МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МЕТОД ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА ПО ВЛИЯНИЮ pH ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ НА ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ БИОКОНВЕРСИИ С ПОМОЩЬЮ ВЕРМИКУЛЬТУРЫ

Авторы
Файлы

Ганджалова А.А. Гoлyбь А. Костин В.Е. Соколова Н.А. Статья в формате PDF 412 KB

Утилизация пищевых отходов является актуальной проблемой современного общества. В настоящее время, в абсолютном большинстве случаев, утилизация пищевых отходов, осуществляется путём размещения их на специальных полигонах, что не является удовлетворительным экологическим и экономическим решением. Проблема усложняется тем, что пищевые отходы имеют высокую влажность (порядка 80 %), быстро закисают, загнивают и становятся источниками заражения окружающей среды патогенной микрофлорой. Гниющие продукты являются пищей для различных видов переносчиков болезней (мухи, таpaканы, грызуны и др.), а также источником неприятного запаха.

Однако пpaктически любые пищевые отходы можно биоконвертировать с помощью вермикультуры в полезные продукты: вермикомпост (ценное органическое удобрение) и биомассу вермикультуры, которые можно использовать в сельском хозяйстве.

Ввиду, того, что пищевые отходы на момент утилизации могут иметь различный, возможно сильно отличающийся, показатель рН, то представляет существенный интерес влияние фактора рН на возможность и скорость их переработки вермикультурой. Для экспериментальной проверки влияния рН на параметры биоконверсии с помощью вермикультуры с применением математических методов планирования эксперимента разработана методика, базирующаяся на следующих допущениях:

номинальная численность вермикультуры в условиях эксперимента постоянна;
исследуемые виды пищевых отходов не оказывают токсического, отпугивающего и обездвиживающего воздействия на вермикультуру и не препятствуют её свободному перемещению;
вермикультура может сосредоточиться в малых объемах прострaнcтва; полностью переходить в области закладки отходов;
в начальный момент времени вермикультура распределена по всему объему контейнера равномерно.

Судить об эффективности процесса биоконверсии можно по увеличившейся плотности вермикультуры в зоне закладки отходов над общим фоном. Поскольку эксперимент предполагает подвергнуть сравнению значительное число пищевых отходов, а техническое оснащение позволяет проводить не более трех параллельных опытов, целесообразно выбрать путь совместного испытания различных видов отходов в одном контейнере. Это приведет к сокращению общего числа опытов и времени всего исследования.

Для обеспечения достоверности получаемых результатов требуется соблюсти условие равновозможного доступа вермикультуры к предлагаемым видам отходов при максимальной взаимной удаленности. В общем случае каждый вид отходов, вне зависимости от его показателя рН, может оказаться и пригодным или непригодным для биоконверсии. С ростом числа испытуемых отходов с различным рН, вероятность совместного наступления события, при котором ни один из отходов не подвергается биоконверсии, кратно убывает.

Поскольку эксперимент ставит целью выявить, по крайней мере, один положительный исход, то для трех и более видов отходов с различным рН, можно исключить наименее благоприятный случай из гипотез в соответствии с принципом невозможности наступления маловероятных событий.

Равномерность распределения точек распределения отходов по контейнеру требует особого порядка чередования (рисунок).

Очевидно, что сетки, построенные из полигонов с большим числом сторон, не удобны для пpaктического применения. Кроме того, увеличение видов испытуемых отходов влечет пропорциональное возрастание числа точек внесения в контейнер.

Пределом наилучшей предрасположенности конкретного вида отходов с определённым показателем рН будем считать случай, когда 90 % номинального количества вермикультры контейнера займёт прострaнcтво в зоне расположения данного вида отходов. Примем требуемый уровень достоверности гипотезы равным 0,95.

Для оценки количества точек внесения отходов с различным показателем рН воспользуемся интегральной теоремой Лапласа, устанавливающей взаимосвязь между интервалом числа появлений события с постоянной и отличной от нуля вероятностью в n испытаниях, и определенным интегралом (приводимым в таблицах).

где

k₁, k₂ - число появлений события; p, q = (p - 1) - вероятности взаимоисключающих событий.

Отыщем минимально достаточное количество n, хаpaктеризующее выдвинутую гипотезу на заданном уровне значимости.

Рассматривая вариант с тремя видами отходов по показателю рН, полагаем p = 1/3 - вероятность предпочтения одного вида отходов другим, тогда q = 2/3. Случаев выбора одного вида отходов - от 0 до 0,9n. Поскольку вероятность достоверного события равна единице, то значение функции Лапласа Ф₁, при котором бы выбор делался бы в пользу одного вида отходов в 90 % случаев, и Ф₂, хаpaктеризующего событие нулевой возможности биоконверсии, в сумме дает единицу. С поправкой на уровень значимости - 0,95.

Проводя сокращения:

Для больших значений Ф возможно усреднить аргументы:

Табличное значение аргумента - 1,96. Откуда n = 4,2. Округляя в большую сторону, окончательно находим n = 5. Суммарное же количество зон расположения отходов с различными показателями рН составит N = 3n = 15.

Учитывая геометрию контейнера, вариант с тремя видами отходов, имеющих различные показатели рН, оказывается наиболее предпочтительным.

ГОСУДАРСТВЕННО-ЧАСТНОЕ ПАРТНЕРСТВО В ЛЕСНОМ КОМПЛЕКСЕ

Статья в формате PDF 293 KB...

30 10 2026 14:12:54

РАДИАЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА

Статья в формате PDF 206 KB...

29 10 2026 0:47:18

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ГОСУДАРСТВА – УСЛОВИЕ ЭФФЕКТИВНОГО РАЗВИТИЯ НАУЧНОГО ПОТЕНЦИАЛА

Статья в формате PDF 152 KB...

28 10 2026 16:27:49

ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИИ КОСТНОГО МОЗГА НА ОСТРУЮ И ХРОНИЧЕСКУЮ КРОВОПОТЕРИ

Сравнительным исследованием костного мозга больных, перенесших острую и хроническую кровопотери, установлено, что после острой кровопотери общее количество миелокариоцитов, количества эритрокариоцитов и гранулоцитов были существенно меньше аналогичных показателей морфологического состава костного мозга после хронической кровопотери. Уменьшение содержания гранулоцитарных миелокариоцитов после острой кровопотери было обусловлено резким снижением количества их созревающих форм, чего не наблюдалось после хронической кровопотери. При этом содержание в костном мозге зрелых форм гранулоцитов было одинаковым после обоих видов кровопотери. Уменьшение содержания в костном мозге после острой кровопотери созревающих форм гранулоцитов сопровождалось значительным уменьшением индекса созревания нейтрофилов, что свидетельствует об ускорении их созревания и выброса в кровеносное русло. Для хронической кровопотери была хаpaктерна эритроидная гиперплазия костного мозга. ...

27 10 2026 0:45:47

ТЕОРИЯ ГРАФОВ В ИССЛЕДОВАНИИ КОРРЕЛЯЦИЙ “СТРУКТУРА – СВОЙСТВО”

Статья в формате PDF 126 KB...

26 10 2026 23:25:36

ХАРАКТЕРИСТИКА РЕПАРАТИВНО-АДАПТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ЖИРНЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Одинаково назначаемые одни и те же лекарственные средства могут действовать на организм различных людей соответственно неодинаково. Каждый уважающий себя и пациента врач стремится к такому клиническому подходу в свете фармакологии и медицины, что каждый человек мог извлечь из схемы лечения максимальную пользу и минимальный побочный эффект, говоря иным образом, подходить к терапии пациента индивидуально. Но принципиально это стало возможно после расшифровки генома человека. Отличие хромосомных наборов у женщины и мужчины состоит в том, что они имеют разные пoлoвые хромосомы. Женский пол гомогаметный — в кариотипе отсутствует Y-хромосома, и пара пoлoвых хромосом представлена двумя X-хромосомами. Хромосомный набор мужчины содержит две разные пoлoвые хромосомы, X и Y. А значит и применяемые фитопрепараты на основе жирных растительных масел по-разному могут действовать на мужской и женский организм. ...

25 10 2026 18:52:10

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЕМ МОРСКОГО ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА РЕГИОНА (МТКР)

Статья в формате PDF 219 KB...

24 10 2026 12:35:18

МОРФОМЕТРИЧЕСКАЯ И ДЕНДРОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ ДРЕВЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ КАК СПОСОБ ИНДИКАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ УРБАНИЗИРОВАННОЙ СРЕДЫ

В условиях техногенного загрязнения города Кемерово у березы повислой (Betula pendula Roth), и сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) уменьшается прирост годичных побегов в длину, снижается радиальный прирост. Ухудшаются морфометрические показатели хвои у сосны обыкновенной, что выражается в снижении сухого веса, продолжительности жизни хвои, наличием на ней визуальных признаков повреждений, и, как следствие, наблюдается снижение радиального годичного прироста в большей степени по сравнению с березой повислой. Это указывает на меньшую устойчивость хвойных к воздействию поллютантов по сравнению с лиственными деревьями на уровне целостного организма. Установлено, что максимальные изменения признаков хаpaктерны для деревьев Заводского, Кировского и Рудничного районов города, что позволяет заключить о их значительном загрязнении. Выявлена сильная степень отрицательной корреляции между радиальным годичным приростом деревьев и уровнями загрязнения районов, что позволяет заключить о возможности использования этого показателя для индикации загрязнения атмосферного воздуха городской среды. ...

23 10 2026 19:30:35

Высотное строительство в России – проблемы, задачи и способы их решения

Статья в формате PDF 313 KB...

22 10 2026 22:59:25

ХАРАКТЕРИСТИКА АССОЦИАЦИЙ РЕЗИДЕНТНЫХ СИМБИОНТОВ КОЖИ ПРИ ПЕРВИЧНОЙ РОЖЕ ГОЛЕНЕЙ ДО И ПОСЛЕ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТЕРАПИИ

Статья в формате PDF 111 KB...

21 10 2026 17:18:17

ОСНОВА ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТА XXI ВЕКАНОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Статья в формате PDF 122 KB...

20 10 2026 17:53:19

МАГНИТНЫЕ ЖИДКОСТИ В СОВРЕМЕННОМ ОБЩЕСТВЕ

Статья в формате PDF 109 KB...

19 10 2026 19:51:18

ФИНАНСИРОВАНИЕ ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ: МИРОВОЙ ОПЫТ И РОССИЙСКАЯ ПРАКТИКА

Статья в формате PDF 124 KB...

18 10 2026 11:55:14

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЭКСТРАОРГАННОГО ЛИМФАТИЧЕСКОГО РУСЛА МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Статья в формате PDF 105 KB...

17 10 2026 9:36:46

ХИРУРГИЧЕСКАЯ РЕАБИЛИТАЦИЯ БОЛЬНЫХ С КОСТНО-СУСТАВНОЙ ПАТОЛОГИЕЙ ПАЛЬЦЕВ И КИСТИ

Статья в формате PDF 99 KB...

16 10 2026 17:15:46

Морфологические особенности органов пищеварительной и иммунной системы при использовании в рационе беременных животных природного минерального комплекса

Статья в формате PDF 102 KB...

15 10 2026 10:27:33

ИЗМЕНЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРОВИ И АГРЕГАЦИИ РОМБОЦИТОВ У БОЛЬНЫХ НЕАКТИВНЫМИ ФОРМАМИ ХРОНИЧЕСКОГО БРУЦЕЛЛЕЗА

Статья в формате PDF 241 KB...

14 10 2026 18:14:45

ИСТОРИЯ РОССИЙСКОГО ТУРИЗМА (учебное пособие)

Статья в формате PDF 113 KB...

13 10 2026 16:36:12

О СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЕ ВЕТЕРАНОВ, ИНВАЛИДОВ И ПОЖИЛЫХ ГРАЖДАН В КАБАРДИНО-БАЛКАРСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ

В статье авторами рассмотрены региональные особенности социальной защиты ветеранов, инвалидов и пожилых граждан, в частности, меры социальной поддержки и социальное обслуживание. ...

12 10 2026 6:48:35

ООПТ СРЕДНЕЙ ТАЙГИ ВОЛОГОДСКОЙ И АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТЕЙ

Статья в формате PDF 254 KB...

11 10 2026 22:37:11

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ БЕТОНОВ И РАСТВОРОВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСОМ ВДВХМК-65Е-ВДК

Статья в формате PDF 121 KB...

10 10 2026 11:41:48

ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МИКРОФЛОРЫ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 196 KB...

09 10 2026 0:35:46

ВЛИЯНИЕ ОЗОНИРОВАННОГО РАСТВОРА КРЕБСА НА ТОНИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ И Β-АДРЕНОРЕАКТИВНОСТЬ ГЛАДКИХ МЫШЦ ТРАХЕИ КРОВЫ

Озонированный (5х10 -7 г/мл) раствор Кребса не влиял на базальный тонус продольных полосок (n=21) трахеи 5 коров, а также на их тонус, вызванный ацетилхолином (10 -6 г/мл), но в 43% опытов достоверно уменьшал релаксирующий эффект адреналина (10 -7 г/мл), т.е. проявлял β-адреноблокирующий эффект. Это свойство озона необходимо учитывать при нормировании условий труда в производствах с повышенным образованием озона и при озонотерапии. ...