Устройство для измерения биохимического поглощения кислорода из воздуха загрязненной водной средой

Изобретение относится к биотехнологии и охране окружающей среды в области контроля загрязненности воды органическими веществами. Устройство содержит сосуд с испытуемой жидкостью, выполненный в виде U-образного манометра, термостат и устройство перемешивания. При этом одна ветвь манометра выполнена в виде емкости с кранами на входе и выходе для размещения загрязненной водной среды и воздуха, а на поверхности водной среды размещен в емкости в стаканчике поглотитель углекислого газа. Вторая ветвь манометра выполнена в виде измерительной цилиндрической трубки, оканчивающейся грушей с обратным клапаном, и снабжена шкалой измерения. Достигается упрощение конструкции и расширение функций устройства с возможностью вести измерения в режиме сообщения с атмосферой и в изоляции от нее. 1 ил.

 

Изобретение относится к биотехнологии и охране окружающей среды в области контроля загрязненности воды органическими веществами. Одним из важных критериев для оценки качества воды является содержание в ней окисляемых органических веществ, которое характеризуется параметром биологического потребления кислорода (БПК)- количество кислорода используемое микроорганизмами для окисления всех органических веществ в течение 5-20 суток. Для определения концентрации кислорода известно большое разнообразие газоанализаторов действие которых базируется на разных физических принципах. Действие инфракрасных газоанализаторов основано на избирательном поглощении газа и паров ИК-излучения в диапазоне 200-450 нм. Электрохимические газоанализаторы работают на основе зависимости параметров электрохимической системы и состава анализируемой среды поступающей в эту систему. Магнитная восприимчивость газовой смеси от концентрации кислорода заложена в основе магнитных газоанализаторов. Известна серия приборов по определению концентрации кислорода марки «Анализатор кислорода ПГК-6»(ООО Медкомплект, w.w.w.medrk. ru). Газоанализатор ПГК-06 анализирует состав кислорода в % по объему от 0 до 100. Предел основной погрешности измерения давления газовой смеси в кПа для диапазона 40-107 -+ 1, 75-250+- 2,5. Газоанализаторы отличаются высокой стоимостью и недостаточной точностью измерения.

Манометрические приборы измерения концентрации газовой среды отличаются простотой исполнения, достаточной точности измерений и низкой стоимостью. Известен аппарат Баркрофта по определению газов крови, который состоит из двух одинакового объема и формы сосудиков, соединенных при помощи манометра (Большая медицинская энциклопедия. Т.З. М. 1928 г. ред. Н.А Семашко, с. 27-28.). Оба сосудика заполняют одинаковым количеством реакционной смеси. Поглощение или выделение газа производят в одном сосудике. Количество газа определяют по разности давления в манометре. Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является аппарат Варбурга (Северин С.Е., Соловьева Г.А. Практикум по биохимии. Изд. 2, Издательство МГУ 1989 г., с. 10). Аппарат Варбурга предназначен для изучения химических процессов происходящих в живых клетках, например, при дыхании. Прибор регистрирует изменения газового давления, которое наступает в среде при постоянном объеме и температуре. По результатам измерений вычисляют количество поглощенного или выделенного газа. Аппарат состоит из манометрического устройства сосудиков соединенных с манометрами и водяного термостата с терморегуляцией в который погружены сосудики. Термостат снабжен устройством покачивания для обеспечения равновесия газовой фазы и раствора. Одна ветвь U-образного манометра диаметром 0,8-1,2 мм заканчивается открытой воронкой, а другая ветвь герметично соединенная с с сосудиком в котором находится исследуемая среда. При изменении давления в системе, в следствии поглощения или выделения газов, по изменению давления в манометре и зная объем замкнутой системы определяют объем выделившегося газа. Мы рассмотрели здесь только один манометр Варбурга. а таких в аппарате 16.(Устройство аппарата Варбурга-МегаЛекции. megaLektsii. ru s4642t, html.). Аппарат содержит ванну 35 л и 2 двигателя для перемешивания воды и покачивания манометров, а также специальную манометрическую жидкость. Аппарат Варбурга сложен в конструктивном исполнении. Однако он обеспечивает высокую точность измерения давления в режиме сообщения с атмосферой. В противном случае изменение давления приводит к изменению парциального давления газов и состава газовой среды. Решаемая техническая задача-упрощение устройства измерения биохимического поглощения кислорода из воздуха загрязненной водной средой и расширение его функций. Техническая задача решена в устройстве измерения биохимичского поглощения кислорода из воздуха загрязненной водной средой, содержащее сосуд с испытуемой жидкостью, выполненный в виде U-образного манометра, термостат и устройство перемешивания, причем одна ветвь манометра выполнена в виде емкости с кранами на входе и выходе для размещения загрязненной водной среды и воздуха, а на поверхности водной среды размещен в емкости в стаканчике поглотитель углекислого газа, при этом вторая ветвь выполнена в виде измерительной цилиндрической трубки, оканчивающаяся грушей с обратным клапаном, и снабжена шкалой измерения. Все это и позволяет вести измерения, как в режиме сообщения с атмосферой, так и в изоляции от нее. На фиг. 1 представлен общий вид устройства для измерения биохимического поглощения кислорода из воздуха загрязненной водной средой. Устройство содержит емкость 1 для размещения загрязненный водной среды 2 и воздуха 3, два крана 4 с воронкой 5 на входе и 6 на выходе из нее. В емкости 1 на поверхности загрязненной водной среды 2 в стаканчике7 размещен поглотитель углекислого газа (NaOH) 8. Емкость с кранами 4,6представляет собой одну ветвь U-образного манометра. Вторая ветвь в виде измерительной цилиндрической трубки 9 с шкалой измерения 10 оканчивается грушей 11 с обратным клапаном 12.Устойство снабжено вибростолом 13 и термостатом 14. Устройство для измерения биохимического поглощения кислорода из воздуха загрязненной водной средой работает следующим образом В отличии от аппарата Варбурга устройство позволяет вести измерения в режиме

сообщения с атмосферой и в изоляции от нее (варианты 1,2). Вариант 1. Открываем краны 4,6 и в емкость 1 заливаем через воронку 5 загрязненную водную среду 2 до заданного объема и закрываем кран4. Емкость 1 разделена на две части, верхняя ее часть заполнена воздухом, а нижняя часть заполнена загрязненной водной средой 2. В измерительной трубке 9 уровень водной среды устанавливаем на нуле. Измерительная трубка 9 связана с атмосферой, так как груша 11 снабжена обратным клапаном 12. Работая грушей достигается более эффективное перемешивание загрязненной водной среды и исключение возможных осадков на дне емкости, чему также способствует работа вибростола. Процесс окисления органических веществ находящихся в водной среде происходит при постоянной температуре и характеризуется потреблением микроорганизмами количества кислорода. Для окисления всех органических веществ требуется 5-20 суток. По мере потребления микроорганизмами кислорода изменяется давление в замкнутой системе, которое измеряют по измерительной шкале 10. Зная объем замкнутого воздушного пространства и изменение давления можно рассчитать объем поглощенного или образовавшего газообразного продукта. Предварительно определяют константу устройства, измеряют объем газа, который вызывает смещение уровня в измерительной трубке 9 на 1 мм. Умножая константу на разность давлений в емкости 1 и измерительной трубке находят количество газа. Оценка точности измерения поглощения кислорода из воздуха загрязненной водной средой. В 1 см3 воздуха содержится кислорода по массе 0,3 мг. При измерительной трубке с площадью сечения 1 см2, высота столба соответствует 1 см. Из этого следует, что при визуальном измерении с точностью 1 мм, точность измерения массы кислорода составит 0,3:10=0,03 мг. Вариант 2.Устройство (фиг. 1) работает следующим образом. Закрываем кран 6 в емкости 1. Заливаем в емкость заданное количество загрязненной водной среды 2 и закрываем кран 4. Процесс биологического поглощения кислорода

из воздуха протекает в замкнутом пространстве без связи с атмосферой. По окончании процесса в течении 5 или 20 суток в измерительную трубку 9 заливают воду до нулевой отметки на шкале. Нулевой уровень на шкале определяют предварительно при открытом кране 6, когда емкость 1 и измерительная трубка имеют соотвествующие уровни. В нашем случае это нулевой уровень в измерительной трубке (фиг. 1). По окончании процесса открывают кран 6 и определяют смещение уровня характеризующий процесс поглощения или выделения газов. Таким образом рассматриваемое устройство отличается от прототипа (аппарат Варбурга) простотой конструкции из за отсутствия отдельного сосудика с испытуемой жидкостью и воздушной средой, а манометр заполнен специальной жидкостью. В рассматриваемом аппарате емкость и измерительная трубка являются U-образным манометром, где в емкости и измерительной трубке в качестве манометрическй жидкости находится испытуемая жидкость -загрязненная водная среда, а воздух, поглотитель углекислого газа и испытуемая водная среда находятся внутри емкости. При этом устройство позволяет вести измерения поглощенного кислорода в режиме сообщения с атмосферой, так и в изоляции от нее, что расширяет функциональность устройства. Благодаря своей простоте, высокой точности измерений и низкой стоимости «Устройство для измерения биохимического поглощения кислорода из воздуха загрязненной водной средой» найдет применение в промышленности.

Устройство для измерения биохимического поглощения кислорода из воздуха загрязненной водной средой, содержащее сосуд с испытуемой жидкостью, выполненный в виде U-образного манометра, термостат и устройство перемешивания, причем одна ветвь манометра выполнена в виде емкости с кранами на входе и выходе для размещения загрязненной водной среды и воздуха, а на поверхности водной среды размещен в емкости в стаканчике поглотитель углекислого газа, при этом вторая ветвь выполнена в виде измерительной цилиндрической трубки, оканчивающейся грушей с обратным клапаном, и снабжена шкалой измерения.



 

Похожие патенты:

Устройство для определения объема газа, участвующего в массообменном процессе в системе газ - жидкость. Изобретение относится к устройству для определения объема газа, участвующего в массообменном процессе в системе газ-жидкость для вычисления скорости массообменного процесса, на основе которого вычисляют коэффициент массопередачи, используемого при разработке новых и модернизации известных промышленных массообменных аппаратов.

Изобретение относится к определению сорбционной газоемкости углей при прогнозах газоносности угольных пластов. Способ исследования сорбционных свойств углей осуществляют следующим образом.

Изобретение относится к области технологий моделирования многокомпонентных газовых сред, имеющих заранее заданный количественный и качественный состав, что может найти применение для объектов, хранение или эксплуатация которых производится в сложных по составу газовых средах.

Изобретение относится к технологии определения удельного уноса абсорбента при осушке природного или попутного газа. .

Изобретение относится к области исследования физических и химических свойств материалов и может быть использовано в контрольно-измерительной технике химических лабораторий для определения коэффициентов растворимости и концентраций газов в материалах, а также для прогнозирования уровней концентраций газов в герметичных объемах, в которых находятся материалы, содержащие эти газы.

Изобретение относится к определению адсорбционной емкости адсорбентов, а конкретно к определению динамической емкости цеолита NaA, используемого при криогенной очистке аргона от кислорода.

Изобретение относится к экологии, а именно аналитической химии при определении концентрации высокомолекулярных водорастворимых полимеров в воде. Для этого проводят определение массовой концентрации сополимера полиэтиленкарбоновой кислоты и ее амида (ПЭККА) в водных растворах с концентрацией 0,5 мг/см3 (основной раствор) и с концентрацией 0,1 мг/см3 (рабочий раствор).

Изобретение относится к области контроля загрязнений окружающей среды и представляет собой способ определения соединений антихолинэстеразного действия в воде и водных экстрактах, включающий измерение скорости ферментативного гидролиза бутирилтиохолина, согласно изобретению при приготовлении проб используют ферментный препарат, на основе совместно иммобилизованных бутирилхолинэстеразы и индикатора на тиоловую группу 5,5'-дитио-бис(2-нитробензойную кислоту), в качестве растворителя – дистиллированную воду, выдерживают обе пробы в течение 30-300 секунд в присутствии 18-20 единиц активности α-амилазы, запускают реакцию раствором S-бутирилтиохолина-I (S-BuCh-I), причем соотношение объемов раствора S-BuCh-I в концентрации 2 мМ и контрольного или анализируемого раствора составляет 1:10, измеряют скорость ферментативного гидролиза субстрата, при этом критерием наличия ингибиторов бутирилхолинэстеразы в анализируемой пробе является снижение на 20% и более величины скорости ферментативного гидролиза бутирилтиохолина по сравнению с данным параметром в контрольной пробе.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к способу количественного определения флавоноидов в листьях тополя черного. Способ количественного определения флавоноидов в листьях тополя черного, заключающийся в предварительном получении водно-спиртового извлечения из растительного сырья путем экстракции 1 г точной навески измельченного до размера частиц 1 мм растительного сырья 70%-ным этиловым спиртом, в пересчете на вещество флавоноидной природы, методом дифференциальной спектрофотометрии в отношении «сырье-экстрагент» - 1:30, при этом определение флавоноидов проводят при длине волны 414 нм в пересчете на рутин и абсолютно сухое сырье рассчитывают по формуле где х - содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин, %; D - оптическая плотность испытуемого раствора; Dо - оптическая плотность раствора Государственного стандартного образца рутина; m - масса сырья, г; mо - масса Государственного стандартного образца рутина, г; W - потеря в массе при высушивании, %; в случае отсутствия стандартного образца рутина целесообразно использовать теоретическое значение его удельного показателя поглощения, равное 240, где х - содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин, %; D - оптическая плотность испытуемого раствора; m - масса сырья, г; 240 - удельный показатель поглощения Государственного стандартного образца рутина при 414 нм; W - потеря в массе при высушивании, %.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для идентификации источника и времени загрязнения окружающей среды дихлордифенилтрихлорэтаном (ДДТ) в регионах Крайнего Севера.

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ определения сапробности гидробионтов для оценки экологического состояния водоемов, характеризующийся тем, что отбирают пробы гидробионтов из водоема, определяют видовой состав организмов в пробе, получают очищенную ДНК этих организмов, получают последовательности генов с последующей трансляцией в последовательности маркерных белков, пополняют полученными первичными последовательностями генов и белков международные базы данных с последующей выборкой первичных последовательностей ДНК/РНК и белков гидробионтов водоемов.

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ определения сапробности гидробионтов для оценки экологического состояния водоемов, характеризующийся тем, что отбирают пробы гидробионтов из водоема, определяют видовой состав организмов в пробе, получают очищенную ДНК этих организмов, получают последовательности генов с последующей трансляцией в последовательности маркерных белков, пополняют полученными первичными последовательностями генов и белков международные базы данных с последующей выборкой первичных последовательностей ДНК/РНК и белков гидробионтов водоемов.

Предложен способ подготовки проб для определения содержания тяжелых металлов во взвешенных веществах природных вод атомно-абсорбционным методом, включающий фильтрование природной воды, добавление к полимерному фильтру с осадком взвесей двух кислотных реактивов, один из которых азотная кислота, нагревание твердой фазы пробы с реактивами до извлечения из нее кислоторастворимых форм металлов, добавление деонизированной воды, растворение в ней извлеченных кислоторастворимых форм металлов, и использование полученного минерализата для последующего атомно-абсорбционного измерения массовой концентрации тяжелых металлов.

Способ включает отбор проб воды и измерение ее спектральной прозрачности с использованием спектрофотометра на длине волны 430 нм. В качестве эталонной жидкости используют дистиллированную воду.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для оценки токсичности жидкостей-загрязнителей в водных объектах. Для этого культивируют одноклеточные водоросли в контакте с тестируемой жидкостью и освещают смесь лазером.

Изобретение относится к аналитической химии компонентов ионных форм неорганических веществ, определяемых в атмосферных осадках и поверхностных водах. Экстракционно-вольтамперометрический способ определения ионов цинка, кадмия, свинца и меди в поверхностных водах включает экстракцию ионных форм указанных металлов из фильтрата поверхностной воды с рН≤2 в органическую фазу расслаивающейся системы расплава салицилата тиопириния и воды.

Изобретение относится к биотехнологии и охране окружающей среды в области контроля загрязненности воды органическими веществами. Устройство содержит сосуд с испытуемой жидкостью, выполненный в виде U-образного манометра, термостат и устройство перемешивания. При этом одна ветвь манометра выполнена в виде емкости с кранами на входе и выходе для размещения загрязненной водной среды и воздуха, а на поверхности водной среды размещен в емкости в стаканчике поглотитель углекислого газа. Вторая ветвь манометра выполнена в виде измерительной цилиндрической трубки, оканчивающейся грушей с обратным клапаном, и снабжена шкалой измерения. Достигается упрощение конструкции и расширение функций устройства с возможностью вести измерения в режиме сообщения с атмосферой и в изоляции от нее. 1 ил.

Наверх