МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МЕТОД ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА ПО ВЛИЯНИЮ pH ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ НА ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ БИОКОНВЕРСИИ С ПОМОЩЬЮ ВЕРМИКУЛЬТУРЫ
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.
Статья в формате PDF
136 KB...
21 07 2026 22:55:49
Статья в формате PDF
307 KB...
19 07 2026 2:30:26
Статья в формате PDF
232 KB...
18 07 2026 2:17:53
Приводятся результаты исследований по способу биологической рекультивации земель, нарушенных при добыче алмaзoв в условиях Крайнего Севера. При недостатке потенциально плодородного слоя на отвалах Айхальского ГОКа (горно-обогатительного комбината) АК «АЛРОСА» (ЗАО) рассматривался вопрос использования промышленных отходов осадков КОС (канализационных очистных сооружений) в качестве основы техногенного грунта. Предварительные результаты опыта по использованию осадков КОС показали достаточно высокую перспективность способа, показавшего более 30 % проективного покрытия травостоя.
...
17 07 2026 21:13:18
Статья в формате PDF
130 KB...
16 07 2026 1:27:45
Статья в формате PDF
104 KB...
15 07 2026 1:53:45
Статья в формате PDF
109 KB...
13 07 2026 4:16:13
Статья в формате PDF
147 KB...
12 07 2026 9:19:32
Статья в формате PDF
103 KB...
10 07 2026 5:36:37
Статья в формате PDF
269 KB...
09 07 2026 18:26:43
Статья в формате PDF
109 KB...
08 07 2026 23:52:44
Статья в формате PDF 110 KB...
06 07 2026 11:57:57
Статья в формате PDF
100 KB...
05 07 2026 19:26:50
При выборочной обработке произрастающих деревьев первым действием всегда является отбор их по качеству древесины. В связи с этим цель статьи – показать методологическую возможность разработки и уточнения системы акустических показателей древесины (САПД) применительно к действиям отбора растущих деревьев для последующей механической обработки древесины.
...
04 07 2026 0:57:36
Статья в формате PDF 266 KB...
03 07 2026 20:33:25
Статья в формате PDF
110 KB...
01 07 2026 16:41:13
Статья в формате PDF
329 KB...
30 06 2026 14:21:54
Статья в формате PDF
112 KB...
29 06 2026 21:38:24
Статья в формате PDF
220 KB...
28 06 2026 14:25:57
Данная статья посвящена актуальной проблеме – развитию селезенки как органа иммунной системы на этапах постнатального онтогенеза. Приведен сравнительный анализ литературных источников по постнатальному развитию селезенки. В работах отмечается разноречивость некоторых суждений исследователей, касающихся органогенеза и гистогенеза данного органа.
...
27 06 2026 19:44:28
Статья в формате PDF
116 KB...
26 06 2026 15:17:23
Статья в формате PDF
90 KB...
23 06 2026 15:35:39
Статья в формате PDF
163 KB...
22 06 2026 7:31:49
Статья в формате PDF
121 KB...
21 06 2026 2:35:22
Статья в формате PDF
281 KB...
20 06 2026 16:53:56
Статья в формате PDF
101 KB...
19 06 2026 9:56:14
Статья в формате PDF
123 KB...
18 06 2026 23:48:17
Статья в формате PDF
121 KB...
17 06 2026 13:45:26
Статья в формате PDF
270 KB...
15 06 2026 15:27:12
Статья в формате PDF
483 KB...
13 06 2026 22:39:51
Рассмотрены проекты, связанные с инновациями. Определены понятия: «проект, содержащий инновацию», «проекты, связанные с инновациями», «проект, вовлекающий инновации». Дана концептуальная схема взаимосвязи проектов, связанных с инновациями. Приведены примеры различных проектов. Показаны различные виды технологических и информационных потоков в комплексе проектов, связанных с инновациями Введено понятие, «среды развития инновации». Рассмотрен пример трaнcпортной инфраструктуры как среды развития инноваций. Определены условия, при которых может возникнуть открытый инновационный проект. Дается схема мониторинга результата инновации. Показано различие между полем отношений и полем взаимодействия среды с результатом инновации. Показано, что комплекс проектов является взаимосвязанным. Поэтому при реализации системы управления инновациями этот комплекс должен быть принят за основу такой системы
...
12 06 2026 4:45:59
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
