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
96 KB...
10 10 2026 10:14:16
Статья в формате PDF
173 KB...
09 10 2026 14:56:20
Статья в формате PDF
249 KB...
08 10 2026 11:45:31
Статья в формате PDF
131 KB...
07 10 2026 23:44:23
Статья в формате PDF
123 KB...
06 10 2026 22:30:45
Статья в формате PDF
119 KB...
05 10 2026 17:26:35
Статья в формате PDF
118 KB...
04 10 2026 9:18:23
Статья в формате PDF
111 KB...
03 10 2026 9:41:25
Статья в формате PDF
124 KB...
01 10 2026 14:31:19
Статья в формате PDF
215 KB...
30 09 2026 21:22:16
Статья в формате PDF
101 KB...
29 09 2026 16:37:46
Статья в формате PDF
253 KB...
28 09 2026 8:59:49
Статья в формате PDF
112 KB...
27 09 2026 22:10:43
Исследованы количество клеток и клеточный состав крови и кроветворных органов мелких млекопитающих (Mus musculus, Apodemus sylvaticus, Clethrionomys rutilus) с территорий, подвергшихся радиационному влиянию (Восточно-Уральский радиоактивный след, Свердловская область, Тоцкий радиоактивный след, Оренбургская область). Установлены изменения состава и структуры клеток крови, клеточного состава и концентрации клеток кроветворной ткани в зависимости от вида животных и места их обитания. Влияние на организм мышей и полевок радиационного фактора среды подтверждает обнаружение в тушках животных радионуклидов.
...
26 09 2026 20:41:30
Статья в формате PDF
107 KB...
25 09 2026 15:48:38
Морфогенез лимфатической системы является результатом взаимодействия сосудов разного типа, растущих неравномерно. Его формы меняются так же, как строение и топография сосудов, их сочетания в связи с органогенезом. Поэтому морфогенез лимфатической системы протекает как процесс рекомбинации артерий и вен, а затем и лимфатических сосудов, служит проявлением самодифференциации сердечно-сосудистой системы, когда ее части вступают в повторное взаимодействие, в т.ч. и после их трaнcформации.
...
24 09 2026 16:44:18
Статья в формате PDF
99 KB...
22 09 2026 8:52:50
Статья в формате PDF
118 KB...
21 09 2026 18:46:50
Статья в формате PDF
134 KB...
20 09 2026 19:29:31
Приведены данные по поведению золота в расплавах различной кремнекислотности. На основании авторских данных и других исследователей намечен основной термодинамический и петрологический механизм поведения золота в расплавах. Установлена важная роль смены режима окисленности – восстановленности расплавов. Отмечена роль коэффициента разделения элементов при эволюции и фpaкционировании расплавов. Более предпочтительна ассоциация крупных месторождений золота с восстановленными магмами, сформировавшимися в процессе контаминации углеродистым коровым материалом родоначальных мантийных базальтоидных магм.
...
19 09 2026 5:13:58
Статья в формате PDF
138 KB...
17 09 2026 17:47:17
Статья в формате PDF
322 KB...
16 09 2026 9:40:14
Среди населения Муганской зоны Азербайджана проведены медико-генетические исследования по выявлению нарушений ЦНС и органов чувств, установлены типы наследования патологий. Путем цитогенетического анализа идентифицированы кариотипы больных синдромом Клайнфельтера. Среди 352 больных с 21 наследственными и врожденными заболеваниями большая часть приходится на моногенные патологии с аутосомно-рецессивным типом наследования, что объясняется кровнородственными бpaками среди родителей пробандов.
...
15 09 2026 7:39:56
Статья в формате PDF
119 KB...
13 09 2026 0:17:11
Статья в формате PDF
265 KB...
12 09 2026 5:59:14
Статья в формате PDF
135 KB...
11 09 2026 22:53:34
Статья в формате PDF
116 KB...
10 09 2026 15:50:16
Статья в формате PDF
118 KB...
09 09 2026 7:58:22
Статья в формате PDF
387 KB...
08 09 2026 1:31:43
Статья в формате PDF 124 KB...
06 09 2026 22:52:18
В результате проведенного исследования установлено, что одними из ведущих патогенетических факторов течения пoлoвых инфекций являются нарушения в деятельности иммунной системы. В процессе исследования выявлены изменения в клеточном иммунитете, свидетельствующие о наличии супрессии Т - клеточного звена и наличии диссиммуноглобулинемии. Выявлено, что наиболее выраженные изменения в системе клеточного и гумopaльного иммунитета обнаружены у больных с хроническим течением инфекционного процесса.
...
05 09 2026 19:15:30
Статья в формате PDF
112 KB...
04 09 2026 23:56:12
Статья в формате PDF
112 KB...
03 09 2026 22:19:55
Статья в формате PDF
116 KB...
02 09 2026 10:33:51
Статья в формате PDF
167 KB...
01 09 2026 20:14:58
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 ::
