Шпаргалки по экологическому мониторингу

Перечень вопросов к экзамену по спецкурсу Мониторинг экофакторов ХМАО, влияющих на человека 1. Виды мониторинга. Цели и задачи мониторинга. Способы и принципы классификации мониторинга. 2. Международные программы по мониторингу ОС. 3. Биотическая и абиотическая природные среды как объекты мониторинга. 4. Общая классификация экофакторов Югры в аспекте экологии человека.

5. Основные экологические законы. 6 Глобальные экологические проблемы, связанные с загрязнением природной среды. 7. Классификация экофакторов в экологии человека по их природе или носителям. 8. Краткая характеристика классификации экофакторов в литосфере. 9. Краткая характеристика классификации экофакторов в гидросфере. 10. Биологический мониторинг цели и задачи. Преимущества биологического мониторинга перед другими системами

мониторинга. 11. Биоиндикация и биотестирование. 12. Химические факторы в экологии человека. 13. Биогенные факторы в экологии человека. 14. Методы регистрации и измерений биогенных факторов. 15. Методы контроля окружающей среды. 16. Электронный парамагнитный резонанс. 17 Ядерный магнитный резонанс. 18. Интерференционный анализ.

19. Ионно - плазменный анализ. 20. Спектральный анализ. 21. Изотопные методы анализа в экологии. 22. Современные методы идентификации физических факторов среды. 23. Измерение шума и вибрации в ультразвуковом диапазоне. 24. Измерение шума и вибрации в инфра звуковом диапазоне. 25. Измерение шума и вибрации в звуковом диапазоне.

26. Общая характеристика идентификации и измерения электромагнитных излучений и полей. 27. Методы идентификации химических факторов в трех средах. 28. Измерение запыленности задымленности помещений, с помощью фотодиодов и лазерных систем. 29. Общая характеристика современных электронных автоматизированных систем. 30. Краткая характеристика, классификация экофакторов в атмосфере.

31 Химические сенсоры на базе халькогенидных стекол. 32. Идентификация динамических процессов методом минимальной реализации. 33. Элементы дисперсионного анализа. Примеры из гидробиологии. 34. Мониторинг отдаленных генетических последствий действия экофакторов ХМАО на жителей округа. 35. Мониторинг психического состояния и

ВНД в условиях действия экофакторов среды. 36. Перспектива развития системы мониторинга экофакторов в экологии человека в целом и в условиях Югры в частности. 37. Измерение в радиобиологии. Общие методы и принципы работы различных радиометров и люксметров. 38. Уравнение регрессии. 39. Электронные системы электронный нос , электронный язык на базе нейрокомпьютеров. 40. Мониторинг показателей функциональных систем организма

ФСО человека. 41. Актуальные проблемы экологического прогнозирования 1. Экологический мониторинг -совокупность систем комплексного наблюдения за состоянием природной среды, включая растительный и животный мир, состояние экосистем, а также влияние источников антропогенных воздействий на человека, животный мир и природу. Мониторинг следует подразделять по принципам организации -подземный -наземный -аэрокосмический -аварийных ситуаций по уровням -макроуровень -микроуровень по

объектам -природных систем -антропогенных систем израэль -природно-антропогенных систем по видам -биоэкологический санитарно-гигиенический -геоэкологический природно-хозяйственный -климатический -промышленный -транспортный - энергетический и т. д. Классификация, предложенная И.П.Герасимовым 1 блок мониторинга - биологический санитарный объекты - приземный слой воздуха показатель - содержание токсических веществ - поверхностные и грунтовые воды, промышленные и бытовые стоки и выбросы

показатель - физические и биологические раздражители шумы, аллергены и др радиоактивные излучения показатель - степень радиоизлучения 2 блок мониторинга геосистемный хозяйственный объекты - исчезающие виды животных и растений показатели - функциональная структура природных экосистем и ее нарушения - природные экосистемы показатели - популяционное состояние растений и животных - агросистемы показатель - урожайность - лесные экосистемы показатель - продуктивность насаждений 3 блок мониторинга - биосферный глобальный объекты

- атмосфера тропосфера и озоновый экран показатели - радиационный баланс, тепловой перегрев, газовый состав и запыление - гидросфера показатели - загрязнение больших рек и водоемов - водные бассейны, круговороты на обширных водосборах и континентах растительный и почвенный покров, животное население показатели - глобальные характеристики состояния почв, растительного покрова и животных, глобальные балансы CO2 и О2, крупномасштабные круговороты веществ . Классификация мониторинга

Национальный - Общегосударственная система наблюдения и контроля ОГСНК Глобальный мониторинг - слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли, включая все ее экологические компоненты и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях. Региональный мониторинг - слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона. Проводят агрослужба, гидроклиматическая, лесоустроительная, сейсмологическая и другие службы.

Локальный мониторинг осуществляет контроль за содержанием токсичных для человека химических веществ и других загрязнителей в атмосфере, природных водах, растительности, почве, подверженных воздействию конкретных источников загрязнения. Проводят природоохранные службы предприятий. Импактный мониторинг мониторинг источников антропогенного воздействия - мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах.

2. Была поставленна международная геосферная и биосферная программа. Были приняты 7 направлений 1. закономерности химических процессов в глобальной атмосфере и роль биологических процессов в круговоротеах малых газовых компонентов. 2. влияние биогеохимических процессов на климат и обратных явлений 3. изучение прибрежных экосистем и влияние изменения землепользования 4. взаимодействие растительного покрова с процессами, ответственными

за формирование глобального круговорота воды 5. влияние глобальных изменений на континент экосистем 6. палео-экология, ее изменение и последствия 7. моделирование земельных систем с целью прогноза и систематизации. 3. Абиотическая среда - неживое физическое и химическое окружение живых организмов. Абиотическую среду составляют природные условия, происхождение которых непосредственно не связано с жизнедеятельностью живущих организмов. Абиотические факторы среды- компоненты и явления неживой, неорганической

природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы. Основными абиотическими факторами среды являются температура важный фактор, влияющий на рост, развитие, размножение, дыхание, синтез органических веществ и другие жизненно важные для организмов процессы свет служит основным источником энергии для всех жизненных процессов, происходящих на Земле вода играет исключительную роль в поддержании жизни на

Земле солёность поддерживает водно-солевой обмен всех организмов кислород необходим для дыхания, участвует в окислительно-восстановительных процессах Биотическая среда - среда, создаваемая или видоизмененная сообществом организмов. Обычно биотическая среда определяется небольшим числом видов детерминантов . Биотическая среда создает благоприятные условия для тех видов, которые входят в конкретный биогеоценоз или более крупную экосистему. Биотические факторы - совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов

на жизнедеятельность других внутривидовые и межвидовые взаимодействия , а так же на неживую среду обитания. Внутривидовые взаимодействия между особями складываются в результате конкурентной борьбы в условиях роста численности и плотности популяции за места своих гнездований, пищевые ресурсы. Межвидовые взаимодействия значительно более разнообразны нейтрализм оба вида не оказывают никакого воздействия друг на друга , конкуренция оба вида оказывают друг на друга неблагоприятное воздействие

, мутализм оба вида не могут существовать друг без друга , паразитизм паразитический вид тормозит рост и развитие своего хозяина , хищничество хищный вид питается своей жертвой . Среди биотических факторов выделяют зоогенные, фитогенные, микробиогенные и антропогенные. 4. Факторы ХМАО 1. низкая влажность в помещении 20-30 .с 2. сухой воздух, способность накопления электрического заряда на поверхности тела человека 3. низкий уровень аэронизации воздуха 15-25 штук 4. резкие перепады.

градиенты характер внешних метеорологических факторов среды сезонная изменчивость, межсуточная и внутрисуточная изменчивость 5. низкая освещенность организма 6. недостаток витаминов 7. измененная газовая среда внутреннего помещения 8. воздействие резких перепадов между внутренней средой помещения и внешней средой 9. воздействие электромагнитного излучения 10. гипокинезия недостаточная двигательная активность 11. длительное переохлаждение 5. Закон биогенной миграции атомов или закон Вернадского миграция химических элементов на земной поверхности

и в биосфере в целом осуществляется под превосходящим влиянием живого вещества, организмов. Живое вещество или принимает участие в биохимических процессах непосредственно, или создает соответствующую, обогащенную кислородом, углекислым газом, водородом, азотом, фосфором и другими веществами, среду. Понимание всех химических процессов, которые происходят в геосферах, невозможно без учета действия биогенных факторов, в частности - эволюционных. В наше время люди влияют на состояние биосферы, изменяя

ее физический и химический состав, условия сбалансированной веками биогенной миграции атомов. Закон внутреннего динамического равновесия - один из главнейших в природопользовании. Он помогает понять, что в случае незначительных вмешательств в естественную среду ее экосистемы способны саморегулироваться и восстанавливаться, но если эти вмешательства превышают определенные границы которые человеку следует хорошо знать они приводят к значительным нарушениям энерго- и биобаланса на значительных

территориях и в всей биосфере. Закон максимума биогенной энергии закон Вернадского-Бауэра любая биологическая и бионесовершенная система с биотой, которая находится в состоянии стойкого неравновесия динамично подвижного равновесия с окружающей средой , увеличивает, развиваясь, свое влияние на среду. В процессе эволюции видов, твердит Вернадский, выживают те, которые увеличивают биогенную геохимическую энергию.

По мнению Бауера, живые системы никогда не находятся в состоянии равновесия и выполняют за счет своей свободной энергии полезную работу против равновесия, которого требуют законы физики и хими за существующих внешних условий. Вместе с другими фундаментальными положениями закон максимума биогенной энергии служит основой разработки стратегии природопользования. Закон минимума сформулированный Ю. Либихом стойкость организма определяется самым слабым звеном в цепи ее экологических потребностей.

Если количество и качество экологических факторов близкие к необходимому организму минимума, он выживает, если меньшие за этот минимум, организм гибнет, экосистема разрушается. Закон ограниченности естественных ресурсов все естественные ресурсы в условиях Земли исчерпаемые. Планета есть естественно ограниченным телом, и на ней не могут существовать бесконечные составные части. Закон толерантности закон Шелфорда лимитирующим фактором процветания организма может

быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости толерантности организма к данному фактору. Закон экологической корреляции в экосистеме, как и в любой другой системе, все виды живого вещества и абиотические экологические компоненты функционально отвечают один другому. Выпадение одной части системы вида неминуемо приводит к выключению связанных с нею других частей экосистемы

и функциональных изменений. 6. Причиной глобальных экологических проблем ГЭП является нарушение и несоблюдение ЗАКОНОВ КОММОНЕРА 1 Все связано со всем 2 Все должно куда-то деваться 3 Природа знает лучше 4 Ничто не дается даром. Глобальное потепление Это процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы

Земли и Мирового океана. За 900 лет температура изменялась на 0,2 0,4єС, а за последние 200 лет - на 0,6 0,2єС. Причиной глобального потепления является еще одна ГЭП Парниковый эффект - это повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса. Проблема озонового слоя Под воздействием солнечного света в верхних слоях стратосферы начинают появляться

фотохимические реакции, в ходе которых разрушается O3 вступает в реакцию с другими молекулами Cl, Br, N, H и др. веществ антропогенного характера Главной причиной разрушения озонового слоя являются ФРИОНЫ - хладагенты в технологических установках. Это сложные органические вещества F, Cl, Br, C. Молекулы Cl и Br разрушают O3. Самыми яркими представителями фрионов являются

СFC-11 и CFC-12 с относительной эффективностью 22000 и 25000, когда у CO2 относительная эффективность равна 1. Проблема изменения климата приводит к ряду не менее экологически значимых проблем опустынивание земель, обезлесивание, изменение ландшафта. В следствии чего происходит изменение пищевых цепочек, что влечет за собой изменение биологического вида. Не менее важными ГЭП являются загрязнение атмосферы выхлопами автомобильного транспорта и выбросы

промышленных предприятий в окружающую среду. 10. Одной из компонент мониторинга окружающей природной среды является БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ - система наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, вызванных факторами антропогенного происхождения. Структура биологического мониторинга довольно сложна. Он строится из отдельных подпрограмм исходя из принципа, основанного на уровнях организации биологических

систем. Так, генетический мониторинг соответствует субклеточному уровню организации, экологический мониторинг - популяционному и биоценологическому уровням. Каждому уровню соответствует свой набор биологических переменных. Первоочередная задача биологического мониторинга заключается в наблюдении за уровнем загрязнения биоты. Отклики или биологические последствия, связанные с воздействием загрязнений, регистрируются в рамках специальных подпрограмм. Биологический мониторинг призван расширять и углублять систему знаний

и методов о наблюдении, оценки и прогноза состояния биотической составляющей биосферы в целях создания основы для управления качеством окружающей среды. В его состав входят разработка систем раннего оповещения, диагностика и прогнозирование. Главными этапами деятельности при разработке систем раннего оповещения являются отбор подходящих организмов и создание автоматизированных систем, способных с достаточно большой точностью выделять сигналы отклика . Диагностика подразумевает обнаружение, идентификацию и определение

концентрации загрязняющих веществ в биотической составляющей на основе широкого использования организмов-мониторов индикаторов . Прогноз состояния биотической составляющей окружающей среды может осуществляться на основе биотестирования и экотоксикологии Биоиндикация - это обнаружение и определение биологически и экологически значимых антропогенных нагрузок на основе реакций на них живых организмов и их сообществ Под биотестированием bioassay обычно понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест-

объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. 11. Получение информации об окружающей среде возможно либо с помощью химических методов, либо на основе оценки состояния биологических объектов. Метод оценки абиотических и биотических факторов местообитания при помощи биологических систем называется биоиндикацией.

Поскольку изменения биологических систем довольно часто могут быть обусловлены антропогенными факторами, то само понятие биоиндикация можно сформулировать следующим образом Биоиндикация - это обнаружение и определение биологически и экологически значимых антропогенных нагрузок на основе реакций на них живых организмов и их сообществ Биологические методы позволяют получать сведения о непосредственной реакции организмов, сообществ или

экосистем на естественные или антропогенные изменения, поскольку биота реагирует даже на незначительные изменения внешних условий Керженцев и др 1984 . Применение биологических методов для оценки среды подразумевает выделение видов животных или растений, чутко реагирующих на тот или иной тип воздействия. Организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых так тесно коррелируют с определенными факторами среды, что могут применяться для их оценки, называются биоиндикаторами.

С помощью биоиндикаторов можно обнаруживать места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений по ним можно проследить скорость происходящих в окружающей среде изменений только по биоиндикаторам можно судить о степени вредности тех или иных веществ для живой природы. Живые биоиндикаторы имеют ряд преимуществ перед химическими методами оценки состояния окружающей среды, широко применяемыми в настоящее время - они суммируют все без исключения биологически важные данные

об окружающей среде и отражают ее состояние в целом в условиях хронической антропогенной нагрузки биоиндикаторы могут реагировать на очень слабые воздействия в силу аккумуляции дозы исключают необходимость регистрации физических и химических параметров среды фиксируют скорость происходящих в окружающей среде изменений указывают пути и места скоплений различного рода загрязнений в экологических системах и возможные пути попадания этих веществ в пищу человека позволяют судить о степени вредности синтезированных человеком

веществ для природы и человека и позволяют контролировать действие этих веществ помогают нормировать допустимую нагрузку на экосистемы, различающиеся по своей устойчивости к антропогенному воздействию, так как одинаковый состав и объем загрязнений может привести к различным реакциям природных систем в разных географических зонах. Под биотестированием bioassay обычно понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества

и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. 12. Источники загрязнений атмосферы - теплоэлектростанции, которые выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в атмосферу оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы соединения ртути и мышьяка химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд

промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки промышленных и бытовых отходов. Также источники загрязнения атмосферы можно классифицировать 1. по высоте - высокие 50 м - средние - низкие 50 м 2. по мощности - мощные - средние - мелкие 3. по температуре - холодные 50є С - нагретые 50є С 4. по геометрии -точечные - линейные - площадные В результате фотохимических реакций это хим. реакции идущие под действием света химическое вещество

загрязнитель может переходить из газообразного состояния в жидкое Таким образом хим.факторы из атмосферы попадают в гидро- и литосферу Химические загрязнения почвы Мочевина - образуется при сильном загрязнении с х отходами Нефть может загрязнять почву различными способами при бурении скважин прорывы трубопроводов при очистке отстойников нефти, при обработке сырой нефти и т.д.

Фенолы могут попадать в почву из грунтовых, поверхностных вод, накапливаться из атмосферы. ПАВ может поступать в почву с отходами, с загрязненными водами. Представляют собой органические вещества, обладают токсичностью, высоким пенообразованием, устойчивостью к действию факторов. Накапливаясь в почве и просачиваясь в грунтовые воды - создает угрозу для загрязнения вод, тем самым влияя на жизнедеятельность животных и человека.

Применение избыточных минеральных удобрений может иметь следующие негативные последствия - изменение свойств почв при длительном внесении удобрений - внесение больших количеств азотных удобрений приводит к загрязнению почв, сельскохозяйственной продукции и пресных вод нитратами минеральные удобрения служат источником загрязнения почв тяжелыми металлами. Переудобрение приводит к высоким содержаниям нитратов в питьевой воде и некоторых культурах корнеплодах и листовых овощах .

Химическое загрязнение гидросферы представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы , так и органической природы нефть и нефтепродукты, органические остатки, ПАВ, пестициды . 13. Группа факторов, связанных как с прямым, так и опосредственным влиянием живых организмов на среду совокупность биологических, биотических и биоценотических факторов .

Непосредственные враги самого человека - хищники и возбудители болезней в результате охоты и достижений медицины оттеснены от него. Хищники уже не имеют для человека значения, но паразиты еще представляют значительную опасность. Среди паразитов надо выделить временных комары, клещи, клопы , которые использует человека только для питания кровью. Постоянные паразиты - это эктопаразиты вши , эндопаразиты черви , покидающие своего хозяина только в процессе развития и расселения.

Патогенные микроорганизмы и вирусы обладают огромным потенциалом размножения, что помогает им активно видоизменяться и противостоять лекарствам. Новые штаммы бактерий и вирусов вызывают опасные эпидемии 2, 6, 8 Здоровье человека находится в зависимости от факторов живой природы. Примером типичных биогенных факторов являются возбудители трансмиссивных заболеваний. Они передаются от больного к здоровому через переносчиков.

Ими могут быть различные виды клещей и насекомых. Заражение человека, являющегося окончательным хозяином, происходит при поедании недостаточно термически обработанной рыбы лещ, елей, плотва, язь и другие представители семейства карповых 7 . Из особенностей развития возбудителя описторхоза можно сделать вывод, что оздоровление среды в отношении этого заболевания связано с уничтожением какого-либо звена его жизненного цикла.

Активным биогенным фактором является возбудитель малярии человека. Очень большое число людей в Африке, Индии и других странах ежегодно заражаются малярией. Особенно высокая смертность от тропической малярии. Оздоровление среды в отношении малярии также невозможно вести, не учитывая особенности биологии возбудителей переносчика малярийного комара . Одним из перспективных биологических методов борьбы с малярией является

барьерный метод. Суть его состоит в том, что на пути лета насекомым от водоема к человеку располагают птицефермы, зоофермы. Самка комара напившись крови животных становится не опасной для человека. 14. Методы регистрации и измерения биогенных факторов можно разделить на прямые и косвенные. Прямыми можно назвать те методы, которые связаны с непосредственным контактом и исследуемой средой или объектом. Косвенные методы применяются в тех случаях, когда по каким либо причинам не может быть

реализован прямой метод. Пример если в качестве биогенного фактора представить патогенные бактерии организма человека. Если использовать прямой метод для обнаружения возбудителя, то необходимо произвести необходимые медицинские процедуры анализы . При косвенном же методе используются какие либо вопросы, проанализировав ответы на которые можно получить результат исследования. К косвенным методам можно отнести исследование тремора регистрация показателей сердечно-сосудистой

системы человека на приборе ЭЛОКС , а также нейрокомпьютеры. Преимущество прямых методов состоит в том, что погрешность результата минимальна, т.е. они более точны, чем косвенные методы. После регистрации и измерений биогенных факторов всегда используется статистическая обработка, которая состоит из следующих методов статистического анализа o Стандартизация показателей интенсивности. При вычислении показателей интенсивности в каких-либо группах

населения используют различные методы стандартизации по возрасту, полу, другим признакам для получения возможности их правильного сравнения. o Вычисление доверительных интервалов. В эколого-эпидемиологических исследованиях уровень статистической значимости результата часто исследуется путем вычисления доверительного интервала. o Вычисление уровня значимости статистической гипотезы. Эта процедура используется во многих случаях проведения исследований для проверки статистических гипотез.

o Регрессионный анализ. Этот инструмент статистических исследований позволяет количественно оценить влияние вредных факторов окружающей среды на показатели здоровья. Регрессионный анализ подразделяется на простой и многофакторный в зависимости от числа независимых переменных в уравнении регрессии. o Вычисления размеров выборки, необходимых для проверки статистических гипотез. Эта задача используется при планировании исследования, она позволяет, с одной стороны, обеспечить

успешное его выполнение, а с другой свести к минимуму усилия по проведению исследования. 15 математические разработка прогнозных параметров состояния конкретного объекта на основе обработки массива дост. информации физический измерение отдельных характеристик состояния ОС с помощью инструментальных методов анализа физико-химические с осуществлением необратимого воздействия на вещество - химические выявление элементов или соединений с помощью индикаторных соединений или реакций

биологические биоиндикация, биотестирование технологические индикация нарушений или отклонений условий технологии процесса и или соответствия продукции предъявленным требованиям . Физические методы контроля -акустические изменения изменения параметров вибрации изменение параметров ЭМП изменение параметров ионизирующего излучения. Химические методы контроля - спектрометрические методы флуориметрические, УФ - спектроскопия, ИК - спектроскопия атомно - спектральные и масс- спектральные

методы электро - химические потенциометрия, кондуктометрия, кулонометрия, вольтамперометрия хроматографические методы газовая, жидкостная, ионная, тонкослойная. Биологические методы - биоиндикация визуализация - биотестирование тест - объекты 16. ЭЛЕКТРОННЫЙ ПАРАМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС ЭПР - резонансное поглощение радиоволн, обусловленное квантовыми переходами между магнитными подуровнями парамагнитных атомов и ионов. Спектры ЭПР наблюдаются главным образом в диапазонах сверхвысоких

частот, используются для исследования структуры твердого тела и в квантовых усилителях. Метод ЭПР используется также в химии, биологии напр исследование свободных радикалов . Типичными парамагнетиками являются кислород, подгруппа железа и др. Существует два основных типа спектрометров основанных на непрерывном и импульсном воздействии на образец. В спектрометрах непрерывного излучения обычно регистрируется не линия резонансного поглощения, а производная

этой линии. Это связано, во-первых, с большей чёткостью проявления отдельных линий в сложных спектрах, во-вторых, с техническими удобствами регистрации первой производной. Резонансному значению магнитного поля отвечает пересечение первой производной с нулевой линией, ширина линии измеряется между точками максимума и минимума. Из приведенного выше уравнения следует, что резонансное поглощение

СВЧ энергии может произойти либо при изменении длины волны либо при изменении напряжённость магнитного поля. Спектры ЭПР обычно регистрируются при постоянной частоте СВЧ излучения при изменении магнитного поля. Это обусловлено специфичностью элементов СВЧ техники, характеризующиеся узкой полосой пропускания. Для увеличения чувствительности метода используют высокочастотную модуляцию магнитного поля

B0, при этом фиксируется производная спектра поглощения. Диапазон регистрации ЭПР определяется частотой н или длиной волны л СВЧ излучения при соответствующей напряженности магнитного поля B0. Наиболее часто эксперименты проводятся в X- и в Q-диапазонах ЭПР. Это обусловлено тем, что волноводные

СВЧ тракты приборов с такими частотами регистрации изготавливались из разработанной к тому времени элементной базы радиолокационной техники. Магнитное поле в таких ЭПР спектрометрах создается электромагнитом. Возможности метода существенно расширяются при переходе в более высокочастотные диапазоны СВЧ. Можно отметить следующие преимущества миллиметровой ЭПР спектроскопии Основным преимуществом ЭПР спектроскопии миллиметрового диапазона является высокое

спектральное разрешение по g-фактору, пропорциональное частоте регистрации н или напряженности внешнего магнитного поля B0 см. нижний рисунок . При н 35 ГГц насыщение парамагнитных центров достигается при меньшем значении СВЧ поляризующеего поля из-за экспоненциальной зависимости числа возбужденных спинов от частоты регистрации. Этот эффект успешно используется при исследовании релаксации и динамики парамагнитных центров. В высоких магнитных полях существенно уменьшается кросс-релаксация парамагнитных центров, что

позволяет получать более полную и точную информацию об исследуемой системе. В миллиметровых диапазонах ЭПР увеличивается чувствительность метода к ориентации разупорядоченных систем в магнитном поле. Благодаря большей энергии СВЧ квантов в этих диапазонах появляется возможность исследования спиновых систем с более сильным расщеплением в нулевом поле. При регистрации спектров ЭПР в высоких магнитных полях они становятся более простыми

из-за уменьшения эффектов второго порядка. В высоких магнитных полях увеличивается информативность импульсных методов, например, ENDOR. 17. Метод ямдерного магнимтного резонамнса ЯМР основан на взаимодействии внешнего магнитного поля с ядрами, имеющими магнитный момент, т.е. для ядер с ненулевым спином. К ним относятся 1Н, 13С, 15N, 31P и другие. Спектроскопия ЯМР на ядрах 1Н в настоящее время наиболее развита и получила название

протонный магнитный резонанс ПМР . Одни и те же ядра атомов в различных окружениях в молекуле показывают различные сигналы ЯМР. Отличие такого сигнала ЯМР от сигнала стандартного вещества позволяет определить так называемый химический сдвиг, который обусловлен химическим строением изучаемого вещества. В методиках ЯМР есть много возможностей определять химическое строение веществ, конформации молекул, эффекты взаимного влияния, внутримолекулярные превращения.

Сердцем спектрометра ЯМР является мощный магнит. Традиционный метод ЯМР-спектроскопии имеет множество недостатков. Во-первых, он требует большого количества времени для построения каждого спектра. Во-вторых, он очень требователен к отсутствию внешних помех, и как правило, получаемые спектры имеют значительные шумы. В-третьих, он непригоден для создания спектрометров высоких частот 300, 400, 500 МГц . Поэтому в современных приборах

ЯМР используется метод так называемой импульсной спектроскопии PW , основанной на фурье-преобразованиях полученного сигнала. В настоящее время все ЯМР-спектрометры строятся на основе мощных сверхпроводящих магнитов с постоянной величиной магнитного поля. Для качественного анализа c помощью ЯМР используют анализ спектров, основанный на таких замечательных свойствах данного метода сигналы ядер

атомов, входящих в определенные функциональные группы, лежат в строго определенных участках спектра интегральная площадь, ограниченная пиком, строго пропорциональна количеству резонирующих атомов ядра, лежащие через 1-4 связи, способны давать мультиплетные сигналы в результате т. н. расщепления друг на друге. 18. Интерференция волн - наложение волн, при котором происходит их взаимное усиление в одних точках пространства и ослабление - в других. Результат интерференции зависит от разности фаз накладывающихся

волн. Моделируются различные широко известные двухлучевые оптические интерференционные схемы oпыт Юнга, бизеркало Френеля, интерферометр Майкельсона, интерференция в плоскопараллельной пластинке, зеркало Ллойда, звездный интерферометр Майкельсона. Предусмотрена возможность изменения параметров интерференционных схем, а также длины волны света. Опыт Юнга - первый опыт по наблюдению интерференции света, осуществленный в 1827г. Источником света служит ярко освещенная щель

S. Свет, прошедший через 5, падает на две узкие щели S1 и S2. Световые пучки, прошедшие через S1 и S2, уширяются вследствие дифракции. Интерференция наблюдается на экране в области перекрытия дифракционных пучков. Бизеркало Френеля 1816г Свет от источника S отражается от двух зеркал, расположенных под достаточно малым углом. Волны, падающие на экран, могут рассматриваться как волны от двух мнимых изображений источника

S в обоих зеркалах. Билинза Бийе. Аналогичное бипризме Френеля устройство, в котором роль когерентных источников играют действительные изображения ярко освещенной щели. Прорезь закрывается непрозрачным экраном, а падающие на линзу лучи проходят через действительные изображения щели S1 и S2 и дальше перекрываются, образуя интерференционное поле. Зеркало Ллойда. В этой схеме прямой пучок от источника интерферирует с пучком, отраженным от зеркала

мнимое изображение S . Схема редко применяется в оптике, но довольно часто используется в радиоастрономии при исследовании источников космического радиоизлучения. В этом случае в качестве зеркала используется поверхность моря или озера. Явление интерференции света находит широкое применение в современной технике. Современные оптические приборы состоят из большого числа деталей, изготовленных из стекла.

Проходя через каждую из этих деталей, свет ослабляется на 4 . Для уменьшения световых потерь в оптических приборах все стеклянные детали , через которые проходит свет, покрывают пленкой, показатель преломления которой меньше показателя преломления стекла. Интерференция широко используется при спектральном анализе для точного измерения расстояний и углов, в рефрактометрии, в задачах контроля качества поверхностей, для создания светофильтров, зеркал и др.

19. Подавляющее большинство методов определения малых содержаний элементов-примесей в разного рода объектах, будь то геохимические пробы или высокочистые вещества и материалы, объекты окружающей среды или биологические препараты это разнообразные инструментальные методы. Среди них наиболее распространенными, многоэлементными и весьма чувствительными являются различные оптические атомно-спектроскопические методы. Они достаточно экспрессные, разнообразны, широко используются

для анализа как жидких, так и твердых и газообразных проб. Под спектральным анализом понимают совокупность приемов, с помощью которых в результате измерения спектров исследуемого образца количественно определяют содержание в нем интересующих элементов. Обычно наблюдают спектральные линии, лежащие в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Известны три основных спектральных метода определения элементного состава вещества атомно-эмиссионный,

атомно-абсорбционный и атомно-флуоресцентный. При использовании методов атомной спектроскопии образец чаще раствор , содержащий анализируемые вещества, то есть элементы, содержание которых надо определить, распыляется в виде струи мелких капелек. Небольшая часть этого потока переносится к ячейке атомизации, в качестве которой обычно используются пламя, нагреваемая печь или плазма. В высокотемпературной среде ячейки атомизации растворитель аэрозоля испаряется практически мгновенно,

оставляя сухие частицы анализируемого образца. Эти частицы быстро превращаются в газообразные молекулы, свободные нейтральные атомы или ионы. Относительное содержание каждого типа частиц сильно зависит от температуры и среды в ячейке атомизации. В атомной эмиссии, где часть нейтральных атомов определяемого элемента в газовой фазе возбуждается при столкновениях с молекулами, ионами, атомами или электронами в ячейке атомизации, измеряется энергия, испускаемая этими возбужденными атомами при их переходе в основное

состояние путем излучения. В атомной абсорбции, где нейтральные атомы определяемого элемента в газовой фазе в ячейке атомизации возбуждаются внешним источником света, измеряется доля излучения светового источника, поглощаемая атомами в процессе возбуждения. В атомной флуоресценции, где нейтральные атомы анализируемого элемента в газовой фазе возбуждаются в ячейке атомизации внешним источником света, как и в атомной абсорбции, измеряется доля энергии, испускаемая

возбужденными атомами, претерпевающими переход в основное состояние путем излучения, как в атомной эмиссии. Атомно-эмиссионный спектральный анализ - практически самый распространенный экспрессный высокочувствительный метод идентификации и количественного определения малых содержаний элементов. Важным достоинством метода по сравнению с другими оптическими спектральными, а также многими химическими и физико-химическими методами анализа является возможность одновременного количественного определения

большого числа элементов в широком интервале концентраций с приемлемой точностью при использовании малой массы пробы. Достоинствами метода атомно-флуоресцентного анализа являются сравнительно низкий уровень фона, высокая селективность измерений, малые спектральные помехи, что позволяет детектировать слабые аналитические сигналы и соответственно очень малые абсолютные количества элементов. К недостаткам метода атомно-абсорбционной и в определенной мере атомно-флуоресцентной спектрометрии

следует отнести затруднительность одновременного определения нескольких элементов. 20. Метод качественного и количественного определения состава веществ, основанный на исследовании их спектров испускания, поглощения, отражения и люминесценции. Различают атомный и молекулярный С. а задачи которых состоят в определении соотв. элементного и молекулярного состава в-ва. Эмиссионный С. а. проводят по спектрам испускания атомов, ионов или молекул, возбужденных

разл. способами, абсорбционный С. а по спектрам поглощения электромагн. излучения анализируемыми объектами. В зависимости от цели исследования, св-в анализируемого в-ва, специфики используемых спектров, области длин волн и др. факторов ход анализа, аппаратура, способы измерения спектров и метро-логич. характеристики результатов сильно различаются. В соответствии с этим С. а. подразделяют на ряд самостоят. методов см в частности,

Атомно-абсорбционный анализ, Атомно-флуоресцентный анализ, Инфракрасная спектроскопия, Комбинационного рассеяния спектроскопия, Люминесцентный анализ, Молекулярная оптическая спектроскопия, Спектроскопия отражения, Спектрофотометрия, Ультрафиолетовая спектроскопия, Фотометрический анализ, Фурье-спектроскопия, Рентгеновская спектроскопия .

Часто под С.а. понимают только атомно-эмиссионный спектральный анализ АЭСА - метод элементного анализа, основанный на изучении спектров испускания своб. атомов и ионов в газовой фазе в области длин волн 150-800 нм см. Атомные спектры . Пробу исследуемого в-ва вводят в источник излучения, где происходят ее испарение, диссоциация молекул и возбуждение образовавшихся атомов ионов . Последние испускают характеристич. излучение, к-рое поступает

в регистрирующее устройство спектрального прибора. 21. ИЗОТОПНЫЙ АНАЛИЗ, определение содержания изотопов в исследуемом объекте. Концентрацию стабильных и долгоживущих радиоактивных изотопов устанавливают с помощью изотопной масс-спектрометрии - наиб. точного и чувствительного метода изотопный анализ Диапазон регистрируемых масс в масс-спектрометрах обычно от 1 до 500 в единицах ат. м. разрешающая способность

от 150 до 2000. Изотопным методом анализа является метод меченых атомов. Меченые атомы изотопные индикаторы - изотопы, при добавлении в исследуемые объекты способные выполнять роль индикаторов, выявляющих особенности поведения атомов химических элементов, молекул и других химических соединений в этих объектах. Меченые атомы должны удовлетворять, по крайней мере, двум требованиям во-первых, они должны быть изотопами тех химических элементов, роль которых в данном объекте или процессе

изучается. Во-вторых, их присутствие в объекте и пути перемещения в нём должны сравнительно легко и однозначно определяться. Первое требование обусловлено тем, что меченые атомы с точки зрения химических а значит и биологических свойств должны быть идентичны свойствам того химического элемента, роль которого изучается. А это присуще только изотопам изучаемого элемента. Второе требование проще всего реализуется, если в качестве изотопного индикатора использовать радиоактивные

изотопы исследуемого элемента. В этом случае особенности локализации и миграции данного элемента в объекте легко установить, регистрируя излучение радиоактивного изотопа, используемого для мечения. Для регистрации этого излучения используют детекторы частиц. Метод меченых атомов помогает выявить механизм химических реакций, определить структуру молекул. 22. Физическими факторами являются - электромагнитное излучение это особая форма материи, посредством

которой осуществляется взаимодействие между элекрозаряженными частицами - акустика Звук - это продольное распространение колебаний волн в определенной среде. Делится на полезные 70-80 дБ и шумы - вибрация механические колебания, оказывающее ощутимое влияние на человека. В этом случае подразумевается частотный диапазон 1,6-1000 Гц ионизирующее излучение излучение, которое создается при радиоактивном распаде, ядерных превращениях,

торможении заряженных частиц в веществе и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков . Все эти факторы идентифицируются и измеряются посредством приборов и специальной аппаратурой. 23. Шумом называют хаотическое сочетание различных по частоте и силе звуков, вызывающих неприятные ощущения и оказывающих вредное или раздражающее воздействие. Ультразвук - звуковые колебания с частотами от 20 кГц до 1

ГГц. Ультразвук не воспринимается человеком на слух. Ультразвук, как и шум это механические колебания упругой среды, но в отличие от звуковых волн, ультразвуковые волны имеют большие амплитуды, что обусловило его широкое применение в технике. Ультразвук, также как и шум, нормируется по допустимым уровням звукового давления на рабочих местах в зависимости от среднегеометрической частоты ГОСТ 12.1.001-89

ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности . Вибрация представляет собой механические колебания тел. Вибрации присуща низкая частота колебаний до 20 Гц, а свыше 29 Гц является суммарным влиянием вибрации с шумом. При колебаниях с частотой ниже 20 Гц и относительно больших амплитудах вибрации происходит расстройство вестибулярного аппарата человека, появляются симптомы морской болезни .

При колебаниях рабочих мест с частотами близкими к собственным частотам внутренних органов 6-9 Гц могут происходить их механические повреждения или даже разрыв. 24. Шумом называют хаотическое сочетание различных по частоте и силе звуков, вызывающих неприятные ощущения и оказывающих вредное или раздражающее воздействие. Вибрация представляет собой механические колебания тел.

Вибрации присуща низкая частота колебаний до 20 Гц, а свыше 29 Гц является суммарным влиянием вибрации с шумом. При длительном действии вибрации на организм человека возникают заболевания двух типов общие и местные локальные . Инфразвук - упругие волны, аналогичные звуковым, но с частотами ниже области слышимых человеком частот. Обычно за верхнюю границу инфразвуковой области принимают частоты 16-25

Гц. Нижняя граница инфразвукового диапазона не определена. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей герц, то есть с периодами в десяток секунд. Инфразвук возникает на частотах менее 20 Гц и вызывает утомление, головокружение, головную боль, болезнь типа морской вестибулярные нарушения . Воздействие инфразвука приводит к снижению остроты слуха и зрения, в некоторых случаях появляется

чувство страха и т.п возможны обмороки и параличи. Низкочастотные колебания с уровнем инфразвукового давления свыше 150 дБ могут вызвать смертельный исход. Особенно опасны инфразвуковые колебания с частотой от 2 до 15 Гц в связи с возникновением резонансных явлений в организме человека, причём наиболее опасна частота 7 Гц, так как возможно его совпадение с альфа-ритмом биотоков мозга.

Источниками инфразвука являются механизмы компрессоры, дизельные двигатели , транспорт электровозы , медленно работающие машины и др. В воздухе инфразвук мало поглощается и поэтому способен распространяться на большие расстояния. Многие явления природы землетрясения, морские бури сопровождаются излучением инфразвуковых колебаний. Классификация и нормирование инфразвука выполняется в соответствии с санитарными нормами СН 2.2.4 2.1.8.583-96. Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории

жилой застройки . 25. Звук - это волнообразное распространение механических колебательных движений частиц упругой среды. Звуковое давление - это переменная составляющая давления воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний, Па. Громкость звука зависит от интенсивности звука, т.е. определяется амплитудой колебаний в звуковой волне. Наибольшей чувствительностью слуховой анализатор человека обладает к звукам с частотами от 700 до 6000 Гц. Шумом называют хаотическое сочетание различных по частоте и

силе звуков, вызывающих неприятные ощущения и оказывающих вредное или раздражающее воздействие. Шумы подразделяются на постоянные изменения интенсивности до 5 дБ и не постоянные интенсивность звукового давления меняется в диапазоне более 5 дБ . Нормируется шум по предельному спектру и в зависимости от характера помещений и выполняемых там работ. Вибрация представляет собой механические колебания тел. Вибрации присуща низкая частота колебаний до 20 Гц, а свыше 29

Гц является суммарным влиянием вибрации с шумом. Классификация и нормирование вибрации выполняется в соответствии с санитарными нормами СН 2.2.4 2.1.8.566-96. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий .Вибрация измеряется виброметрами в соответствии с ГОСТ 12.4.012-83 ССБТ. Вибрация. Средства измерения и контроля вибрации на рабочих местах.

Технические требования . 26. ЭМП - это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между элекрозаряженными частицами. Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам Название диапазона Источники Радиоволны Сверхдлинные Атмосферные явления. Переменные токи в проводниках и электронных потоках колебательные контуры . Длинные Средние Короткие Ультракороткие Оптическое излучение

Инфракрасное тепловое Излучение молекул и атомов при тепловых и электрических воздействиях. Видимое видимый свет Ультрафиолетовое Излучение атомов под воздействием ускоренных электронов. Жёсткие лучи Рентгеновские Атомные процессы при воздействии ускоренных заряженных частиц. Гамма Ядерные и космические процессы, радиоактивный распад. Единицы измерения В м - вольт на метр напряженность

Эл.поля А м - ампер на метр напряженность магнитного поля В м2 - вольт на кубометр плотность потока энергии Гц - частота МГц - 10 Гц Источники электротранспорт, линии электропередач, электропровода, бытовые электроприборы, теле- и радиостанции, спутниковая и сотовая связь, радары и ПК. Для измерения ЭМП используются различные приборы

Циклон-05 , ИПМ-101 , EMR-30 , которые способны улавливать частицы того или иного диапазона. 27. 1. Объемные методы - использование растворов известной концентрации исследуемых растворов. Основы на законах эквивалента. В точки эквивалентности происходит изменение окраски. А. Кислотно-основного взаимодействия кислота щелочь - нейтрализация . Б. Окислительно - восстановительные реакции - пермангонатометрия, бихроматометрия и др.

В. Осадительного титрования. 2. Гравиметрические методы - методы взвешивания. 3. Инструментальные методы - использование инструментальной базы. А. оптические - спектро коло фото-метрия. Закон Бугера Ламберта Бера D E Acl , где D - оптическая плотность, А - коэф-т пропорциональности, l - толщина кювета, c - концентрация.

Б. вольт-амперометрия В. кулонометрия количество электричества Г. полярография - использование ртутного капельного электрода Д. потенциометрия - pH метрия, использование ион - селективных электродов. 4. Хромотографические методы - основаны на разделении веществ в смеси с участием двух фаз - подвижной и неподвижной. Бумажная хроматография и хроматография в тонком слое.

5. Спектральные методы ААС Основаны на изменении ЭМИ света испускаемого или поглощаемого атомами. Источник излучения - дуга высокотемпературная , искра, плазма, лазер, высокое напряжение. Селективность ААС - использование ламп. 1. дали заряд - атом в возбужденном состоянии. 2. использование ламп Вч, ламп с полным катодом. 3. атомы бомбардируют катод. 4. металл становиться активным и ионы используют излучение.

28. Оптоэлектронные компоненты, в первую очередь лазеры на передаче сигналов и фотодиоды на их приеме. Лазерные системы работают в оптическом диапазоне волн. Для лазерных систем используется видимый инфракрасный спектр оптического диапазона волн 1014 1015 Гц . Принцип действия квантовых приборов лазеров основан на использовании излучения атомов вещества под воздействием внешнего электромагнитного поля. При переходе электронов с одной орбиты на другую под

воздействием внешнего электромагнитного поля меняется энергетический уровень и происходит излучение энергии. Наряду с лазерами в качестве источника оптического излучения могут применяться светодиоды. Светодиод является таким же люминесцентным полупроводником типа р-п из арсенида галия, но не имеет резонансного усиления. В отличие от лазера, обладающего остронаправленным когерентным лучом, в светодиоде излучение происходит спонтанно самопроизвольно и луч имеет меньшую мощность и широкую направленность.

Лазерный луч обладает рядом замечательных свойств. Он распространяется на большие расстояния и имеет строго прямолинейное направление. Луч движется очень узким пучком с малой степенью расходимости он достигает луны с фокусировкой в сотни метров . Лазерный луч обладает большой теплотой и может пробивать отверстие в любом материале. Световая интенсивность луча больше, чем интенсивность самых сильных источников света.

В качестве приемного устройства, преобразующего свет в электричество, применяется фотодиод. Здесь используется эффект Столетова, состоящий в том, что при воздействии света на активный материал, например полупроводник, изменяются его электрические свойства и возникает электрический сигнал. Таким образом в лазерах электричество преобразуется в свет, а в фотодиодах происходит обратный процесс свет преобразуется в электричество. 29. Современные электронные автоматизированные системы для оценки

и мониторинга ОС делятся на 7 групп 1. Современные технические средства мониторинга - ионосферная станция контроль за состоянием верхней атмосферы земли ионосфера , которая включает в себя смеси газа нейтральных атомов и молекулы в основном кислорода О2 и азота N2 и квазинейтральную плазму число отрицательно заряженных частиц примерно равно числу положительно заряженных - лидарная станция используются преимущественно для контроля загрязняющих компонентов приземных частей атмосферы, для оценки воздействия промышленных

объектов, территорий урбанизации и сельскохозяйственной деятельности на окружающую среду. Чаще всего в качестве индикаторов применяются датчики, использующие лазерное излучение, так называемые лидары лазерные сенсоры . В 2004 году научные учреждения Белоруссии, России и Кыргызстана при поддержки международного сообщества создали сеть для лидарного контроля в странах СНГ. В нее вошли станции в Минске,

Москве, Томске, Владивостоке, Сургуте, Киргизии и на Байкале. Более того, необходимо отметить, что сургутская лидарная станция является важнейшим звеном лидарной сети СНГ. В ближайшее время лидарная сеть СНГ вольется в мировую сеть крупногабаритные телескопы - учебно-научный ядерный реактор - самолет вертолет - лаборатория - ультразвуковые термоанемометры Термоанемометр - анемометр, принцип действия которого

основан на зависимости между скоростью потока жидкости или газа и теплоотдачей нагретой проволочки, помещенной в этот поток , оптические гигрометры, лидары. 2. Автоматизация наземных наблюдений сервера компьютеры и суперкомпьютеры с большой мощностью, на которые отправляются данные всех измерений, затем обрабатывается расчет, моделирование и выдаются результаты . 3. Дистанционные методы - дистанционное зондирование комплекс работ по изучению цифрового изображения

земной поверхности в электромагнитном спектре и обработка этих данных - метеорологическая радиолокация - радиозондирование - аэростатное и самолетное зондирование - ракетное зондирование - спутниковая метеорология 4. Космический мониторинг - это с помощью спец.оборудованных природоресурсных спутников осуществляется практически непрерывное слежение за тем или иным участком земной поверхности в видимом либо близком к нему диапазоне частот с непосредственной передачей информации в цифровом виде на

Землю. Космический мониторинг включает в себя задачи - оперативно-экологический контроль - техногенные катастрофы - экосистемный мониторинг - оценка водных ресурсов - мониторинг геологической среды - береговая эрозия - отслеживание вредителей леса - информационное обеспечение исследования - оценка и контроль растительного и животного мира и почвенного покрова. 5. Эколого-информационные системы - совокупность баз данных как административной единицы город, область,

страна , так и любая выделенная формальным или неформальным путем часть земной поверхности бассейн реки, природно-климатическая зона и т.д Включают в себя - Системы управления базами данных СУБД - ГИС-технологии Геоинформационные системы - Унифицированные программы расчета загрязнения атмосферы УПР ЗА - АТП Эколог , АТП Отходы , Призма , Факел ,

Сварка и т.д УПР Кадастровые системы 6. Геоинформационные системы как комплекс сбора, хранения, обработки и отображения пространственно-временной экологической информации. 7. Аппаратные и программные средства для создания информационных систем и баз данных. 31. Сенсор - первичное устройство, реагирующее на изменение окружающей среды и регистрирующий эти изменения в виде определенного сигнала. Химические сенсоры - датчики, дающие прямую информацию о химическом составе

ОС без предварительного отбора, анализа . По назначению - химические теплочувствительные калориметрические биосенсорные. Элементы главное п группы 6 группы - халькогены - кислород О , сера S , селен Se , теллур Te и полоний Ро Халькоген от греч рождающий медь. В чистом виде в природе не встречаются, встречаются в виде соединений - руд. Могут образовывать новые соединения. Одно из свойств - способность связываться друг с другом в кольца

или цепи. Это явление называют катенацией. Халькогенидные стекла - композиция на основе элементов Ge, P, Si, As. Свойства х.стекол - высокая температурная устойчивость высокая химическая стабильность высокая растворимость в редкоземельных элементах высокая показатель преломления. 34. Синдром полярного напряжения Дело в том, что человек, попадающий в экстремальный климат высоких широт, испытывает сильнейший стресс. Синдром полярного напряжения означает выведение из равновесия буквально

всех систем жизнедеятельности организма. И если сам человек ощущает это по внешним признакам - повышается артериальное давление, чаще возникают ОРЗ, появляется расстройство сна и прочее, то медики дошли до самых глубин и обнаружили патологические нарушения на клеточном уровне. А поскольку каждый человек - уникальное явление природы, то и приспосабливается к новым экстремальным условиям каждый по-разному. Исследуя население сибирского

Севера - как пришлых людей, так и коренные народности монголоидного типа кстати, тоже пришлые , только на несколько веков раньше, чем европейский человек , ученые выделили три группы. В первую попали люди, которые практически не реагируют на изменения и максимально приспосабливаются к меняющимся условиям. Во второй группе оказались те, у которых организм отвечает на изменение среды обитания резкой активацией своих приспособительных систем.

А в третьей собрались люди, которые не могут приспособиться к экстремальным условиям - организм уходит в патологию. Еще два адаптивных типа людей выявили медики среди покорителей Севера спринтеры и стайеры. Оказалось, что стайер - человек, долго живущий в высоких широтах, имеет меньше хронических патологий и более эффективно восстанавливает свои силы, нежели спринтер - недавно приехавший или еще не перешагнувший приспособительного порога в 10-15 лет.

Исследования показали прослеживается четкая зависимость течения первой беременности от возраста приезда на Север. Наиболее неблагоприятен для переезда девочек в северные широты возраст полового созревания. В этом случае прерывание беременности зафиксировано в 1, 5 раза чаще, чем среди тех, кто приехал на Север уже в возрасте половой зрелости, и в 4 раза чаще, чем у тех, которые переселились сюда в раннем возрасте. О том, что сибирский Север крайне отрицательно влияет на здоровье, а теперь уже очевидно,

и на сохранение популяции в целом, учеными исписаны горы томов и рекомендаций. На первом месте среди болезней, одолевающих сибиряков и северян, остаются заболевания органов дыхания - и это напрямую связано с суровым климатом. Заболеваемость туберкулезом, болезни щитовидной железы. Последние выводы ученых зобная болезнь - это болезнь адаптации, и причиной ее служит не зловредная среда, а несовершенство приспособительных механизмов человека.

Инфекционные патологии - еще один бич для населения с явно ослабленным иммунитетом. Так что крепкое сибирское здоровье - не более чем миф советской пропаганды, призывавшей к освоению несметных природных богатств этого края. 35. Различные элементы ОС прямо или косвенно влияют на состояние здоровья человека, в том числе на его психическое состояние и на ВНД. Экологические и климатические условия нашей территории отрицательно сказываются на здоровье

человека, а в особенности на ССС и на ВНД. Из-за ряда неблагоприятных факторов, таких как 1. низкая влажность в помещении 20-30 . 2. сухой воздух способный к накоплению электр заряда на поверхности тела человека. 3. низкий уровень аэронизации воздуха. 4. резкие перепады. 5. низкая освещенность организма. 6. недостаток витаминов. 7. измененая газовая среда внутренних помещений. 8. воздейст резких перепад между внутренними помещениями

и внешней средой. 9. воздейств электромагнит излучения. 10. гипокенезия. 11. длительное переохлаждение Организм человека находиться постоянно в состоянии стресса, и ему нужно совсем немного для того чтобы перейти в тяжелую стадию болезни. На протяжении большого количества времени около 30 лет проводится система мониторинга людей нашей территории. Измеряются такие показатели как частота сердечных сокращений, уровень кислорода в крови и т.д. и затем

эти данные обрабатываются и на основе этого строиться общая картина о состоянии здоровья людей. Психическое состояние - особенно в зимнее время человек постоянно чувствует себя ослабленным и не выспавшимся, частые головные боли, меланхолия, депрессии. Это все из-за недостатка света, недостатка витаминов, малоподвижном образе жизни - из-за низких температур. Состояние ВНД - люди с преобладанием парасимпатической вегетативной нервной системы.

Парасимпатические влияния на сердце заключаются в уменьшении ЧСС, силы сокращений, уменьшении скорости проведения и возбудимости сердечной мышцы. 37. Радиобиология от радио и биология , наука о действии всех видов ионизирующих излучений на живые организмы, их сообщества и биосферу в целом. Р. граничит с научными дисциплинами, исследующими биологическое действие электромагнитных волн инфракрасного, видимого и ультрафиолетового диапазонов

Фотобиология и радиоволн миллиметрового и сантиметрового диапазонов. Фундаментальной целью радиобиологии, является вскрытие общих закономерностей биологического ответа на воздействие ионизирующих излучений ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ - излучение, которое создается при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков.

Средства измерений ионизирующих излучений дозиметр Прибор, предназначенный для измерения дозы монитор ионизирующего излучения Средство измерений, предназначенное для контроля изменения радиационных параметров окружающей среды и техногенных источников излучений. радиометр Прибор, предназначенный для измерения радиометрических физических величин - плотности потока частиц или фотонов, объемной, удельной активности радионуклидов

в аэрозолях, газах, жидкостях. Радиомметр - общее название ряда приборов, предназначенных для измерения энергетических характеристик того или иного излучения оптический радиометр болометр - прибор для измерения потока световой энергии, основанный на тепловом действии света акустический радиометр - прибор для измерения звукового давления прибор для измерения мощности поглощённой дозы ионизирующего излучения. Обычно радиометр выполняется в виде двух блоков выносного

I , в котором находится детектор, чувствительный к -частицам или -частицам, и основного, в котором размещены электронные узлы для усиления, формирования и регистрации импульсов, поступающих с выносного блока, а также различные органы управления работой радиометра. Существуют различные радиометры ИК УФ индивидуальные радиометры по радионуклидам радон, тритий, углерод-14, фосфор-32 и т.д Люксметры измерители освещенности - приборы для измерения освещенности с диапазоном

измерения в видимом диапазоне спектра до 200 000 лк, компактные и простые в использовании. Одним нажатием кнопки вы получаете значение освещенности окружающей среды в месте нахождения прибора. Приборы имеют аналоговый выход mV, DC , пропорциональный сигналу с встроенного датчика. Люксметры с аналоговым выходом могут подключаться к мультиметру или регистратору данных. Существуют универсальные приборы люксметр-яркомер-термогигрометр измерение освещенности, яркости, температуты

и влажности помещения , пульсметр-люксметр для измерения коэффициентов пульсации источников излучения и освещенности и т.п. 38. Регрессионный анализ линейный - статистический метод исследование зависимости между зависимой переменной Y и одной или несколькими независимыми переменными X1,X2, ,Xp. На практике линия регрессии чаще всего ищется в виде линейной функции Y b0 b1X1 b2X2 bNXN линейная регрессия , наилучшим образом приближающей искомую кривую.

Делается это с помощью метода наименьших квадратов, когда минимизируется сумма квадратов отклонений реально наблюдаемых Y от их оценок имеются в виду оценки с помощью прямой линии, претендующей на то, чтобы представлять искомую регрессионную зависимость . Метод наименьших квадратов заключается в поиске наиболее подходящей линии зависимости, чтобы таким образом минимизировать разность значений искомой функции и фактического значения.

Цели регрессионного анализа 1. Определение наличия и характера математического уравнения, описывающего зависимость связи между переменными 2. Определение степени детерминированности вариации критеральной переменной моделями 3. Предсказать значение зависимой переменной с помощью независимой 4. Определить вклад независимых переменных в вариацию независимой Корреляция - статистическая взаимосвязь двух или нескольких случайных величин либо величин, которые

можно с некоторой допустимой степенью точности считать таковыми . При этом изменения одной или нескольких из этих величин приводят к систематическому изменению другой или других величин. Мерой корреляции двух случайных величин служит коэффициент корреляции. Отрицательная корреляция - корреляция, при которой увеличение одной переменной связано с уменьшением другой переменной. Положительная корреляция - корреляция, при которой увеличение одной переменной связано

с увеличением другой переменной. Корреляционный анализ - метод обработки статистических данных, заключающийся в изучении коэффициентов корреляции между переменными. Коэффициемнт коррелямции или парный коэффициемнт коррелямции в теории вероятностей и статистике - это показатель характера изменения двух случайных величин. 39. Анализаторы типа Искусственный нос относятся к категории научных приборов нового поколения, основанных

на совместном использовании как новейших достижений в области микроэлектроники, сенсорики, современных информационных технологий. Главное назначение такого рода анализаторов - экспресс-анализ состава сложных воздушных или водных сред, оперативной классификации состояния анализируемой среды или связанного с ней состояния контролируемого объекта с целью определения ее потребительских свойств. Приборы - идентификаторы качества, осуществляют распознавание и классификацию анализируемого продукта

по признакам - сорт, вкус, свежесть, аромат и т.д. так же может быть наложена функция - обнаружения того или иного вещества в исследуемом объекте. Такие анализаторы образуют новый класс информационно-измерительных систем, главной отличительной особенностью которых является - использование процедур обучения, когда предварительно прибор обучается по образцам исследуемого объекта. Для этого требуется использование алгоритмов обработки информации - искусственный интеллект.

Для исследования воздушной среды - искусственный нос, для исследования жидкой среды - искусственный язык. Прибор состоит из 4 блоков 1. блок пробоотбора 2. сенсорный блок 3. интерфейсный блок 4. блок обработки и представления информации. Блок пробоотбора - непосредственное взаимодействие с исследуемым образцом и проведение с ним подготовки. Сенсорный блок - центральный. Он содержит массу сенсоров, их обычно 10-30 штук.

Интерфейсный блок - функции связи сенсорного блока с блоком обработки. Блок обработки и представления информации - это в большинстве случаев компьютер с программным обеспечением. Управление всеми сенсорами, хранение информации, идентификация и т.д. 40. Функциональное состояние человека ФС - Традиционно в физиологии и психофизиологии ФС рассматривается как состояние организма в целом с точки зрения состояния его систем.

Реализация психологического подхода к трактовке ФС основывается на принципах системно-структурного анализа, в котором выделяются следующие основные уровни представленности ФС поведенческий, психофизиологический, психологического обеспечения деятельности и субъективно-рефлексивный. Выделяют оптимальные и неоптимальные виды ФС, острые, хронические и пограничные, комфортные и дискомфортные. К числу основных классов ФС относятся состояния оптимальной работоспособности, утомление, монотония,

разные формы физиологического и психологического стресса, экстремальные состояния. Выявить резервы организма, определить их пределы можно только при использовании специальных тестов - функциональных проб. Индекс напряжения Баевского ИН - коэффициент, отражающий степень напряжения систем, регулирующих деятельность сердца, соотношение симпатических и парасимпатических влияний на него.

Метод основан на оценке распределения R-R интервалов ЭКГ, отражает уровень упорядоченности ритмограммы пульсограммы сердца человека. Наиболее равномерно сердце бьется только в экстремальных случаях, в состоянии высокого напряжения регуляторных систем, а в нормальном состоянии частота сердечных сокращений зависит от внешних и внутренних факторов, постоянно реагируя на них учащением или снижением частоты.

ИН вычисляется по формуле , где - амплитуда моды в - среднее значение модального класса в секундах - вариационный размах разность между наибольшим и наименьшим значением кардиоинтервала в секундах. В норме ИН может колебаться в значительных пределах 40-250 у.е Показателем увеличения напряжения центров, регулирующих сердечный ритм, является уменьшение Мо на 20 и более, увеличение АМо на 50 и более. Парасимпатическая часть вегетативной нервной системы

парасимпатическая нервная система - часть вегетативной нервной системы, объединяющая, в свою очередь, два отдела краниальный и сакральный. В краниальном отделе преганглионарные волокна покидают средний и ромбовидный мозг в составе нескольких черепно-мозговых нервов основной из них - блуждающий нерв n. vagus , а в сакральном выходят из спинного мозга. Преганглионарные волокна оканчиваются в парасимпатических ганглиях.

Парасимпатический отдел регулирует деятельность внутренних органов в условиях покоя, его действия направлены на поддержание гомеостаза. Парасимпатические влияния на сердце заключаются в уменьшении ЧСС, силы сокращений, уменьшении скорости проведения и возбудимости сердечной мышцы. Симпатическая часть вегетативной нервной системы - часть вегетативной нервной системы, периферический отдел которой образован околопозвоночными ганглиями, составляющими пограничный симпатический ствол,

который делится на шейную, грудную, поясничную и крестцовую части. Симпатическая часть вегетативной нервной системы оказывает на организм мобилизующее действие, направленное на обеспечение выполнения физической работы. Симпатические влияния на сердце заключаются в увеличении ЧСС, силы сокращений, скорости проведения и возбудимости сердечной мышцы. Под влиянием импульсов симпатической нервной системы уменьшается просвет сосудов, что ведет к повышению

артериального давления. 41. Под экологическим прогнозированием понимается предсказание состояния такой системы, среди существенных элементов которой фигурирует хотя бы одна биотическая компонента экосистемы популяция, сообщество, синузия и пр Инструментом экологического прогнозирования является экологический предиктор - модель не обязательно математическая , служащая для формирования экологического прогноза. Проблематику экологического прогнозирования условно можно разделить на две группы первая обусловлена

сбором и обработкой первичной информации, вторая - сложностью экосистем и несовершенством традиционной методологии экологического прогнозирования. Проблемы, индуцированные сбором и обработкой первичной информации Прогнозирование состояний функционирующей экосистемы возможно лишь при наличии достаточного объема данных наблюдений, характеризующих ее структуру и поведение. Если таких данных совсем мало, то никакой математический аппарат, никакая

ЭВМ здесь не помогут. Единственный выход в таких ситуациях - собрать недостающую информацию. С другой стороны, до самого последнего времени наблюдение над отдельными экологическими параметрами и экосистемами в целом осуществлялось бессистемно, и поэтому имеют место информационные пробелы. Заполнение таких пробелов - задача чрезвычайно трудная, а часто и неосуществимая. В силу уникальности всех экологических объектов системы экологического прогнозирования не могут быть

ориентированы на широкий класс объектов прогнозирования. Разработка моделей, а также алгоритмического и программного обеспечения системы экологического прогнозирования должна вестись с обязательным учетом не только свойств изучаемой системы, но и объема, и качества точности имеющейся эмпирической информации. Проблемы, порожденные сложностью экосистем и традиционной методологией экологического прогнозирования В экологии стала стандартной ситуация, когда изучение системы и построение

прогнозов ее состояния осуществляется или может осуществляться одновременно всеми методами исследования. При этом каждый из них индуцирует разработку достаточно большого числа разнообразнейших и не стыкующихся между собой моделей. Специфика экологического прогнозирования на современном этапе состоит прежде всего в видении одного и того же феномена с помощью множества различных и более-менее равноценных моделей. Традиционный подход к прогнозированию заключается в выборе единственной, лучшей в каком-либо смысле

модели и ее эксплуатации. В итоге полезная информация об изучаемой системе оказывается рассредоточенной по целому ряду отдельных источников и используется нерационально. Принципы системологии, имеющие важное значение для экологического прогнозирования, часто просто игнорируются. Таким образом, для эффективного функционирования системы экологического прогнозирования необходимо такое алгоритмическое и программное обеспечение, которое бы позволяло работать с небольшими выборками

данных, полученных со значительной погрешностью использовать приемы борьбы с омнипотентностью всемогущество факторов учитывать неформальное знание и видение одного и того же феномена с помощью целого множества различных и более-менее равноценных моделей, возможную разношкальность предикторов, отсутствие унифицированной и общепризнанной методики оценки их качества быть восприимчивым по отношению к новой информации.