автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Неэлектрические и электрические методы контроля биологической активности воды и водных растворов

На правах рукописи

Кондрашова Анастасия Геннадьевна

Неэлектрические и электрические методы контроля биологической активности воды и водных растворов

Специальность: 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул - 2004

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Госьков Павел Иннокентьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Якунин Алексей Григорьевич

кандидат технических наук,

профессор Шатохин Александр Семенович

Ведущая организация: Институт водных и экологических проблем СО PAН

Защита состоится 29 декабря 2004 г. на заседают диссертационного совета Д212.004.06 при Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова по адресу: 656038, Барнаул, пр-т Ленина, 46 „ ОО

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова

Автореферат разослан 29 ноября 2004 г.

Ученый секретарь

Пронин СП.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Вода является самым распространенным веществом на земле. Благодаря своим свойствам она участвует в большинстве физико-химических взаимодействий и во всех биологических и биохимических процессах в окружающей среде. От состояния воды или водной среды напрямую зависят развитие и жизнедеятельность всех биологических объектов, к которым относится и человек. В связи с этим встает проблема контроля биологической активности воды и дальнейшее применение биологических свойств воды в медицине, науке, промышленных производствах, связанных с использованием воды и водных ресурсов.

Под термином биологическая активность понимается «её свойство повышенного или пониженного (относительно контрольного образца) влияния на процессы жизнедеятельности биологических объектов, приобретенное в результате воздействия внешних факторов». Биологическая активность воды, в том числе контроль данного параметра, могут напрямую характеризовать состояние биологических объектов, условия их развития и жизнедеятельности.

Актуальность исследования методов контроля биологической активности воды в первую очередь связанна с возросшим интересом в медицине к биологическим свойствам воды, прошедшей различные виды внешней обработки. Наиболее важным моментом при реализации таких исследований является обеспечения прямого контроля изменения биологической активности воды.

В последние годы в фармакологии и медицине широко используется возможность изменять биологические свойства воды при помощи ионов коллоидного серебра. Актуальность проблемы возросла в связи с увеличением резистентности микроорганизмов к антибиотикам. Использование серебра для терапевтических целей известно очень давно. Человеческий организм содержит в среднем 0,001% серебра, что позволяет ему успешно бороться с патогенными микроорганизмами.

Основным источником серебра для организма является растения, способные перерабатывать минералы из почвы в необходимую для организма коллоидную форму. В связи с неправильной агротехнической деятельностью количество серебра поступающего в организм человека в последние годы сократилось, а прием антибактериальных препаратов возрос. Такая ситуация в первую очередь сказывается на иммунной системе человека. Поэтому в последние годы интерес к использованию серебра в медицинских целях значительно возрос.

Наиболее биологически активна коллоидная форма серебра, растворенная в воде. Вода, обогащенная ионами серебра в зависимости от концентрации воздействует на очень многие штаммы микроорганизмов, вызывает угнетение патогенной микрофлоры и ускоренное развитие полезных для организма человека и животных микроорганизмов.

Однако свойства воды, обогащенной коллоидным серебром, очень сильно зависят от концентрации раствора. Поэтому разработка и использование различных препаратов, основанных на свойствах коллоидного серебра, связана в первую очередь с точным дозирование

Исследования по выявлению биологически активных концентраций были длительное время затруднительны. Проблема состояла в отсутствии прямого высокочувствительного метода контроля биологической активности воды.

Большую актуальность имеет контроль биологической активности воды при изменении агрегатного состояния, в частности, биологической активности талой воды. При плавлении льда I за счет информационно-фазовых преобразований в структуре воды происходит изменение её биологической активности. , Контроль биологической активности при переходном состоянии лед-вода позволит определить фазы наибольших структурных изменений в воде. Анализ изменения биологической активности при плавлении льда I позволит охарактеризовать фазы максимального снижения биологической активности воды. Полученные данные по исследованию агрегатного состояния жидкости могут широко использоваться в медицине и косметологии.

Таким образом, биологически активная вода может иметь большое практическое применение, но реальное полноценное использование свойств биологически активной воды тормозится отсутствием достаточно точных, чувствительных и надежных методов контроля биологической активности воды.

Целью работы является разработка и создание высокочувствительных прямых и косвенных методов контроля биологической активности воды с использованием неэлектрического дифференциального метода контроля на основе биоинформационной проростковой технологии и динамического дифференциального рН-метрического метода контроля биологической активности воды.

Поставленная цель достигалась решением следующих основных задач:

1. Сформулировать определение относительного показателя биологической активности воды и дать его математическое описание.

2. Рассмотреть основные области применения биологической активности воды и провести анализ существующих приборов и методов контроля биологической активности воды.

3. Проработать, исходя из анализа структурных свойств воды, методологические и метрологические основы для создания прямых и косвенных методов контроля биологической активности воды.

4. Разработать прямой неэлектрический дифференциальный метод контроля биологической активности воды для контроля концентрации ионов коллоидного серебра в растворе.

5. Разработать косвенный динамический дифференциальный рН - метрический метод контроля биологической активности воды.

6. Исследовать возможность использования прямого неэлектрического дифференциального метода контроля и косвенного динамического дифференциального рН-метрического метода для контроля биологической активности воды при изменении информационно-фазового состояния, вызванного сменой агрегатного состояния воды и водных систем.

7. Разработать математическую модель зависимости изменения биологической активности воды при смене агрегатного состояния при использовании прямого неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды.

8. Исследовать возможность использования прямого неэлектрического дифференциального метода для контроля биологической активности воды при воздействии внешних полей электрического и электромагнитного спектра.

9. Разработать математические модели зависимости изменения относительного показателя биологической активности воды от различных внешних электрических и электромагнитных воздействий при использовании прямого неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды.

Ю.Выполнить расчет погрешностей прямого неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды для экспериментальных данных и разработанных математических моделей изменения свойств воды при различных внешних воздействиях.

П.Исследовать возможность применения косвенного динамического дифференциального рН-метрического метода контроля биологической активности воды при воздействии внешних полей электрического и электромагнитного спектра.

Научная новизна.

1. Разработано математическое описание относительного показателя биологической активности воды, на основании чего сформулирован термин биологической активности воды с учетом изменения её информационно-фазового состояния.

2. Разработаны научные основы прямого неэлектрического метода контроля биологической активности воды с помощью проростковой биоинформационной технологии.

3. Разработаны методологические и метрологические основы контроля биологической активности воды в зависимости от концентрации ионов коллоидного серебра с помощью прямого неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды.

4. Разработаны научные основы косвенного динамического дифференциального рН-метрического метода контроля биологической активности воды с помощью нового метода контроля, заключающегося в динамическом измерении рН воды и водных сред с использованием современных цифровых микропроцессорных систем.

5. Разработаны методологические и метрологические основы контроля агрегатного состояния воды по изменению её биологической активности с помощью прямого неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды и косвенного динамического дифференциального рН-метрического метода контроля биологической активности воды.

6. Разработаны методологические и метрологические основы контроля биологической активности воды при воздействии внешних электрических и электромагнитных полей с помощью прямого неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды и косвенного динамического дифференциального рН-метрического метода контроля биологической активности воды.

Автор защищает:

1. Результаты теоретических и экспериментальных исследований относительного показателя биологической активности воды в зависимости от её информационно-фазового состояния.

2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований прямого неэлектрического метода контроля биологической активности воды для контроля концентрации ионов коллоидного серебра.

3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований прямого неэлектрического метода контроля биологической активности воды при изменении её агрегатного состояния.

4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований косвенного динамического дифференциального рН-метрического метода контроля биологической активности воды при изменении её агрегатного состояния.

Практическая ценность:

1. Получена формула для расчета относительного показателя биологической активности воды в зависимости от её информационно-фазового состояния.

2. Исследовано воздействие различных концентраций раствора ионов коллоидного серебра на биологическую активность воды с помощью прямого неэлектрического дифференцированного метода контроля биологической активности воды.

3. Исследовано изменение биологической активности воды при смене агрегатного состояния водой с помощью прямого неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды и косвенного динамического дифференциального рН-метрического метода контроля биологической активности воды.

4. Получены выражения, позволяющие с малой погрешностью определить биологическую активность воды в любой точке фазы плавления льда.

5. Получены выражения, позволяющие с малой погрешностью определить биологическую активность воды в любой точке фазы плавления льда.

6. Получены выражения, позволяющие с малой погрешностью определить биологическую активность воды при различных внешних электрических и электрофизических воздействия на воды.

Реализация результатов работы.

На основе неэлектрического метода контроля изменения биологической активности воды в АГМУ на кафедре «Основ гигиены и экологии человека» ведется контроль концентрации ионов коллоидного серебра в водных растворах, используемых в терапевтических целях.

Прямой неэлектрический дифференциальный метод контроля биологической активности воды и косвенный динамический дифференциальный рН-метрический метод контроля биологической активности воды используются в научно-исследовательских работах и при реализации блока дисциплин по некомпьютерным информационным технологиям кафедры ИТ АлтГТУ.

Прямой неэлектрический метод контроля биологической активности воды применяется при реализации научно-исследовательских работ в Кемеровском

государственном университете на кафедре радиофизики и Вологодском государственном университете на кафедре биологии.

Апробация работы.

Материалы диссертации докладывались автором и обсуждались на международных конгрессах «БЭИТ-2002» (Горный Алтай, 2002 г.), «БЭИТ-2003» (Горный Алтай, 2003г.), «БЭИТ-2004» (Горный Алтай, 2004 г.), рамках научно-практической конференции «Гуманизация среды обитания и экологии человека» (г. Барнаул, 2004 г.).

Публикации:

По материалов выполненных в диссертационной работе исследований опубликовано 10 печатных работ.

Объем и структура работы.

Работа изложена на 182 страницах машинописного текста, включая рисунки на 34 страницах, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 92 наименований и приложений.

Содержание работы.

В ведении показана актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследований, научная новизна работы, обоснованна практическая ценность, отражена реализация работы в народном хозяйстве, сформулированы научные положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации работы и публикациях, приведена структура диссертации и дано краткое изложение научного материала по главам.

В первой главе дан краткий анализ основных областей применения биологической активности воды, приборов и методов контроля биологической активности воды. По результатам анализа сделаны выводы, что биологическая активность воды, исходя из её информационно-фазового состояния, может широко применяться как влияющий на жизнедеятельность биологических объектов фактор. Используя свойства биологически активной воды можно успешно регулировать фазы стимуляции и ингибирования у микроорганизмов, грибов, растений, влиять на состояние основных систем и органов у человека. Показано, что на сегодняшний день не существует методологически и метрологически аттестованных приборов и методов контроля биологической активности воды, исходя из её информационно-фазового состояния. Сформулированы задачи диссертационного исследования.

Во второй главе проведен анализ строения воды, исходя из клатратно-ассоциативной теории строения воды и молекулярно полевой ретрансляции. Проанализированы механизмы памяти воды. На основании анализа было сформулировано понятие относительного показателя биологической активности воды:

^ _ ^измеренная ~ ^коян/юлшя + ^рДб^

где относительный показатель биологической активности воды при влиянии внешнего исследуемого воздействия;

контролируемый физический параметр воды при исследуемом

воздействии;

^„ащяаътя ~ контролируемый физический параметр контрольной (не обработанной) воды.

Выдвинуты основные требования к воде и водной среде, позволяющие снизить погрешность измерения разработанных методов контроля биологической активности воды.

При реализации прямого неэлектрического метода контроля биологической активности воды необходимо учитывать такие влияющие на погрешность измерения факторы как:

1. Использование условно чистой воды (технической) с минимальным количеством примесей. К условно чистой воде можно отнести воду, взятую из городской водосети, пропущенную через фильтр и отстоянную не менее чем 24 часа. При получении условно чистой воды температура в помещении должно быть постоянной (внешние условия нормальные).

При использовании не отстоянной воды, без фильтрации погрешность измерения с 3,5% (рисунок 1) увеличивается до 10-15% (рисунок 2) для контрольной точки (не обработанная воды). При работе с не отстоянной водой случайный разброс увеличивается на 10%, что приводит к увеличению экспериментальных точек с пяти для каждого измерения до 10. Это делает метод контроля в два раза более трудоемким.

Рисунок 1 - График зависимости изменения относительного показателя биологической активности воды при использовании отстоянной в течение 24 часов профильтрованной воды

Рисунок 2 - График зависимости изменения относительного показателя биологической активности при использовании не отстоянной воды, взятой из центрального водопровода за 10 минут до эксперимента

2. В качестве преобразующей среды нельзя использовать воду после различных видов температурной обработки. Это связанно с тем, что при использовании дистиллированной воды в качестве преобразующей среды при контроле биологической активности воды количество и структура ассоциатов в воде будет изменяться случайным образом во времени после процесса дистилляции. Процесс образования ассоциатов связан в первую очередь с фазово-информационными процессами в воде, выражающимися в образовании новых конгломератов из квантов воды и их постепенной адаптации после процесса нагрева. Идентичные процессы происходят и после плавления льда, что приводит

к образованию в талой воде различных структурных образований, изменения которых прогнозировать с течением времени при нормальных условиях окружающей среды невозможно. В связи с этим использование в качестве преобразующей среды воды после изменения агрегатного состояния приводит к существенному (до 10%) увеличению случайной погрешности метода на стадии анализа изменения свойств биообъекта (рисунки 3 - 4).

. . . .

-2

-5 -8 -11

-14 *.-17 -20 -23 -26 -29 -32 -35

Рисунок 3 - График зависимости изменения относительного показателя биологической активности воды в контрольной точке при использовании дистиллированной воды (температура воды во время эксперимента составляла 24°С, как и у контрольной воды). На графике отражены случайные процессы изменения биологической активности дистиллированной воды от времени выдержки после остывания дистиллята до 24°С. Проба дистиллированной воды в первоначальном варианте полностью соответствовала по хи мическому составу воде в контрольной точке

Хмин

Рисунок 4 - График зависимости изменения относительного показателя биологической активности воды в контрольной точке при использовании талой воды (температура воды контрольной партии соответствовала изменению температуре талой воды в ходе эксперимента). На графике отражены случайные процессы изменения биологической активности талой воды от времени выдержки после плавления льда. Проба талой воды в первоначальном варианте полностью соответствовала по химическому составу воды в контрольной точке

3. Нельзя в качестве преобразующей среды использовать воду после различных видов электрической или электромагнитной обработки. При воздействии электромагнитных и электрических полей происходит изменение биологической активности воды, поэтому в ходе контроля могут возникать самопроизвольные изменения ассоциативно-клатратной структуры воды, которые приведут к увеличению случайной погрешности метода.

Если возникает необходимость использования обработанной воды в качестве преобразующей среды необходимо дополнительно учитывать законы изменения биологической активности воды при различных внешних воздействиях.

При исследовании метрологических характеристик воды, прошедшей различные виды обработки, был выявлен сдвиг кривой распределения случайной

погрешности обработанной воды более чем на 7% по сравнению с контрольной (рисунок 5).

Рисунок 5 - График зависимости изменения относительного показателя биологической активности воды в зависимости от времени контроля при использовании обработанной и контрольной воды

При реализации косвенного динамического рН-метрического метода контроля биологической активности воды необходимо учитывать следующие влияющие на погрешность измерения факторы, связанные с состоянием воды:

1. Использовать так же, как и при реализации прямого неэлектрического метода контроля биологической активности воды, в качестве преобразующей среды только условно чистую воду, но при абсолютном отсутствии примесей в виде частиц металлов в связи с тем, что это существенно влияет на качество измерения рН.

2. Температура воды должна быть постоянной в ходе контроля биологической активности воды. Изменение температуры воды отражается на изменении рН.

3. Как и при реализации прямого неэлектрического метода контроля биологической активности воды, при контроле биологической активности воды данным методом не допускается использование воды, прошедшей термическую, электрическую или электромагнитную обработку, что приводит к увеличению случайной погрешности косвенного динамического рН-метрического метода контроля.

В третьей главе проработаны научные методологические и метрологические основы прямого неэлектрического метода контроля биологической активности воды.

Метод контроля выполняется согласно следующей схемы:

1. Исследования проводятся в лабораторных условиях при температуре

с минимальным количеством источников внешних электрофизических излучений.

2. Для каждого эксперимента отсчитывается п порций по 100 зерен пшеницы, каждая порция помещается в отдельную марлевую салфетку.

3. Порции размещаются равномерно по емкости, в которой будет происходить процесс проращивания, в каждой емкости находится не менее 5 порций.

4. В исследованиях используется вода, удовлетворяющая всем требованиям.

5. Для каждой экспериментальной точки используется одинаковое количество воды (не менее 200 мл). Время воздействия и контрольные точки определяются для каждого эксперимента.

6. Ведется контроль прорастания зерен пшеницы в течение 72 часов с момента замачивания. Обязательные контрольные точки фиксируются через 24,48 и 72 часа после замачивания.

7. Производится статистическая обработка результатов каждого эксперимента, строятся графики и анализируются полученные результаты.

Через 24, 48 и 72 часа после замачивания зерен пшеницы, соответственно, подсчитывается количество проросших зерен во всех пяти партиях. Рассчитываются средние значения Мконтрспыш И Измеренная дай каждой экспериментальной точки и доверительный интервал при доверительной вероятности 0,95. Вычисляется относительный показатель d согласно выражению 1.

Сформулированы обязательные требования к проведению экспериментов:

- сведение к минимуму различных посторонних воздействий от технических источников;

- проведение контрольного опыта с нейтральной (не подвергавшейся воздействию) водой для каждого нового эксперимента.

Рассчитана погрешность измерения прямого неэлектрического дифференциального метода контроля и проработаны пути её снижения.

Исследована возможность использования прямого неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды для контроля концентрации ионов коллоидного серебра воде (рисунок 6).

Основной проблемой при контроле биологической активности ионов коллоидного серебра в воде является невозможность применения электрических методов контроля, так как воздействие электрических, электромагнитных и магнитных полей приводит к разрушению состояния коллоидного раствора, серебро выпадает в осадок и организмом не усваивается. Так же любой электрический или неэлектрический метод контроля физических, электрофизических и химических свойств воды будет являться косвенным и будет не удовлетворять поставленной задаче диссертационных исследований.

Рисунок 6- График зависимости изменения относительного показателя биологической активности воды при контроле концентрации коллоидного серебра

Полученные экспериментальные результаты показали, что разработанный метод имеет высокую чувствительность, минимальную погрешность измерения и на сегодняшний день является единственным методом прямого контроля биологической активности воды при воздействии различных концентраций ионов коллоидного серебра в воде.

Исследована возможность контроля биологической активности воды при изменении водой агрегатного состояния с помощью прямого неэлектрического метода контроля биологической активности воды (рисунок).

Получены точные формулы для расчета биологической активности воды в любой фазе плавления льда (анализ экспериментальных данных показал, что контрольную точка не учитывается в связи):

Т

' ' ' г л-4 . л лпм1 л-Зт . г ,2 . п Л1 ол гг-8/2.т-Ъ ±0*, (2)

6,86*10^ +9,99*1 0г3Г+5,939*Ю^2 +3.015*10Л2Г3 где Т- время контроля (04-72), в часах;

время после плавления льда, в минутах; с погрешностью для выбранной модели:_

(Г-Зб?

ст. =1 0,087+-

1

I 686ПР4 +9,99*1СГ3Г+5,939'10У +3.015*10УГ 12,74

»0,01

с погрешностью для экспериментальных данных:

Рисунок 7 - График зависимости изменения относительного показателя биологической активности талой воды

Показана возможность использования прямого неэлектрического метода контроля биологической активности воды при различных внешних электрических и электромагнитных воздействиях. Получены точные формулы изменения биологической активности воды при воздействии внешних электрических и электромагнитных полей:

1. Для постоянных электрических полей:

где и — напряжение на обклад плоскопараллельного конденсатора, создающего постоянное электрическое поле, в В; Т— время контроля (0т72), в часах;

с погрешностью для выбранной модели:

где Г- время контроля (0т72), В часах;

и- напряжение на обклад плоскопараллельного конденсатора, создающего постоянное электрическое поле, в В;

для экспериментальных данных: ±АЯ=3,9-4Д5*10 *е , где Г-время контроля (0т72), В часах.

2. Для электромагнитных полей:

„-471-0,16^4531?

^^+5,95)

1Я58+4,635*10?1 *ет \635 /

где Т- время контроля (0т72), в часах; Ж- частота генератора, в Гц;

Т±сги (4)

с погрешностью для выбранной модели:

где Т- время контроля

Ж- частота генератора, в Гц;

для экспериментальных данных: где Т- время контроля

3. Для ультразвуковых полей:

где Т- время контроля в часах;

Ж-частота генератора, в кГц;

с погрешностью для выбранной модели:

где Т- время контроля в часах;

/■-частота генератора, в кГц; для экспериментальных данных: где Т- время контроля , в часах.

Полученные данные при исследовании изменения биологической активности воды от различных внешних электрических и электромагнитных воздействий на неё позволяют судить об универсальности прямого неэлектрического метода контроля биологической активности воды.

Использование разработанного прямого неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды позволяет фиксировать изменения биологической активности воды при воздействии постоянного магнитного поля, влияние которого на свойства воды в целом ранее полностью отрицалось (рисунок 8).

На основании полученных экспериментальных данных обозначены фазы наибольших структурных изменений в воде под действием постоянного магнитного поля. С использованием результатов научных исследований биологической активности воды с помощью прямого неэлектрического дифференциального метода контроля стала возможной разработка и исследование косвенных электрических методов контроля биологической активности воды при различных внешних воздействиях.

30,00

(1(М), %

-40,00 -1

Рисунок 8 - График зависимости изменения относительного показателя биологической активности воды при воздействии постоянного магнитного поля

В четвертой главе изложены научные основы косвенного динамического дифференциального рН-метрического метода контроля биологической активности воды. Проработаны методологические основы контроля рН с помощью динамической схемы измерения рН, математическое описание относительного показателя изменения рН для анализа биологической активности имеет вид:

О =

рН„

рН

контрольна Я ф

рн.

100%

(6)

контрольна я

где Л - относительный показатель изменения рН воды при влиянии внешнего исследуемого воздействия;

— рН воды при действии внешнего исследуемого воздействия;

РНшшрснщ - РН контрольной партии вОДЫ.

Полная схема динамического дифференциального рН-метрического метода контроля выглядит следующим образом:

1. Используется вода, отвечающая общим требованиям при контроле биологической активности воды.

2. Проводится калибровка рН метров с помощью соответствующих буферных растворов перед каждым экспериментальным исследованием.

3. При проведении каждого замера параллельно осуществляется измерение рН в контрольной емкости с жидкостью, на которую не производилось воздействие.

4. Анализ результатов контроля проводится только по относительным изменениям рН (выражение 6) в каждой экспериментальной точке:

5. Строятся графики зависимости изменения рН от величины воздействия.

6. На основании функциональных зависимостей проводится корреляционный анализ изменения биологической активности воды соответственно результатам, полученным при параллельном контроле биологической активности воды с помощью прямого дифференциального неэлектрического метода контроля биологической активности воды.

Корреляционный анализ позволил установить, что при повышении рН воды биологическая активность воды понижается. Это выполняется при контроле переходных процессов после изменения агрегатного состояния водой при воздействии полей электромагнитного спектра на неё. Корреляционный анализ биологической активности воды и рН при воздействии постоянных магнитных полей показат, что в данном случае при понижении рН биологическая активность воды так же понижается, причем фаза изменений рН и биологической активности полностью совпадают.

Проанализированы и рассчитаны погрешности косвенного динамического дифференциального метода контроля биологической активности воды.

Исследована возможность косвенного контроля биологической активности воды при изменении водой агрегатного состояния с помощью косвенного динамического дифференциального рН-метрического метода контроля биологической активности воды (рисунок 9).

На основании совместного анализа результатов измерения двух методов контроля (прямого неэлектрического и косвенного динамического рН-метрического) сделаны выводы о характере изменения биологической активности при изменении рН. Это позволяет в дальнейшем судить об изменении биологической активности воды, только основываясь на изменении рН в случаях изменения агрегатного состояния воды. Показана возможность использования косвенного динамического дифференциального метода рН-метрического контроля биологической активности воды при электрической, электромагнитной, ультразвуковой обработке воды.

Рисунок 9 - График зависимости относительного изменения рН при контроле биологической активности талой воды

В заключении сформулированы выводы и результаты работы.

В приложении приведены расчетные таблицы с численными значениями результатов вычислений, приложены акт внедрения, справки об использовании результатов диссертационной работы в научных исследованиях и справка о метрологической аттестации косвенного динамического рН-метрического дифференциального метода контроля биологической активности воды.

Основные выводы и результаты работы

1. Сформулировано определение относительного показателя биологической активности воды в зависимости от её информационно-фазового состояния. Дано математическое описание термина биологической активности воды.

2. Разработанные методы контроля позволяют реально контролировать изменения биологической активности воды в зависимости от концентрации ионов коллоидного серебра в воде, при изменении агрегатного состояния воды. При контроле биологической активности воды при воздействии постоянным магнитным полем выявлена фаза максимальных структурных изменений в воде - 35-50 минуты с начала обработки.

3. Разработанный прямой метод контроля биологической активности воды, основанный на изменении скорости прорастания и роста семян растений, позволяет в течении 24 часов (по сравнению с существующими методиками) контролировать изменения биологической активности воды. При этом за счет детальной проработки схемы контроля и выдвигаемых требований к водной среде метод позволяет контролировать незначительное изменение информационно-фазового состояния воды, которое выражается в изменении её биологической активности.

4. Разработанный прямой метод контроля является единственным методом контроля биологической активности воды в зависимости от концентрации ионов коллоидного серебра, который не разрушает сам раствор и позволяет прямым способом контролировать изменении биологической активности воды (понижение биологической активности до 50% при концентрациях 20,80,100 мг/см3, повышение до 90% при концентрации 1 мг/см3), что наиболее важно для решения проблемы использования серебра в медицине и фармакологии.

5. Разработанный прямой метод контроля биологической активности воды позволяет достоверно контролировать биологическую активность воды при изменении её агрегатного состояния: во временном интервале от 0 до 5 минут после плавления льда наблюдается снижение биологической активности на 100%, с последующим повышением до контрольного значения к 45 минуте после плавления льда. На основании экспериментальных данных рассчитаны модели изменения биологической активности воды при смене её агрегатного состояния с выражениями для расчета погрешностей для модели и экспериментальных данных.

6. Разработанный прямой метод контроля биологической активности воды позволяет достоверно контролировать биологическую активность воды при различных внешних электрических и электромагнитных воздействиях на воду. На основании экспериментальных данных рассчитаны модели изменения биологической активности воды при воздействии внешних электрических и электромагнитных полей с выражениями для расчета погрешностей для модели и экспериментальных данных.

7. Разработан косвенный метод контроля биологической активности воды на основе динамического дифференциального рН-метрического метода контроля рН воды, реализуемый с помощью высокоточных (погрешность не более ±0,02) микропроцессорных приборов контроля рН.

8. Проведены исследования методологических и метрологических основ косвенного динамического дифференциального рН-метрического метода контроля биологической активности воды. На основе результатов исследований выдвинуты основные требования к проведению измерения рН и измерительным приборам для контроля биологической активности воды.

9. Разработанный косвенный динамический дифференциальный рН-метрический метод контроля биологической активности воды позволяет контролировать изменение биологической активности воды при смене её агрегатного состояния (повышение рН на 7% в фазе 0-30 минут после плавления льда), что достигается значительным повышением чувствительности метода (до 11% по сравнению с классическим методом) посредством исполнения динамического метода контроля и путем дифференцирования результатов измерения.

10. Благодаря высокой чувствительности косвенного метода контроля биологической активности воды (до 11% по сравнению с классическим методом) возможен её контроль при различных внешних электрических и электрофизических воздействиях на воду с помощью косвенного динамического дифференциального метода контроля биологической активности воды.

11. В результате параллельного контроля биологической активности воды двумя методами проведен сравнительный анализ изменения биологической активности воды в зависимости от рН воды. Это позволяет выделить фазы изменения рН и биологической активности при изменении агрегатного состояния воды (0 - 30 минуты после плавления льда) и при изменении биологической активности воды от внешних электрических, электромагнитных и магнитных полей судить об изменении биологической активности только по изменению водородного показателя среды.

12. Анализ структурных свойств воды позволил выделить основные факторы в воде, влияющие на погрешность контроля, на основании чего были выдвинуты основные требования к состоянию контролируемой воды и водной среды

13. Созданный автором прямой неэлектрический метод контроля биологической активности воды используется на кафедре «Гигиены и основ экологии человека» АГМУ для контроля биологической активности воды при различных концентрациях ионов коллоидного серебра в воде.

Основные результаты работы отражены в следующих публикациях:

1. Кондрашова А.Г. Использование биоинформационных технологий для контроля слабых энергоинформационных излучений. Некомпьютерные информационные технологии (биоинформационные, энергоинформационные и др.) («БЭИТ-2003»: Доклады VI Международного конгресса. Т.З./ Под ред. Госько-ва П.И. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2003. С.54-65

2. Кондрашова А.Г. Контроль слабых энергоинформационных излучений./ Материалы научно-практической конференции «Гуманизация производственной среды и экологии человека»./ Под ред. Беккера В.Н. - Барнаул, издательский дом «Алтайская правда», 2004. - С.76-78.

3. Госьков П.И., Кондрашова А.Г., Евтушенко А.В. Исследование влияния электрических и магнитных полей на рН воды и водных сред.// Некомпьютерные информационные технологии (биоинформационные, энергоинформационные и др.) («БЭИТ-2003»: Доклады VI Международного конгресса. Т.З./ Под ред. Госькова П.И. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2003. с.42-47,

4. Госьков П.И., Кондрашова А.Г., Провкина О.В., Стрельникова Т.Н., Коваленко Я.В. Влияние ультразвуковых волн на биологические объекты.// Биоинформационные и энергоинформационные технологии («БЭИТ-2002»): Доклады 5-го Международного конгресса. Т.2У Под ред. Госькова П.И. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2002. С. 25-28

Р 2 б 12 Л

5. Госьков П.И., Кондрашова А.Г. Влияние электромагнитных полей низких и высоких частот на прорастание и рост проростков зёрен пшеницы.// Био-энергоинформатика и биоэнергоинформационные технологии. («БЭИТ-2001»): Доклады IV Международного конгресса Т 1, Ч 2. - Барнаул, 2001, С.25-28

6. Госьков П.И., Кондрашова А.Г., Икко Н.В., Дектерева О.С. Энергоинформационное влияние радиотелефонов на процесс прорастания и роста зёрен пшеницы.// Биоэнергоинформатика и биоэнергоинформационные технологии («БЭИТ-2001»): Доклады IV Международного конгресса. Т.1, ч.2. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2001. - С.22-25.

7. Госьков П.И., Кондрашова А.Г., Провкина О.В., Стрельникова Т.Н. Влияние излучения акустических полей на биологические объекты.// Биоинформационные и энергоинформационные технологии («БЭИТ-2002»): Доклады 5-го Международного конгресса. Т.2./ Под ред. Госькова П.И. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2002. - С.18-22.

8. Госьков П.И., Кондрашова А.Г., Аксенов А.О. Исследование переноса информации водой модулированным информационным излучением.// Биоинформационные и энергоинформационные технологии («БЭИТ-2002»): Доклады 5-го Международного конгресса. Т.1./ Под ред. Госькова П.И. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2002. - С.22-24.

9. Госьков П.И., Кондрашова А.Г., Казарцева А.В. Влияние излучения электромагнитного поля низких и высоких частот на прорастание семян.// Биоинформационные и энергоинформационные технологии («БЭИТ-2002»): Доклады 5-го Международного конгресса. 7.57 Под ред. Госькова П.И. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2002. с. 37-40

10. Госьков П.И., Кондрашова А.Г., Аксенова Е.С., Пышкина Е.В. Собственные биополя животных и их влияние на биологическое объекты.// Биоинформационные и энергоинформационные технологии («БЭИТ-2002»): Доклады 5-го Международного конгресса. Т.1./ Под ред. Госькова П.И. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2002. с. 50-58.

Кондрашова А.Г.

Неэлектрические и электрические методы контроля биологической

активности воды и ввозных растворов

Автореферат

Подписано в печать 29.11.2004. Формат 60x84 1/16. Печать - ризография. Уел п л. 1,16. Уч изд л 0,87. Тираж 100 экз. Заказ 87/2004.

Издательство Алтайского государственного технического университета им ИИ Ползунова, 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46. Лицензии: ЛР № 020822 от 21.09.98 года, ПЛД № 28-35 от 15.07.97 Отпечатано в ЦОП АлтГТУ 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46

Введение.

Глава первая.

1. Обзор методов контроля биологической активности воды.

1.1.Обзор областей применения биологической активности воды.

1.2.Анализ существующих приборов и методов контроля биологической активности воды.

1.3 .Постановка задач диссертационных исследований.

Глава вторая.

2. Способы повышение метрологических характеристик методов контроля биологической активности воды свойств воды.

2.1.Влияние структуры воды на её физические, электрофизические и биологические свойства.

2.2. Разработка основных требований к воде для контроля биологической активности раствора ионного серебра и при электромагнитных воздействиях с целью снижения погрешности.

Глава третья.

3. Разработка и исследование неэлектрического метода контроля биологической активности воды.

3.1. Методологические основы неэлектрического метода контроля биологической активности воды.

3.2. Повышение метрологических характеристик неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды и водных растворов с помощью углубленной статистической обработки результатов эксперимента.

3.3. Экспериментальное исследование изменение биологической активности воды при различных внешних воздействиях на воду с помощью неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды.

3.3.1 Применение неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды для контроля концентраций раствора ионного серебра.

3.3.2 Применение неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды для контроля внешних воздействий.

3.4 Основные результаты исследования неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды.

Глава четвертая

4. Разработка и исследование динамического рН - метрического метода контроля кислотности воды при различных внешних воздействиях.

4.1. Методологические основы обеспечения необходимой точности динамического рН - метрического метода контроля биологической активности воды при внешних электрических излучениях.

4.1.1. Условия обеспечения точности измерений и расчет погрешности динамического рН-метрического метода контроля.

4.2. Применение динамического дифференциального рН-метрического метода контроля биологической активности воды для контроля внешних воздействий.

4.2.1. Контроль биологической активности воды при воздействии внешних электромагнитных полей индукцией до 300 нТл с помощью динамического дифференциального рНметрического метода контроля воды и водных сред.

Вода играет решающую роль в подавляющем большинстве процессов и явлений, происходящих в природе. Она широко используется в промышленности, сельском хозяйстве и коммунальных целях. На долю воды приходиться 7% от веса земной коры, 0,04% из них пресная вода.

Значение воды для процессов жизнедеятельности и для промышленных целей обусловлено её уникальными свойствами: высокими теплоемкостью, теплопроводностью и плотностью, большой диэлектрической проницаемостью, а так же способность хорошо растворять многие вещества. Высокая растворяющая способность обеспечивает все процессы жизнедеятельности растений и животных. Благодаря этому вода участвует во всех биохимических и биофизических процессов, определяющих функционирование биологических объектов на Земле. Нельзя преувеличить роль воды в организме человека, который на 75% процентов состоит из воды. Содержание воды в плазме крови человека достигает 98%. Вода регулирует процессы теплообмена в организме и участвует в большинстве окислительно-восстановительных процессов в клетке. Изменение таких параметров воды как вязкость, водородный показатель, количество растворенного кислорода, температуры, электропроводности и других, влияет на функционирование живых организмов [1-3]. В зависимости от своего состояния, вода может ускорять или замедлять обменные процессы в живых организмах. Зная динамику и характер изменения основных свойств воды или водных растворов, можно регулировать процессы жизнедеятельности биологических объектов. Поэтому в биологии, экологии и медицине большое внимание уделяется исследованию такого параметра воды как биологическая активность (понятие обратное токсичности воды и водных растворов).

Под биологической активностью воды понимается «её свойство пониженного или повышенного (относительно контрольного образца) влияния на процессы жизнедеятельности биологических объектов, приобретенное в результате воздействия внешних факторов» [5,6].

Изменение биологической активности воды напрямую связано с изменение её вязкости, водородного показателя, количества растворенного кислорода, способностью поглощать ИК-излучения и другие [3,4]. Поэтому исследования изменения биологической активности воды в зависимости от изменения её физико-химических свойств позволит разработать электрические методы контроля биологической активности воды, которые на сегодняшний день не реализованы. Взаимосвязь между изменением вышеперечисленных физических и химических свойств воды и её биологической активностью мало исследована. Особенно это актуально при исследовании физико-химических свойств и биологической активности воды после различных видов её обработки с помощью слабых по интенсивности полей и излучений [3,4].

Применяемые в медицинских и биологических исследованиях биотесты, способны оценивать биологическую активность или токсичность воды и водных растворов. В качестве выходных характеристик данных биотестов, как правило, отслеживается репродуктивная способность простейших (например, дафний), оптическая плотность водной среды, в которой развиваются микроорганизмы (по изменению оптической плотности судят о биологической активности воды), процессы развития проростков растений (в данном случае контролируется длина корней проростка) [2,49].

Все вышеперечисленные биотесты широко используются в медицине и экологии, но при этом обладают низкими метрологическими характеристиками и в большинстве случаев направлены на определение токсичности воды. Данные методики не позволяют установить закономерности изменения биологической активности воды. Это в первую очередь обусловлено низкой чувствительностью биотестов и несовершенством методик их реализации.

Таким образом, к актуальной и значимой области исследования различных свойств воды, относится разработка и исследование методов контроля биологической активности воды.

Столь слабое развитие методов контроля биологической активности воды, привело к тому что, уникальные биологические свойства, которые проявляет вода, на сегодняшний день практически не используются (исключение составляет разработка и создание гомеопатических препаратов). Однако, как показали многочисленные экспериментальные исследования, биологическая активность воды напрямую влияет на процессы жизнедеятельности биологических объектов.

Столь слабое использование свойств воды в медицине, биологии и сельском хозяйстве в первую очередь связано с отсутствием чувствительных, метрологически проработанных методов контроля биологической активности воды и водных систем.

Наиболее перспективным следует считать разработку и широкое внедрение методов контроля биологической активности воды, которые основаны на простых, хорошо изученных физических и биологических принципах, на принципиально линейных зависимостях «вход-выход», легко поддающихся расчету и воспроизведению. К числу таких методов относится неэлектрический дифференциальный метод контроля биологической активности воды, основанный на процессах прорастания зерен пшеницы. Развитие неэлектрических методов контроля биологической активности воды будет способствовать разработке и созданию методов контроля биологической активности воды, основанных на контроле физических параметров воды, таких как электропроводность, вязкость, диэлектрическая проницаемость, оптическая плотность и другие. Некоторые из вышеперечисленных свойств воды зависят от внешних влияющих факторов, что позволяет предположить создание чувствительных электрических методов контроля, позволяющих косвенным образом судить об изменении биологической активности воды. [4,10,11]. Это возможно за счет сравнительного анализа изменения биологической активности воды и электрических, физических или электрофизических свойств воды. Наиболее перспективным и простым по реализации является динамический дифференциальный рН-метрический метод контроля.

На современном уровне научно-технического развития прослеживается тенденция к развитию новых технологий, где в качестве регистрирующей среды выступают изменения как физических, так и биологических свойств биообъектов. Причем к изучению последних наблюдается повышенный научный и практический интерес. Об актуальности новых технологических решений с использованием биоинформационных технологий было отмечено на международном конгрессе «Информационные техноло-гии-2003» (г. Санкт - Петербург, 2003 г.); Международных конгрессах «БЭИТ - 2003» (г. Барнаул, 2003г.); «БЭИТ - 2004» (г. Барнаул, 2004г.); Международной конференции «Гуманизация среды обитания и экология человека» (г. Барнаул, 2004г.).

В связи с этим, перспективным направлением в области контроля биологической активности воды следует считать разработку и внедрение комплексных методов контроля биологической активности воды, включающих параллельное использование электрических и биологических методов контроля воды и водных растворов.

Таким образом, целью настоящей работы является разработка методов контроля биологической активности воды для контроля биологической активности раствора ионного серебра и для контроля биологической активности воды при различных внешних воздействиях.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Рассмотреть основные области применения биологических свойств воды и провести анализ существующих приборов и методов контроля её биологической активности.

2. Разработать методологию и метрологию для создания методов контроля биологической активности воды.

3. Разработать неэлектрический дифференциальный метод контроля биологической активности воды, основанный на изменении скорости прорастания зерен пшеницы

4. Исследовать применения неэлектрического дифференциального метода контроля, основанного на изменении скорости прорастания зерен пшеницы для контроля биологической активности раствора ионного серебра различных концентраций.

5. Разработать динамический дифференциальный рН - метрический метод контроля, позволяющий косвенным образом контролировать биологическую активность воды.

6. Исследовать неэлектрический дифференциальный метод для контроля биологической активности воды при воздействии внешних электромагнитных излучений.

7. Разработать математические модели зависимости относительного изменения биологической активности воды при воздействии внешних электромагнитных излучений.

8. Исследовать пути понижения случайной составляющей погрешности при контроле биологической активности воды.

9. Исследовать динамический дифференциальный рН-метрический метод контроля биологической активности воды при внешних электромагнитных воздействиях.

Научная новизна выполненных исследований и разработок заключается:

1. В предложенном математическом описании относительного изменения биологической активности воды.

2. В разработанной методике измерения биологической активности воды с гарантированной точностью с помощью неэлектрического метода контроля биологической активности воды, основанного на изменении скорости прорастания зерен пшеницы.

3. В разработанной методике измерения биологической активности воды с гарантированной точностью для контроля биологической активности раствора ионного серебра.

4. В разработанной косвенной методике измерения биологической активности воды с гарантированной точностью с помощью динамического дифференциального рН-метрического метода контроля, заключающегося в динамическом измерении рН воды и водных растворов с использованием современных цифровых микропроцессорных систем.

5. В разработанной методике измерения биологической активности воды с гарантированной точностью при внешних электромагнитных воздействиях.

Практическая ценность приведенной научно-исследовательской работы:

1. Предложена формула для расчета относительного изменения биологической активности воды.

2. Исследовано воздействие различных концентраций раствора ионного серебра на биологическую активность воды с помощью неэлектрического дифференциального метода контроля, основанного на изменении скорости прорастания зерен пшеницы.

3. Исследовано воздействие электромагнитных излучений на биологическую активность воды с помощью неэлектрического дифференциального метода контроля и динамического дифференциального метода контроля воды и водных растворов.

4. Получены выражения, позволяющие с малой погрешностью определить биологическую активность воды при воздействии внешних электромагнитных излучений на воду.

Реализация результатов работы. На основе неэлектрического метода контроля изменения биологической активности воды в АГМУ на кафедре «Основ гигиены и экологии человека» ведется контроль биологической активности воды в зависимости от концентрации раствора ионного серебра. С помощью неэлектрического метода контроля биологической активности воды, основанного на изменении скорости прорастания зерен пшеницы и динамического дифференцированного рН-метрического метода контроля реализуются научно-исследовательские работы на кафедре «Информационных технологий» АлтГТУ.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались автором и обсуждались на международных конгрессах «БЭИТ-2002» (г. Барнаул, 2002г.), «БЭИТ-2003» (г. Барнаул, 2003г.), «БЭИТ-2004» (г. Барнаул, 2004г.), рамках научно-практической конференции «Гуманизация среды обитания и экологии человека» (г. Барнаул, 2004г.).

Работа изложена на 132 страницах машинописного текста, включая рисунки на 20 страницах, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 93 наименований и приложений.

В ведении показана актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследований, научная новизна работы, обоснована практическая ценность, отражена реализация работы в народном хозяйстве, сформулированы научные положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации работы и публикациях, приведена структура диссертации и дано краткое изложение научного материала по главам.

В первой главе дан краткий анализ основных областей применения биологической активности воды, приборов и методов контроля биологической активности воды. Показано несовершенство существующих на сегодняшний день приборов и методов контроля биологической активности воды. Сформулированы задачи диссертационного исследования.

Во второй главе предложено математическое описание изменения биологической активности воды при различных внешних воздействиях, выдвинуты основные требования к воде и водной среде, позволяющие снизить погрешность измерения разработанных методов контроля биологической активности воды.

В третьей главе проработаны методологические и метрологические основы неэлектрического метода контроля биологической активности воды, основанного на изменении скорости прорастания зерен пшеницы, для контроля биологической активности раствора ионного серебра различной концентрации. Показана возможность использования неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды, основанного на изменении скорости прорастания зерен пшеницы при воздействии внешних электромагнитных излучений. Получены формулы изменения биологической активности воды при воздействии внешних электромагнитных излучений.

В четвертой главе проработаны основы динамического дифференцированного рН-метрического метода контроля для косвенного измерения биологической активности воды. Показана возможность использования динамического дифференциального рН-метрического метода для косвенного контроля биологической активности воды при воздействии внешних электромагнитных излучений.

4.3 Основные результаты и выводы исследования динамического дифференциального рН-метрического метода контроля биологической активности воды

Анализ полученных экспериментальных данных позволяет сделать вывод о высокой чувствительности динамического рН-метрического метода контроля изменения водородного показателя воды под действием внешних полей и излучений по сравнению со стандартными методами измерения рН. Относительная погрешность измерения динамического рН-метрического метода равна погрешности прибора и составляет 2%.

Сравнительный анализ результатов контроля неэлектрическим методом контроля биологической активности воды, основанном на изменении процессов прорастания зерен пшеницы, и динамическим рН - метрическим методом контроля, позволяет говорить о корреляционной зависимости между изменением рН и биологической активностью воды при идентичных внешних воздействиях. Повышение показателя рН воды приводит к понижению биологической активности, что выполняется для большинства внешних воздействий (воздействие постоянного электрического поля, электромагнитных полей различной напряженности, ультразвуковых полей и других), исключение составляет лишь воздействие на воду постоянным магнитным полем. Полученные экспериментальные данные дают возможность по изменению рН воды прогнозировать изменения биологической активности.

Применение параллельного контроля показателя рН и биологической активности воды значительно повышает точность, стабильность, чувствительность контроля биологической активности воды. Поэтому стало возможным более точно характеризовать изменение биологической активности воды под действием внешних излучений и полей.

При реализации различных экологических программ по изменению свойств биологической активности и водородного показателя воды и водных растворов, стало возможным более подробно исследовать характер воздействия, интенсивность, пространственную диаграмму направленности и прочие параметры электрических, электромагнитных и электрофизических полей различной природы.

92

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Контроль биологической активности воды имеет значительную научную и практическую ценность. Все известные методы и средства контроля биологической активности воды обладают низкими метрологическими характеристиками и могут использоваться только для контроля токсичности воды и водных растворов. Поэтому в данной работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Дано математическое описание относительного изменения биологической активности воды и водных растворов.

2. Разработан неэлектрический дифференциальный метод контроля биологической активности воды и водных растворов, основанный на изменении скорости прорастания зерен пшеницы, который позволяет контролировать биологическую активность воды и водных растворов в интервале от 24 до 72 часов. Погрешность метода составляет 3,5%.

3. Определено оптимальное время контроля биологической активности воды и водных растворов, имеющее наименьшее СКО количества проросших зерен пшеницы, которое составляет от 24 до 72 часов с момента замачивания зерен пшеницы.

4. Исследован неэлектрический дифференциальный метод контроля биологической активности воды и водных растворов, основанный на изменении скорости прорастания зерен пшеницы. Разработанный метод является наиболее точным из всех известных методом контроля биологической активности раствора ионного серебра.

5. С помощью неэлектрического дифференциального метода контроля биологической активности воды и водных растворов была исследована биологическая активность раствора ионного серебра концентрацией от 0,1 до 500 мг/дм . На основании полученных результатов были установлены биологически активные и токсичные концентрации раствора ионного серебра. Концентрации 20, 80, 100-500 мг/дм3 снижают биологическую активность до

50%. Концентрации 1,10, 50 мг/дм повышают биологическую активность до 90%.

6. Исследован неэлектрический метод контроля биологической активности воды и водных растворов при электромагнитном воздействии на воду. Получены зависимости изменения биологической активности воды от величины напряженности электромагнитного воздействия и изменения биологической активности от времени, прошедшего после электромагнитного воздействия на воду.

7. На основании экспериментальных данных предложены модели изменения биологической активности воды от величины напряженности электромагнитного поля и изменения биологической активности от времени, прошедшего после электромагнитного воздействия на воду.

8. Исследован метод контроля биологической активности воды и водных растворов, основанный на совместном применении неэлектрического дифференциального и динамического дифференциального рН-метрического методов контроля биологической активности воды и водных растворов.

9. Разработан косвенный метод контроля биологической активности воды, основанный на динамическом контроле показателя рН, который реализован с помощью высокоточных (погрешность не более ±0,02) микропроцессорных рН-метров.

10. С помощью динамического дифференциального рН-метрического метода контроля исследовано электромагнитное воздействие на воду. Результаты исследования электромагнитного воздействия на воду, полученные с помощью неэлектрического дифференциального, основанного на изменении скорости прорастания зерен пшеницы, и динамического рН-метрического методов контроля биологической активности воды, коррелируют.

11. Разработанные методы контроля биологической активности воды широко используются в научно-исследовательских работах кафедры информационных технологий АлтГТУ, кафедры гигиены и основ экологии человека АГМУ, на кафедре экспериментальной физики КемГУ, на кафедре биологии Вологодского государственного университета.

Разработанные методы контроля биологической активности воды и водных растворов могут успешно использоваться в области электрической и электромагнитной обработки веществ, материалов, изделий, применятся в медицинских и биологических исследованиях для контроля биологических свойств воды и водных систем, в различных научно-исследовательских работах, связанных с модернизацией свойств воды и биологических объектов.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору Госькову П.И, который определил научное направление исследований, и оказал активную помощь в научно-исследовательской деятельности.

95

1. Петрянов И.В. Самое необыкновенное вещество в мире. М.: Педагогика. 1975.95 с.

2. Тылевич И.М. К вопросу о биофизике воды // Труды Ленинград-скогообщества естествоиспытателей. Л.: 1959. Т.70. Вып. 1. С. 90.

3. Привалов П.Л. Вода и ее роль в биологических системах // Биофизика. М.:Наука. 1968. Т. 13. Вып. 1. С. 163-177.

4. Рахманин Ю.А. Методические вопросы токсикологических исследо-ванийпри оценке качества опресненной питьевой воды // Профилактическая токсикология. Сб. учебно-метод. материалов НРПТХВ. М.:1984. Т.2. С. 37-46.

5. Бобров А.В., Исследование факторов определяющих биологическую активность воды./ Полевые информационные взаимодейст-вия//Сборник трудов. Орел: ОрелГТУ,2003.с.378-430.

6. Бобров А.В., Депонированная работа в ВИНИТИ №2282-В2002, М.,2002

7. Бобров А.В. Основные факторы информационного взаимодействия. Депонированная работа в ВИНИТИ №2885-В2002, М.,1999

8. Бобров А.В. Отчет по теме № 04.01.066 о НИР в 2001. (Гос. регистрационный номер 01.2.00 105789).

9. Бобров А.В. Исследование факторов информационного воздействия квантовых генераторов на биологические объекты. Отчет о научно-исследовательской работе №01.20.00 10079. Орел, 2000,42с.

10. Госьков П.И. Перенос информации водой./Биоинформатика и био-энергоинформационные технологии («БЭИТ-2000»): Доклады 3-го Международного конгресса, Т.1. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000.-С.11-14

11. Н.Карюхина Т.А., Чурбанов И.Н, Химия воды и микробиология. М.:Стройиздат. 1983.169 с.

12. Стимуляция продуктивности растений биологически активной водой. Алма-Ата. Экспресс информ. Казах. НИИНТИ. 1975. сер.21.04. Вып.091.С. 20.

13. Госьков П.И., Кондрашова А.Г., Хижняк О.В. Перенос информации с помощью генератора на скрещенных электрических и магнитных полях. Биоэнергоинформатика и биоэнергоинформационные технологии. Барнаул, 2002, Т 1, Ч 2 с.22-25

14. Лепилов В.А. Новая экологическая угроза? Биомедицинские технологии в радиоэлектронике, №5-6,М,2002. С25-40.

15. J. Schulte, "Wasser Claster - Structur and Information", Acta Medica Empirica, 39(7), 1990.

16. D. Dreyfuss and H.Y. Washman, "Measurements of relative concentrations and velocities of small clusters (n<40) in expanding water vapor flows", J. Chem. Phis, 1982, 76(4).

17. K.Lin, M.G.Brown, et al., " Characterization of a cage form of the water hexamer", Nature, 381, 1996. c.501 -503.

18. K.Lin, J.D. Crusan and R.J. Saycalty, "Water Clusters", Science, 271, 1996. c.929-933.

19. Применение серебра в медицине. Современные тенденции использования серебросодержащий антисептиков. Центральный НИИ травматологии и ортопедии им. Пирогова./А/Б и химиотерапия, №11, Москва 1989.

20. Гомеопатия и здоровье. Журн. Магистраль здоровья, №1,2003г.с. 1214

21. Черниченко Ю.П., Михайлова Л.П. Принцип относительности градации живого вещества и проблема слабых взаимодействий. Под ред. А.Н. Мосолова. Новосибирск: Институт общей патологии экологии человека СО РАМН, 1993 г.

22. Евсеев Е. Эти активированные жидкости // Техника и наука. 1981. № 11.С10~13.№12.С. 11-14.

23. Карцев В.И. Биоэнерготерепия. Эксперименты с мышами. Физики в парапсихологии: Очерки/Под ред. Л.Б. Болдыревойи Н.Б. Сотиной. -М.: Летний сад, 2003г.

24. Казначеев В.П., Трофимов А.В. Очерки о природе живого вещества и интеллекта на планете Земля: Проблемы космопланетарной антропо-экологии. Новосибирск: Наука, 2004. - 312с.

25. Строганова Т.В. Определение состояния художественно-информационной среды с помощью биоиндикаторов. Биоэнергоин-форматика и биоэнергоинформационные технологии. Барнаул,2001, Т 1,4 2 с.82-84

26. Родионов П.П., Михайлов Ю.И. Серебро в медицине: анализ состояния проблемы. Новые химические системы и процессы. Материалы межрегиональной научно-практической конференции: Новосибирск, 2002. с.33-47

27. Применение коллоидного серебра в практике врачей различных специальностей. (Материалы Круглова стола от 24.09.02): Караганда,2002.

28. Каменщикова Р.Я. Методика использования коллоидного серебра в общей практике. Применение коллоидного серебра в практике врачей различных специальностей. (Материалы Круглова стола от 24.09.02): Караганда, 2002.C. 13-15.

29. Шубин И.А. Способы лечения внутренних воспалительных процессов организма серебром. Новые химические системы и процессы. Материалы межрегиональной научно-практической конференции: -Новосибирск, 2002. с.68-71.

30. Ченцова Д.В. Использование серебра в практической деятельности. Вестник №1 МАН РФ, 2001 г., Москва.

31. Митрохина Т.В. Эффективность медносеребрянных растворов для профилактики простудных и ОРВИ заболеваний. Новые химические системы и процессы. Материалы межрегиональной научно-практической конференции: Новосибирск, 2002. с. 124-126.

32. Хасенова Г.К. Опыт применения серебра в офтальмогии. Применение коллоидного серебра в практике врачей различных специальностей. (Материалы Круглого стола от 24.09.02): Караганда, 2002.С. 16-18.

33. Биюнова О.Ж. Опыт применения серебра в стоматологии. Применение коллоидного серебра в практике врачей различных специальностей. (Материалы Круглого стола от 24.09.02): Караганда, 2002.С. 20-23.

34. Воробьева И.Е. Опыт применения серебра в гинекологии. Применение коллоидного серебра в практике врачей различных специальностей. (Материалы Круглова стола от 24.09.02): Караганда, 2002.С. 15-16.

35. Факеева Т.Н. Опыт применения коллоидного серебра в урологии Применение коллоидного серебра в практике врачей различных специальностей. (Материалы Круглого стола от 24.09.02): Караганда,2002.С.16.

36. Ворончихина Н.В. и др. Разработка, клиническая апробация, производство серебросодержащих салфеток. Новые химические системы и процессы. Материалы межрегиональной научно-практической конференции: Новосибирск, 2002. с.63-68.

37. Шмырин А.А. Опыт применения препарата арговит в лечении больных с ожегами. Новые химические системы и процессы. Материалы межрегиональной научно-практической конференции: Новосибирск, 2002. с.78-79.

38. Уфимцев В.А., Морев Н.В и др. Лечение гнойных процессов в хирургии антибактериальными препаратами серебра. Новые химические системы и процессы. Материалы межрегиональной научно-практической конференции: Новосибирск, 2002. с. 105-111.

39. Методы анализа природных и сточных вод./Под ред. Агасян П.К.-М.: Наука, 1997.-256с.

40. Рахманин Ю.А. Оценка биологического действия опресненных питьевых вод различного уровня минерализации // Материалы III -го Советско- американского симпозиума по проблеме гигиены окружающей среды. М.: 1980.С. 32-36.

41. Туричин A.M. Электрические измерения неэлектрических вели-чин.М.-Л., Изд-во «Энергия», 1966, 690с.

42. Осипович Л.А. Датчики физических величин.-М.: Машиностроение, 1979.-159с.

43. Антонченко В.Я., Давыдов А.С., Ильин В.В. Основы физики воды. Киев. «Наукова думка»,!991

44. Вукс М.Ф., Сидорова А.И. Структура и роль воды в живом организме. Изд-во ЛГУ, 1966.

45. ГОСТ Р51232-98 «Вода питьевая».

46. Pople J.A./Proc. Roy. Soc. 1951. A205. P.163-178.

47. Бернал Дж. Роль воды в кристаллических веществах/Успехи химии. 1956.Т.25.С.643-661.

48. Бернал Дж., Фаулер Р./ Успехи физических наук. 1934. Т.14. С.586-644.

49. Самойлов О.Я. Координационное число в структуре некоторых жидкостей/Журнал физической химии. 1946. Т.20. С.1411-1414.

50. Полинг Л. Природа химической связи.- М.-Л.: Госхимиздат, 1947.

51. Frank H.S., Wen W.J./ Disc. Faraday Soc. 1957. V.24. P.133-140.

52. D.D. Bernal and R.H. Pawler. J. Chem. Phis, № 1, 1938, 515c.

53. Мухачев B.M. «Живая» воды. -M.: Наука, 1975.-145c. 62.3ацепина Г.Н. Физические свойства и структура воды. 2-е изд., перераб. -М.: Изд-во МГУ,1987.-171с.

54. Белянин В., Романова Е. Жизнь, молекула воды и золотая пропорция. Журн. «Наука и жизнь», №10, 2001.

55. Вода: структура, состояние, сольватизация. Достижения последних лет. -М.: Наука,2003.

56. Lennard Jones J., Pople J.A. / Proc. Roy. Soc. 1950. A202. P. 16-180.

57. Morgan J., Warren В.Е./ J. Chem. Phys. 1938. V.6. P.666-673.

58. Latimer W.M., Rodebush/ . Amer. Chem. Soc, 1920. V.42. P.1419-1433.

59. Hall U Phys. Rev. 1948. V.73. P.775-781.

60. Forslind E.I Acta Politech. 1952.V.3.№5.P.9-43.

61. Pople J.A./ Proc. Roy. Soc. 1951. A205. P.163-178.

62. Franc H.S./ Proc. Roy. Soc. 1958. A247. P.481-492.

63. Новицкий В.П., Зограф И.А. Оценка погрешности результатов измерений. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1991.-304с.

64. Румшинский JI.3. Обработка результатов эксперимента. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1971.

65. Гмурмин В.Е. Теория вероятности и математическая статистика: Учеб. Пособие для студентов вузов. Изд. 5-у, стер.-М.: Высш. Шк.Д999.

66. Гмурман В.Е. Руководство по решению задач в теории вероятности и математической статистики: Учеб. Пособие для студентов вузов. Изд. 5-у, стер.-М.: Высш. Шк.,1999.

67. Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб. Для вузов. 6-е изд. Стер. - М.: Высш. Шк., 1999. - 576с.

68. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория вероятности и её инженерные приложения. -М.: Наука. Гл.ред. физ-мат. Лит.1988.-480с.

69. Бендат Дж., ПирсолА. Прикладной анализ случайных процессов: Пре.с англ.-М.: Мир, 1989.-540 .

70. Рабинович С.Г. Погрешности измерений.-Л.:Энергия. 1978,-262с.

71. Новицкий П.В., Зограф И.А., Лабунец В.С.Динамика погрешности средств измерения. Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 192 с.

72. Новицкий В.П. Понятие энтропийного значения погрешно-сти//Измерительная техника. — 1966. №7

73. Кендалл М., Стьюарт А. Теория распределений. М.: Наука, 1966. -588с.

74. Крамер Г. Математические методы статистики. М.:Мир,1976. -648 с.

75. Тейлор Дж. Ведение в теорию ошибок. Пер. с англ. М.:,1985. — 272с.

76. Тьюки Дж. Анализ результатов наблюдений. М.: Мир, 1981.-693с.

77. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы теории обработки наблюдений. М.: Физматгиз,1985. - 334с.

78. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды./Под ред. Классена В.И. М.: 1971. - 316с.

79. Л.Г. Сапогин. Теория магнитной обработки воды «Теория и практика магнитной обработки воды», Новочеркасск, 1976.

80. В.А.Бойченко, Л.Г. Сапогин. К теории магнитной обработки воды. Инж.-физ. ж., XXXIII (2), 1977, с.350-355.

81. В.И.Классен. Омагничивание водных систем, Химия, М., 1982.

82. Классен В.И. Магнитная обработка воды и водных систем. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды./Под ред. Классена В.И. — М.:1971. с.5-16.

83. Миненко В.И. О природе процессов и некоторых особенностях применения магнитной обработки водно-дисперстных систем. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды./Под ред. Классена В.И. М.:1971.с.-17-25

84. Денисов П.В., Репринцева С.Л., Фоменко А.А. О влиянии на рефракцию, вязкость, электропроводимость и рН растворов серной кислоты. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды./Под ред. Классена В.И.-М.:1971. с.56-58.