниемфи-зическойглиныот15до35%.Почвогрунтыдолжнысодержатьдостаточноеколичествопитательных веществ в подвижной форме(5–20мг/100 гNи10–20мг/100 гKиР),кислотностьдолжнабытьвдиапазоне5,5–6,0(KCL)и6,1–7,1(Н2О),содержаниеор-ганическоговещества4-15%.

Наилучшее качество грунтов обеспе-чивают, как правило, крупные, хорошо за-рекомендовавшие себя на рынке произво-дители, выпускающиесертифицированныепочвенные смеси, получившие сертификатсоответствия«Экологичныепочвогрунты». Темнеменееразличныепочвогрунтыреа-лизуют как крупные агропромышленныефирмы,такимелкиечастныепредприятия.Что же представляют собой по качествуи степени пригодности для растениевод-ческих и озеленительных работ наиболеечасто предлагаемые вмосковском регионерассыпныепочвенныесубстратыигрунты?Нашиисследованияпоказали,чтонаиболеечастовстречаетсяследующаяпродукция.

Торфверховой–буровато-желтыйсла-боразложившийся торф с верховых сфаг-новых болот, характеризующийся высокойкислотностью и влагоемкостью, низкойзольностью, бедностью элементами пита-ния,особеннофосфоромикалием.Обычноиспользуется для приготовления почвен-ных смесей. Нередко применяется такжедля мульчирования почвы и заправки по-чвенных ям под ацидофильные растения(рододендроны,верескиидр.).

Торф низинный – темно-бурый, ино-гда почти черный, сильно разложившийсяторф, разрабатываемый на низинных бо-лотах грунтового питания. Имеет слабо-кислую или реже нейтральную реакцию,посравнениюсдругимиторфаминесколькобогачеазотомизольнымиэлементами.Наи-более качественный торф – выветренный,фрезерованный, однородный, без грубыхвключений. Используется для приготовле-нияпочвенныхсмесей,компостов,атакжедлямульчированияпосадок.

Торф переходный – бурого цвета, про-межуточный по своим характеристикаммеждунизиннымиверховымторфами.Какидругиевидыторфа,обычноимеетнизкоесодержание ионов калия и фосфора. Ис-пользуется для приготовления компостовипочвенныхсмесей.Следуетотметить,чтовупомянутыхвышенормативныхдокумен-тах, в частности, указано, что непосред-ственноеприменениеторфоввкачествепо-чвогрунтовзапрещается.

Торфгрунты (торфоземельные и тор-фопесчаные смеси) – смеси супесчаной(суглинистой) почвы или песка с торфомв разных пропорциях, обычно с преобла-данием торфа. Именно торфогрунты чащевсего предлагаются для растениеводче-ских и озеленительных задач. Торфогрун-ты можно встретить также под названия-ми «садовая земля», «растительный грунтна основе торфа», «растительная земля»,«плодородный грунт». Значительно раз-


25 БИОЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ личаются по характеристикам и качествууразныхпроизводителей.

Чернозем – материал темноокрашен-ного гумусового горизонта черноземныхпочв,развитыхподлесостепнойистепнойрастительностью.Чернозем–чрезвычайноплодородный почвенный субстрат, богаторганическим веществом, азотом и золь-ными элементами, обменными основани-ями, реакция его близка к нейтральной.Однаковчистомвидеиспользоватьчерно-зем для ландшафтных работ не рекомен-дуется, особеннона участках с тяжелыми,сырыми почвами. Причина – почти неиз-бежное заиливание и заплывание поверх-ностипочвынаучасткевусловияхклиматасреднейполосыРоссии,авслучаепересы-хания–образованиеплотнойкорки.Полу-чить подходящие для ландшафтных работпочвенные смеси можно при смешиваниис черноземом песка и торфа в количестве20-30%.Следуетотметить,чтонередкоподвидомчерноземапредлагаетсявысокозоль-ныйнизинныйторф.

Срезка – смесь материала верхних го-ризонтов почвы, добытая с разрабатывае-мыхдляразныхцелейземельныхучастков.Предлагается к реализации под названия-ми: «природный почвенный слой», «срезс полей», «земляная смесь», «суглинок»или «супесь». Срезка может быть самойразличной по гранулометрическому соста-вуисвойствам,взависимостиотхарактераи типологической принадлежности почвыв месте ее заготовки. Согласно действую-щим СНиП,  на почвах подзолистого типа растительные грунты, применяемые дляозеленения территорий, необходимо заго-тавливатьпутемснятияверхнегослоязем-линаглубину7–20см.Этиправилачастонарушаются,поскольку,понашимоценкам,в составе срезки нередко отмечается на-личие материала иллювиальных горизон-товпочвы.

Срезку используют для засыпки не-ровностей ландшафта, поднятия уровняповерхности участка, для формированияискусственного рельефа. Непосредствен-но для посадок растений и создания газо-новсрезкуиспользоватьнерекомендуется.Взависимостиотместаееотбора,онамо-жет быть малоплодородной, загрязненнойпротивогололедными реагентами, тяжелы-миметаллами или радионуклидами, в неймогутприсутствоватьстроительныймусорисеменасорныхвидоврастений.

Сапропель – плодородный прудовойили озерный донный ил, богатый органи-ческимвеществом.Используется, главнымобразом,каккомпонентпочвенныхсмесейи ценное органическое удобрение.В каче-

стве посадочного субстрата использоватьего нецелесообразно, в основном по при-чине неблагоприятной структуры и тяже-лого механического состава. Применениесапропелятребуетповышенноговнимания,таккаквегосоставемогутприсутствоватьповышенные количества радионуклидови тяжелыхметаллов.Встречаются случаи,когда под видом сапропеля предлагаютсяосадкисточныхводизаэротенковидругихочистныхсооружений.

Пойменная земля – имеющий темнуюокраску органогенный горизонт аллюви-альных почв, сформированных под залив-ными лугами, в поймах рек при участиипаводковых,богатыхиломвод.Пойменнаяземляварьируетпосоставу,реакцияеемо-жетбытьоткислойдонейтральной,частоотличается высоким содержанием гумусаизольныхэлементов.Какисапропель,мо-жет быть загрязнена тяжелымиметалламиирадионуклидами.

Навоз–органическоеудобрение,улуч-шающее агрохимические свойства практи-чески любой почвы. Содержит необходи-мый растениям набор элементов питаниявдоступной,легкоусвояемойформе.Обыч-нокпродажепредлагаетсянавозкрупногорогатого скота, реже – менее ценный сви-нойинаиболеекачественныйконский,ча-сто–всмесиссоломой.Навозиспользуюттолько в перепревшем виде и в качествеудобрения.Внавоземогутсодержатьсясе-менасорныхрастений,непотерявшиевсхо-жести.Иногдапредлагаетсяподназванием«перегной».

Торфонавозная смесь – редко предла-гаемаясмесьнавозасторфомвразномсо-отношении, обычно 1:3–1:5. При условиипродолжительного компостирования и до-полнительногоизвесткования–этоценный,плодородный субстрат, но также рекомен-дуемый к использованию как удобрение.Как и навоз, такой компост может содер-жатьсеменасорняков.

Тепличный грунт – отработанный по-чвенный субстрат из теплиц и парниковтемно-бурого или черного цвета. Рассып-чатый, имеет низкий объемный вес, какправило, крайне беден азотом и зольнымиэлементами. Может содержать пестицидыисеменакультурныхрастений[4].

Анализ предложения почвенных суб-стратовирастительныхгрунтов,предназна-ченныхдляиспользованиявландшафтнойи растениеводческой практике, свидетель-ствуетотом,чтоонодосихпорнеурегу-лировано.Далеконевсегдаприобретаемыйгрунт можно непосредственно использо-вать для посадок древесно-кустарниковыхи травянистых растений, посева газонов.


26 BIOLOGICAL SCIENCES Средипредлагаемыхсубстратовмогутока-затьсякакпригодныедлянепосредственно-гоиспользованиянаозеленяемойтеррито-рии,такималопригодные,влучшемслучаетребующиемелиорации (внесения удобре-ний,известкования,улучшениягрануломе-трическогосоставаидр.),аврядеслучаевиопасныедляприменениявследствиевы-сокого содержания пестицидов, тяжелыхметаллов,радиоактивныхвеществ.

Согласно нашей оценке, для проведе-ния ландшафтных работ оптимальнымииз предлагаемых растительных субстратовможно считать гомогенизированные, рас-кисленные торфопесчаные и торфоземель-ные смеси с добавлением минеральныхудобрений, сапропеля или компоста. Приэтомсоотношенияразличныхкомпонентовв смесях должны подбираться в соответ-ствии с особенностями их использованияпод конкретные культуры.В связи с боль-шим разнообразием и разным качествомпредлагаемых на рынке растительныхгрунтовипочвенныхсмесей,сцельюобе-спечения необходимого контроля качестваприменяемых почвенных субстратов не-обходимо ужесточение отраслевых стан-дартов на посадочные смеси. Кроме того,в штат крупных организаций, выполняю-щих питомниководческие и озеленитель-ные работы, целесообразно обязательноепривлечение квалифицированных специ-алистовсагрономическимилиагрохимиче-скимобразованием.

Кромерассыпных субстратов, объекта-ми исследования послужили также шестьнаименований различных пакетирован-ных растительных грунтов, реализуемыхв торговой сети и предназначенных длявыращивания плодоовощных и декора-тивных растений в открытом и закрытомгрунте. Пакетированные грунты оценива-лисьповнешнимкачественнымпризнакам,вихобразцахтакжепроводилиизмерениереакции солевой вытяжки, в том числеинапредметсравнениясзаявленнымипро-изводителем значениями этого показателя.Обменную кислотность (в вытяжке KCl)определялив3-кратнойповторностиспо-мощью иономераИ-500. Кроме того, про-водилиизучениефитотоксическихсвойствиспытуемыхгрунтовспомощьюбиотестовнавсхожестьсемянкресс-салата.

Для изучения были отобраны широ-ко реализуемые растительные грунтыследующих наименований и производи-телей: «Земля для ваших любимых расте-ний» – ООО «ФАСКО+», «TERRAVITA»(«Живая земля») – ЗАО «МНПП «ФАРТ»,«MORRIS GREEN» – торфопредприятие«Пельгорское-М», «Микропарник» (тор-

говая марка «Агрикола») – производитель«ГринБэлт»,«Добрыйпомощник»–торфо-предприятие«Пельгорское-М»,«Грунтуни-версальный «ЭКЗО» (торговая марка «Се-лигер-АГРО»)–ЗАО«Селигер-Холдинг».

Какпоказалинашиисследования,приво-димыеизготовителяминаупаковкахзначе-ниясодержанияэлементовпитаниявгрун-тах близки к оптимальным или несколькониже оптимальных, а в некоторых случа-ях – весьма высокие («Morris Green») [3].Указанныенаупаковкахцифровыеданные,однако, имеют разную размерность (мг/л,мг/кг)чтоневовсехслучаяхдаетвозмож-ность корректного сравнения показателей.Поскольку все грунтыпроизведенына ос-нове торфов, главным образом верховых,изначальнохарактеризующихсяневысокимсодержанием азота и зольных элементовидостаточновысокойкислотностью,приихприготовлениииспользовалисьраскисляю-щиекомпонентыиминеральныеудобрения,аиногдаи стимуляторыроста (гуминовыевещества). В части грунтов присутствуюттакжеминеральныесорбенты(агроперлит)ипесок.Прианализегрунтовоказалось,чтоиз всехизучаемыхлишьодинимел значе-ние кислотности, попадающее в диапазон,указанныйпроизводителем.

1.Питательныйгрунт«Землядлявашихлюбимых растений», производитель ООО«ФАСКО».

Грунт торфяной (мезотрофно-олиго-трофный).Заявленноесодержаниевсехэле-ментов питания близкое к оптимальномудля торфяных почв. Заявленное значениерН5,5–6,5 (вытяжкане указана), измерен-ноезначениерН(KCl)–4,90.

2.Грунт «TERRAVITA» («Живая зем-ля»),производительЗАО«МНПП«ФАРТ».

Грунт торфяной (мезотрофно-олиго-трофный). Заявленноесодержание элемен-товпитаниянескольконижеоптимальногодля торфяных почв. Заявленное значениерН6,0–6,5(вытяжкаKCl),измеренноезна-чениерН(KCl)–6,85.

3.Грунт универсальный «MorrisGreen», производитель: торфопредприятие«Пельгорское-М».

Грунт торфяной (преимущественноолиготрофный). Заявленное содержаниеэлементов питания несколько выше опти-мального для торфяных почв. Заявленноезначение рН 6,0–6,5 (вытяжка KCl), изме-ренноезначениерН(KCl)–5,80.

4.Почвогрунтуниверсальный«Добрыйпомощник»,производитель:торфопредпри-ятие«Пельгорское-М».

Грунт торфяной (преимущественноолиготрофный), Заявленное содержаниеэлементов питания несколько ниже опти-


27 БИОЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ мального для торфяных почв. Заявленноезначение рН 6,0–6,5 (вытяжка KCl), изме-ренноезначениерН(KCl)–5,55.

5.Грунтрастительный«Микропарник»,торговаямарка«Агрикола»,производитель«ГринБэлт».

Грунтторфяной(преимущественнооли-готрофный). Заявленное содержание эле-ментовпитанияоценитьсложно,обозначентольконижнийпределсодержания,которыйнесколько меньше оптимального значениядля торфяных почв. Заявленное значениерН5,5–6,5(вытяжкаKCl),измеренноезна-чениерН(KCl)–4,25.Образецэтогогрунтаимеетсамуювысокуюкислотностьизвсехизучаемыхгрунтов.

6.Грунтуниверсальный«ЭКЗО»,торго-ваямарка«Селигер-АГРО»,производитель:ЗАО«Селигер-Холдинг».

Грунт торфяной (эутрофно-олиготроф-ный), грубый, неоднородный по составу,свключениямикрупныхнеминерализован-ных корней и фрагментов древесины. За-явленное содержание элементов питанияниже оптимального для торфяных почв.Заявленное значение рН 6,0–6,5 (вытяж-ка не указана), измеренное значение рН(KCl)–6,00.

Чтобы оценить качество реализуемыхрастительныхгрунтов,проводилиизучениеих агрономических особенностей и фито-токсичностиспомощьюбиотестовнавсхо-жестьсемян.Вкачестветест-культурыбылвыбран кресс-салат – традиционный тест-объект для оценки качества почв и грун-тов [5]. Семена салата обладают высокойэнергией прорастания и довольно низкойтолерантностью к токсическим факторам,поэтому традиционно используются какбиоиндикатор для экспресс-оценки фи-тотоксичности почв [4; 6]. Семена салата(сорт «4 сезона») высаживали в стерили-зованные пластиковые контейнеры, за-полненные образцами изучаемых грунтовв количестве 20 шт. на каждый образец.Условияосвещенияивлажностиприпрора-щиваниисемяндлявсехвариантовгрунтовбылиодинаковыми.

В результате биотеста оказалось, чтов первых 4 вариантах семена салата по-казали высокую всхожесть и нормальноеразвитие (таблица).Некотороеотставаниепо энергии прорастания и всхожести от-мечалось на грунте «Микропарник», чтоможетобъяснятьсявысокойкислотностьюданного субстрата. Наиболее низкие ре-зультаты всхожести и энергии прораста-ниясемянотмечаливвариантесгрунтом«ЭКЗО», при этом на 5–6-е сутки частьпроростковсалатасталагибнутьоттакна-зываемойчернойножки,которую,какиз-вестно,вызываютпаразитическиепочвен-ныегрибыибактерии.Вовсехостальныхвариантах случаев появления инфекциине отмечали. Можно констатировать, чтогрунт «ЭКЗО», который и по внешнимпризнакамнегативноотличалсяотвсехиз-учаемых грунтов, проявляет свойствафи-тотоксичностииинфицированпатогенноймикрофлорой.

Заключение

В работе охарактеризованы наибо-лее распространенные почвенно-грун-товые смеси и субстраты, предлагаемыев рассыпном виде. В соответствии с ре-зультатами исследований для проведенияозеленительных и питомниководческихработ оптимальными из предлагаемыхрастительных субстратов можно считатьгомогенизированные, раскисленные тор-фопесчаные и торфоземельные смесис добавлением минеральных удобрений,сапропеля или компоста. При этом соот-ношения различных компонентов в сме-сях должны подбираться в соответствиис особенностями их использования подконкретныекультуры.В связи с большимразнообразием и разным качеством пред-лагаемыхнарынкерастительных грунтовипочвенныхсмесейсцельюобеспечениянеобходимогоконтролякачестваприменя-емых почвенных субстратов необходимоужесточениеотраслевыхстандартовнапо-садочныесмеси.

Результатыбиотеста

Вариантопыта Всхожестьна4-йдень Сохранностьвсходовна10-йдень«MorrisGreen» 20 20«TerraVita» 19 19«Землядлявашихлюбимыхрастений» 19 19«Добрыйпомощник» 18 18«Микропарник» 13 14Грунтуниверсальный«ЭКЗО» 11 6


28 BIOLOGICAL SCIENCES Выполненная оценка качества пред-

лагаемых пакетированных органическихсубстратов на торфяной основе показала,чтополнаягарантияихприменимостидляцелейвыращиваниярастительногоматери-алаотсутствует.Изшестиоцениваемыхоб-разцоворганическогосубстрататолькоче-тыре («MorrisGreen»,«TerraVita», «Землядля ваших любимых растений», «Добрыйпомощник») оказались подходящими длявыращиваниярастенийипроращиваниясе-мян.Использованиегрунта«Микропарник»привело к понижению величин всхожестисемян и уменьшению сохранности про-ростков, а грунт универсальный «ЭКЗО»оказался практически непригодным дляпрорастанияиростарастений.Полученныеданные свидетельствуют о необходимостиобязательного контроля качества пакети-рованных растительных субстратов и рас-сыпныхгрунтовыхсмесейдляпитомнико-водческой,озеленительнойиландшафтнойпрактики. Проведенное изучение ассорти-ментаикачествадоступныхрастительныхсубстратовможноиспользоватьвдальней-шем для разработки рекомендаций по вы-

бору оптимальных почвогрунтов для раз-ныхцелей.

Список литературы1.ГиниятуллинК.Г.,ВалееваА.А.,СмирноваЕ.В.Ана-

лизтепличныхпочвогрунтовиихкомпонентов.Казань:Ка-зан.ун-т,2017.67с.

2.ШваровА.П.,СмагинА.В., ДембовецкийА.В.,Ума-роваА.Б.,ПоздняковА.И.,ФаустоваЕ.В.Полевыеметодыопределенияфизическихсвойствторфяныхиминеральныхпочв.Тула:ГрифиК°,2012.144с.

3.Постановление Правительства Москвы от 17.06.2008 №514-ПП «Об утвержденииМетодических рекомендацийитребованийпопроизводствукомпостовипочвогрунтов,ис-пользуемыхвгородеМоскве»[Электронныйресурс].URL:https://www.mos.ru/upload/documents/oiv/l-17062008-514_pp.rtf(датаобращения:02.06.2020).

4.Лысиков А.Б. Сравнительная характеристика каче-стваипригодностипочвенныхсубстратовирастительныхгрунтов,используемыхвландшафтнойпрактике//Научныеосновы экологиимелиорации и эстетики ландшафтов:ма-териалы Международной научно-практической конферен-ции (г.Москва,17–21мая2010г.).Тула:ГрифиК°,2010.C.318–323.

5.Овсянникова И.В., Хайруллин Р.М. Реакция кресс-салатанадействиемодельногоэкотоксикантавпочве//За-щита окружающей среды от экотоксикантов: сб. науч. тр.II междунар. науч.-техн. конф. (Уфа, 23–24 апр. 2015 г.).Уфа:Изд-воУГНТУ,2015.С.49–51.

6.ТищенкоА.ю., РядинскаяА.Г., ЗеленковаН.В.Се-менасельскохозяйственныхрастенийкактест–объектыка-честваводы//Новаянаука:Современноесостояниеипутиразвития.2016.№5–3.С.27–34.


29 ГЕОГРАФИЧЕСКИЕНАУКИ СТАТЬИ

УДК504.052(470.341) ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЕ В НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ В СФЕРЕ 

РАЗВИТИЯ ИДЕЙ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ПОСРЕДСТВОМ РЕАЛИЗАЦИИ НАЦПРОЕКТА «ЭКОЛОГИЯ»

Волкова А.В., Жаравина К.А.ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный педагогический университет имени К. Минина»,

Нижний Новгород, e-mail: [email protected]

ВстатьепредставленаинформацияповедениюлесногохозяйствавНижегородскойобласти,исследова-ныстатистическиеданныеповидамрубок,породномусоставу,преобладающемувних.Висследованиитак-жеизученвопросважностипроведениялесовосстановительныхработ,посколькулесныересурсыобладаютрядомсредообразующихфункцийиспособствуютсохранениюокружающейсреды,атакжеподдержаниюеевопределенномкачестве.ДляНижегородскойобластивопросвосстановленияэксплуатируемыхлесныхресурсовчрезвычайноважен,посколькувобластиразвитыпрактическивсевидылесногохозяйства,средикоторыхдеревообработка,производствомебели,бумагиицеллюлозы,атакжеразвитысмежныеотраслихозяйства,напримерлесохимия.Нижегородскаяобласть–эторегионсвысокойплотностьюнаселения,чтотакжеспособствуетнарушениюлесныхэкосистемвследствиерекреационнойдеятельности.Особуюрольв восстановлении лесных ресурсов сыграла реализация национальных проектов, направленных на улуч-шениекачестваокружающейсреды.Входевоплощенияданногопроектаобластьполучилавозможностьприобретенияновойлесовосстановительной,противопожарной,лесопатрульнойтехники.Такжебылипро-веденымассовыеакциипоискусственномувосстановлениюлесныхресурсов.Ведетсямасштабнаяработапоформированиюэкологическойкультурыунаселения.

Ключевые слова: лес, эксплуатационные леса, качество окружающей среды, лесовосстановление, национальные проекты

REFORESTATION IN THE NIZHNY NOVGOROD REGION IN THE FIELD  OF DEVELOPMENT OF IDEAS OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT BY MEANS  

OF IMPLEMENTATION OF THE ECOLOGY NATIONAL PROJECTVolkova A.V., Zharavina K.A.

Kozma Minin Nizhny Novgorod State Pedagogical University, Nizhny Novgorod, e-mail: [email protected]

ThearticleprovidesinformationonforestryintheNizhnyNovgorodregion,investigatedstatisticaldataonthetypesoffelling,speciescompositionprevailinginthem.Thestudyalsoexaminedtheissueoftheimportanceofreforestation,asforestresourceshaveanumberofformingfunctionsandcontributetothepreservationoftheenvironment,aswellasitsmaintenanceinacertainquality.FortheNizhnyNovgorodregion,theissueofrestoringexploitableforestresourcesisextremelyimportant,sincealmostalltypesofforestryaredevelopedintheregion,includingwoodworking, furniture,paperandpulp,and related industries, forexample,chemicalchemistry.TheNizhnyNovgorod region isa regionwithahighpopulationdensity,whichalsocontributes to thedisruptionofforestecosystemsdue torecreationalactivities.The implementationofnationalprojectsaimedat improving thequalityoftheenvironmentplayedaspecialroleintherestorationofforestresources.Duringtheimplementationofthisproject,theregiongottheopportunitytopurchasenewreforestation,firefighting,forestpatrolequipment.Massactionsontheartificialrestorationofforestresourceswerealsoheld.Extensiveworkisunderwaytoformanenvironmentalcultureamongthepopulation.

Keywords: forest, production forests, environmental quality, reforestation, national projects

Леспредставляетсобойценнейшийвоз-обновляемыйприродныйресурс,играющийважнуюрольвэкономикегосударстваиока-зывающий огромное влияние на созданиеблагоприятной среды для проживания лю-дей.Социальнаяценностьлесовзаключает-ся вналичииредкихвидоврастенийижи-вотных,местдляотдыхалюдей, продуктовлеса,заготавливаемыхместнымнаселением.

В этой связи представляется особенноважным исследование состояния лесныхресурсов, грамотное, рациональное приро-допользование,атакжелесовосстановитель-ныепроекты.

Исходя из вышесказанного, целью на-шего исследования является изучение ви-дов эксплуатации лесных ресурсов Ниже-городской области и анализ проведениявосстановительныхработ,адекватныхобъ-емулесозаготовок.

Материалы и методы исследования Среди методов исследования особое

внимание уделяется  исследовательскому,статистическому,аналитическомуметодам.Материалами являются опубликованныеданныеМинистерства экологии и природ-ныхресурсовНижегородскойобласти.


30 GEOGRAPHICAL SCIENCES


Почти половина территории Нижего-родскойобластизаняталесами.Самыеле-систыерайоныобласти–Заволжьеисевер-ная часть области. Всеверной и западнойчасти преобладают хвойные леса, а вюж-ной – смешанные и широколиственныелеса.Породныйсоставвобластидостаточ-но разнообразен, среди мягколиственныхпород–осина,ольхаидр.,средихвойных–ель,сосна,пихта.

ВНижегородской области леса выпол-няют несколько функций, в том числе за-щитную и эксплуатационную. Последниеиспользуются для получения древесины,побочных лесных продуктов, а защитнаярольлесовзаключаетсявводоохранных,са-нитарно-гигиенических, оздоровительныхииныхполезныхфункцияхлесов.

Основные территории лесных масси-вов в Нижегородской области имеют про-мышленное значение, этому способствуютнесколько условий, среди которых распо-ложение лесосек рядом с промышленны-ми центрами и путями сообщения, густаяавтомобильная и железнодорожная сеть,возрастной состав лесов, климатическиеособенности, породный состав лесных ре-сурсов. Исходя из данных, представлен-ныхМинистерствомэкологиииприродныхресурсов Нижегородской области, можноотметить, что большие объемы вырубкипроизводятся в спелых и перестойных на-саждениях,атакжесредневозрастныхпри-спевающихиспелыхнасажденияхприухо-дезалесом.Динамикавырубоквпоследниегодыменяетсянезначительно(табл.1).

Породнаяструктураежегодногообъемазаготовкидревесиныза2017–2019гг.харак-

теризуется преобладанием сосны, березыиосины(табл.2).

Таблица 2Породнаяструктураежегодногообъема

заготовкидревесины[1]

Порода Процентноесоотношение2017г. 2018г. 2019г.

Сосна 32 32 32Ель 5 5 5

Береза 38 38 38Осина 23 23 23Дуб 2 2 2

На территории Нижегородской обла-сти заготовка древесины ведется на правеаренды лесных участков; при исполнениигосударственных контрактов и государ-ственных заданий на выполнение работпоохране,защитеивоспроизводствулесов;на основании договоров купли-продажилесныхнасаждений.

Помимовырубок,вНижегородскойоб-ластилеса страдаютотпожаровинасеко-мых-вредителей, от неблагоприятных по-годных условий и других причин. Самойсущественной причиной, по которой про-исходят пожары, является человеческийфактор,приблизительнополовинапожаровпроисходятповиненаселения,такжеболь-шая доля возгораний происходит вслед-ствиегрозовыхразрядов.

Вкачествепротивопожарныхмеропри-ятий применяется строительство лесныхдорог, прокладка просек, благоустройствозон отдыха граждан, устанавливаютсяшлагбаумы, ведется работа с населением,в том числе устанавливаются информаци-онныестенды.

Таблица 1Распределениеежегодногообъемазаготовкидревесиныповидамрубок[1]

Видрубок Объёмзаготовкидревесины,млнм3

всего за2017г.

вт.ч.похвойнымпородам





Рубка спелых и перестойных на-саждений,всего

2,6 0,6 3,2 0,4 3,0 0,2

Рубка средневозрастных, приспе-вающихиспелыхнасажденийприуходезалесом

1,0 0,4 1,1 0,3 1,1 0,2

Рубка погибших и поврежденныхлесныхнасаждений

0,5 0,0 0,5 0,0 0,5 0,0

Рубка, не связанная с заготовкойдревесины(созданиеобъектовлес-ной и лесоперерабатывающей ин-фраструктуры)

0,4 0,0 0,4 0,0 0,4 0,0


31 ГЕОГРАФИЧЕСКИЕНАУКИ Вкачествеборьбыс вредителямипри-

меняются выборочные санитарные рубки,уборканеликвиднойдревесиныиряддру-гихмер.

Площадь лесов в Нижегородской об-ласти уменьшается вследствие необходи-мости использования этих территорий дляиных видов землепользования, напримерподстроительстводорог,поселений,пред-приятий, инфраструктуру, сельскохозяй-ственное производство. Постоянный ростнаселения, его увеличивающиеся потреб-ности влияют на состояние лесных ресур-сов через перечисленные выше примеры,атакжепутемрекреации.Большоеколиче-ство людей, посещающих леса, приводитк уплотнению верхнего почвенного слоя.Поскольку именно здесь находятся тонкиекорни, через которые происходит питаниедеревьев, уплотнение почвы нарушает ихдеятельность, и это сказывается на даль-нейшем росте растений. Уплотненная по-чва также быстрее и глубже промерзаетв холодный период года. При вытаптыва-нииизсоставатравостоявыпадаютлесныетравы,насменуимприходятлуговые, этосказывается на возобновлении леса, по-скольку через плотную дернину луговыхтравсеменамдеревьевсложнопрорастать,а появившиеся проростки страдают от не-достаткавлаги,посколькупочванасыщенакорнямитрав.

Крайнесерьезноевлияниенасостояниелесов оказывает рост загрязнения окружа-ющейсреды,посредствомнесанкциониро-ванныхсвалок,череззагрязнениеатмосфе-ры.Влияниеразличныхпримесейввоздухеприводитктакимпоследствиям,какумень-шение продукции пыльцы, уменьшение еероста, скорости прорастания семян и т.д.Особенно чувствительны к загрязнениюхвойные породы. Скопление в атмосферебольшогоколичестваоксидовсерыиазотаприводитквыпадениюкислотныхосадков,чтокрайнеотрицательновлияетназеленыенасаждения,напримерподавляетфотосин-тез,кислотывысвобождаюталюминий,со-

держащийсявпочве,чтонегативновлияетнакорнирастений.

Особенноостро стоит вопросоликви-дациинесанкционированныхсвалокназем-лях лесного фонда. Так, самая лесистая,северная часть Нижегородской областинаходится в зоне южной тайги и характе-ризуетсяслабойустойчивостьюкантропо-генномуфактору,посравнениюсюжнымирайонамиобласти,крометого,здесьпреоб-ладают хвойные породы, которые отлича-етособаячувствительностьк загрязнениюокружающей среды. Также можно отме-тить,чтонаданнойтерриториирасположе-номногоуникальныхприродныхобъектов,этотерриторияВарнавинского,Шарангско-гоиШахунскогорайоновобласти[2].

Несанкционированные свалки на лес-ных территориях являются местами раз-множения грызунов, которые в свою оче-редь, являются переносчиками различныхинфекций,натакихучасткахвозможноса-мопроизвольное возгорание, общее загряз-нение химическими компонентами, пато-генноймикрофлорой.

Такимобразом,проведениелесовосста-новительных работ является необходимоймеройпосохранениюокружающейприрод-нойсредывНижегородскойобласти.Средивидовлесовосстановленияв2019г.вобла-стипреобладалоестественноевосстановле-ние(табл.3).

Особую роль в восстановлении лесногохозяйстваобластисыгралареализациянаци-ональных проектов. Нижегородская областьсейчасявляетсяоднимизлидеровпообъемамфинансированиядлявоплощениянацпроекта«Экология».Насегодняшнийденьсуществу-юттакиефедеральныепроекты,как«Чистаявода»,«Чистаястрана»иряддругих,вкото-рыхпринимаетучастиеиНижегородскаяоб-ласть,срединих«Сохранениелесов».

Врамкахэтогопроектапредусмотреноувеличение площади лесовосстановитель-ныхтерриторий,оснащениеспециализиро-ванной новейшей лесохозяйственной тех-никойит.п.

Таблица 3Видыиплощадьлесовосстановленияв2019году[1]

Видлесовосстановления Площадь,га(%)Искусственное–осуществляетсяпутемсозданиялесныхкультур:посадкисеянцев,са-женцев,втомчислесзакрытойкорневойсистемой,черенковилипосевасемянлесныхрастений,втомчислеприреконструкциималоценныхлесныхнасаждений

5325(38,6%)

Естественное–осуществляетсявследствиекакприродныхпроцессов,такимерсодей-ствиялесовосстановлению:путемсохраненияподросталесныхдревесныхпородприпроведениирубоклесныхнасаждений,минерализациипочвы,огораживании

7642(55%)

Комбинированное–осуществляетсязасчетсочетанияестественногоиискусственноголесовосстановления

811(5,9%)


32 GEOGRAPHICAL SCIENCES Так,былапроизведеназакупка57лесо-

патрульных комплексов, 9 лесопожарныхавтоцистерн, противопожарное оборудо-вание, лесовосстановительная техника.Подобного пополнения лесной техникив Нижегородской области не было более10лет[3].

Ввесеннийиосеннийпериоды2019г.департаментом лесного хозяйстваНижего-родскойобластибылиорганизованыипро-веденыакции«Деньпосадкилеса»и«Живи,лес!».Вакциипринялиучастиевселесни-чества области. Для лесовосстановитель-ных работ были привлечены администра-ции районов, общественные организации,а также в качестве волонтеров, студентыи школьники (на территории области бо-лее 30 школьных лесничеств). Участника-ми акций сталиболее 3,5 тыс. чел.Входеакций проведены масштабные мероприя-тия по ликвидации несанкционированныхсвалок на лесных территориях, а такжеосуществлены посадки саженцев деревьевикустарников.

Подобныемероприятияважнынетоль-кодляподдержаниякачестваокружающейсреды. Значительно влияние таких акцийнаподрастающеепоколение.Посколькуча-стосовременноепоколение– этоподрост-ки с компьютерной зависимостью, иногдас неопределенной гражданской позицией.Умногих ребят, увлеченных компьютер-ной реальностью, слабо выражено стрем-ление к коммуникативной деятельности,наблюдаютсянарушениявсамооценке,онипредпочитаютнебратьнасебяответствен-ность[4].Мысчитаем,чтопроведениепо-добныхакций,гдеразвитапреемственностьпоколений,дружескаяатмосфера,позволя-ет подрастающему поколению почувство-вать свою значимость, через созидающуюдеятельность способствует становлениюуребятгражданскойпозиции,проявлениюлюбвиксвоейродине,государству,форми-рованию экологической культуры в целяхустойчивогоразвития.

Особую роль в сохранении лесных ре-сурсовНижегородскойобласти,бесспорно,играютООПТ,средикоторыхгосударствен-ный природный биосферный заповедникКерженский, природный парк «Воскре-сенскоеПоветлужье», около20 заказниковибольшоечислопамятниковприроды.

ВыводыЛесвыполняетрядоченьважныхфунк-

ций,средикоторыхводоохранная,воздухо-

охранная, снегозащитная, почвозащитная,полезащитная, закрепляет пески, служитместом обитания животных, множестворастений используются в качестве лекар-ственныхсредств(листья,плодыит.д.),лесиспользуетсяврекреационныхцелях–длявосстановленияздоровьяитрудоспособно-сти,такжеизвестенпротивошумовойэффектзеленых насаждений (звукоотражательнаяспособность листвы)[5]. Нерациональноелесопользование приводит к глобальнойэкологическойпроблеме–обезлесению.

Для Нижегородской области вопросо лесовосстановлении довольно значимв силу обширного лесного хозяйства, сре-диосновныхвидовкоторогоможноназватьдеревообработку, производство мебели,производство бумаги и целлюлозы, карто-на,обширнытакжесмежныепроизводствалесохимии, поскольку область являетсяведущей по химической промышленностив стране, художественная роспись по де-реву, которая издревле является визитнойкарточкойНижегородскойобластивРоссииизарубежомит.п.

Поэтому реализация ряда направленийнационального проекта «Экология» явля-ется крайне необходимой мерой, котораяокажетвлияниенавосстановлениелесногофондавобласти,ввидудостойногофинан-сирования, поступления большого числасовременнойтехники,увеличениядолиле-совосстановительных работ. Это сохранитлесные территории для последующих по-колений,атакжепозволитнынешнемупо-колению полноценно использовать все не-обходимыефункциилесныхтерриторий.

Список литературы 

1.Доклад «Состояние окружающей сре-ды и природных ресурсов Нижегородской областив 2019 году».[Электронный ресурс]. URL: http://mineco-nn.ru/doklad-sostoyanie-okruzhayushhej-sredy-i-prirodnykh-resursov-nizhegorodskoj-oblasti-v-2019-godu/ (дата обраще-ния20.05.2020).

2.ВолковаА.В.,МизгиреваМ.С.,ПетроваЕ.Н. Твер-дыекоммунальныеотходывЛевобережнойчаститеррито-рии Нижегородской области: размещение и проблемы ре-культивации //Успехисовременногоестествознания.2019.№4.С.37–42.

3.НикитинаИ.Нацпроект«Экология»принесрезуль-таты в Нижегородской области.[Электронный ресурс].URL: https://fedpress.ru/news/52/society/2311890 (дата обра-щения25.05.2020).

4.Гришина А.В., Волкова Е.Н. Анализ индивидуаль-но-личностных факторов игровой компьютерной зависи-мости // Вестник Мининского университета. 2019. Т.7. №4.С.12.

5.Винокурова Н.Ф., Камерилова Г.С., Николина В.В.Лесичеловек:учеб.пособие.М.:Дрофа,2007.С.10.


33 ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ СТАТЬИ

УДК551.46.077(477.75)ТЕХНОЛОГИЯ ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ 

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ  НА ЗАПАДНОМ ШЕЛЬФЕ ПОЛУОСТРОВА КРЫМ1,2Римский-Корсаков Н.А., 1Пронин А.А., 1Анисимов И.М. 

1Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, е-mail: [email protected];2Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва

ВработеисследованыаспектыкомплексированияиприменениясовременныхтехническихсредствдлярегиональныхисследованийстроенияконтинентальнойокраиныЧерногоморяврайонезападногопобере-жьяполуостроваКрым.ПосколькуисследованияшельфаполуостроваКрымипубликациинаэтутемубылисделаныболее25–30летназадинаправленынаизучениеглубокойчастигеологическогоразрезашельфаинефтегазовыхаспектов,внастоящеевремянеобходимопроводитьизучениешельфасовременнымимето-дамииповышенноевниманиеуделитьпоследнимэтапамегоразвития,запечатленнымврельефе,донныхотложенияхиверхнейчастигеологическогоразреза.Нуждаютсявспециальномизучениифрагментыза-топленнойгидрологическойсетинашельфе,частопредставляющиесобойподводныепродолжениязаливовпобережья.НекоторыевопросыразвитияречныхдолинКрымамогутбытьрешенылишьприиспользованиирезультатовтакогоизучения.МетодологияисследованияморфологиисовременногорельефашельфаКрым-скогополуостроваосновананаиспользованииновейшейинструментальнойтехнологииморскихисследова-ний,разработаннойвИнститутеокеанологииим.ШиршоваРАНвЛабораториигидролокациидна.Даннаятехнологиявключаетметоды,основанныенакомплексномиспользованиитакихтехническихсредств,каксейсмоакустическийпрофилограф (AP /ChirpSonar), гидролокаторбоковогообзора (SeaFox /YellowFin),GPS-приемник(SigmaG3T)идр.

Ключевые слова: шельф, морфология рельефа, гидрологическая сеть, Крым, гидролокатор, эхолот, сейсмопрофилограф, космическая навигация

WESTERN CRIMEAN SHELF GEOLOGICAL-GEOMORPHOLOGICAL INSTRUMENTAL RESEARCH TECHNOLOGY

1,2Rimskiy-Korsakov N.A., 1Pronin A.A., 1Anisimov I.M.1Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science, Moscow, е-mail: [email protected];

2Bauman Moscow State Technical University, Moscow

ThepaperstudiestheaspectsoftheintegrationandapplicationofmoderntechnicalequipmentforregionalstudiesofthecontinentalmarginstructureoftheBlackSeanearthewesterncoastoftheCrimeanpeninsula.Crimeanpeninsulashelf studiesandpublicationson this topicweremademore than25-30yearsagoandwereaimedatstudyingthedeeppartofthegeologicalsectionoftheshelfandoilandgasaspects.Thoughitiscurrentlynecessarytostudytheshelfusingmodernmethodsandpaymoreattentiontothelaststagesofitsdevelopment,capturedinrelief,bottomsedimentsandtheupperpartofthegeologicalsection.Fragmentsofafloodedhydrologicalnetworkon the shelf, often representing underwater extensions of coastal bays, need special study. Some issues of thedevelopmentofCrimeanrivervalleyscanberesolvedonlybyusingtheresultsofsuchastudy.ThemethodologyfortheCrimeanpeninsulashelfmoderntopographyresearchisbasedontheuseofnewestinstrumentalmarineresearchtechnologydevelopedattheShirshovInstituteofOceanologyoftheRussianAcademyofSciencesintheBottomSonarResearchLaboratory.Thistechnologyincludesmethodsbasedontheintegraluseofsuchtechnicalmeansasacousticseismicprofiler(AP/ChirpSonar),side-scansonar(SeaFox/YellowFin),GPS-receiver(SigmaG3T),etc.

Keywords: shelf, relief morphology, hydrological network, Crimea, sonar, echo sounder, seismic profiler,  satellite navigation

Исследования шельфа полуостроваКрым и публикации были сделаны более25–30 лет назад [1, 2].В их основе лежитбольшой фактический материал, но онив основном были направлены на изучениедостаточно глубокой части геологическогоразрезашельфа и преимущественно носи-линефтегазовыйпоисковыйхарактер.Приэтомиспользовалисьтехнологииглубинно-госейсмозондированияиотборпробграви-тационнымиотборникамикернов.Соднойстороны, достигались внушительные глу-бины зондирования, но при этом терялась

информация о тонкой структуре позднихчетвертичных отложениях и современнойморфологииповерхностидна.Вэтойсвязиактуальноизучениешельфасовременнымиметодами, причем особый интерес пред-ставляютпоследниеэтапыегоразвития,за-печатленныеврельефе,донныхотложенияхиверхнейчастигеологическогоразреза[3].

Цельюнастоящейработыявляетсяфор-мирование и обоснование современнойкомплекснойтехнологиидляэффективногоисследованияморфологиирельефаповерх-ностиднаидетальнойструктурыверхнего


34 GEOLOGO-MINERALOGICALSCIENCES слоя рыхлых осадочных отложений. Раз-работка такой технологии и принципов еепостроения определяется необходимостьюрешения фундаментальной научной про-блемы океанологии и морской геологиипоизучениюстроенияиисторииформиро-ванияконтинентальнойокраины,вчастно-стишельфаполуостроваКрым.

Для достижения цели исследованиятребуется решить такие основные задачи,какэхолотныйпромерматериковойотмелиКрыма, гидролокационное картированиедна и сейсмоакустическое зондированиешельфа, что позволит в том числе восста-новить положение древней речной сетииопределитьсвязибереговыхисубакваль-ныхморфоструктур.

Материалы и методы исследованияВ процессе исследований на шельфе

полуостроваКрымв2017–2019гг.группойсотрудников ИОРАН и МГУ выполнялисьтри основных вида инструментальных на-блюдений: эхолотный промер глубин, ги-дролокационная съемка поверхности днаи сейсмоакустическое зондирование верх-нейтолщиосадочныхотложений.

Основнаязадачаэхолотногопромера–регистрация регулярных форм рельефадна и аномальных геоморфологическихявлений, выраженных в деформациях по-верхности донного грунта. Регулярныеформы рельефа – песчаные гряды, волныи рифели, а также гравийные и песчаныеполосы–свидетельствуютоналичиипри-донных течений и позволяют наблюдатьи оценивать интенсивность процессовпереноса осадков на шельфе и мелково-дье. Перенос осадков, в свою очередь,позволяет судить о характере ветровогоивнутреннеговолнения,сгонно-нагонныхявлений и других, в том числе суточных,перемещений водных масс. Локальныеформырельефа,какправило,связанылибосвыходамикоренныхпород,либоспрояв-лениемглубинныхтектоническихнаруше-нийвструктуреповерхностныхосадочныхпород. Таким образом, эхолотный промерявляетсяосновныминструментомгеолого-геофизическихигеолого-геоморфологиче-скихисследований.

Для исследований на шельфе Крымав 2017–2019 гг. использовались цифровыеэхолоты фирмы Lawrence Mark 4 ChirpиLMS-350американскойфирмыLawrence.Mark4Chirp–современнаямодельпорта-тивного(шлюпочного)эхолотаcрабочимичастотами50,83и200кГц,максимальнымрабочимдиапазоном300м,совстроеннымприемникомGPSифункциейкарт-плоттера,процессором для онлайн-корреляционной

обработкичастотно-модулированныхпосы-локипоследовательныминтерфейсом,по-зволяющимтранслироватьданныепромераглубин и навигационной привязки в фор-мате NMEA для ввода в ПЭВМ. Неслож-ныедействия в рамкахпрограммногообе-спеченияMSXLпозволяютпреобразоватьпоследовательность строк формата NMEAктабличномувидуX,Y,Z,T,гдестолбцысодержатсоответственнозначенияшироты,долготы, глубиныи времени ееизмерениядлякаждогомоментаизлучениязондирую-щего сигнала эхолота.Файлы с табличны-миданнымииспользуютсядляпостроениябатиметрическихкартипрофилейповерх-ностидна,напримерспомощьюпрограмм-ного обеспечения Surfer Golden Software.На рис.1 представлена схема маршрутовгеолого-геофизической инструментальнойсъемки(ГБО,АП,эхолот)нашельфеЗапад-ногоКрымав2019г.,анарис.2–профильповерхности дна, снятый вдоль маршру-та1,проложенноговзападномнаправленииот устья канала, соединяющего озеро До-нузлав сморем.На профиле видно резкоеуменьшениеглубин,связанноесвыходамикоренных скальных пород в южной частиполуостроваТарханкут.

Эхолотныйпромерпозволяетсбольшойточностью измерять глубины, но для де-тальногоотображенияморфологиирельефаднатребуетпроведениясъемокпосгущен-нойсеткегалсов,чтовлечетзасобойогром-ныезатратысудовоговремени.

Проблема решается с помощью обзор-ной площадной съемки поверхности днаметодом гидролокации бокового обзора(ГБО), при которой за одинпроходимеет-ся возможность обозреть полосуширинойдо1000мсдетальностьюдо10–50см,чеговполне достаточно для понятия природыпроисхождения форм мезорельефа. Такимобразом,ГБОпозволяетопределитьхарак-террельефаипространственноеположениеформрельефа,аэхолот–определитьверти-кальныеразмерыформ.

Для исследований морфологии релье-фа дна шельфа полуострова Крым исполь-зовался в основном трехчастотный (250,300 и 600 кГц) ГБО «YellowFin» канадскойфирмы Imagenex, с максимальной ширинойобщей полосы обзора до 600 м и тональ-ным зондирующим сигналом длительно-стью 0,5/0,05 мс. Генерация зондирующихсигналов и первичная цифровая обработкаинформации ГБО осуществляется на бор-ту подводного носителя; передача данных,электропитания и команд управления осу-ществляется по многожильному кабель-тро-су(интерфейсEthernet)сгрузонесущимэле-ментом из кремний-органического волокна.


35 ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ

Сбор и представление информации осу-ществляется на ПЭВМ с использованиеморигинального программного обеспеченияYellowFinv2.015,атакжеспомощьюориги-нальнойцифровойсистемыРАСТР[4],про-грамм«ЭхоГраф»,ВинРАСТРиDeepView.На рис.3 приведено изображение поверх-ностидна,покрытогоракушейсвыходамиподстилающихглинвокрестностипересы-пиозераДонузлав.

Таким образом были получены со-временные данные о рельефе и характереповерхности дна на шельфе полуостро-ва Крым, в том числе в районе западно-гопобережья.

Однако для полного понимания стро-ения континентальной окраины требуют-ся данные о структуре слоев осадочныхпород и коренного фундамента. Поэтомусейсмоакустическому профилированиютолщи донных отложений было уделеноособоевнимание.Впроцессепредставляе-мыхисследованийв2017–2019гг.дляэтихцелейнаиболееэффективноиспользовалсякомплекс геофизической аппаратуры, со-ставленный из импортных и отечествен-ныхэлементов.Дляформированияипри-емазондирующихсигналовиспользовалсяблок Chirp-II производства американскойкомпании Datasonics, позволяющий из-

Рис. 1. Схема движения судна в процессе геолого-геофизической инструментальной съемки на западном шельфе полуострова Крым в 2019 г.

Рис. 2. Профиль поверхности дна, снятый при прохождении маршрута 1 (рис. 1)


36 GEOLOGO-MINERALOGICALSCIENCES лучать частотно-модулируемые (ЧМ) сиг-налывдиапазонеот12до3, 5 кГц.Блокбыл адаптирован для работы с буксируе-мой антеннойАП-5 – акустического про-филографаразработкиИОРАН.Буксируе-маяантеннаАП-5включаетдвакольцевыхсекционированных армированных пьезо-керамических преобразователя (изделие«Коршун»), установленных в «мягкие»конусныеотражателиизпенопласта,кото-рыепомещенывобтекаемыйкорпус.Кор-пусоснащенрамнымузломподвески(«во-дило»),носовымбалансировочнымгрузомикормовымстабилизатором,чтовкупесо-

ставляет носитель, которыйможет букси-роватьсянакабель-троседоглубин300м.Фотография буксируемого антенного но-сителяпредставленанарис.4.

Для сбора информации сейсмоакусти-ческого профилирования в процессе зон-дирования осадочных отложений исполь-зовалось программное обеспечение (ПО)реальноговременифирмыDatasonics, вхо-дящеевкомплектблока«CHIRP-II».Подго-товкаданныхдляобработкистандартнымипакетами осуществлялась с использовани-емПО«KRAVCH-1»,созданноговЛабора-ториисейсмостратиграфииИОРАН.

Рис. 3. Гидролокационное изображение поверхности дна, полученное на галсе 6 (рис. 1) при подходе к пересыпи озера Донузлав с запада на глубине 20 м с помощью

гидролокатора бокового обзора «YellowFinn» (диапазон – 200 м на каждый борт). Выделяются темные пятна, соответствующие илистому грунту на светлом фоне,

соответствующем грубозернистому осадочному дну, покрытому ракушей

Рис. 4. Акустический буксируемый носитель антенны профилографа АП-5Б


37 ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ

Вработах[5,6]рассмотренырезульта-тыиспользованиягибридногоАП,всоста-вебуксируемойантенны,разработкиЛабо-раториигидролокацииднаИОРАН(рис.4),иэлектронногоприемно-передающегобло-ка «CHIRP-II», использующего частотно-модулированные зондирующие сигналы,дляисследованияструктурыосадочныхот-ложенийнаполуостровеКрым.

На рис.5 представлена запись изобра-жения структуры осадочных отложенийв районе м. Луккул на западном шельфеполуострова Крым. Качество записи и на-учные выводы в работе [6] свидетельству-ют о высокой эффективности совместногоиспользованияэлектронногоблокаChirp-IIисовременнойакустическойантенны,раз-работаннойвИОРАН.

Важной технологическойчастьюработявлялось навигационное обеспечение эхо-лотного промера и геофизических съемок.Дляэтихцелейиспользовалсядифференци-альный приемник космической навигацииJavad SIGMA, функционирующий на базеспутниковых группировок GPS и ГЛО-НАСС.Этотвысококачественныйприемникобеспечивает точность привязки данныхдо 2 м в радиусе действия региональныхпоправочныхстанций.Такиестанциииме-ются, как правило, в крупных морскихпортахтипаСевастополя,ФеодосиииКер-чи и имеют радиус действия до 200 км.Данные о местоположении судна из при-емника поступают в комплекс сбора и об-работки информации, где накапливаютсяи комплексируются, в соответствии с еди-нымвременем,сданнымипромераглубин,

гидролокационной съемкии зондированиядонныхотложений.


За период 2017–2019 гг. временнымколлективом ученых и инженеров Лабора-тории гидролокации дна (ЛГД) Институтаокеанологии им. П.П.Ширшова (ИО) РАНи географического факультета (геофак)МГУим.М.В.ЛомоносоваврамкахпроектаРФФИ№17-05-41041_Рго,азатем№20-05-00384«A»былвыполненрядисследованийморфологирельефаднаиподдонныхструк-туршельфаполуостроваКрым,аименно:

- организованы и проведены три мор-скиеэкспедициипоисследованиювнутрен-негошельфаКрыма;

- составлены геоморфологические кар-тыВосточногоиЗападногошельфовКрыма;

- составленыгрунтовыекартыВосточ-ногоиЗападногошельфовКрыма;

- по материалам сейсмоакустическогозондирования составлены геолого-литоло-гическиепрофилиднаВосточногоиЗапад-ногошельфовКрыма;

- по материалам эхолотных промеровсоставленыпрофилиднашельфаКрыма;

- поматериаламполевыхработинауч-ных публикаций составлены геолого-гео-морфологические описания берегов и днаВосточногоиЗападногошельфовКрыма.

Дляисследованиягеологическогостро-ения,втомчислерельефаднаидонныхот-ложенийшельфаВосточногоКрыма,быларазработана и обоснована современнаякомплексная технология инструменталь-

Рис. 5. Изображение проявлений тектонических и экзогенных рельефообразующих процессов, полученное с помощью акустического профилографа АП5/Chirp-II (Западный Крым, мыс Луккул):

слева – выклинивание донных осадков, в центре – осадочные «карманы» и справа – разрывные нарушения осадочной толщи


38 GEOLOGO-MINERALOGICALSCIENCES ных исследований морфологии рельефаповерхности дна и детальной структурыверхнего слоя рыхлых осадочных отложе-ний. Применялись также традиционныекартографическиеигеолого-геоморфологи-ческиеметодики.

В результате использования представ-леннойтехнологиибылнакопленбольшоймассивнатурныхданныхпопространствен-ному распределению микро- и мезоформподводногорельефаистроениюсовремен-ной(верхней)частитолщидонныхотложе-нийвнутреннегошельфа(доглубины50м)ВосточногоиЗападногоКрыма.Результатыобработкиматериаловнатурныхисследова-нийизложенывработах[5,6].

Так, для побережья Восточного Кры-ма характерной особенностью береговойлинии является ее чрезвычайная изрезан-ность, приводящая к формированию обо-собленных абразионно-аккумулятивныхсистем, приуроченных к бухтам в устьяхвпадающихмалыхрек, ограниченныхска-листыми мысами, которые не пропускаютвдольбереговыепотокинаносов.

Исследование Феодосийского заливаишельфанаегопродолжениидаловозмож-ность проследить повсюду современныеосадкичетвертичногопериодамощностьюдо10м.Вцентральнойчастизалива,огра-ниченнойизобатой 20м, толщина осадоч-ногопокровасоставляет20–30м.

На Керченском полигоне южнее одно-именногопроливаподслоемсовременныхосадков, мощность которых составляет5–10м,наблюдаетсяподвергшаясяабразииповерхность коренных пород, простира-ющихсявформепластовсуклономнасе-вер [7]. Геофизическое зондирование днаспомощьюсейсмоакустическогопрофило-графа позволило установить, что верхниеэлементы этих наклонных пластов, обра-зующих гряды, выровнены воздействиемабразионных процессов и покрыты сло-ем рыхлых современных осадков, мощ-ность которых составляет 10–20 м. Толщаэтих отложений разделена геоакустиче-ской границей, отчетливо регистрируемойнасейсмограммах.

ПобережьеврайонеЗападногошельфав основном обрывистое, абразионное. Ис-ключениесоставляютместавыходанапо-бережье балок. Прибрежная часть балок,как правило, подтоплена и отгороженаотморяпересыпями.Приэтомобразуютсябухты типа лиманов с озерами, такие какЯрылкачская, озеро Донузлав, Черномор-ская,ЕвпаторийскаяиКараджа.

Дно Евпаторийской бухты сложеноплиоценовыми известняками, которыеперекрытытонкимслоемкварцевыхкруп-

нозернистых и мелкозернистых песков,встречающихсядоглубины12м.Гидроло-кационнаясъемкаигеофизическоезондиро-ваниепозволилиобнаружитьипроследитьнаглубинахпорядка10мподпескамивКа-ламитскомзаливевдольпобережьядревнийбереговойбар,сложенныйлитифицирован-нымипородами.Глубжезаморскойграни-цейэтогобаразалегаютилы.

На внутреннем западномшельфеКры-ма, на траверзе впадения основных рек,таких как Булганак, Альма, Кача, БельбекиЧерная,сиспользованиемгеофизическойсъемкибылинайденыпогребенныевосад-кахформырельефа,соответствующиедрев-ним долинам этих рек. Это формы типа«корыто», которые имеют крутые стенкии заполнены рыхлыми осадочными отло-жениями. Авторы предполагают, что под-водныеканьоны,наблюдаемыевовнешнейчастишельфаинаконтинентальномскло-не, являются продолжением таких формрельефа, связанных с речными балкамииустьямирек.

ЗаключениеТаким образом, сформирована и обо-

снована технология комплексных инстру-ментальныхисследованийморфологиире-льефа дна и детальной структуры рыхлыхосадочных отложений, которая показаласвою эффективность в ходе исследованийна шельфе полуострова Крым в 2017–2019гг.Результатыэтихисследованийявля-ютсявкладомврешениефундаментальнойпроблемыокеанологиииморскойгеологиипоизучениюстроенияиисторииформиро-вания континентальной окраины Мирово-гоокеана.

Данные,полученныевпроцессеэкспе-диционныхисследованийсиспользованиемразработаннойтехнологии,позволятповы-сить эффективность регионального плани-рования инженерных изысканий, а такжеоценок воздействия на экологию шельфаКрыма процессов строительства морскихи прибрежных объектов, таких как подво-дные части причальных сооружений, эле-ментовберегозащиты,добычныхибуровыхиморскихплатформ,дамб,подводныхпро-дуктопроводов и кабелей, карьеров, тран-шей,намытыхпляжейимассивов.

Работа выполнена в рамках государ-ственного задания ИО РАН (тема № 0149-2020-0011) при поддержке РФФИ (проект № 17-05-41041 «РГО-а», проект № 20-05-00384 «A» и проект № 18-05-60070).

Авторы выражают признатель-ность Я.И. Белевитневу, А.Д. Мутовкину и В.Ю. Кузьмину за помощь в подготовке экспериментальных исследований.


39 ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕНАУКИ Список литературы

1.Зенкович В.П. Берега Черного и Азовского морей.М.: Государственное изд-во географической литературы,1958.374с.

2.Зенкович В.П. Морфология и динамика советскихберегов Черного моря. Т.II (Северо-западная часть). М.:Изд-воАНСССР,1960.215с.

3.БондаревИ.П.,ЛомакинИ.Э.,ИвановВ.Е.Особен-ностиформированияи развитияСевастопольскойбухты //Геология и полезные ископаемыеМирового океана. 2015.Т.42.№4.С.19–31.

4.Руссакю.С.,НафиковВ.М.,ТихоноваН.Ф.Системасбораиобработкигидроакустическойинформации//Совре-менныеметодыисредстваокеанологическихисследований:матер. XV Всерос. научно-технической конференции. М.:АПР,2017.Т.2.С.355–357.

5.Римский-Корсаков Н.А., Коротаев В.Н., Мысли-вец В.И., Поротов А.В., Пронин А.А., Иванов В.В. Гео-морфология и история развития Западного шельфа Кры-ма // Океанологические исследования. 2019. Т.47. №4.С.161–176.

6.Мысливец В.И., Римский-Корсаков Н.А., Корота-евВ.Н.,ПоротовА.В.,ПронинА.А.,ИвановВ.В.Морфо-структура и строение осадочного покрова внутреннегошельфаЗападногоКрыма//Океанология.2019.Т.59.№6.С.1063–1073.

7.ПодымовИ.С., Подымова Т.М. Статистические ре-зультатыисследованийсовременныхдвиженийземнойкорыАзово-Черноморского побережья России // Современныеметодыисредстваокеанологическихисследований:матер.XVIВсерос.научно-техническойконференции.М.:ИДАка-демииЖуковского,2019.Т.1.С.136–139.


40 MEDICAL SCIENCES СТАТЬИ

УДК613.2ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФАКТИЧЕСКОГО ПИТАНИЯ  

СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКОГО УНИВЕРСИТЕТАБлинова Е.Г., Павлова Е.В.

ФГБОУ ВО «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Омск, e-mail: [email protected]

Встатьепредставленырезультатыгигиенических,антропометрических,социологическихистатисти-ческихисследованийу98студентовмедицинскогоуниверситета:фактическогопитаниячастотныммето-дом,качестважизни(SF-36),антропометрическихпоказателей,величинкожно-жировыхскладок,составателаи адаптационногопотенциала.Врезультате статистическойобработкисобранныхданныхрассчита-нысредниевеличины,медиана,25-йи75-йперцентили,уравнениярегрессии,которыесвидетельствова-лиодисбалансемакро-имикронутриентногосоставастуденческогорациона,способствующегоразвитиюалиментарно-зависимых заболеваний.Медиана энергетическойценности студенческогорационапитаниябылавышенормфизиологическихпотребностейу14%юношейиу28%девушек.Количествожиров(ме-диана)врационеюношейидевушекпревышалонормыфизиологическихпотребностейна51,1%и40,9%соответственно.Углеводныйкомпонентпитанияюношейидевушекбылсниженна-27,95%и-26,8%соот-ветственно.СпомощьюрегрессионногоанализавформатеSTATISTICA10полученыуравнениярегрессии,подтверждающиевлияниедисбалансафактическогопитаниянасоставтелаиувеличениенапряженияадап-тационныхпроцессовустудентоввпериодобучениявмедицинскомуниверситете,персонифицированноразработанырекомендациидляповышенияфизическойактивности,коррекциирационовпитаниядлясту-дентовсвысокимпроцентомсодержанияжираворганизме.

Ключевые слова: студенты, фактическое питание, качество жизни, состав тела, регрессионный анализ

HYGINIC ASSESSMENT OF ACTUAL NUTRITION OF STUDENTS  OF MEDICAL UNIVERSITYBlinova E.G., Pavlova E.V. 

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Omsk State Medical University» of the Ministry of Health of the Russian Federation, Omsk, e-mail: [email protected]

Thearticlepresentstheresultsofhygienic,anthropometric,sociologicalandstatisticalstudiesin98studentsofamedicaluniversity:actualnutritionwiththefrequencymethod,qualityoflife(SF-36),anthropometricindicators,values of skin-fat folds, body composition and adaptive potential.As a result of statistical processing of thecollecteddata, theaveragevalues,median,25thand75thpercentiles,and regressionequationswerecalculated,which indicated an imbalance in themacro- andmicronutrient composition of the student diet, contributing tothe development of nutritional-dependent diseases.Themedian energy value of a student’s dietwas above thephysiologicalrequirementsof14%ofboysand28%ofgirls.Theamountoffat(median)inthedietofboysandgirls exceeded thephysiological requirementsby51.1%and40.9%, respectively.Thecarbohydrate componentofthenutritionofboysandgirlswasreducedby-27.95%and-26.8%,respectively.UsingregressionanalysisintheSTATISTICA10format,regressionequationswereobtainedthatconfirmtheeffectofanimbalanceinactualnutritiononbodycompositionandanincreaseinthestressofadaptationprocessesinstudentsduringtheirstudiesatamedicaluniversity,personifiedarerecommendationsforincreasingphysicalactivity,andcorrectionofdietsforstudentswithahighpercentagebodyfatcontent.

Keywords: students, actual nutrition, quality of life, body composition, regression analysis

Одним из основных факторов дляподдержания и сохранения здоровья сту-дентов является рациональное питание,когда соблюдается энергетический и ма-кро- и микронутриентный баланс рационаи оптимальный режим питания здоровыхстудентов[1].

Несбалансированность поступаю-щих с пищей веществ ведет к нарушениюметаболических процессов с последую-щим развитием алиментарно-зависимыхзаболеваний[2].

В основе причин многих заболеваний,в том числе и алиментарных, лежат на-

рушения питания различного характераи психолого-социальные нарушения пи-щевогоповедения студентовкак вРоссии,такидругихстранахмира.Изменениепи-щевогоповеденияявляетсяоднимизвидовпатологической адаптации, пищевой зави-симости, которая представляет собой ад-диктивное поведение.Например, избыточ-ное потребление пищи для нормализацииэмоционального состояния приводит к из-быточноймассетелаиожирению.

Высокиеучебныенагрузки,втомчислеэкзаменационные,отсутствиедостаточноговременинаприемпищивовремяобучения,


41 МЕДИЦИНСКИЕНАУКИ низкая материальная обеспеченность сту-дентовмогутоказыватьвлияниенакачествожизни [3].Качествожизни–интегральнаяхарактеристика физического, психологи-ческого и социального функционированияобучающегося молодого человека или де-вушки, основанного на их субъективномвосприятии[4].

Впроцессеобученияввысшемучебномзаведениипродолжаетсяфизическоеразви-тиеобучающихся[5].

Питаниестудентовнеразрывносвязаносихуровнемфизическогоразвития[6].

Распространенностьизбыточноймассытела неуклонно растет во многих странахмира.Внастоящеевремянаиболееактуаль-ноизучениефактическогопитаниястуден-товсизбыточноймассой[7].

Недостаточноизученывопросыадапта-цииэтихстудентовкучебнойнагрузке.

Актуальность и недостаточность науч-ныхисследованийвобластиизученияфак-тическогопитаниястудентовсизбыточноймассойтелаивлияниеадаптацииэтихсту-дентовкучебнойнагрузкепослужилопред-метомнастоящихнаучныхисследований.

Вцеляхпредупрежденияразвитиярас-стройств питания студентов необходимопроводить мониторинг и анализ фактиче-скогопитания,пищевогоповедения,соста-ватела,адаптационныхвозможностей.Приэтом следует учитывать специфику образажизнииобучениястудентов.

Целесообразность комплексных иссле-дований для выявления первостепенныхпричин напряжения адаптационных про-цессов студентов к обучению в высшемучебномзаведениивсвязиспитаниемопре-делилацельизадачинашихисследований.

Цель исследований состояла в оценкефактического питания студентов с учетомихадаптационныхвозможностей.

Задачиисследования:1.Провестиисследованияфактического

питаниястудентовметодоманализачастотыпотребленияпищевыхпродуктовзамесяц.

2.Оценить фактическое питание сту-дентовпонормамфизиологическихпотреб-ностейвпищевыхвеществахиэнергии.

3.Оценить сбалансированность пита-нияипричиныдисбалансарациона.

4.Определить возможные взаимосвязинарушенияпитанияиадаптациистудентов.

5.Разработатьмерыпрофилактикирас-стройств питания и алиментарно-зависи-мыхзаболеваний.

Для реализации цели и задач работыбылииспользованыметодики:

1.Гигиенические – метод анализа ча-стоты потребления пищевых продуктов,который основывается на использовании

анкеты анализа частоты потребления пи-щевых продуктов, описывающей частотупотребления отдельных видов пищевыхпродуктовиблюд(сучетомихобъемаилимассы)замесяц,которыйпредшествуетан-кетированию респондента. Данный методпозволяетдифференцироватьобследуемыхна категории в зависимости от уровня по-требленияопределенныхпищевыхпродук-тов, изучать зависимостьмеждуих потре-блением,заболеваемостьюидр.

2.Антропометрические измерения ис-пользовали для объективной оценки со-ставных частей тела (веса, роста, окруж-ности талии, конечностей, толщиныкожнойскладки).

Определениевеличиныкожно-жировыхскладокуобследуемыхосуществлялиспо-мощьюмедицинскогокалиперасопределе-ниемпоказателейсоставатела.

Сэтойцельюбылиспользовандейству-ющий ГОСТ Р 52623.1-2008 «Технологиивыполнения медицинских услуг функцио-нального обследования». Измерение тол-щиныжировойскладки(пликометрия).

Вдальнейшемосуществлялирасчетин-дексамассытела(общегожираинежировоймассытела),адаптационногопотенциала.

3.Социологические методы исследова-ния: качество жизни, связанное со здоро-вьем,(опросникMOSSF-36).

4.Статистическиеметодыисследованияпроводилисьсиспользованиемпакетапри-кладныхпрограммSTATISTICA10.


Сравнительный анализ статистическихданных фактического питания студентовпо методу частоты потребления пищевыхпродуктов показал значимые различиярационов девушек и юношей на уровнеp<,05001покритериюВилкоксона(рис.1).

Медианапоказателяэнергетическойцен-ностирационапитаниябыла вышеу 14%юношей 2524,6 ккал (при норме физиоло-гических потребностей 2450 ккал), у 28%девушек2018,1ккал(принорме2000ккал),а25и75перцентиликалорийностирационауюношейсоставляли2172,0и3005,4ккалиудевушек–1729,3и2565,2ккал.

Медиана белкового компонента раци-она питания юношей превышала нормуна32,6%исоставлялафактически95,45г(принорме72г).Удевушекэтотпоказательпревышал норму на 18,9% – фактически71,3г(принорме61г),а25и75перцентилисоставляли72,30и116,50г;62,10и83,10гсоответственно,белковыйкомпонентраци-онаюношейпревышалпоказатели у деву-шек(T=368,0;Z=2,61;p-уровень=0,009).


42 MEDICAL SCIENCES

Количество жиров в рационе юношей(медиана) превышало норму на 51,1%(фактически122,35гпринорме81г),уде-вушек превышение нормы было на 40,9%(фактически 94,40 г при норме 67 г)ибылозначимовышеуюношей,чемуде-вушек, а 25 и 75 перцентиль составляли98,30и153,30г;77,60и115,10гсоответствен-но(T=396,0;Z=2,33;p-уровень=0,0197).

Углеводный компонент фактическогопитания юношей был снижен на -27,95%(фактически257,95гпринорме358г),уде-вушекниженормына-26,8%прифактиче-скомсодержании211,55г,норме289г,изна-чимопреобладалуюношейнадпоказателемудевушек(T=403,0;Z=2,264;p=0,024).

В пищевом рационеюношей отмеченовысокоеколичествонатрия(4683,75мгпринорме1300мг)ибылозначимовышеуюно-шей, чем у девушек (T=388,0; Z=2,413;p-уровень=0,0161). Значимых гендерныхразличий не наблюдалось по содержаниюврационефосфора,калия,магния,железа,кальция,витаминовЕ,С,А.

В пищевом рационе студентов со-отношение кальция и фосфора не соот-ветствовало нормам физиологическихпотребностей, фактически количествофосфора–вышесодержаниякальция(ме-дианыCa :Р=744,85 :1372,4;соотноше-ние1:1,84принорме1000:800;1:08).

Содержаниемагнияврационеюношейи девушек было ниже норм физиологиче-ских потребностей на -17,66% и -24,04%соответственно при фактическом потре-блении329,35и303,85мгсоответственно.СодержаниевитаминаВ1былониженормына -13%,ниацинана -6,8%,бета-каротинана-38%.

Адаптация студентов к учебному про-цессу в связи с фактическим питаниемворганизмепроанализированаспомощьюрегрессионногоанализа.Дляисследованийприменялся количественный показательв у.е. – адаптационный потенциал (АП)

Р.М.Баевского, который означает количе-ственное выражение уровняфункциональ-ного состояния организма и его систем,характеризующее его способность адек-ватно и надежно реагировать на комплекснеблагоприятныхфакторовприэкономнойтратефункциональныхрезервов,чтопозво-ляетпредотвратитьразвитиепреморбидно-госостояния.

Удовлетворительной адаптацию счи-тали до 2,1 у.е., от 2,11–3,2 – напряжениеадаптации, 3,21–4,3 – неудовлетворитель-ная адаптация, выше 4,3 – срыв процес-саадаптации.

В результате анализа влияния на адап-тацию девушек и юношей процента со-держанияжираворганизме(ПСОЖ)былаполученапрямаязависимостьмеждуувели-чениемПСОЖиувеличениемнапряженияадаптационныхпроцессовуюношейиде-вушек(табл.1,2,рис.2).

Качество жизни SF-36  было значимовыше у юношей, чем у девушек, на уров-неp<,05001покритериюВилкоксона.Так,уюношей значимо выше, у чем у девушек,было: общее здоровье (T=318,0; Z=2,769;p-уровень=0,0056); ролевоефункционирова-ние (T=388,0;Z=2,413;p-уровень=0,0161); жизненная активность  (T=298,0; Z=2,478;p-уровень=0,013); социальноефункциониро-вание (T=215,0;Z=3,12;p-уровень=0,002); психическое здоровье (T=369,0; Z=2, 592;p-уровень=0,009).

Качествожизни(SF36)студентовсни-жалось при увеличении процента содер-жания жира в организме; так, жизненнаяактивность (ЖА)юношейимелаобратнуюсвязьспоказателемПСОЖ(табл.3).

Выводы1.В результате исследования фактиче-

ского питания студентов методом анализачастоты потребления пищевых продуктовзавесенниймесяцустановлено,чтофакти-ческоепитаниестудентовпоэнергетической

Рис. 1. Нутриентный состав фактического питания студентов – девушек и юношей


43 МЕДИЦИНСКИЕНАУКИ

ценностирационаюношейидевушекпре-вышалонормыфизиологическихпотребно-стейу14%девушекиу28%юношей.

2.Превышение белкового компонентарационов юношей норм физиологическихпотребностейбылона32,6%,аудевушекна18,9%.

3.Вбольшей степенипревышениенормфизиологическихпотребностейкасалосьжи-

ровогокомпонентарационовюношейидеву-шекна51,11%и40,9%соответственно.

4.Углеводныйкомпонентбылниженормфизиологических потребностей в рационеюношейидевушекна-27,95%и-26,8%.

5.В рационе юношей было отмеченопревышениенатрия,фосфора,аколичествокальцияимагниябылониженормыуюно-шейидевушек.

Рис. 2. Зависимость показателей адаптации и жизненной активности студентов от ПСОЖ

Таблица 1ЗависимостьпоказателейАПиПСОЖуюношей

Переменные Коэффициентырегрессии длязависимойпеременнойАП

Значимостькоэффициентоврегрессии,р

В(свободныйчлен) 2,77 0,0000000ПСОЖ,юноши 0,0108 0,013

Уравнениерегрессии:у=2,77+0,0108*хR=0,665;R2=0,443;р=0,013

Таблица 2ЗависимостьпоказателейАПиПСОЖудевушек

Переменные Коэффициентырегрессии длязависимойпеременнойАП


В(свободныйчлен) 2,517 0,0000000ПСОЖ,девушки 0,0135 0,012

Уравнениерегрессии:у=2,517+0,0135*хR=0,36;R2=0,130;р=0,012

Таблица 3ЗависимостьпоказателейЖАиПСОЖуюношей

Переменные Коэффициентырегрессии длязависимойпеременнойЖА


В(свободныйчлен) 29,567 0,0000000ПСОЖ,юноши -0,113 0,020

Уравнениерегрессии:у=29,567–0,113*хR=0,33;R2=0,11;р=0,02


44 MEDICAL SCIENCES 6.Содержание витаминов В1, ниаци-

на и бета-каротина в рационах студен-товнедостаточное.

7.Нерациональное питание отразилосьнапроцессахадаптациивпериодобучениявмедицинском вузе у девушекиюношей,былаполученапрямая зависимостьмеждуувеличением процента содержания жирав организме и увеличением напряженияадаптационныхпроцессов.

8.Качество жизни (SF-36) студентовснижалосьприувеличениипроцентасодер-жания жира в организме; так, жизненнаяактивностьюношейимелаобратнуюсвязьс показателем процента содержания жираворганизме.

9.Разработаны персонифицированныемеры профилактики нарушений питанияи алиментарно-зависимых заболеванийв плане оптимизации двигательной актив-ностиобучающихся,исовместносостуден-тамипроводиликоррекциюрационовсуче-томпроцентасодержанияжираворганизме,нутриентногосоставарационовипищевыхпредпочтений.Сцельюсоставлениярацио-новиспользовалиразработкисемидневныхменю, применяемые в диетическом пита-нии(М.,2014)[8].


1.СорвачеваТ.Н.,МартинчикА.Н.,ПырьеваЕ.А.Ком-плексная оценка фактического питания и пищевого стату-

са детей и подростков: учебное пособие. М.: ГБОУ ДПО РМАПО,2014.73с.

2.РусаковаД.С.,ЩербаковаМ.ю.,ГаппароваК.М.,За-йнудиновЗ.М.,ТкачевС.И.,СахаровскаяВ.Г.Современныеметодыоценкисоставатела//Экспериментальнаяиклини-ческаягастроэнтерология.2012.№8.С.71–81.

3.Кучма В.Р., Шубочкина Е.И., Иванов В.ю., Ибра-гимоваЕ.М., ЧепрасовВ.В., БлиноваЕ.Г.,НовиковаИ.И.,Янушанец О.И., Петрова Е.А. Характеристики качестважизни и условий жизнедеятельности обучающихся 14–19 лет в профессиональных колледжах и школах (данныемногоцентровых исследований) // Свидетельство о реги-страции базы данных RU 2020620455, 11.03.2020. Заявка№2020620285от02.03.2020.

4.KuchmaV.R.,BlinovaE.G.,ShubochkinaE.I.Studenthealth and factors determining it. Breaking down the barriers(EUSUHM2013)posterabstracts.2013.Р.3.

5.КазимовМ.А.,АлиеваР.Х.,КазимоваВ.М.Оценкафизического развития и питания студентов-медиков // Си-бирскиймедицинскийжурнал.2018.№33(2).С.90–96.

6.Гаврюшин М.ю., Гудинова Ж.В., Скоблина Н.А.,МилушкинаО.ю.,КучмаВ.Р.,СазоноваО.В.,БлиноваЕ.Г.,ЖернаковаГ.Н.,ГорбачевД.О.,ТатаринчикА.А.Нормативыфизическогоразвитиядетейиподростков//СвидетельствоорегистрациипрограммыдляЭВМRU2018661994,25.09.2018.Заявка№2018619420от27.08.2018.

7.KhangY.H.,YunS.C.TrendsingeneralandabdominalobesityamongKoreanadults:findingsfrom1998,2001,2005,and2007KoreaNationalHealthandNutritionExaminationSur-veys.J.KoreanMed.Sci.2010.P.1850–1588.

8.Тутельян В.А., Гаппаров М.Г., Семидневные менюдля основных вариантов стандартных диет с использова-ниемблюдоптимизированногосостава,применяемыхвле-чебном питании в медицинских организациях РоссийскойФедерации // Практическое руководство для врачей-дие-тологов, медицинских сестер диетических, специалистовпоорганизациипитания в стационарныхучрежденияхоб-щественногопитания.М.,2014.460с.


45 МЕДИЦИНСКИЕНАУКИ УДК616.348-002-053.32

ФАКТОРЫ РИСКА НЕКРОТИЧЕСКОГО ЭНТЕРОКОЛИТА У ДОНОШЕННЫХ НОВОРОЖДЕННЫХ

Маммадова Т.А.Научно-исследовательский институт имени К.Я. Фараджевой, Баку,

е-mail: [email protected]

Встатьерассматриваютсярезультатыисследованияфактороврискаразвитиянекротическогоэнтеро-колита (НЭК) у доношенных новорожденных и особенности их комбинаций, влияющих на клиническоетечениеиисходэтогозаболевания.Факторыриска,способствующиепроявлениюНЭКсредидоношеннойпопуляции,следующие:гипоксияи/илиасфиксия,внутриутробнаяинфекция,врожденныепорокисердца,пневмония, анемия, врожденные аномалии желудочно-кишечного тракта, гемолитическая болезнь ново-рожденных,задержкавнутриутробногоразвития.ВыявленныефакторырискаНЭКуноворожденных,го-спитализированныхнами,можноразделитьна три группы– гипоксически-ишемические,инфекционныеиорганические.Внашемисследованиигипоксически-ишемическийфакторкакосновнойсоставляет63%,инфекционный–25%,12%–аномалиижелудочно-кишечноготракта.Длявыявленияэтиологическогозна-ченияантенатальныхиинтранатальныхпредрасполагающихпричин,участвующихвформированииНЭК,былпроведенанализанамнестическихданныхматерейноворожденных.Исследованиепроводилосьсянва-ря2017г.помай2019г.Обследованы100доношенныхноворожденныхсгестационнымвозрастом37–42не-дели.Этидетипрошливсестороннееклиническоеилабораторноеобследование,атакжевихплазмекровибылиопределеныуровниоксидаазота(NO),эритропоэтина(EPO)иионовкальция(Ca+2).Мывыяснилидостоверностьдиагностическойзначимостипоказателейэтихбиомаркеров,атакжеустановиликорреляци-онныеизмененияихуровнейвзависимостиотстадиинекротическогоэнтероколита.

Ключевые слова: НЭК, факторы риска, доношенные новорожденные, гипоксия, оксид азота, эритропоэтин

RISK FACTORS OF NECROTIZING ENTEROCOLITIS  IN FULL-TERM NEWBORNS

Mammadova T.A.Scientific Research Institute of Pediatrics, Baku, е-mail: [email protected]

The article discusses the results of a study of risk factors for necrotizing enterocolitis (NEC) in full-termnewbornsand thefeaturesof theircombinations thataffect theclinicalcourseandoutcomeof thisdisease.ThefollowingriskfactorscontributetothemanifestationofNECamongthefull-termpopulationidentifiedbyus:hypoxiaand/orasphyxia,intrauterineinfection,congenitalheartdefects,pneumonia,anemia,congenitalmalformationsofthegastrointestinaltract,hemolyticdiseaseofthenewborn,sepsis,intrauterinegrowthretardation.WecandividetheriskfactorsthatleadtodevelopmentofNEKintheneonatesthatwerehospitalisedbyus,into3–hypoxic-ischemic,infectious,andorganice.g.abnormalitiesinthegastrointestinaltract.Inourstudy,themainfactorwasthehypoxic-ischemicfactorwiththeshareof63%,25%–infectious,12%–abnormalitiesofthegastrointestinaltract.AnanalysisofmaternalmedicalhistoryofantenatalandintranatalriskfactorshavingetiologicalsignificanceintheformationofNECwascarriedout.ThestudywasconductedfromJanuary2017toMay2019.100full-termnewbornswithagestationalageof37–42weekswereexamined.Thesechildrenunderwentacomprehensiveclinicalandlaboratoryexamination,andalsointheirbloodplasmalevelsofnitricoxide(NO),erythropoietin(EPO)andcalciumions(Ca+2)weredetermined.Wefoundoutthereliabilityofthediagnosticsignificanceoftheindicatorsofthesebiomarkers,andalsoestablishedachangeintheirlevelsdependingoncombinationsofriskfactorsforNEC.

Keywords: NEC, risk factors, full-term newborns, hypoxia, nitric oxide, erythropoietin

Некротический энтероколит являетсяодним из основных угрожающих жизниприобретенныхзаболеванийжелудочно-ки-шечного тракта (ЖКТ) с многофакторнойэтиологией неонатального периода. Забо-леваемостьисмертность,связанныесэтойболезнью,остаютсявысокими.Материалыклинических исследований ученых раз-ных стран показывают, что частота смерт-ности от НЭК колеблется в пределах 15–30%[1,c.201;2,c.83].НесмотрянаточтоНЭКпроявляетсявосновномунедоношен-ныхноворожденных,ноисредидоношен-ных частота встречаемости заболеваниясоставляет10–12,5%отобщегоколичествадетей, пораженных этой болезнью [3, с.9;4,c.2].Впоследниегодынаблюдаетсяуве-

личениечастотывстречаемостиНЭКсредидоношенных новорожденных [5, c.494].Тенденция повышения заболеваемостисреди вовремя родившихся детей ставитпод сомнение роль недоношенности какосновного предрасполагающего факторарискаввозникновенииболезни [6].Всвя-зи с этим изучение НЭК у доношенныхноворожденных становится более актуаль-ным. Рождение детей путем кесарева се-ченияиулучшениекачестванеонатальнойи реанимационной служб способствуютсохранению детей, перенесших гипоксиювнутриутробно и в родах, имеющих тяже-лыеврожденныепорокиразвитияжелудоч-но-кишечноготракта,сердечно-сосудистойидыхательнойсистем.НЭКудоношенных


46 MEDICAL SCIENCES новорожденных имеет фундаментальноеэтиологическое отличие от недоношеннойгруппы гестационным возрастом, а с так-желокализациейпатологическогопроцессавкишечникеивременемначалаболезни[5,c.494]. Интестинальная ишемическая ре-перфузия и инфекция являются наиболееважными факторами риска НЭК у доно-шенных новорожденных [7]. Нарушениекишечной микроциркуляции, характеризи-рующее патологический процесс при не-кротическом энтероколите, регулируетсяи контролируется балансом вазоконстрик-ции и вазодилатации. Компенсаторнаяцентрализация мозгового кровообращенияпригипоксииосуществляетсязасчетповы-шения продукции эритропоэтина сосуди-стых эндотелиальных клеток [8, c.34–40].Вазоконстрикция, опосредованная ЭПО,способствуетуменьшениюпериферическо-гокровообращенияворганах,втомчислеивкишечнике,втовремякаквазодилата-ция реализуется первично оксидом азота.NO – это биохимический медиатор, кото-рыйвовлеченвомногиеаспектыкишечно-гоишемическогоповреждения[9,c.40–45].При вазодилатации повышается риск кон-таминации кишечника патологическимибактериямиипопаданияихвкровеносноерусло.Повышеннаяпродукцияоксидаазо-та наблюдается также при бактериальнойинвазии,котораяявляетсяоднимизважныхусловий формирования воспалительногопроцесса при НЭК [10, c.368–75]. Гипер-продукцияNOспособствуетвнутриклеточ-ноймиграцииионовкальция(цитозольныйкальций),чемиобъясняетсяснижениеегоуровнявплазме.Известнотакже,чтовну-триклеточный ион Са+2ингибирует произ-водство NO путем стабилизации mRNA –messenger ribonucleic acid в макрофагах,подверженных действию бактериальногоэндотоксина [11]. При продолжении этогопроцессаиприотсутствиимердляпредот-вращениянаступаетнекрозклетокитканисоответственно.Поэтойпричинемыожи-далиповышенияуровнейЭПОиNOипо-нижения уровня ионСа+2 , что нами и на-блюдалось[8,9,11].

В связи с высокой актуальностью ука-занной выше проблемы оптимизация ран-ней диагностикиНЭК приобретает перво-степенное значение [12].Таккак гипоксияи/илиасфиксияявляютсяосновнымипред-располагающими факторами риска разви-тия заболевания, возникаетнеобходимостьвыявления предиктивных биомаркеров,участвующих в модификации этого про-цесса. Эритропоэтин (ЭПО) и оксид азота(NO)служатмедиаторами,индуцируемымигипоксией,изменениеуровнейкоторыхяв-

ляетсяоднойизпричиндисфункцииэндо-телиямезентериальных сосудов, имеющейместопригипоксическомпоражениинерв-нойсистемыипоследующейинтестиналь-нойишемиииреперфузии.

Цели исследования: выявить этиологи-ческуюструктурупредрасполагающихфак-торов риска развитияНЭК у доношенныхноворожденных, изучить особенности ихкомбинаций,влияющихнаклиническоете-чениеиисходданногозаболевания.

Материалы и методы исследованияДля выполнения поставленной пробле-

мынамибылиобследованы100доношенныхноворожденных с диагнозомНЭК и 30 ус-ловно здоровых детей, которые составляликонтрольнуюгруппу.Гестационныйвозрасту новорожденных контрольной группы ва-рьировал в пределах 37–40 недель, а у ос-новнойгруппыбылвпределах37–42недель.Масса тела у младенцев основной группыколебаласьвпределах2500–4400г,аукон-трольной–впределах2500–3700г.36ново-рожденныхосновнойгруппыпринадлежаликженскомуполу, а 64 – кмужскому.Былипроведены антропометрические обследова-ния,кромевеса,такиекакизмерениероста,окружностейголовыигруди.Рост–48–57см,окружностьголовы–33–37см,окружностьгруди–31–36см.

Для изучения антенатальных и интра-натальных предрасполагающих причинбылпроведенанализанамнестическихдан-ныхуматерейноворожденных, такихкак:возраст, форма родоразрешения, паритетбеременности, паритет родов, осложне-ния родов, гинекологические заболевания,аборты, выкидыши, смертность в периоденоворожденности,раннийтоксикоз,угрозапрерываниябеременности,анемия,экстра-генитальныезаболевания.

Всемдетямосновнойгруппыбылипро-ведены динамическое клиническое наблю-дение, инструментальные обследованияилабораторныебиохимическое,иммуноло-гическое и бактериологическое исследова-ния крови.Уобеих группноворожденныхбыли определены уровни в плазме кровиNOколориметрическимметодом(CaymansNitrate\NitriteColorimetricAssayKit)напри-бореELISYSUNOHUMAN,ЭПО–имму-ноферментныманализомHuman(EPO)ELI-SAKit,аионыкальция–фотометрическимтестомнааппаратеBioScreenMS-2000.

Статистическая обработка полученныхцифровых данных проводилась по крите-риям хи-квадрат Пирсена, тест Стьюден-та икорреляционныханализовпор Спир-мену и Пирсену, с помощью программыEXCEL-2016.


47 МЕДИЦИНСКИЕНАУКИ Результаты исследования  

и их обсуждение

Нами были выявлены этиологиче-ская структура антенатальных, интрана-тальныхфакторовриска,атакжевлияниеихкомбинаций на клиническое течение и ис-ход болезни. Из анализа анамнестическихданныхматерейвыяснилось,чтовкачествеантенатальныхиинтранатальныхфакторовриска, приоритетных в нашем исследова-нии, можно считать следующие: паритетбеременности, паритет родов, осложне-нияродов,наличиеабортовивыкидышей,смертности в периоде новорожденности,раннийтоксикоз,анемиюиинфекционныезаболеваниявовремябеременности.Нали-чие перечисленных и сочетание этих фак-торов риска приводят к внутриутробнойгипоксии плода. Несомненно, осложнен-ное течение беременности и родов влияетна проявление перинатальных патологий.Следовательно,этифакторырискасоздают

предпосылкидляреализациитяжелыхсте-пеней гипоксического поражения нервнойсистемы в периоде новорожденности, темсамымучаствуютвформированииНЭК.

Для изучения влияния антенатальныхиинтранатальныхфактороврискасосторо-ныматеринаразвитиеНЭКуноворожден-ных мы провели анализ анамнестическихданных по критерию хи-квадрат Пирсенас 1-й степенью свободы. Были сравненыдети контрольной группы с детьми, боль-нымиНЭК.

Изрезультатовнашегоанализаследует,чтонаиболееважнымиматеринскимианте-натальными и интранатальными предрас-полагающими факторами риска при НЭКу доношенной популяции являются: пари-тет беременности, паритет родов, аборты,смертьвпериоденоворожденности,раннийтоксикоз, анемия, осложнения родов, ин-фекционныезаболеванияматери,экстраге-нитальные заболевания (болезни, способ-ствующиевнутриутробнойгипоксии).

Таблица 1Материнскиеантенатальныеиинтранатальныефакторыриска

удоношенныхноворожденныхсНЭК

Факторырискасостороныматери Контройнаягруппа(n=30)

НЭКбольные(n=100)

Результаты

Паритетбеременности 2376,7±15,1%

3768,5±13,2%

χ2=11,2p<0,001

Паритетродов 2996,7±6,4%

3666,7±13,3%

χ2=24,4p<0,001

Гинекологическиезаболевания 26,7±8,9%

59,3±7,7%

χ2=0,05p=0,8206

Аборты 67,4±9,4%

1120,4±7,0%

χ2=3,82p=0,0505

Выкидыши 516,7±13,3%

814,8±8,4%

χ2=2,46p=0,1168

Смертьвпериоденоворожденности 0 814,8±7,0%

χ2=2311p<0,001

Раннийтоксикоз 1033,3±16,8%

4787,0±13,3%

χ2=13,5p<0,001

Угрозапрерываниябеременности 0 11,9±3,6%

χ2=3614p<0,001

Анемия 723,3±15,1%

2953,7±13,2%

χ2=4,79p<0,001

Осложненияродов 516,7±13,3%

2648,2±13,0%

χ2=10,7p=0,001

Инфекция 0 2138,9±12,0%

χ2=1593p<0,001

Экстагенитальныезаболевания 516,7±13,3%

1629,6±10,4%

χ2=24,4p<0,001

П р и м е ч а н и е :втаблицеуказанысреднеезначениеµи95%(р=0,05)доверительныйинтер-вал(нижняяиверхняяграница).

χ2 –результатытестапокритериюхи-квадратПирсена.Степеньсвободы(df)=1.


48 MEDICAL SCIENCES

Факторы риска, которые были выявле-ны среди исследуемых нами доношенныхноворожденных, следующие: гипоксия и/или асфиксия, внутриутробная инфекция,врожденные пороки сердца, пневмония,анемия, врожденные пороки желудочно-кишечноготракта,гемолитическаяболезньноворожденных, задержка внутриутробно-горазвития.

Факторыриска,приведшиекформиро-ванию некротического энтероколита у до-ношенных новорожденных, госпитализи-рованных нами, можно разделить на тригруппы – это гипоксически-ишемические,инфекционные и органические, то естьпороки развития желудочно-кишечноготракта.Внашемисследованиинадолюги-поксически-ишемическогофактора как ос-новного приходится 63%, 25% – на долюинфекционного фактора, 12% – аномалииразвития желудочно-кишечного тракта.К гипоксически-ишемическим факторам,которые были выявлены у этих детей, от-носятся следующие: гипоксия и/или ас-фиксия,врожденныйпороксердца,анемия,гемолитическая болезнь новорожденных;кинфекционным–внутриутробнаяинфек-ция, пневмония. Пороки развития ЖКТ,выявленные у больных в исследуемой ос-новнойгруппе,следующие:атрезияануса,аномалия ротацииификсации кишечника,анальныйстеноз,врожденнаякишечнаяне-проходимость.Несмотрянаточтогипоксияостаетсяосновнымпредикторомвозникно-венияНЭКудоношенныхноворожденных,рождение детей путем кесарева сеченияикормлениемолочнымисмесямивсочета-нииповышаютрискразвитиязаболевания,способствуютболеетяжеломуклиническо-мутечениюиплохомуисходу.

Для проведения исследования основ-ная группа новорожденных в зависимостиотстадииразвитиянекротическогоэнтеро-колитабыларазделенанатриподгруппы:

I подгруппа – 54 больных с I стади-ейНЭК;

II подгруппа – 30 больных с II стади- ейНЭК;

IIIподгруппа–16больныхсIIIстади-ейНЭК.

Статистическое тестирование уровнейбиомаркеров у больных с НЭК с приме-нением критерия Стьюдента выявило по-вышениезначенийЭПО,NOипонижениеионов Cа+2 по сравнению с показателямиконтрольной группы. Уровни маркерову контрольной группы: ЭПО – 11,6±0,1;NO–36,3±1,0;Cа+2–2,29±0,05(р=0,05).Исследования показали, что при некро-тическом энтероколите отмечаются по-вышение уровнейЭПО,NOи понижениеионов Cа+2 в зависимости от стадии за-болевания. Значение ЭПО приНЭК I по-вышается в 1,5 раза (17,3±1,4; р=0,05),NO – в 1,9 раза (68,0±11,4; р=0,05),при НЭК II – ЭПО в 1,7 раза (19,5±1,9;р=0,05), NO – в 2,5 раза (90,1±18,7;р=0,05), при НЭК III – ЭПО большечем в 2 раза (23,8±4,4; р=0,05), NO –в 3 раза (107,2±33,0; р=0,05). А уро-вень ионов Cа+2 уменьшается при НЭК Iв1,7раза (1,35±0,25;р=0,05),приНЭКII – в 2,2 раза (1,05±0,23; р=0,05), приНЭК III – в 3 раза (0,67±0,29; р=0,05).Устойчиваякорреляциянаблюдаетсямеж-ду повышением содержания ЭПО и NO,понижением уровня ионов Са+2 в плаз-ме крови у доношенных новорожденныхс некротическим энтероколитом и стади-ей болезни. По мере увеличения тяжестиНЭК, то есть при ухудшении состояниябольного,происходятвсеещебольшеепо-вышениеипонижениеихуровнейсоответ-ственно. Следовательно, корреляционноеизменение значений этих трех биомар-керов можно использовать не только длявыявленияболезни,ноидляопределениястепениеетяжести.Такимобразом,ЭПО,NO иCа+2 являются биомаркерами, иден-тифицирующимиНЭКу доношенныхно-ворожденных,позволяющимиобнаружитьтяжелыеслучаиболезни.

Выводы Гипоксическоe поражениe нервной си-

стемы и инфекционная контаминация ки-

Таблица 2ПроцентноесоотношениефактороврискаудоношенныхноворожденныхсНЭК

КоличествобольныхдоношенныхноворожденныхсНЭКГипоксияи/или

асфиксия

Внутри-утробнаяинфекция(ВУИ)

Пневмония Анемия Гемолитиче-скаяболезньноворожден-ных(ГБН)

Врож-денныйпороксердца

Задержкавнутриутроб-ногоразви-тия(ЗВУР)

Аномалиижелудочно-ки-шечноготракта

77% 60% 21,6% 15,6% 12% 8,4% 6% 4,8%Идругие:3–сгеморрагическимсиндромом;2–сдефицитомглюкоза-6-фосфатдегидрогеназы;2–двойни;4–свнутриутробнойаномалиейразвитиякостнойсистемы,1–стромбоцитопатией,1–смуковисцидозом.


49 МЕДИЦИНСКИЕНАУКИ шечникамладенцавраннемнеонатальномпериоде являются основными факторамириска НЭК у доношенных новорожден-ных. Рождение детей путем кесарева се-чения и последующeе за этимнарушениезаселения кишечника новорожденногонормальнойкомменсальноймикрофлорой,кормление молочными смесями в сочета-нии могут создать неблагоприятные ус-ловия, влияющиенаклиническое течениеиисходболезни.NO,ЭПОиCа+2являютсядостоверными биомаркерами, корреляци-онныеизменениякоторыхмогутбытьис-пользованынетолькодляидентификацииНЭК, но и для выявления более тяжелыхслучаевболезни.


1.Gephart S.M.,Wetzel C., Krisman B. Prevention andearlyrecognitionofnecrotizingenterocolitis,ataleoftwotools.AdvNeonatalCare:officialjournaloftheNationalAssociationofNeonatalNurses.2014.V.14(3).P.201–210.DOI:10.1097\ANC.00000000000000063.

2.WatkinsD.J.,BesnerG.E.TheRoleoftheIntestinalMi-crocirculationinNecrotizingEnterocolitis.SeminPediatrSurg.2013.V22(2).P.83–7.DOI:10.1053/j.sempedsurg.2013.01.004.

3.WangK.,TaoG.,SunZ.,SylvesterK.G.RecentPoten-tialNoninvasiveBiomarkersinNecrotizingEnterocolitis.Gas-troenterologyResearchandPractice.2019.V.(5).P.1–9.

4.AbboO.,HarperL.,Michel J.,RamfulD.,BredenA.,Sauvat F. Necrotizing Enterocolitis in Full Term Neonates:

IsThereAlwaysanUnderlyingCause?JournalofNeonatalSur-gery.2013.V.2.P.2–29.

5.Maayan-Metzger A., Itzchak A., Mazkereth R. andKuint J. Necrotizing Enterocolitis in Full-Term Infants:Case Control Study and Review of the Literature. Journal ofPerinatology.2004V.24.P.494–499.

6.AhleM.,DrottP.,ElfvinA.,AnderssonR.E.Maternal,fetalandperinatalfactorsassociatedwithnecrotizingenterocol-itisinSweden.Anationalcase-controlstudy/journals.plos.org.2018.DOI:10.1371\journal.pone.0194352.

7.StefanuttiG.Novelexperimentaltherapiesforintestinalischaemiaandreperfusioninjury.DoctoralthesissubmittedforaPhDinPediatricSurgery.UCL(UniversityCollegeLondon).2011.315p.

8.Nowicki P.T., Caniano D.A., Hammond S., Gian-noneP.J.,BesnerG.E,ReberK.M.,NankervisC.A.Endothelialnitricoxidesynthaseinhumanintestineresectedfornecrotizingenterocolitis.J.Pediatr.2007.V.150.N1.P.40–45.

9.Dzik J.M., Dobrzanska A., Gruszfeld D., Walajtys-RodeE.Nitric oxidemetabolitis in the urine of full-term andpreterminfants.PediatricsInternational:OfficialJournaloftheJapanPediatricSociety.2002.V.44(4).P.368–375.

10.Beleslin-CokicB.,CokicV.P.,SureshS.,WirtS.,No-guch C.T. Nitric oxide and hypoxia stimulate erythropoietinreceptor via MAPK kinase in endothelial cells. 2014. V. 92.P.34–40.

11.KorhonenR.RegulationofInducibleNitricOxidePro-duction in Activated Macrophages. Academic Dissertationof Faculty of Medicine of the University of Tampere. Medi-calSchooloftheUniversityofTampere.2002.90p.

12.MarkelA., Engelstad H., Poindexter B.B. Predictingdiseaseseverityofnecrotizingenterocolitis:howtoidentifyin-fantsfornoveltherapies.J.Clin.Neonatal.2014.V.3(1).P.1–9.DOI:10.4103\2249-4847.128717.


50 TECHNICAL SCIENCES СТАТЬИ

УДК539.4:553.2ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ СКОРОСТЬЮ ДЕФОРМАЦИИ 

И КОЭФФИЦИЕНТОМ ВЯЗКОСТИ БАЗАЛЬТОВОГО РАСПЛАВА В ПРОЦЕССЕ ВОЛОКНООБРАЗОВАНИЯ 

Айдаралиев Ж.К., Исманов Ю.Х., Кайназаров А.Т. Кыргызский государственный университет строительства, транспорта и архитектуры

им. Н. Исанова, Бишкек, e-mail: [email protected]

Влюбомпроизводствеизделийнаосновеминеральныхволоконоднимизосновныхвидовоборудова-ния,входящеговлиниюпопроизводствуизделийизволокна,являютсяустановкидляформованиябазаль-товогоковра,илитакназываемыекамерыволокноосаждения.Отихсовершенствазависиткачествоготовыхизделий.Внастоящеевремясуществуетнесколькоширокоиспользуемыхвпромышленностиспособовпо-лученияминеральныхволоконизрасплава,которыеиобусловливаютразличныетипыиконструкциика-мер волокноосаждения.Во всех камерахформованиеминераловатного ковра происходит под действиемгидродинамическихсил.Поэтомуизучениетакихгидродинамическиххарактеристик,какскоростипаденияотдельныхволоконисгустковизэтихволоконигидродинамическоесопротивлениековра,имеетпервосте-пенноезначениеприпроектированииновыхиреконструкциистарыхкамерволокноосаждения.Вданнойработе исследована взаимосвязь между скоростью деформации и коэффициентом вязкости базальтовогорасплававпроцессеволокнообразованияприпосредстведутьевойголовки,разработаннойавторами.Данообоснованиепроцессаволокнообразованияспомощьюдутьевойголовки.Полученысоотношения,устанав-ливающиезависимостьскоростидеформациивструеволокнаотвязкостирасплава.Полученыэксперимен-тальныеданные,покоторымможнооценитьвлияниеместорождениябазальтовназависимостьскоростидеформацииотвязкостибазальтовогорасплава.Установлено,чтовысокоскоростнаядеформациярасплавасильновлияетнакачествоволоконинаколичествоотходовприпроизводствеволокон.

Ключевые слова: базальтовый расплав, минеральные волокна, скорость деформации, коэффициент вязкости, дутьевая головка

RELATIONSHIP BETWEEN THE DEFORMATION SPEED  AND THE VISCOSITY COEFFICIENT OF THE MOLTEN BASALT  

IN THE PROCESS OF FORMATION OF FIBERS Aidaraliev Zh.K., Ismanov Yu.Kh., Kaynazarov A.T.

Kyrgyz State University of Construction, Transport and Architecture named after N. Isanov, Bishkek, e-mail: [email protected]

Inanyproductionofproductsbasedonmineralfibers,oneofthemaintypesofequipmentincludedinthelinefortheproductionoffiberproductsisinstallationsforformingabasaltcarpet,ortheso-calledfiberizingchambers.Thequalityoffinishedproductsdependsontheirperfection.Currently,thereareseveralwidelyusedinindustrymethods for producingmineralfibers frommelt,whichdetermine the various types anddesigns offiberizationchambers.Inallchambers,theformationofmineralwoolcarpetoccursundertheinfluenceofhydrodynamicforces.Therefore, the studyof suchhydrodynamic characteristics as the rateof fall of individualfibers and clumpsofthesefibersandthehydrodynamicresistanceofthecarpetareofparamountimportanceinthedesignofnewandreconstructionofoldchambers.Inthispaper,westudytherelationshipbetweenthestrainrateandtheviscositycoefficientofbasalticmeltduringfiberformationusingablowheaddevelopedbytheauthors.Thesubstantiationoftheprocessoffiberformationusingablowingheadisgiven.Relationsareobtainedthatestablishthedependenceofthestrainrateinthefiberstreamontheviscosityofthemelt.Experimentaldatahavebeenobtainedthatcanbeusedtoevaluatetheeffectofabasaltdepositonthedependenceofthestrainrateontheviscosityofabasaltmelt.Itwasfoundthathigh-speeddeformationofthemeltgreatlyaffectsthequalityofthefibersandtheamountofwasteintheproductionoffibers.

Keywords: molten basalt, mineral fibers, strain rate, viscosity coefficient, blow head

Современная теория волокнообразова-нияизрасплавовгорныхпород,втомчислебазальтовогорасплава,внекоторойстепениотражаетфизическиймеханизмэтогослож-ногопроцессаиопределяетпутисовершен-ствования методов получения неорганиче-скихволокон.

В работах[1–3] достаточно подроб-но описан процесс образования волокнаиз расплава горных пород. Вуказанных

работах рассматриваются различные схе-мыобразованияволокна.Воднойизсхемзаосновуберетсяпредварительноерасще-пление расплавленной струи каким-либоэнергоносителемна отдельные структуры(карли),изкоторыхзатемполучаютволок-напосредствомвытягивания.Предлагает-ся также схема в виде прямого вытягива-нияволокониз горногорасплава,котороепроисходитзасчеттрения,возникающего


51 ТЕХНИЧЕСКИЕНАУКИ между энергоносителеми непосредствен-норасплавом.

Крометого,вработах[4–6]рассмотренпроцессволокнообразованиявприсутствииакустическогополя.Показано,чтоприпо-строении теории волокнообразованияв присутствии акустического поля жела-тельно брать за основу капиллярно-волно-вуюикавитационнуюгипотезы.

В любом производстве изделийна основе минеральных волокон однимиз основных видов оборудования, входя-щего в линию по производству изделийиз волокна, являются установки дляфор-мованиябазальтовогоковра,илитакназы-ваемые камеры волокноосаждения[7–9].От их совершенства зависит качество го-товых изделий. Внастоящее время суще-ствует несколько широко используемыхв промышленности способов полученияминеральных волокон из расплава, ко-торые и обусловливают различные типыи конструкции камер волокноосаждения.Вовсехкамерахформованиеминераловат-ного ковра происходитпод действием ги-дродинамических сил. Поэтому изучениетаких гидродинамических характеристик,как скорости падения отдельных волоконисгустковизэтихволоконигидродинами-ческоесопротивлениековра,имеетперво-степенное значение при проектированииновых и реконструкции старых камерволокноосаждения[1].

Целью настоящей работы является ис-следование взаимосвязи между скоростьюдеформации и коэффициентом вязкостибазальтового расплава в процессе во-локнообразования при посредстве дутье-войголовки.

Материалы и методы исследованияВнашихисследованияхбылаиспользо-

ванадутьеваяголовка[10],представленнаянарис.1.

Дутьевая головка состоит: из корпу-са 1 с вводом 2, через который подает-ся энергоноситель; верхнего покрытия3сотверстием4вцентреивводом5,че-резкоторыйподаетсярасплав;разъемно-го стакана 6 с фланцем 7, размещенногокоаксиальнокорпусу1;кольцевогосопла8, образованного стаканом6и сопловымпатрубком5;генератораакустическихко-лебаний9,образованногокольцевойпро-точкойвофланце7стакана6;досопловой10иподсопловой11камер,соединенныхмежду собой посредством кольцевогосопла8,тангенциальныхканалов12идо-полнительных прямоструйных сопел 13,которые выполнены во фланце 7 стака-на 6. Такая конструкция дутьевой голов-

ки обеспечивает ее эффективную работуи получение супертонкого базальтовоговолокна диаметром 0,6–2,5 мкм и длиной30–50мм(рис.2).

Рис. 1. Дутьевая головка для получения супертонких волокон диаметром 0,5–2,5 мкм

Рис. 2. Расщепление базальтового расплава в волокно

Для описания процесса расщепленияволокнавдутьевойголовкепредставимвы-ходящийрасплавввидестержняизвязкоговещества (базальтового расплава) с беско-


52 TECHNICAL SCIENCES нечномалымисдвиговымихарактеристика-мивпоперечномнаправленииинаходяще-госяподдействиемрастягивающихсил±F,приложенныхкегоконцам.

Согласно теории вязкого течения[11–12] распределение скоростей образующихтечение частиц вокруг неподвижной ней-тральной точки описывается следующи-миформулами:

1 1, , ,2 2x y zx y zϑ = α ϑ = − α ϑ = − α (1)

гдеα(t) – параметр,характеризующийгра-диент скорости. Он зависит от времени.Еслиобозначитьдлинустержня(избазаль-товогорасплава)через l(t),тодлямоментавремениtполучаемсогласноформуле(1):

2

dl ldt

= α , (2)

гдеα/2–коэффициентлинейногорастяже-ниябазальтовогорасплава(стержня)заеди-ницувремени.

Для определения зависимости коэффи-циентаαотприложеннойсилыFзаметим,чторабота:

1 .2

dlA F Fldt

= ⋅ = α (3)

Малыесмещениячастицупругоготелаподдействиемвнешнихсилможноохарак-теризоватьвекторомсмещения,которыйза-виситоттрехпространственныхкоординатs(x,y,z).

Изменение положения частиц по отно-шению к выбранной точкеможно описатьс помощью градиента вектора смещениявдольрадиус-вектора:

1 1 .2 2

ds ds dss sdr dr dr

= + ∇ + − ∇ (4)

Дажепрималыхвнешнихвоздействий,но, если их длительность велика, проис-ходят изменения среды, характерные придеформациях. Следовательно, при дефор-мациях частицы средыприобретают опре-деленную скорость. Описать смещенияв структуре среды при условии, что дли-тельность внешнего воздействия оченьмала, можно с помощью вектора переме-щения, который пропорционален скоростичастицсреды:

s(x,y,z)=ϑ(x,y,z)∆t.

Выражениедляскоростичерезегопро-странственныекомпонентыимеетвид:

.

z

y

x

ϑ ϑ =

ϑ ϑ

(5)

Деформация жидкости определяетсязначениямипроизводныхскоростейвблизиданной точки, т.е. при изучении деформа-цийупругихтелважнынестольковекторыперемещений, сколько значения скоростейчастицсреды.Изменениескоростейчастицсредывблизирассматриваемойточкимож-нозадатьследующимсоотношением:

( ) ( ) .dr dr r rdrϑϑ + = ϑ + (6)

Производнаявектораскоростивдольра-диус-вектора, выраженнаячерезпростран-ственные компоненты, может быть пред-ставленаввидеследующейматрицы:

1 1 1

2 2 2

3 3 3

;

.T

x y zd ddr x y z dr

x y z

∂ϑ ∂ϑ ∂ϑ ∂ ∂ ∂

∂ϑ ∂ϑ ∂ϑϑ ϑ = ∇ϑ = ∂ ∂ ∂ ∂ϑ ∂ϑ ∂ϑ

∂ ∂ ∂

(7)

Если соотношение (6) рассматриватькактензор,тоегоможнопредставитьввидесуммы тензоров скоростей деформацииивращения:

1 1 .2 2

d d ddr dr drϑ ϑ ϑ = + ∇ϑ + − ∇ϑ

(8)

Изменение скорости при удалении от рассматриваемой точки вдоль некоторогорадиус-вектора,началокоторогонаходитсяв этой точке,можно выразить через роторполявекторовскоростейизучаемойсреды:

( ) ( ) 1 .2ikr dr r dr rot drϑ + = ϑ + ϑ + ϑ × (9)

Здесь ϑik – тензор скоростей среды,онопределяетсясоотношением:

1 .2ik

ddrϑ ϑ = + ∇ϑ

(10)


53 ТЕХНИЧЕСКИЕНАУКИ Иливматричномпредставлении:

31 2 1 1

31 2 2 2

3 3 31 2

1 12 2

1 1 .2 2

1 12 2

ik

y y x z x

x y y z y

x z y z z

∂ϑ∂ϑ ∂ϑ ∂ϑ ∂ϑ + + ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ϑ∂ϑ ∂ϑ ∂ϑ ∂ϑ

ϑ = + + ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ϑ ∂ϑ ∂ϑ∂ϑ ∂ϑ + + ∂ ∂ ∂ ∂ ∂

(11)

Применениеформулы(11)дляописанияработы(работарассчитываетсянаединицуобъемасреды)силвнутреннеготрения,об-условленныхвязкостьюсреды,даетследу-ющеесоотношение:

2 .2 ik

i k

A = η ϑ∑∑ (12)

В случае рассмотрения движения,описываемого формулами (1), ϑ11=α,ϑ22=ϑ33=–α/2,остальныекомпонентытен-зораϑikобращаютсявнуль.

Полнаяработасилтрениявовсемобъ-еместержняV=Sl(S – поперечноесечениев рассматриваемый момент) выражаетсяследующейформулой:

2.32

A V= η α

Приравнивая ее к работе растягиваю-щейсилыF(dl/dt),мыполучаемследующеесоотношениедлякоэффициентаα (градиен-таскороститечения):

23 ,V Flη α = α

т.е.

.3lF

Vα =

η (13)

Для описания процесса волокнообра-зования в дутьевой головке воспользуем-ся уравнением энергобаланса в следую-щемвиде:

( )23 1 .

2 2d S

V Fldtσ

η α + = α (14)

Здесь η – вязкость базальтового рас-плава; V – объем расплава; α – градиентскорости деформации; σ – поверхностноенатяжениебазальтовогорасплава;S–пло-щадьповерхности;F–вытягивающаясила;l–длина.

Первоеслагаемоевуравнении(14)пред-ставляетсобойработусилвнутреннеготре-ния,второеслагаемоеопределяетскорость

изменения поверхностной энергии, праваячастьописываетработувнешнихсил.Придостаточно больших скоростях вытяжкиволокон работа, затрачиваемая на преодо-ление вязкости, значительно превосходитработу,затрачиваемуюнапреодолениесилповерхностногонатяжения,т.е.:

23 1 .2 2

V Flη α = α (15)

Приведемуравнение(15)кследующемувиду: 3 1 .

2 2V Flη α =

Используя(2),получаем 21 .

6dl Fdt Vl

=η

Принимая во внимание, что V Sl= и F PS= ,получаем:

1 .

6Pdl dt

l=

η (16)

После интегрирования уравнения (16) получим:

00

( )exp .6 ( )

t P tl l dtt

=

η ∫ (17)

Здесь l – длина волокон; P(t) – удель-ная сила, величинакоторойи зависимостьееотвремениопределяютсяконструкциейдутьевой головки, давлением подаваемогопараидругимифакторами;l0–характерныйразмерэлементарногообъемаструираспла-вавначальныймоментвремени;η(t)–вяз-костьрасплава;t–время.

При условии, что плотность расплавав процессе охлаждения изменяется незна-чительно, из уравнения сохранения мас-сыполучаем:

220 0

0 .4 4

d ld lV Vππ= = =

Здесь V – объем волокна; V0 – объ-емструибазальтовоговолокна.


54 TECHNICAL SCIENCES Отсюдадиаметрпоперечногосеченияволокнаможновыразитьчерезегодлину:

2 / .d V l= π

Площадьволокнаилиструиравна

( )22 2 2 ; , 2 2 ,s r rl r l r l s rl dl Vl= π + π = π + = π = π = π

( ) 2 12 / ,2

d s ds d Vl dl dlV V ldt dt dt dt dtlσ π≈ σ = σ = σ π = σ π

/ ,ds dlV ldt dt

σ = σ π (18)

2

22

3 3 .2 2

dldtV Vl

η α = η (19)

Сравниваявыражения(2)и(3),получаемформулуоценки:

2 2 2

2 22

2 2 2 1/ /3 3 3 32

2 1 2 2 1 4 1 ,3 3 3

dsdl l l Vldt V l V l ldl dldt lVdlV VV dt dtdt

l ll ldl dl dlV d ddt dt dt

σ σ π= σ π ⋅ = σ π ⋅ = ⋅ ⋅ =η η α ηη

σ π σ σ= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ =η η η

2

4 1 .3 32

dsldt

dl dVdt

σ σ=ηη α

Наосновании(14)и(18)имеем:

23 1 / ,2 2

dlV V l Fldt

η α + σ π ⋅ = α

,dldt l

α =⋅

23 1 / ,2 2

dlV V l Fl dt l

η α + σ π ⋅ = α⋅

23 1 / ,2 2

V V l Fl

η α + σ π ⋅ α = α

2 23 1 3 1 / , / ,2 2 2 2

V F V l V F V ll l

η α = α −σ π ⋅ α η α = α −σ π

3 1 / ,2 2

V F V ll

η α = −σ π


55 ТЕХНИЧЕСКИЕНАУКИ

1 /2 ,3

2

F V l

Vl

−σ πα =

η

1 1 1 / / / /2 2 2 3 3 3

2 2 2

F V l P S V l P V l V l

V V Vl l l

−σ π ⋅ −σ π ⋅ −σ πα = = = =

η η η

1 1 / / / / 22 23 3 3 3 / /2 2

P V l V l V l P V l PV lV V l

l

⋅ ⋅ −σ π ⋅ −σ π σ π= = = − =η η⋅η η⋅

2

2 2 2 4 1 4 ,3 3 3 3 3 3 33 3

P P P P Pr d dS r

σ π σ π σ σ σ = − = − = − = − = − η η η η⋅ η η⋅ ηη⋅ η⋅ π

1 4 .

3P

dσ α = − η (19)

Технологическиепараметрыи расчетные значения скоростидеформацииприведенывтаблице.

Технологическиехарактеристикирасплавовизбазальтовыхгорныхпород

Месторождение Вязкость,ηПа∙с,приt,°C1450 1400 1350 1300 1250

Сулуу-Терек(Кыргызстан) 4,7 8,4 14,0 24,5 47,0Берестовецкое(Украина) 3,6 6,2 10,2 18,2 35,4Марнеульское(Грузия) 7,8 13,0 22,5 41,0 76,5Давлениеэнергоносителя,P,кг/с 5Диаметрволокна,d,мкм 0,5–2,5Коэффициент поверхностного натяжения, среднеезначение,σ,н/м

0,2–0,5

Скоростьдеформации,с-1Сулуу-Терек(Кыргызстан) 4283,62 2396,79 1438,07 821,76 428,36Берестовецкое(Украина) 5592,50 3247,26 1973,82 1106,21 568,73Марнеульское(Грузия) 2581,15 1548,69 894,80 491,05 263,18

Из таблицы видно, что с увеличени-ем температуры расплава его вязкостьувеличивается, также увеличивается ско-рость деформации. Поэтому слишкомбольшое увеличение малых деформацийможет стать основой появления отходовволокнообразования. Экспериментальноопределена вязкость расплава в зависи-мости от химико-минералогического со-става электродуговой печи для диапазонатемператур 1250–1450°С[13–15]. Всоот-ветствии с полученными результатами из-

менение скорости деформации в процессеволокнообразованияпроисходитвпределах428,36–4283,62с-1.

Таким образом, при выходе за пределыскоростей деформации в процессе произ-водства базальтовых волокон 15–25% ба-зальтового расплава не попадает в готовоеизделие – холст из базальтовых волокон.Возникаетнеобходимостьутилизацииотхо-довпроизводстваилииспользованияихвка-чествесырьяприсозданииновыхкомпози-ционныхматериаловиизделийнаихоснове.


56 TECHNICAL SCIENCES Выводы

1.Данообоснованиепроцессаволокно-образованияспомощьюдутьевойголовки.Полученысоотношения,устанавливающиезависимость скоростидеформациив струеволокнаотвязкостирасплава.

2.Получены экспериментальные дан-ные, по которым можно оценить влияниеместорождения базальтов на зависимостьскоростидеформацииотвязкостибазальто-вогорасплава.

3.Установлено, что высокоскоростнаядеформациярасплавасильновлияетнака-чествоволоконинаколичествоотходовприпроизводствеволокон.


1.ОрмонбековТ.О.Техникаитехнологияпроизводствабазальтовыхволокон.Бишкек:Илим,2010.152с.

2.Гурьев В.В., Тихонов Р.Д., Бегляров Э.М., Тихоно-ва В.Р. Волокнообразование силикатных расплавов в аку-стическомполе//Стеклоикерамика.2011.№11.С.12–15.

3.БегляровЭ.М.,КовыловВ.М.Физическиймеханизмпроцесса волокнообразования// Огнеупоры. 1980. №6.С.27–29.

4.Димитриенкою.И.Нелинейнаямеханикасплошнойсреды.М.:Физматлит,2009.624с.

5.ЕмельяновВ.Н.Механикасплошнойсреды:Теориянапряженийиосновныемодели.М:юрайт,2018.163с.

6.Татаринцева О.С., Углова Т.К., Игонин Г.С., Бы-чинН.В.Определениесроковэксплуатациибазальтоволок-нистых теплоизоляционных материалов // Строительныематериалы.2014.№11.С.14–15.

7.ВеллисС.А.,КаминскасА.Л.,ВерикасТ.К.,Степа-нов И.Я. Теплопроводность влажных стекловолокнистыхи минераловатных плит// Строительные материалы. 2012.№6.С.38–40.

8.Асланова М.С., Мясников А.А. Влияние химиче-скогосоставабазальтовоговолокнанаегокислотоустойчи-вость//Стеклоикерамика.2014.№5.С.18–22.

9.АйдаралиевЖ.К., КайназаровА.Т.,Исмановю.Х.,АбдиевМ.С.,АтыроваР.С.,СопубековН.А.Супертонкиево-локнанаосновеалевролитаибазальта,добываемыхвКыр-гызстане// Международный журнал прикладных и фун-даментальных исследований. 2019. №5. С.109–114. DOI10.17513/mjpfi.12748.

10.Абдыкалыков А.А., Айдаралиев Ж.К, Сопубе-ковН.А.,БайсаловЭ.А.,Дубининю.Н.Дутьеваяголовка//ПатентнаизобретениеКР.Кыргызпатент№1612.2014.

11.ФеннерБ.,УльрихМ.Газоваявагранка–новаяраз-работкадляпроизводстваминеральнойваты//Базальтовыетехнологии.2017.№5.С.27–31.

12.ЗакожурниковС.С.,ЗакожурниковаГ.С.Оптимиза-циятехнологическогопроцессапроизводствакарбидакрем-ния//Молодойученый.2016.№9.С.147–150.

13.Исмановю.Х. Интерферометрия на основе мето-дабесщелевойрадужной голографии //ВестникКГУСТА.2015.№4(40).С.194-198.

14.Исмановю.Х. Голографическая интерферометриянаосновеэффектаТальбота//ИзвестияНациональнойАка-демиинаукКыргызскойРеспублики.2015.№2.С.20-23.

15.IsmanovY.Kh.,TynyshovaT.D.,AidaralievZ.K.Wide-range holographic interferometer. Optical Engineering. 2018.№57(12).124106.DOI:10.1117/1.OE.57.12.124106.


57 ТЕХНИЧЕСКИЕНАУКИ УДК677.027

АНАЛИЗ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ТЕКСТИЛЬНЫХ ПЕРЕВЯЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1Джанпаизова В.М., 1Ташменов Р.С., 2Токсанбаева Ж.С., 1Аширбекова Г.Ш., 1Толганбек Н.Н., 1Шаймаханова А.Н.

1Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова, Шымкент;2Южно-Казахстанская медицинская академия, Шымкент, e-mail: [email protected]

В статье обсуждается возможность использования нанотехнологий при производстве медицинскоготекстиля. Сиспользованием метода поверхностного нанесения реагентов на текстильные перевязочныематериалыполученыэкспериментальныеобразцы,модифицированныенаноцитратом серебра.Дляоцен-кипотребительскихсвойств,постандартнойметодикебылииспытаныопытныеобразцыиполученыдан-ныеопоказателяхгигиеническихифизико-механическихсвойствтекстильныхперевязочныхматериалов,пропитанных водными растворами наноцитрата серебра. Приведено описание методов и используемойаппаратуры для модифицирования текстильных материалов наночастицами металлов. Получены данныепо показателям: жесткость, воздухопроницаемость, усадка, удлинение, водопоглощение, капиллярностьи гигроскопичность.Сравнительныйанализ этих гигиеническихифизико-механическихпоказателейпо-казал,чтообработкананоцитратомсеребраоказалаположительноевлияниенаосновныепоказателипере-вязочныхматериалов,улучшеннуюжесткость,уменьшенноенабухание,уменьшеннуюусадку,улучшенноеводопоглощение, капиллярностьи гигроскопичность, благодаря структурированиюволокон текстильногоматериала. Коэффициент воздухопроницаемости увеличивается особенно после пропитки раствором на-ноцитратасеребра,таккакмеханическаяобработкаприводиткразрыхлению,системынитей,становитсяменееплотной,увеличиваетсярасстояниемеждуволокнамиисквознымипорами.Разрывнаянагрузкамоди-фицированноймарлипрактическинеотличаласьотконтрольныхобразцов.Получениемодифицированныхтекстильныхперевязочныхматериаловслечебнымисвойствамипозволяетрасширитьассортиментмеди-цинскихсредств.

Ключевые слова: текстильные перевязочные материалы, наноцитрат серебра, гигиенические свойства, физико-механические показатели, модификация

ANALYSIS OF CONSUMER PROPERTIES OF MODIFIED TEXTILE DRESSINGS1Dzhanpaizova V.M., 1Tashmenov R.S., 2Toksanbaeva Zh.S., 1Ashirbekova G.Sh., 

1Тоlgаnbек N.N., 1Shaymakhanova A.N.1M. Auezov South Kazakhstan State University, Shymkent;

2South Kazakhstan Medical Academy, Shymkent, e-mail: [email protected]

Thisarticlediscussesthepossibilityofusingnanotechnologyintheproductionofmedicaltextiles.Usingthemethodofsurfaceapplicationofreagentstotextiledressings,experimentalsamplesmodifiedwithsilvernanocitratewereobtained.Toassessconsumerproperties,thestandardmethodwasusedtotestprototypesandobtaindataontheindicatorsofhygienicandphysicalandmechanicalpropertiesof textiledressingsimpregnatedwithaqueoussolutionsofsilvernanocitrate.Thecharacteristicsofmethodsandequipmentformodifyingtextilematerialswithmetalnanoparticlesaredescribed.Dataontheparametersofstiffness,breathability,shrinkage,elongation,waterabsorption,capillarityandhygroscopicitywereobtained.Acomparativeanalysisofthesehygienicandphysical-mechanical indicators showed that silver nanocitrate treatment had a positive effect on themain indicators ofdressings, improved stiffness, reduced swelling, reduced shrinkage, improved water absorption, capillarity andhygroscopicityduetothestructuringoftextilematerialfibers.Thecoefficientofbreathabilityincreasesespeciallyafterimpregnationwithasolutionofsilvernanocitrateasmechanicalprocessingleadstoloosening,thesystemofthreadsbecomeslessdense,thedistancebetweenthefibersandthethroughporesincreases.Thebreakingloadofthemodifiedgauzepracticallydidnotdifferfromthecontrolsamples.Obtainingmodifiedtextiledressingswithmedicinalpropertiesallowsyoutoexpandtherangeofmedicalproducts.

Keywords: textile dressings, silver nanocitrate, hygienic properties, physical and mechanical parameters, modification

Вовсеммиренаблюдаетсяинтенсивноераспространение нанотехнологий, то естьтехнологий, предназначенных для полу-чения и эффективного практического ис-пользования нанообъектов и наносистемс особыми свойствами, которые применя-ютсявомногихотрасляхпромышленности.Основной характеристикой нанотехноло-гий является способность контролироватьпроцессы изменения вещества на уровнемакромолекул, создавая новые веществас новыми химическими, физическими

и биологическими свойствами. Комбина-цияметодовиприемовпозволяетсоздаватьимодифицироватьконтролируемыеобъек-ты, которые включают в себя компонентыразмером1–100нмиобладаютпринципи-ально новыми качествами, позволяющимиулучшить эксплуатационные и потреби-тельскиехарактеристики,атакжесвойстваполучаемых продуктов [1, 2]. Известно,что медицинский текстиль занимает зна-чительнуючастьпроизводствапротивоми-кробного текстиля. Одним из актуальных


58 TECHNICAL SCIENCES направлений современных исследованийв области выбора антимикробных препа-ратов для медицинского текстиля сегодняявляетсяборьбасустойчивымикантибио-тикам микроорганизмами и внутриболь-ничнымиинфекциями.

Существуютразличныетехнологиипро-изводства текстильныхматериалов с анти-септическими свойствами. Биологическаяактивность волокон и текстильных мате-риалов определяется свойствами содержа-щихся в них веществ. Способы приданияантибактериальных свойств волокнистымматериалам можно разделить на следую-щиегруппы:

- укрепление ионов металла в тон-койструктуреволоконприихформовании;

- взаимодействиеионовметалловсво-локнамипохимическимсвязям,методхи-мическоймодификации.

Структурнаямодификацияможет бытьсвязана с химическими волокнами, в ко-торые вводят биоциды во время процессамодификации. Химической модификацииподвергаются все виды текстильныхмате-риалов. Различные методы используютсядля химическоймодификации полотен[3].Однимизних являетсяповерхностноена-несение биоцидных препаратов, котороеосуществляетсяпропиткой,опрыскиваниемилипогружениемспоследующимвысуши-ванием[4,5].

Анализируя существующие способыпридания антисептических свойств тек-стильнымматериалам,можноотметитьме-тод поверхностного нанесения реагентовнаматериалы,способомокунания.Эторас-пространённыйметоднапрактикедовольнопрост в исполнении, не требует сложногоспециальногооборудованияидаётвысокийпрактическийрезультат[5].

Придание текстильным материаламантимикробныхсвойствпреследуетдвеос-новныецели:защитаотдействиямикроор-ганизмовизащитаотдействияпатогенноймикрофлоры объектов, контактирующихстекстильнымиматериалами.

Наночастицы серебра используютсядля придания антибактериальных свойств.Ионы соединений металлов проявляютопределенный стерилизующий эффект.Считается, что часть кислорода в воздухеиливодепревращаетсявактивныйкислородспомощьюкатализатора,содержащегоионметалла,разрушаятемсамыморганическоевещество,создаваястерилизующийэффект.Наноматериалы обладают улучшеннымикаталитическими свойствами благодарясвоему высокому поверхностному заряду,атомы которого меняются при использо-вании наноматериалов с размером частиц,

количество реагентов частиц на единицуплощади значительно увеличилось. На-ночастицы серебра имеют очень большуюудельнуюповерхность,чтоувеличиваетихконтактсбактериямиилигрибамиизначи-тельноулучшаетихбактерицидныеифун-гицидныесвойства.Наносереброоченьбы-строреагируетсбелками[6].

Было обнаружено, что бактерицидныйэффектионизированногосеребрав1750разсильнее карболовой кислоты, в 3,5 разасильнее, чем хлорид меркурия и хлоридизвести. Кроме того, спектр противоми-кробного действия серебра намногошире,чемумногихантибиотиковисульфанила-мидов. Серебро обладает более сильнымпротивомикробным действием против аэ-робных и анаэробных микроорганизмов,чемпенициллин,биомицинидругиеанти-биотики, и оказывает вредное воздействиена штаммы (сорта) virus10 и грибы. Ис-пользованиеактивногосеребраввиденано-частицпозволяетвсотниразснизитькон-центрациюсеребра,сохраняяприэтомвсебактерицидные свойства. Висследованиидля придания антибактериальных свойствтекстильнымперевязочнымматериаламис-пользованнаноцитратсеребра

Целью исследования является сравни-тельный анализ потребительских свойствмодифицированных наноцитратом серебратекстильных перевязочныхматериалов.

Материалы и методы исследования Объектисследования в данной статье –

текстильнаяповязкаЭ58РМ(нестерильнаямарля ГОСТ 1172-93, 100% хлопок), про-питанная растворами наноцитрата серебра.Образцытканиразмером200×200ммпослеопределенияточноймассынааналитическиевесы, пропитанные аппретирующими во-днымирастворамисоставынадвухвальнойплюсовке лабораторной с отжимом 90%.Сушкаееитермообработкапроводятсявсу-шилкестерморегулятороминатермопрессе.

Температура термообработки составля-ет 1400°С в течение 2 мин. После сушкиобразцы термообработки отмывают в дис-тиллированной воде, следует сушка прикомнатной температуре. Количественноеопределение антимикробной активностиобразцовПМсразличнымсодержаниемци-тратасеребраопределялосьразмеромзоныподавленияростамикроорганизмоввокругобразца[6].

Воздухопроницаемость аппретирован-ных текстильных материаловопределяютнаприбореВПТМ-2поГОСТ12088–77[7].

Для определения разрывных характе-ристик используют разрывную машину РТ-250М(ГОСТ3813–72)[8].


59 ТЕХНИЧЕСКИЕНАУКИ Спомощью методаатомно-силовойми-

кроскопии (АСМ) определена зависимостьантисептических свойств обработанноймарлиотналичиявнихчастицметалличе-ского серебра.


Особое внимание было уделено гигие-ническим свойствам медицинской марли,поскольку они имеют большое значениев процессе получения перевязочных мате-риалов(табл.1).

Анализ гигиенических свойств моди-фицированныхобразцовмедицинскоймар-ли, отобранных по номенклатуре, показалулучшение таких свойств, как водопогло-щение,капиллярность(поосновеот92ммдо103мм,поуткуот80ммдо103мм),ги-гроскопичность, которая отражает общееулучшениекачествамедицинскоймарли.

Качествопродуктаоцениваетсяпоегопотребительским свойствам. Пропитка на-ноцитратом серебра позволила улучшитьсвойства марли. Впроцессе эксплуатациитекстильные изделия подвержены процес-самнатяжения,усадки,взрывоопасныхна-грузок, истиранию, поэтому модифициро-ваннаямарлядолжнаиметьхарактеристикивысокойпрочности[5].Марлядолжнабытьмягкой, выдерживать определенные раз-рывные нагрузки и иметь низкую усадку.Такие свойства обеспечивают его удобноеиспользование с получением антисептиче-скихсвойствдляперевязок.Дляоценкипо-требительскихсвойствмодифицированныеобразцымарлибылииспытанысиспользо-ваниемстандартныхметодовдлянаиболеезначимых показателей номенклатуры тре-

бованийкмарлесантисептическимисвой-ствами(табл.2).

Приведенныев табл.2 данныепоказы-вают,чтопроцессмодификацииоказалпо-ложительноевлияниенаосновныемехани-ческиехарактеристикимарли.

Так,улучшилисьпоказателижёсткостимодифицированной марли. Контрольныйобразецмарлипослемокройобработкипо-казалнебольшуюусадку–5%,авмодифи-цированныхобразцахусадка–2%.Анализпоказывает,что обработкананоцитратомсе-ребраприводиткнекоторомуструктуриро-ваниюволоконтканейиуменьшаетстепеньихнабухания.

Усадка тканей – это сложный про-цесс, который зависит от комплекса вза-имосвязанных явлений: процессов об-ратной релаксации и набухания волокон.Обратные процессы релаксации проис-ходят в результате деформации волокон,пряжи и марли в процессе создания тка-ни.Во времяпроцесса отделкимарляис-пытывает сильное натяжение, а во времяокончательнойотделки,подвоздействиемвысокойтемпературы,этадеформацияза-крепляется сушкой. Чем больше дефор-мация марли в процессе производства,тембольшеусадкапримокройобработке.Вхлопке молекулы целлюлозы связанысильным межмолекулярным взаимодей-ствием.Втревожномволокнеэтиотноше-ния несколько уменьшаются, так что приразгрузке происходит самопроизвольныйпроцессдезориентацииструктуры.Вовре-мя влажных обработок молекулы воды,которые проникают между нитями ткани,волокнами нитей и молекулярными цепя-ми, ослабляют силы их взаимодействия.

Таблица 1Гигиеническиесвойствамарлимедицинской

ССвойствамарлимедицинской ОбразецКонтроль Пропитанныйрастворомнаноцитратасеребра

1 2 3ГигроскопичностьЖг,%допропитки 14,05 14,29послепропиткирастворомнаноцитратасеребра 14,25 14,79КапиллярностьК,ммдопропиткипооснове 92 103поутку 80 103послепропиткирастворомнаноцитратасеребрапооснове 142 146поутку 129 146Водопоглощение,Вп%допропитки 50 52послепропиткирастворомнаноцитратасеребра 65 63


60 TECHNICAL SCIENCES

Продолжительность процесса релаксациизависитоттемпературыводы.Когдаволок-нанабухают,диаметрнитиувеличивается,вызывая растяжение периферийных воло-кон,набуханиевокругпряжи.Этодополни-тельныйисточникнапряжениянаволокнах.При мокрой обработкемеханические силыпревышаютвнутренниесилытренияволо-конипряжидруг сдругом.Этооблегчаетдвижениеволоконинитейвпряже[5].Во-локна,которые скользятподиаметрунити,утолщают её, и по длине – укорачивают.Следовательно, после мокрой обработкинаблюдается уменьшение размера ткани.Марлявпроцессемокройобработкепока-зала небольшую усадку – 5%. Впроцессемодификации 0,04%-ным раствором нано-цитратасеребраусадкасоставляет–2%.

На разрывной машине РТ-250М опре-делялись показатели прочности на разрыв  согласно методологии 2.4.3[8]. Разрыв-ная нагрузка модифицированной марлипрактически не отличалась от контроль-ныхобразцов.

Послеизмененияосновныхфизическиххарактеристикулучшилисьвсепоказатели.Коэффициент воздухопроницаемости в су-хомсостояниивоздухаособенновозрастаетв модифицированных образцах, пропитан-ныхрастворомнаноцитратасеребра.

Для образцов, модифицированных на-ноцитратом серебра, коэффициент воз-духопроницаемости BP и общую пори-стость смачиваемой марли определялистандартными методами. Результаты ис-следованиязависимостиобщейпористостии воздухопроницаемости от фактическойвлажности тканей свидетельствуют о том,что коэффициент воздухопроницаемостиуменьшается с увлажнением тканей. Это

связано с уменьшением пористости этихтканей.Рыхлаясистеманитейврезультатемеханическойобработкистановитсяменееплотной,расстояниемеждунитямииволок-намиувеличивается,чтоприводиткувели-чениюпор.Известно, чтодоминирующуюрольввоздухопроницаемостиволокнистыхсетчатыхструктуриграетихповерхностнаяпористость, то естьналичие сквозныхпорвматериале.

Процесс модификации значительноувеличил капиллярность тканей по осно-ве от 92 мм до 103 мм, по утку от 80 ммдо103мм.

Капиллярность зависит от плотностиволоконинитей,изкоторыхсостоитткань,а также от степени смачивания поверхно-сти материала жидкостью. Следовательно,примеханическомвоздействииивовремяпропитки смачиваемость материала улуч-шается. И, как следствие, увеличиваетсякапиллярность.

Чтобы установить наличие серебрав марле и характер его распределенияпо поверхности волокон, были изученыдва образца: начальная контрольнаямарляиобразец,обработанный0,04%растворомнаноцитрата серебра. СAСM было обна-ружено, что около 17 наночастиц падаютна1мкм2.Наночастицысеребранаповерх-ности марлевых волокон имели довольноширокий диапазон размеров и различных(частонерегулярных)форм.Былоустанов-лено, что размеры горизонтальных частицсоставляют от 24 до 170Нм, а их высотаколеблетсяот1до31Нм,тоестьчастицыимеют определенную сплюснутую форму.Количество агрегатов частиц, адсорбиро-ванныхнаповерхностиволокон,быловтомчислемежду4и28нм,таккакразмерча-

Таблица 2Физико-механическиесвойствамодифицированныхобразцовмарли

СвойствамарлиОбразец

Контроль Обработанный0,04%растворомнаноцитратасеребраЖесткостьЕ1,кН’см2:пооснове 770 747поутку 340 298УсадкаУ,%:пооснове 5,0 2,0поутку 5,5 2,0РазрывнаянагрузкаР,Н:пооснове 82 76поутку 38 34Удлинениеприразрыве, %:пооснове 12 16поутку 18 22


61 ТЕХНИЧЕСКИЕНАУКИ стиц,скореевсего,вобработаннойраство-ромнаноцитратасеребрав0,04%–этобли-жек6нм[9].

Анализрезультатовпредлагает,чтотипсвязываниянаночастицсеребрасповерхно-стьюволоконцеллюлозыявляетсяболеепо-следовательнымсchemisorbimentoпосрав-нениюспростойадсорбциейfisico.

ВыводыСтандартныеметодыопределениягиги-

еническихсвойствифизико-механическиххарактеристикпозволилиоценитькачествомодифицированных текстильных перевя-зочныхматериалов.

Анализ гигиенико-физико-механиче-скиххарактеристикпоказал,чтообработкананоцитратомсеребраоказалаположитель-ное влияние на ключевые показатели по-вязки, улучшенные показатели жесткости,степеньотечностиуменьшилась,уменьши-лось сокращение, улучшились такие свой-ства, как водопоглощение, капиллярностьи гигроскопичность, из-за определенноготекстурированиятканиволокна.

Атомная силовая микроскопия позво-лилаопределитьизменения,происходящиевмикроструктуремодифицированногома-териала, например, установить форму 3,поперечную и вертикальные размерыи количествочастиц серебранаповерхно-стиволокон.

Выбранная технология производствановых перевязочных материалов с ле-чебными свойствами позволит расши-рить ассортимент медицинских текстиль-ныхматериалов.

Научные исследования выполнены благодаря грантовому проекту МОН РК AP05131936 «Научное обоснование и раз-работка технологии придания лечебных

свойств текстильным перевязочным мате-риалам и оценка их качества».


1.BarbaraSimoncicandBrigitaTomsicStructuresofnov-elAntimicrobia;Agents forTextiles.TextileResearchJournal.2010.Vol.80(16).P.1721–1737.

2.Киселева А.ю. Бактерицидные текстильные ма-териалы на основе биологически активных препаратови наносеребра // Тез. докл. на семинаре «Наноструктур-ные, волокнистые и композиционные материалы». СПб.: С.-Петербургский государственный университет промыш-леннойтехнологииидизайна,2011.С.4.

3.Рахимова С.М., Виг А., Таусарова Б.Р. Разработканового способа придания биоцидных свойств хлопчатобу-мажнымтекстильнымматериаламсиспользованиемнано-частицметаллов//ВестникАлматинскоготехнологическогоуниверситета.2015.№3(108).С.80–83.

4.Пащенко А., Яковчук ю. Антимикробные свой-ства перевязочного текстильного материала, импрегни-рованного серебром в форме карбоксилата // Ауэзовскиечтения – 13: «Нурлыжол» – стратегическийшаг на путииндустриально-инновационного и социально-экономиче-ского развития страны: материалы международной науч-но-практической конференции. Шымкент: Издательствоюжно-Казахстанского государственного университета им.М.Ауэзова,2015.С.290–293.

5.Баранова О.Н. Разработка метода придания анти-септических свойствцеллюлознымтекстильнымполотнамбельевогоассортиментаиоценкаихкачества:дис....канд.техн.наук:05.19.01.Москва,2012.167с.

6.Джанпаизова В.М., Ташменов Р.С., Токсанбае-ва Ж.С., Аширбекова Г.Ш., Толганбек Н.Н., Шаймаха-нова А.Н. Бактерицидные текстильные перевязочныематериалы на основе наноцитрата серебра // Технологиятекстильнойпромышленности.2019.№1(379).С.205–209.

7.ГОСТ12088-77.Материалытекстильныеиизделияиз них. Методы определения воздухопроницаемости. М.:ИПКИздательствостандартов,2003.12с.

8.ГОСТ 3813-72. (ИСО 5081-77, ИСО 5082-82). Ма-териалы текстильные. Ткани и штучные изделия.Методыопределенияразрывныххарактеристикприрастяжении.М.:ИПКИздательствостандартов,2003.12с.

9.Джанпаизова В.М., Ташменов Р.С., Токсанбае-ваЖ.С.,АширбековаГ.Ш.,ТолганбекН.Н.,ДуйсеноваШ.Б.Придание лечебных свойств текстильным материалам ме-дицинскогоназначения//Технологиятекстильнойпромыш-ленности.2019.№1(379).С.205–209.


62 PHYSICAL AND MATHEMATICAL SCIENCES СТАТЬИ

УДК621.892.6:66.046.7ВЛИЯНИЕ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ КАПЕЛЬ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ 

НА ГИДРОДИНАМИКУ ТЕЧЕНИЙ ЖИДКОСТНЫХ ЭМУЛЬСИЙРозенцвайг А.К.

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Набережночелнинский институт (филиал), Набережные Челны, e-mail: [email protected]

Работа посвящена анализу фазовых превращений при использовании эмульсий несмешивающихсяжидкостейдляохлаждениятвердыхповерхностейнагрева.Изученовлияниепарообразованиявнутриниз-кокипящихкапельдисперснойфазынахарактеристикитурбулентноготечениясплошнойсредыжидкостнойэмульсии.Рассмотреныструктурыпарожидкостныхагрегатов,формирующиесяприразличныхсценарияхобразованияиростапузырьковпаравобъемедиспергированныхкапель.Каждойструктуресоответствуетсвойрежимсложногопроцессатеплообмена,которыйобусловленсоответствующимсоставомвозможныхэлементарныхфизическихявлений.Показано,чтоизменениеразмерадвухфазныхкапельприэтомобуслов-ливает неоднозначный характер взаимодействия их с потоком сплошной среды. Так капли, размер кото-рыхпревышаетмикромасштабтурбулентныхпульсаций,взаимодействуютснимидинамическимобразомподвоздействиеминерциальныхсил.Впротивномслучаеихвзаимодействиеноситинойхарактер,харак-теризующийся вязкими сдвиговыминапряжениями.Но в любом случае они вносят возмущения в потоксплошнойсреды,влияютнапульсациискоростивтурбулентномпотокеиусложняютхарактертеплообменавэмульсиях.Такимобразом,моделисложныхпроцессовтеплообменавгетерогенныхдисперсныхсистемахсфазовымипревращенияминеобходимоформализовыватьссистемнымиструктурнымипредставлениями.Вчастности,использоватьвкачествеструктурныхэлементовполуэмпирическихсоотношениймеханизмыэлементарныхфизическихявлений.Показано,как,исходяизфизическихпредставлений,формируютсяги-потетическиеструктурывзаимосвязанныхтеплофизическихигидродинамическихявлений.Наосновета-кихструктуробосновываютсоответствующиеимнаборыбезразмерныхкритериев,входящихвмодельныесоотношения,адекватностьизначенияэмпирическихконстанткоторыхустанавливаютсясопоставлениемсданнымитеоретическогоанализаиэкспериментальныхисследований.

Ключевые слова: жидкостные эмульсии, турбулентность, фазовые превращения, парожидкостные капли, кипение, структура сложного теплообмена

EFFECT OF PHASE CHANGES OF DISPERSAL PHASE STRAINS  ON HYDRODYNAMICS OF LIQUID EMULSIONS

Rozentsvaig A.K.Kazan (Volga region) Federal University, Naberezhnye Chelny (Branch) Institute,

Naberezhnye Chelny, e-mail: [email protected]

Thearticleisdevotedtotheanalysisofphasechangeswhenusingemulsionsofimmiscibleliquidsforcoolingsolid heating surfaces.The influence of vaporization inside low-boiling droplets of the dispersed phase on thecharacteristics of the turbulent flow of a continuousmediumof a liquid emulsion is studied.The structures ofvapor-liquidaggregatesformedundervariousscenariosofformationandgrowthofvaporbubblesinthevolumeofdisperseddropletsareconsidered.Eachstructurecorrespondstoitsownmodeofcomplexheattransferprocess,whichisdueto thecorrespondingcompositionofpossibleelementaryphysicalphenomena.It isshownthat thechangeinthesizeoftwo-phasedropsinthiscasecausesanambiguouscharacteroftheirinteractionwiththeflowofacontinuousmedium.Thus,dropswhosesizeexceedsthemicro-scaleofturbulentpulsationsinteractwiththemdynamicallyundertheinfluenceofinertialforces.Otherwise,theirinteractionisofadifferentnature,characterizedbyviscousshearstresses.Butinanycase,theyintroducedisturbancestotheflowofacontinuousmedium,affectthevelocitypulsationsinaturbulentflow,andcomplicatethenatureofheatexchangeinemulsions.Thus,modelsofcomplexheattransferprocessesinheterogeneousdispersedsystemswithphasetransformationsmustbeformalizedbysystemstructuralrepresentations.Inparticular, themechanismsofelementaryphysicalphenomenashouldbeusedasstructuralelementsofsemiempiricalrelations.It isshownhowhypotheticalstructuresofinterdependentthermophysicalandhydrodynamicphenomenaareformedbasedonphysicalrepresentations.Onthebasisofsuchstructures,thecorrespondingsetsofdimensionlesscriteriaincludedinthemodelrelationsarejustified.theadequacyandvaluesoftheempiricalconstantsofthesecriteriaareestablishedbycomparisonwiththedataoftheoreticalanalysisandexperimentalresearch.

Keywords: liquid emulsions, turbulence, phase transformations, steam-liquid drops, boiling, complex heat exchange structure

Эмульсии несмешивающихся жидко-стей широко используются в качестве ра-бочихиохлаждающихжидкостейвсамыхразнообразныхотрасляхпромышленности.Причемпрактическийинтерескнимобыч-носвязанссовершенствованиемиоптими-зациейобщихтеплофизическихигидроди-

намических характеристик многофазныхгетерогенныхтечений.Этихарактеристикиво многом предопределяют характер це-левых физических процессов, связанныхс трансформацией перегретых капель дис-перснойфазыи взаимодействием с турбу-лентным потоком высококипящей сплош-


63 ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕНАУКИ ной среды [1]. Сложность теплообменав условиях совместного протекания раз-нородных физических процессов связана,в первую очередь, с разнообразием меха-низмов взаимодействия капель с потокомв зависимости от характера и масштабовдвижениясплошнойсреды[2].Этовыража-ется деформацией капель вязкими сдвиго-вымисиламипотока[3]и,вопределенныхусловиях, разрушением их динамическойэнергией турбулентных пульсаций [4]. За-тем образование и рост пузырьков парав объеме перегретых капель приводитк образованию парожидкостных агрегатовсразличнойструктурой,котораяактивиру-етв эмульсииразличныемеханизмыпере-распределения теплоты. И наконец, изме-нение спектра размеров дисперсной фазывлияетнаэффективностьпереносатеплотыисостояниепотокасплошнойсреды.

Визотермическихусловияхпридвиже-нии неустойчивой эмульсии в турбулент-ном режиме увеличение размеров капельможет происходить только за счет коалес-ценции, а концентрация дисперсной фазыне меняется. При этом взаимодействиедисперснойфазы со сплошной средой но-сит механический характер и обусловленотолько размером капель. Когда размер ка-пельнепревосходитмикромасштабпульса-ций скорости, взаимодействие выражаетсяувеличениемэффективнойвязкостимелко-дисперсной эмульсии. Если размер капельпревосходит масштаб пульсаций скоростисплошной среды, то взаимодействие при-нимаетдинамическийхарактер,иврезуль-тате наблюдается гашение турбулентныхпульсаций. Но гидравлический расчет не-устойчивых эмульсий представляет собойболеесложнуюзадачу,чемэтоимеетместодля однородных дисперсных систем, со-храняющих достаточно длительное времястабильные реологические характеристи-ки. Так, гашение турбулентных пульсацийвкрупнодисперсныхэмульсияхинициируетаномальныереологические эффекты, кото-рые обусловлены неравновесностью дис-перснойфазы[5].

При кипении жидкостной эмульсиии формировании в перегретых каплях па-ровой фазы увеличивается не только ихразмер,ноиобъемдиспергированнойжид-кости. Поверхностью нагрева для капельдисперсной фазы служит межфазная гра-ница с высокотемпературной сплошнойсредой, которая опосредует теплопередачуот поверхности нагрева. При этом фазо-вые превращения локализованы в объемекапель и носят сложный, быстротекущийинеподдающийсявизуализациихарактер.Они влияют как на характер и интенсив-

ностьраспределениятеплоты,такинаги-дродинамические характеристики потокаэмульсии. Однако до настоящего временинет полной ясности относительнофизиче-скихпредставленийомеханизмахкипениявобъемекапельдисперснойфазы,ограни-ченном межфазной поверхностью. Такжедовольно немногочисленными являютсяи экспериментальныеисследования тепло-обменавжидкостныхэмульсиях[6;7].

Одной из основных причин этого яв-ляется очень большое число размерныхтеплофизических и гидродинамическихпараметров для каждой из двух жидкихфазипаровойфазыоднойизних.Причемнекоторые из них взаимосвязаны и могутвходить в состав нескольких физическихявлений, что затрудняет обычный параме-трический анализ. Другой причиной яв-ляется значительное влияние расходныхи геометрических параметров, которыеформируют структуру и состав активиро-ванных в этих условиях механизмов фи-зических явлений. Вместе они образуютсложную совокупность взаимосвязанныхмеханизмов физических явлений, котораяопределяетвконечномитогережимыиэф-фективность технологических процессов.Поэтому даже в более простых случаяхтребуетсякачественныйанализвозможныхсценариев реализации сложных физиче-скихявлений[8–10].

Формированиевэтихусловияхрежим-ных характеристик теплофизических про-цессоввдисперснойфазеисплошнойсре-деэмульсииоказываетсявзаимосвязанным,поскольку состояние каждой из них влия-ет на перенос массы, импульса и энергиив другой. Разнообразие этой взаимосвязивомногомвлияетнаадекватностькакана-литических, так и эмпирических моделейконтролируемогоповеденияэмульсийвса-мыхразличныхпроизводственныхитехно-логическихусловиях.

Цельюисследованияявляетсяпредстав-лениеструктурысложныхтеплофизическихпроцессовпримоделированиинеизотерми-ческихжидкостныхэмульсий,обоснованиеадекватных феноменологических критери-альных соотношений для характеристикипереносатеплотысфазовымипревращени-ямивдисперснойфазеэмульсии,созданиетеоретическихпредпосылокдляразработкиэнергосберегающихтехнологий.

Материалы и методы исследованияОбщие методы анализа теплофизиче-

ских характеристик эмульсий несмешива-ющихсяжидкостейсфазовымипревраще-ниямивомногомограниченыотсутствиемобщиханалитическихмоделей.Многофак-


64 PHYSICAL AND MATHEMATICAL SCIENCES торный и неоднозначный характер физи-ческихпроцессовможнораскрытьтолькоболееобщимисистемнымипредставлени-ями. Для снижения большого числа раз-мерныхпеременныхнеобходимаредукцияихдоуровня,достаточногодляадекватно-гоотраженияхарактеравчастныхуслови-яхизучаемогореальногопроцесса.Этомуспособствуетпредварительнаяспецифика-циясоставаиструктурымоделейнаосно-веформирующихихбазовыхэлементов–механизмов элементарных физическихявлений анализа и соответствующих имбезразмерныхкритериев.Нарядусоспец-ификацией всех возможных элементовсложных моделей переноса необходимаформализация характера их совместно-го протекания, который нельзя получитьс помощьюобщихметодов теоретическо-гоанализа.Обычноэтоделаетсянаосновехарактерныхособенностейпредметнойоб-ластииданныхэкспериментальныхиссле-дований[2;8;11].

Детализация особенностей предметнойобластинаосновекачественныхнаглядныхпредставленийисогласованиеихсданны-миэкспериментальныхисследованийнеоб-ходимодляуточнениямодельныхконстант.Эта детализация полностью основываетсянасуществующихтеоретическихпредстав-лениях относительно каждого из элемен-тарных физических явлений, включаемыхв состав предлагаемой модели [12; 13].Дальнейший анализ ограничен рассмотре-ниемособенностейкипениятольковобъе-мекапель,диспергированныхвнедогретойсплошнойсреде.

Особенности процесса кипения в объеме диспергированных капель

Сложность моделирования кипенияв ограниченном межфазной поверхностьюобъеме жидкости обусловлена тем, чтов принципе могут быть реализованы всеизвестные режимы парообразования. Этоикипениеуповерхностинагрева,игомоген-наянуклеациявобъемеперегретойжидко-сти,ииспарениесмежфазнойповерхности.

Жизнеспособные пузырьки пара мо-гут образовываться в приграничном слоена внутренней (вогнутой) стороне дефор-мируемой межфазной поверхности капельперегретойжидкости.Росткритическихпу-зырьковпаравнутрикапельнеможетзавер-шатьсяотрывомихотповерхностинагреваиспособствоватьсильнойтурбулизациики-пящейжидкости,характернойдлякипенияу поверхности нагрева в неограниченномобъеме. При этом замкнутая поверхностьнагрева обуславливает сохранение массыдисперснойфазы,ноиз-запарообразования

её объем и термодинамическое состояниебудут изменяться, аккумулируя тепловуюэнергиюсплошнойсреды.

Изменение объема кипящих капельпри переходе диспергированной жидкостив парообразное состояние сопровождает-ся движением деформируемой межфазнойповерхности, которое вносит возмущениявобъемокружающейсплошнойсреды.Ха-рактер движения межфазной поверхностиопределяетсяпритокомтеплотыотсплош-ной среды. Он может быть монотонным,если теплота обеспечивает постоянное па-рообразование.Объемкапельтолькоувели-чиваетсявплотьдополногопереходакапельв парообразное состояние, и теплообменбудет носить нестационарный характер.Если приток теплоты недостаточен и тем-пературавтепловомпограничномслоепе-риодически опускается ниже температурынасыщенныхпаров,онможетноситьколе-бательныйхарактер.

Недостаток внешней энергии воспол-няется скрытой теплотой парообразованияиз-за конденсации паровой фазы в дис-пергированнойжидкости.При этом объемкапель уменьшается. Когда процесс испа-рения повторяется, он снова увеличивает-ся. Процесс теплообмена при этом носитстационарный,нопериодическийхарактер.Частота периодических колебаний объемаприумеренномперегревеможетсовпадатьс частотой собственных колебаний паро-жидкостной капли переменного размераи создавать условия для теплового резо-нансногоразрушениядажевнеподвижнойэмульсии.

Если объем капель достаточно мал,топривысокойплотноститепловогопото-капроисходитегополныйперегрев,доста-точный для гомогенного режима кипения.Пузырьки пара будут образовываться вну-трикапли,укрупнятьсяисоздаватьпаровоеядро,адиспергированнаяжидкостьприметформушаровогослояуповерхностикапли.Размерпаровогоядраможетувеличиватьсятакжеприиспарениижидкостиизшарово-гослоя.

Следует отметить, что состояние тер-могидродинамического равновесия, по-добного динамическому равновесию в не-догретой эмульсии, наступить не может,посколькутепловойросткапельможетпро-должатьсядополногопереходаихвпароо-бразноесостояние.Притурбулентномдви-жении кипящей эмульсии с увеличениемпарожидкостных капель до критическогоустойчивогоразмерамогутпоявиться.Вза-висимости от гидродинамических условийразрушениеможетноситьрезонансныйилиградиентныйхарактер.


65 ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕНАУКИ Качественные физические представления тепловых процессов внутри перегретых

капель жидкости в эмульсии

Прогревкапельдисперснойфазыпроис-ходитотначальнойтемпературыTd,0дотем-пературы сплошной среды Tc,f > Td,0, еслионанедостигаеттемпературыеенасыщен-ныхпаровTsat,d.Внедогретойсплошнойсре-детемпературажидкостименьшетемпера-турыеенасыщенныхпаровTsat,d > Tc,fионасохраняет однородное состояние. Но еслиимеетместоперегревкапельTc,f > Td,0 > Tsat,d,то создаются условия для вскипания дис-пергированной жидкости. Парожидкост-ная структура капель формируется в со-ответствии с соотношением величин ихповерхностного натяжения [14]. Теплооб-менприэтомпринимаетболеесложный,не-однозначныйхарактер,которыйвомногомпредопределенструктуройпарожидкостно-гоагрегатаиструктуройтепловогопотокавсложнойгетерогеннойсредесразличны-мимежфазнымиповерхностями.

Тепловой поток от сплошной средыпри неограниченной продолжительностиспособен в принципе перегреть весь объ-емвысококипящихкапельдотемпературысплошной среды. Однако низкокипящаядисперсная фаза при Tsat,d < Tc,f испытыва-етфазовоепревращение,ичастьтепловойэнергиибудетрасходоватьсянаобразованиеироствнейпаровыхзародышей.Впротив-ном случае условия будут способствоватьобратному процессу – конденсации, ко-торый ведет к снижению объема паровойфазы. Проблема состоит в том, в каждомслучае влияют на теплообмен только не-

которые из однотипных теплофизическиххарактеристиккаждойиздвухжидкихиод-нойпаровойфазы.

Когда дискретные пузырьки пара об-разуются около межфазной поверхности,кипениеноситгетерогенныйхарактер,ана-логичный классическому случаю кипенияжидкости у твердой стенки.Однако суще-ственным отличием является то, что онинемогутвсплыватьисовременемспособ-нысформироватьсплошнойшаровойслой.Он напоминает кризис кипения у твердойстенки и также способен сдерживать про-гревжидкогоядрапарожидкостныхкапель.Прямой прогрев жидкости во внутрен-нейчастикапливначалечастично,азатемиполностьюпрекратится.Сценарийтепло-обмена,когдашаровойслойпаровойфазыпомерепрогревабудетутолщатьсязасчетиспаренияизжидкогоядракапли,представ-леннарисункеа.Парообразованиесменитмеханизм гетерогенной нуклеации на дру-гоймеханизм,представленныйиспарениемвпрогретыйпаровойслойсосвободнойпо-верхности жидкости. Когда шаровой слойдостигнет центра капли, она превратитсявпаровойпузырь.Вконечномитогепридо-статочномпритокетеплотыперегретаядис-перснаяфазажидкостнойэмульсиисменитфазовое состояние на другое, газообраз-ноесостояние.

Значимыми переменными, соответ-ствующимиструктурефизическихявленийи входящими в состав модельных соотно-шений безразмерных критериев, будут те-плопроводностьпаровойфазы,теплотапа-рообразованияитеплоемкостьдисперснойфазыпаровойфазы.

а) б)

Различные структуры перегретой капли с паровой фазой: а) поверхностная, б) объемная


66 PHYSICAL AND MATHEMATICAL SCIENCES Другойсценарийтеплообменасучасти-

еммеханизмагомогеннойнуклеациипред-ставленнарисункеб.Вэтомслучаевобъ-емеперегретойкаплинеобходимоналичиедостаточного количество потенциальныхцентров зародышеобразования, таких кактвердыемикрочастицыилипузырькигаза.Если теплоты достаточно для образованияодногоилинесколькихпаровыхпузырьков,тоихросттребуетменьшетеплотыиполу-чает приоритет над физическим явлениемгетерогенной нуклеации. Жидкость дис-персной фазы более эффективно передаеттеплотуотсплошнойсредыкпаровойфазе.При наличии достаточного количества те-плотыонабудетиспарятьсявпаровуюсре-дуядракаплидополногопереходавпароо-бразноесостояние.

Значимыми переменными, которые не-обходимовключатьвсоставбезразмерныхкритериев,будуттеплопроводностьдиспер-гированнойжидкости,теплотапарообразо-вания,теплоемкостьдисперснойфазы.

Этими сценариями структура тепло-обмена даже с низкокипящими каплямидалеко не исчерпывается. Простой тепло-вой баланс для каждого из них позволяетвыявить состав безразмерных критериев.Но межфазная поверхность является де-формируемой средой, и увеличение объ-емабудеттрансформироватьсявдвижениеповерхности, увеличивая диаметры паро-жидкостныхкапельиплощадьмежфазнойповерхности. Полного кризиса кипенияутвердойповерхностинагреванебудет,по-сколькуперегретыйпарбудетлокализованв каплях дисперсной фазы. Если притокатеплотынедостаточнодляпревращенияка-пельжидкостивпаровыепузыри,процессможет остановиться на промежуточнойстадии и принять квазиустановившийсяколебательныйхарактер.Врезультатесло-жившеговусловияхкаждойструктурыте-плообменныхпроцессов объемаи размерапарожидкостных агрегатов формируютсяразличные гидродинамические формы по-токаэмульсии.

ЗаключениеНеобходимостьболее глубокойдетали-

зации сложных термогидродинамическихпроцессовсфазовымипревращениямису-щественно ограничивает практическое ис-пользованиепакетовприкладныхпрограммнаосновемоделейврамкахформализован-ныхCFD-кодов.Элементарныефизическиеявления наглядно представляют структуру

сложных процессов теплообмена в потокеэмульсиисфазовымипревращениями.Онипозволяютсузитькругфизико-химических,теплофизическихигеометрическихфакто-ров.Крометого,детализациянаосновере-альных особенностейфизических явленийадаптируетобщиеалгоритмыстандартныхпакетовпрограммкразнообразнымреаль-нымусловиям.


1.Розенцвайг А.К., Страшинский Ч.С. Механизмывскипания эмульсии с низкокипящей дисперсной фазойв однородном турбулентном потоке // Инженерно-физиче-скийжурнал.2010.Т.83.№3.С.461–469.

2.RozentsvaigA.K.,StrashinskiiCh.S.ModelingofCom-plexProcessesinTurbulentFlowofUnstableEmulsionsofIm-miscibleLiquids.PeriodicaPolytechnicaChemicalEngineering.2017.vol.61(3).P.216–226.

3.KékesiT.,AmbergG.,PrahlWittbergL.Dropdeforma-tionandbreakup.Int.J.Multiph.Flow.2014.vol.66.P.1–10.

4.RazzghiK.,ShahrakiF.Theoreticalmodelformultiplebreakupsoffluidparticlesinturbulentflowfield.AIChEJour-nal.2016.vol.62.P.4508–4525.

5.Розенцвайг А.К. Движение концентрированныхэмульсийснеравновеснойдисперснойфазойпотрубопро-водам в турбулентном режиме // Инженерно-физическийжурнал.1982.Т.42.№3.С.366–372.

6.Maruda R., Krolczyk G., Feldshtein E., Pusavec F.,Szydlowski M., Legutko S., Sobczak-Kupiec A. A study ondropletssizes,theirdistributionandheatexchangeforminimumquantitycoolinglubrication(MQCL).Int.J.Mach.ToolsManuf.2016.vol.100.P.81–92.

7.ShadakofskyB.M.,KulackiF.A.Boilingofdiluteemul-sions. Mechanisms and applications. International Journal ofHeatandMassTransfer.2019.vol.141.P.1252–1271.

8.Розенцвайг А.К. Формирование энергосберегаю-щихструктурприпроектированиипроцессовпереносаиоп-тимизацииихрежимныхпараметров//Известиявысшихучеб-ныхзаведений.Проблемыэнергетики.2003.№7–8.С.58–67.

9.ShishkovaI.N.,KryukovA.P.,LevashovV.Yu.Vapour–liquid jointed solution for the evaporation–condensationproblem.Int.J.HeatMassTransf.2019.vol.141.P.9–19.

10.MisyuraS.Y.FreeSolutionConvectionatNon-Isother-mal Evaporation ofAqueous Salt Solution on aMicro-Struc-tured Wall. Nanoscale and Microscale Thermophysical Engi-neering.2019.vol.23(1).P.48–66.

11.Rozentsvaig A.K., Strashinskii Ch.S. Model of theHeat Exchange in Boiling Emulsions with Low-Boiling Dis-persePhaseat theSolidWall.ContemporaryEngineeringSci-ences.2014.vol.7(20).Р.965–971.

12.YamasakiY.,KitaSh.,IwataK.,ShinmotoY.,OhtaH.Heattransferinboilingofimmisciblemixtures.InterfacialPhe-nomenaandHeatTransfer.2015.vol.3(1).P.19–39.

13.Puli U., Kumar R.A. Parametric effect of pressureonbubble sizedistribution in subcooledflowboilingofwaterin a horizontal annulus.Exp.Therm.FluidSci. 2012. vol.37.P.164–170.

14.Mory H. Configuration of gas-liquid two-phase bub-blesimmiscibleliquidmedia.Int.J.Multiph.Flow.1978.vol.4.P.383–396.

15.SazhinS.S.,HeikalM.R.Dropletheatingandevapora-tion – recent results and unsolved problems. Comput.Therm.Sci.2012.vol.4(6).P.485–496.


67 ХИМИЧЕСКИЕНАУКИ СТАТЬИ

УДК547.917(575.2)ГЛЮКОФРУКТАНЫ РАСТЕНИЙ HELIANTHUS TUBEROSUS,

ПРОИЗРАСТАЮЩИХ В КЫРГЫЗСТАНЕ1Турдумамбетов К.Т., 2Ажибаева З.С., 1Бекмуратов З.Б., 1Долотбаков А.К.

1Институт химии и фитотехнологии НАН Кыргызской Республики, Бишкек, е-mail: [email protected];

2Ошский государственный университет, Ош, е-mail: [email protected]

Внастоящейработерассмотренасхемаразделенияуглеводовидругихфизиологическиактивныхве-ществ.Известно,чтоизсокаHelianthus tuberosusбылвыделенфруктозан,однакостроениеифизико-хими-ческиесвойстваглюкофруктанов,содержащихсявэтомрастении,произрастающемнатерриторииКыргыз-стана,ещенеизучены.Объектомисследованияявилисьвоздушно-сухиеизмельченныеклубниинадземныечастиН. tuberosus (сортКыргызскийбелый), заготовленноговфазеконцаплодоношенияиначалаотми-раниянадземнойчасти.Результатыисследованияпозволилиустановить,чтовкорняхпреобладаютводо-растворимыеполисахариды(24,5%).Приполномкислотномгидролизеобразцовисходногополисахаридаприпомощибумажнойхроматографиивихсоставебылиидентифицированыглюкозаифруктоза,чтопод-тверждаетихотнесениекглюкофруктанам (ГФ).Гель-хроматографиейнасефадексеG-75былоустанов-лено,чтовыделенныеГФ,полидисперсные,ихсредневесовыемолекулярныемассыварьируютвпределахот12500до21200.СцельюразделенияГФН. tuberosus былопроведеноихдробноеосаждениерастворомэтиловогоспирта,приэтомбылиполученыпятьфракций.Такимобразом,врезультатекислотногогидроли-за,периодатногоокисления,метилированияпоХакоморииИК-спектроскопииустановлено,чтоглюкофрук-таны,выделенныеизрастительногосырьяН. tuberosus сортаКиргизскийбелыйотносятсякглюкофрукта-наминулиновойструктурыисостоятизD-фруктофуранозныхостатковсβ-(2—>1)гликозиднымисвязями.Основныефракции полисахаридов отличаютсямежду собой по количественному содержаниюфруктозыистепениполимеризации.Клубнирастенийявляютсяисточникомсырьядляполученияфруктозныхсиро-повиD-фруктозы.

Ключевые слова: Helianthus tuberosus, водорастворимые полисахариды, глюкофруктаны, метилирование, периодатное окисление, фруктозный сироп

GLUCOFRUCTANTS OF PLANTS HELIANTHUS TUBEROSUS  GROWING IN KYRGYZSTAN

1Turdumambetov K.Т., 2Azhibaeva Z.S., 1Bekmuratov Z.B., 1Dolotbakov A.K.1Institute of Chemistry and Phytotechnology, National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic,

Bishkek, е- mail: [email protected];2Osh State University, Kyrgyzstan, Osh, е- mail: [email protected]

Inthepresentworkschemeoftheseparationofcarbohydratesandphysiologicallyactivesubstancesarecon-sidered.ItisknownthatfromthejuiceHelianthusTuberosuswasisolatedfructosan,butthestructureandphysico-chemicalpropertiesofglucofructans,whicharefoundinthatplant,whicharegrowingintheterritoryofKyrgyz-stan,havenotbeenstudiedyet.TheobjectofresearchwasairdryshreddedtubersandabovegroundpartsofH.Tuberosus(varietyKyrgyzWhite),harvestinginthephaseoftheendfruitingandthebeginningofthedyingofftheabovegroundpart.Theresearchresultsallowedtoestablishthatwater-solublepolysaccharidesprevailintheroots(24%).Atfullacidhydrolysisoftheinitialpolysaccharidesusingpaperchromatography,glucoseandfructosearedetected,whichconfirmstheyareglucofructanes(GF).GelchromatographyonSephadexG-75revealedthattheisolatedGF,polydisperse,theirmolecularweightsvaryfrom12,500to21,200.Theirfractionalprecipitationwasperformedwithasolutionofethylalcohol,whilereceivedfivefractions.Thus,accordingtoacidhydrolysis,specificrotationangle,periodateoxidation,Khakomorimethylation,GLCandIRspectroscopyof theGFfractions3,4,5,isolatedfromH.TuberosusoftheKirgizwhitevarietyinthephaseofdyingofftheabovegroundpartconsistsoffructofuranousresiduesoftheinulintypeβ-(2–>1)withglycosidicbonds.Thefractionsdifferinthecontentoffructoseandthedegreeofpolymerization.TubersofplantsareasourceofrawmaterialsfortheproductionoffructosesyrupsandD-fructose.

Keywords: Helianthus tuberosus, water soluble polysaccharides, glucofructans, methylation, periodateoxidation, fructose syrup

Полисахариды растений, особеннофруктозосодержащие углеводы, вызыва-ют интерес как вещества, обладающиешироким спектром фармакологическогодействия[1–3].Известныданныеоприме-нении растительных полисахаридов в пи-щевой промышленности при производ-

стве молока и молочных продуктов, сыра,масла и хлебных изделий в связи с выра-женной пребиотической активностью. Из-вестно, что растительные полимеры обла-дают иммуномодулирующей активностью,так как благоприятно действуют на ростбифидо-илактобактерий[4].


68 CHEMICAL SCIENCES Приоритетным направлением в изуче-

нииуглеводовявляетсяпоискновыхфрукто-зосодержащихполисахаридов,которыеоб-ладаютфизиологическойактивностью[5].

Топинамбур – весьма распространен-ное, многолетнее, лекарственное, травя-нистое растение. Всовременнойнародноймедицинелистьятопинамбура рекомен-дуют при лечении заболеваний суставов,остеохондрозе, полиартрите, благодаряна-личиюбольшогоколичествабиологическиактивныхвеществ[6].Работыавторов[7,8]посвящены качественному и количествен-ному изучению лекарственного раститель-ногосырьятопинамбураиперспективностисоздания на его основе новыхфитопре-паратов лечебного и профилактическо-годействия.

Известно, что из сокаН. tuberosus былвыделенфруктозан,однакостроениеифи-зико-химическиесвойстваглюкофруктанов,содержащихся в этом растении, произрас-тающем на территории Кыргызстана, ещенеизучены.

Цельисследования:выделениеводорас-творимыхполисахаридовиизучениеструк-туры глюкофруктанов Н. tuberosus (сортКыргызскийбелый).

Материалы и методы исследованияОбъектом исследования явились

воздушно-сухие измельченные клубниинадземныечастиН. tuberosus (сортКыр-гызскийбелый),заготовленноговфазекон-цаплодоношенияиначалаотмираниянад-земнойчасти.

Выделение глюкофруктанов. Предва-рительную обработку растительного сы-рья,экстракциюифракционноеосаждениеполисахаридов проводили по известнойметодике[9].

Воздушно-сухой, измельченный расти-тельныйматериалмассой250гпоследова-тельно промывали от низкомолекулярныхсоединений такими растворителями, какхлороформ, гексаниэтанол (96%и82%).Дляполучениясуммарногопрепаратаводо-растворимыхполисахаридов(ВРПС)шрот,оставшийся после удаления низкомолеку-лярных соединений, экстрагировали водойпринагревании75–80°Свтечение1чприпостоянномперемешивании.

Молекулярно-массовые распределенияопределены методом эксклюзионной жид-костной хроматографии на жидкостномхроматографе.Навеску0,02гобразцовот-дельных фракций глюкофруктанов рас-творялив2млводы.Длинаивнутреннийдиаметрхроматографическихколонокссе-фадексомG-75составляли540и12мм.Онибыли калиброваныпропусканием стандар-

товдекстрановсММ40000(Ve=16,5мл),20000(Ve=31,7мл)и10000(Ve=38,8мл).Молекулярная масса индивидуальных по-лисахаридовсоставляла12000–20200.

При фракционном осаждении возрас-тающимиколичествамиэтанола,изводно-гораствораглюкофруктанабылиполученычетырефракции.Каждаяполученнаяфрак-ция была отделена центрифугированием,затем промывали этанолом и ацетоном.Оптическое вращение образцов полиса-харидов измеряли на сахариметре СУ-3.ИК-спектры полисахаридных препаратовснималиввидетаблеткисбромидомкалия(КВг)наприбореUR-20вдиапазонечастот400–4000см-1.

НагазовомхроматографеЦвет-101спла-менно-ионизационнымдетекторомвыполня-ли газожидкостную хроматографию (ГЖХ)образцов. Колонки длиной 1 м были запол-нены хроматономW-AW-ДMCS с 20%-нымполи-1,4-бутандиолсукцинимид,изотермиче-скийрежимпри190°С,расходгаза-носителя(гелий)–55–60мл/мин.

БХ (бумажная хроматография) былавыполнена на бумаге марки Filtrax FN-11,нисходящим методом в системе раство-рителейн-бутанол–пиридин–вода6:4:3,проявитель – кислый анилин-фталат. ТСХ(тонкослойнуюхроматографию)проводилина силуфолеUV-254(Chemapol).Дляобна-ружениясоединенийприменялиследующиепроявители:1)кислыйанилинфталат;2)пе-риодатнатрия;3)марганцовокислыйкалий1%;4)концентрированнаясернаякислота.

Кислотный гидролиз. Для определе-ния моносахаридного состава проводилиполный кислотный гидролиз образцов по-лисахаридов0,5Мрастворомсолянойкис-лотыпри100°Снаводянойбаневтечение45мин.Ихмономерныйсоставустанавли-валиметодомБХвсистемерастворителейбутанол–пиридин–вода6:4:3параллель-но с образцами сахаров. На хроматограм-мах были обнаружены фруктоза и сле-дыглюкозы.

Периодатное окисление. Дляпериодат-ного окисления глюкофруктана 0,1 г об-разцов растворяли в 25мл воды, добавля-ли20мл0,1Мрастворапериодатанатрия.Смесьвыдерживаливтемнотеприкомнат-ной температуре и постоянном перемеши-вании.Черезсуткиотбиралипробынаана-лиз. Расход периодата натрия оставалсяпостоянным и далее не изменялся. Выде-лившуюсямуравьинуюкислотуопределялититрованием0,1нрастворомедкогонатрия.

Метилирование. Для выяснения при-роды межмоносахаридных связей в моле-кулах глюкофруктанабылпримененметодметилированияпоХакомори.Методикаме-


69 ХИМИЧЕСКИЕНАУКИ тилированияианализпродуктовгидролизаметилированного продукта ТСХ и количе-ственное соотношение метилированныхсоединений ГЖХ, использовались анало-гично описанным в одной из предыдущихработ[10]. Дезацетилированиеипревраще-ние метильных групп в метиловые эфирыдостигалосьврезультатедвукратнойобра-боткиполисахаридаметилиодидомищело-чьювдиметилсульфоксиде.


Из растительного сырья Н. tuberosus последовательно выделены спиртораство-римыеолигосахариды(СРС),сесквитерпе-новыелактоны(СЛ),водорастворимыепо-лисахариды (ВРПС),пектиновыевещества(ПВ)игемицеллюлоза(ГЦ).

Водорорастворимые полисахаридывыделяли из корней Н. tuberosus, горячейводной экстракцией, предварительно об-работанного растворителями сырья. Вре-зультате были получены образцы ВРПСсвыходом24,5%отмассысырья,представ-ляющие собой гигроскопичные порошкибелого цвета. Исследование моносахарид-ногосоставаВРПСпоказало,чтов гидро-лизатах образцов исходного полисахаридаприсутствуют только глюкоза и фруктоза,что подтверждает их отнесение к глюкоф-руктанам(ГФ).

Гель-хроматографиейнасефадексеG-75 было установлено, что ГФ, выделенныеиз этого растения, полидисперсные, ихсредневесовыемолекулярныемассы (ММ)варьируют в пределах от 12600 до 21200.Сцелью разделения ГФ на фракции былопроведеноихдробноеосаждениеэтанолом,приэтомбылиполученыпятьфракций.Ус-

ловияэкстракцииивыходпродуктовпред-ставленывтабл.2.

Фракции 3, 4, 5 являются основны-ми, так как составляют большую частьглюкофруктанов. Вдальнейшем в работемыиспользовалиэтитрифракции.Моле-кулярные массы фракций 3, 4, 5, опреде-ленныенасефадексеG-75,присравнениис истинными декстранами с ММ 10000,15000, 20000, 40000 и 10000, оказалисьоднородными (табл.2). По данным пол-ного кислотного гидролиза мономерныйсостав этих фракций представлен фрук-тозой и глюкозой. Содержание фруктозы,определенноепометодуКольтгофа, нахо-дитсявпределах83,0–96,0%.Полисахари-ды имели отрицательный угол удельноговращения,[α]22D~39º (с.1,0; H2O), указы-вающее D-конфигурацию остатков фрук-тозы и β-гликозидную связь, как и в дру-гихглюкофруктанах.

В ИК-спектрах полисахарида при-сутствовали полосы поглощения при 815,865и940см-1,чтотипичнодляβ-2—>1свя-зи, характерные для глюкофруктанов типаинулина. Это предположение подтвержда-етсяданнымипериодатногоокисленияиме-тодами метилирования. Легкость кислот-ного гидролиза и отрицательное значениеугла удельного вращения глюкофруктановпозволяют сделать вывод о преобладанииβ-гликозидной связи между фруктофура-нознымиостатками.

При периодатном окислении фрак-ций ВРПС расходовались 0,88–0,98 мольNaIO4наангидрозвено,выделениемуравьи-ной кислоты составило 0,042–0,043 моль/ангидрозвено (табл.3). Установлено, чтодля полного окисления достаточно 120 ч,далеерасходпериодатанатриянеменялся.

Таблица 1ВыделенныесоединенияизрастенийН. tuberosus,%

Органрастения СРС СЛ ВРПС ПВ ГЦКорни 16,4 1,1 24,5 5,1 4,9

Надземнаячасть 12,6 0,9 7,4 2,6 4,2

Таблица 2ФракционированиеглюкофруктановH. tuberosus

Фракция Количествоэтанола,мл

Соотношениеэкстракт:этанол

Выход,% ММ Фруктоза,% [α]22D(с.1,0·H2O)

2 100 1:1 2,20 21200 83,0 38,83 150 1:1,5 26,5 14500 86,3 39,04 200 1:2 29,0 13500 91,5 39,05 250 1:2,5 42,0 12600 96,0 39,1


70 CHEMICAL SCIENCES

Реакционную смесь восстанавлива-ли борогидридом натрия методом распадапоСмиту[11].Вовсехобразцахспомощьюбумажной хроматографии был обнаружентолько глицерин, редуцирующие сахараотсутствовали. Присутствие глицеринауказывало на наличие 2—>1 связи междуфруктофуранозными остатками, соединен-нымимеждусобойлинейно.

Для определения природымежмоноса-харидныхсвязейвмолекулахполисахаридабылпримененметодметилированияпоХа-комори [12]. Для полного метилированияфракцийдостаточнобылопроведениядву-кратного метилирования. Полноту мети-лирования контролировали тонкослойнойхроматографией.

В метилированных продуктах послеформолизаспоследующимгидролизомприпомощи ТСХ (система метанол – хлоро-форм (1:9), проявитель – концентрирован-наяН2SO4)обнаружилиследующиеперме-тилаты(табл.4).

Былиобнаруженыследовыеколичества1,3,4-три-О-Ме-D-фруктозы, что характер-нодляслабогоразветвлениямеждуфрукто-фуранозными остатками ГФ, выделенноговпериодплодоношения.Дляглюкофрукта-

нов,выделенныхвфазеотмираниянадзем-нойчасти,вофракциях3,4и5,фруктофу-ранозныеостаткисоединенымеждусобойлинейно. Соотношение метилированныхсахаров, определенное с помощью ГЖХдляфракций3,4,5,соответствуетследую-щим значениям: 1:4:10; 1:4:12 и 1:4:12.Присутствие в метилированных продук-тах в 11 и 12,5 частях основного продук-та 3,4,6- три-О-Ме-О-фруктозы указывает на β-(2—>1) гликозидную связь междуфруктофуранознымиостатками[10].

Выводы Таким образом, по данным физико-

химических исследований, глюкофрукта-ны, выделенные из растительного сырьяH. tuberosusсортаКиргизскийбелый,отно-сятсякглюкофруктанаминулиновойструк-туры и состоят из D-фруктофуранозныхостатковсβ-(2—>1)гликозиднымисвязями.

Исходя из изложенных выше данных,можнопредположитьследующуюструкту-руГФфракций3,4и5:

α-D-G1u-[1–β–D-Fru/2-]n-β-D-Frunдляфракции3–80;nдляфракции4–67;nдляфракции5–65.

Таблица 3Периодатноеокислениефракций3,4,5глюкофруктановH. tuberosus

Фракция Навеска,г Время,ч РасходNaIO4,моль ВыделившаясяНСООН,моль3 0,1 48

7296120

0,510,790,860,88

4 0,1 487296120

0,520,790,870,88

–––

0,0425 0,1 48

7296120

0,510,760,880,98

–––

0,043

Таблица 4Характеристикаметилированныхпродуктов

Фракция Выходметилирован-ныхпродуктов,%

[а]22D хлороформ Продуктыгидролиза Соотношение

3 85,5 -46,5 2,3,4,6-тетра-О-Ме-D-глюкоза1,3,4,6-тетра-О-Ме-D-фруктоза3,4,6-три-О-Ме-D-фруктоза

1411

4 85,0 -47,0 2,3,4,6-тетра-О-Ме-D-глюкоза1,3,4,6-тетра-О-Ме-D-фруктоза3,4,6-три-О-Ме-D-фруктоза

14

12,55 85,0 -48,0 2,3,4,6-тетра-О-Ме-D-глюкоза

1,3,4,6-тетра-О-Ме-D-фруктоза3,4,6-три-О-Ме-D-фруктоза

14

12,5


71 ХИМИЧЕСКИЕНАУКИ Список литературы 

1.Лигачёва A.A. Иммунофармакологические свойстваполисахаридовполынигорькой,клевералугового,березыпо-вислой:автореф.дис.…канд.биол.наук.Томск,2010.22с.

2.СычевИ.А.,КалинкинаО.В.,ЛаксаеваЕ.А.Биологи-ческаяактивностьрастительныхполисахаридов//Рос.мед.-биол.вестн.им.акад.И.П.Павлова.2009.№4.С.143–148.

3.СафоноваЕ.А.,ЛопатинаК.А.,ФедороваЕ.П.Водо-растворимые полисахариды мать-и-мачехи обыкновеннойи аира болотного как корректоры гематотоксического эф-фекта паклитаксела //Сибирский онкологическийжурнал.2009.№1.С.172–173.

4.Бельмер С.В., Гасилина Т.В. Пребиотики, инулинидетскоепитание//Вопросысовременнойпедиатрии.2010.№3.С.121–125.

5.Рахманбердиева Р.К., Филипов М.П. ИсследованиесемянGleditsia macracantha методомИК-спектроскопии //Химияприродногосоединения.2011.№2.С.166–168.

6.Кароматов И.Дж., Истамова Ф.М. Лекарственноерастениеподсолнечникклубненосный,топинамбур,земля-наягруша//Биологияиинтегративнаямедицина.2017.№5.С.115–125.

7.Леонтьев В.Н., Дубарь Д.А., Лугин В.Г., Фесько-ваЕ.В.,ИгнатовецО.С.,ТитокВ.В.Биологическийпотен-циалтопинамбуракакисходногосырьядляпищевойифар-мацевтической промышленности // Труды БГТУ. Серия 2:Химическиетехнологии,биотехнология,геоэкология.2014.№4.С.227–230.

8.СаяковаГ.М.,ВеликаяТ.В.Перспективноесозданиеновых лекарственных форм из отечественного раститель-ного сырья– топинамбура //ВестникКазНМУ.2014.№1.С.343–345.

9.Оленников Д.Н., Танхаева Л.М. Методика количе-ственногоопределениясуммарногосодержанияполифрук-тановвкорняхЛопуха(ArctiumSpp)//Химиярастительногосырья.2010.№1.С.115–120.

10.АжибаеваЗ.С.ПолисахаридыAcanthophyllum Sub-glabrum и структура глюкоарабиногалактана // Изв. вузов.2011.№3.С.129–132.

11.SmithF.,MontgomeryR.ThechemistryofplantgumsandMucilagesandsomerelatedpolysaccharides.ReinoldPub-lishingcorp:NewYork–London,1959.V.6.P.197–201.

12.Hakomori S.A. Rapid permethylation of glucolipidand polysaccharides, catalized bymethyl Sulfinylcarbanion indimetulsulfoxside.J.Biochem(Tokyo).1964.V.55.P.205–208.

INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED AND FUNDAMENTAL … · 2020-06-29 · international journal of...

Documents

Transcript of INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED AND FUNDAMENTAL … · 2020-06-29 · international journal of...