На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Курсовик История открытия и характеристика Cs-137, применение цезиевых сорбентов. Строение, свойства и значение клетчатки. Характеристика соломы как носителя клетчатки. Методика исследования и изучение сорбционных свойств клетчатки соломы относительно Cs-137.

Информация:

Тип работы: Курсовик. Предмет: Биология. Добавлен: 23.08.2009. Сдан: 2009. Уникальность по antiplagiat.ru: --.

Описание (план):


1

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

“Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины”

Биологический факультет

КАФЕДРА

физиологии человека и животных

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КЛЕТЧАТКИ ОТНОСИТЕЛЬНО ЦЕЗИЯ-137
Курсовая работа

Исполнитель: студентка гр. Б-42 ________________Печура Л.В.
Научный руководитель: ассистент _________________Тороп Е.И.
Гомель 2003
РЕФЕРАТ

Курсовая работа 34 страницы, 1 рисунок, 5 таблиц, 29 источников.
Ключевые слова: цезий-137, целлюлоза, лигнин, цезиевые сорбенты, ферроционид, солома, радионуклиды.
Объект исследования: цезий связывающие препараты.
Целью данной работы является изучение влияния t и pH среды на сорбционные свойства клетчатки соломы различных видов относительно Cs-137.
Метод, который был использован в данной работе, предложен Бересфордом и Синглетоном и основан на экстрагировании радионуклидов из кормов. В ходе спектрометрии проб был использован прибор МКС-1315 с границей погрешности 0,95 Бк/кг.
Новизна работы заключается в том, что в связи со сложившейся ситуацией ученые вынуждены вести активный поиск веществ (сорбентов), которые можно успешно использовать для связывания радионуклидов в ЖКТ животных, что как следствие снижает уровень их содержания в продуктах животноводства, которые потребляется в пищу человека.
В результате проведенной работы было выяснено, что наибольшими сорбционными свойствами из всех исследуемых видов грубых кормов является пшеничная солома. Экспериментальные данные подтверждаются тем, что в пшеничной соломе содержится 34,2 % клетчатки.
Практическая значимость работы. Эти результаты могут быть применены в сельском хозяйстве для снижения поступления радионуклидов в продукты животноводства. Применение природных сорбентов экономически более выгодно, нежели применение искусственно созданных сорбентов.
СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Обзор литературы

1.1 История открытия Cs-137

1.2 Общая характеристика Cs -137

1.3 Строение, свойства и значение клетчатки

1.4 Цезиевые сорбенты

1.5 Применение ферроцина

2 Объект, программа и методика исследования

2.1 Характеристика соломы, как носителя клетчатки

2.1.1 Способы обработки соломы

2.2 Солома, как объект исследования

2.3 Программа исследований

3 Методика исследования

3.1 Результаты исследования и их обсуждение

3.2 Изучение сорбционных свойств клетчатки различных видов соломы относительно Cs-137

3.3 Влияние t и pH среды на сорбционные свойства клетчатки относительно Cs-137

3.4 Расчет экономических затрат на использование различных сорбентов относительно Cs-137

Выводы

Список использованных источников

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ЖКТ - желудочно-кишечный тракт

КСР - крупный рогатый скот

НИИ - научный исследовательский институт

Cs-137 - изотоп цезий-137

ЧАЭС - Чернобыльская Атомная Электростанция

ВВЕДЕНИЕ

Оценка современного состояния изучаемой проблемы. После аварии на Чернобыльской АЭС громадные территории загрязненных радионуклидами сельхозугодий, лесов, рек и водохранилищ стали фактически естественной лабораторией для новых исследований в области радиационной экологии. / 1 /

Изучение состояния проблемы загрязнения не стоит на месте. В результате постоянных наблюдений и многолетних исследований выявлено, что за время, прошедшее после аварии на ЧАЭС, общая радиологическая ситуация на территории Гомельской области несколько улучшилась. Получены новые научные данные о миграции радионуклидов в трофической цепи «почва - корм - животные-продукты животноводства», а также о содержании минеральных элементов в нормах, заготавливаемых и используемых на загрязненных радионуклидами территориях. / 2 /

Актуальность данной темы заключается в том, что загрязнение сельскохозяйственных угодий радиоактивными веществами может быть фактором, усложняющим ведение сельскохозяйственного производства, особенно в связи с большим разнообразием почвенно-климатических и хозяйственно-экономических условий нашей страны.
Степень опасности загрязнения сельскохозяйственных угодий определяется, прежде всего, тем, какие радионуклиды находятся в почвенном покрове. Физиохимические свойства радионуклидов - один из основных факторов, определяющих их поведение в почвах, биологическую подвижность в системе почва - растение и способность к мигрированию по кормовым и пищевым цепочкам. С точки зрения источников происхождения радионуклидов и возможности появления в окружающей среде Сs-137 относится к продуктам деления тяжелых ядер урана и плутония.
Целью данной работы является изучение влияния t и pH среды на сорбционные свойства клетчатки соломы различных видов относительно Сs-137 .
Новизна полученных результатов заключается в активном поиске веществ (сорбентов), которые можно успешно использовать для связывания радионуклидов в ЖКТ животных, что в свою очередь снижает уровень их содержания в продуктах животноводства, используемых в пищу человека.
В данном случае ведется поиск природных сорбентов. К таковым относятся грубые корма с высоким содержанием клетчатки.
Практическая значимость основана на эффективности использования грубых кормов, в регионе загрязненном радионуклидами, в рационе КРС в силу их сорбирующей способности, а также экономически выгодное положение в целях снижения поступления Сs-137 в продукцию животноводства.
1. Обзор литературы

1.1 История открытия Cs-137

Цезий имеет интересную историю открытия. В 1860г. в лабораторию немецкого ученого Бунзепа врачи прислали воду со шварцвальских источников. Испаривши воду, ученый внес раствор в пламя газовой горелки и стал рассматривать в спектроскоп. Обнаружил, что в пламени появилось новое вещество цвета небесной голубизны. Оно было названо цезием, что в переводе с латинского обозначает «небесно голубой» цезий - один из очень редких элементов, который находится в горных породах, морской воде, небольшая часть его находится в сахарной свекле, зернах какао, чайных листах. Знаком с ним и курильщик: об этом свидетельствует 2 голубые линии в спектре табачного дыма. / 2 /
Цезий давно изучается учеными. Ученые с индийского института геофизических исследований пришли к выводу, что высокая концентрация в воде может быть приметой магматической активности недров.
Повышенная концентрация радиоактивного изотопа Cs-137 обнаружено в деревьях, которые сохранились в районах Тунгунского взрыва, причем изменения характерные для тех слоев ствола, которые относятся к 1908г., когда это произошло. / 3 /
1.2 Общая характеристика Cs-137

Изотоп Cs-137 является фактически единственным источником гамма-излучения, применяющимся в агрономических исследованиях для определения плотности и влажности почв, несмотря на то, что имеются и другие источники гамма-излучения. Удобство этого источника усиливается еще и тем, что он имеет 30-летний период полураспада, вследствие чего отпадает необходимость в ежедневной корректировке радиоактивного распада. Относительно низка также стоимость этого изотопа. / 4 /
Радиоактивные изотопы цезия, являющиеся химическими аналогами калия, отличаются высокой биологической подвижностью. При наличии в почвах они интенсивно поступают в растение. Размеры перехода радионуклидов из почвы в растения часто определяют величиной коэффициента накопления (КН) растениями.
Коэффициент накопления представляет собой отношение содержания радионуклида в единице растительной массы (Ср) к содержанию радионуклида в единице массы почвы (Сп):
(1)
В таблицу 1 занесены коэффициенты о накоплении радионуклидов в соломе на различных видах почвы.
Таблица 1- Коэффициент накопления радионуклидов в соломе
Радионуклид
Дерново-подзолистые почвы
Серая песчаная почва
Выщелоченный
чернозем
супесь
суглинок
Цезий-137
2,3
0,6
0,18
0,13
Так, при поступлении из почвы в растения коэффициент накопления
Cs-137 может достигать 2. / 2 /
Исходя из пяти основных рационов КРС, полученных из кормов, выращенных на основных четырех типах почв (дерново-подзолистые песчаные, супесчаные, суглинистые, и торфяно-болотные) проведены расчеты предельно-допустимого уровня (ПДУ) загрязнения сельскохозяйственных угодий радионуклидами Cs-137 в зависимости от содержания обменного калия в почве (80-500 мг/кг).
ПДУ Cs-137, где в почве содержалось 80 и менее мг/кг калия для дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почв составили 0,37-1,09 МБк/м2 , суглинистых 0,51-1,53 МБк/м2 ,торфяно-болотистых (калий 250 мг/кг и менее) 0,09-0,14 МБк/м2 ./6/
Цезий - химический элемент 1 группы периодической системы Д.И.Менделеева. Щелочной металл. Атомная масса 132,91. В природе существует один стабильный изотоп Cs-133. Встречается главным образом в рассеянном состоянии в минералах лепирлите и карполлите. Образует и самостоятельные минералы поллуцит и родицит.
Цезий серебристо-белый металл, мягкий, тягучий. Во всех соединениях одновалентен. Плотность 1,903 г/см3 (при 20? С), температура плавления
28,5?С, температура кипения 670?С. Обладает селективным фотоэлектрическим эффектом. На воздухе моментально воспламеняется с образованием перекиси Сs2Оз. Воспламеняется при взаимодействии с галогенами. С серой и фосфором взаимодействует со взрывом, так же протекает взаимодействие его с кислотой и водой. При 300?С разрушает стекло и кварц, вытесняя кремний. Простые соли цезия (хлориды, сульфаты и др.), хорошо растворимы в воде, двойные и комплексные - плохо. Цезий извлекается из природных минералов вместе с рубидием. В разных почвах действие цезия различно: в глинистых, выщелоченных, обедненных калием он закрепляется прочно, плохо поступает из них в корни растений, в почвах, богатых органикой, хорошо усваивается корневой системой растений (частично этому способствует большая обменная катионная емкость органических почв). Цезий легко передвигается в самих растениях. Накапливается в лишайниках (иногда в 10 раз больше, чем в растениях юга), осоке, хвощах. / 7 /
Среднее содержание его в растениях примерно 0,022% сухого вещества. В значительных количествах он накапливается в организме беспозвоночных животных - 0,0138% (на сухое вещество), в организме позвоночных его в 4 раза меньше. Цезий поступает в организм животных преимущественно с растительной пищей, легко всасывается в желудочно-кишечном тракте (50-80%) и свободно циркулирует по всему телу. Основная часть его депонируется в мышцах (80%) и костях (около 8%). Причем более активные мышцы поглощают цезий в больших количествах. У лактирующих животных значительная доля цезия переходит в молоко, у кур - в яйца. Выводится из организма с мочой и калом. Жвачные выводят цезий в больших количествах, чем другие животные. / 8 /
Из пищевых продуктов цезием богаты хлеб, картофель, различная зелень. При парентеральном введении в организм выведение его с мочой и калом значительно увеличивается при обогащении рациона калием, и наоборот, снижение содержания калия в рационе приводит к снижению выведения цезия. О токсическом действии цезия в условиях его непрерывного поступления в организм с рационом данных нет. У разных видов животных уровни накопления различные. Например, в тканях коровы цезия значительно больше, чем в тканях овцы, поскольку масса мягких тканей у коровы примерно в 7 раз больше. / 9 /
Радиоактивный изотоп Cs-137бета - излучатель. Распадается с испусканием двухкомпонентного бета-спектра. Ев = 511,7 кэВ (94,8%), Ев = 1173,4 кэВ (5,2%). Максимальная энергия 0,52 Мэв, средняя 179 кэВ. Этому изучению сопутствует гамма-излучение, испускаемое дочерним радиоактивным барием, с энергией 661,662 кэВ и рентгеновские лучи с энергией 32-36,5 кэВ. Поскольку цезий при попадании в организм циркулирует по всему телу, дозы облучения всех органов примерно одинаковы, и поэтому возможны генетические и соматические повреждения. Влияние Cs-137 на продолжительность жизни и другие эффекты одинаково при разных путях поступления в организм. При попадании на кожу Cs-137 всасывается по кровеносным сосудам и лимфатическим капиллярам, период полувыведения его из кожи равен одним суткам. Период полувыведения Cs-137 из организма различен у разных видов животных, например, у собак он равен 42 суткам, а у крыс 6 . При инкорпорации Cs-137 в организм возможно развитие лейкемии, рака молочной железы и печени, подавление лимфоидного кроветворения, угнетение функции костного мозга, опухоли кожи.
Допустимые уровни активности Cs-137 в открытых водоемах 1,5 10-8 Ки/л (555 Бк/л), воздуха рабочей зоны - 1,4 10 -11 Ки/л (0,52 Бк/л), в атмосферном воздухе - 4,9 10-13 Ки/л (0,02 Бк/л). / 10 /
1.3 Строение, свойства и значение клетчатки

Клетчатка - основной структурный полисахарид растений. Из клетчатки (целлюлозы) состоят в основном стенки растительных клеток. В древесине содержится до 60% целлюлозы, в вате и фильтровальной бумаге до 90%.
Чистая целлюлоза - белое твердое вещество, нерастворимое в воде и обычных органических растворителях, но хорошо растворимое в аммиачном растворе гидроксида меди II (ректив Швейцара). Из этого раствора кислоты осаждают целлюлозу в виде волокон (гидрат целлюлоза). / 11 /
Состав целлюлозы выражается формулой (С6Н10О5)n .Значение n в некоторых видах целлюлозы достигает 40000, а молекулярная масса доходит до нескольких миллионов. Молекулы ее имеют линейное (неразветвленное) строение, вследствие чего целлюлоза образует волокна. Макромолекулы целлюлозы состоят из остатков молекул бета - глюкозы.
Клетчатка является - полигликозидом, так как остатки глюкозы соединены друг с другом -1,4 - гликозидными связями. / 12 /
Целлюлоза - структурный компонент растений их линейный полисахарид, состоящий из остатков глюкозы. Значение ее для организма заключается в том, что она активирует моторику желудка и кишечника, стимулирует выделение пищеварительных соков и создает чувство сытости./13/
Целлюлоза прочно связана с особым веществом - лигнином, принадлежащим к соединениям ароматического ряда; богаче углеродом и беднее кислородом, чем клетчатка, имеет в своей структуре бензольную основу. / 14 /
Лигнин - это сложное органическое соединение, промывающее оболочки клеток растений при их одревеснении. Сырье для химической промышленности. / 15 /
Формула лигнина С57Н60О10. Он проявляется в оболочке как инкрустат, заполняющий межмицеллярные промежутки, что придает тканям большую прочность, защиту от микроорганизмов. Повышение прочности клеточных стенок особенно необходимо деревьям, стволы которых выдерживают груз из веток, листьев и плодов, поэтому внутренность таких стволов почти сплошь состоит из древесины. Лигнин отсутствует у низких растений (кроме бурых ламинарий).
Лигнин (с латинского - древесина) является распространенным не углеводным компонентом матрикса. Это смешанный аморфный полимер фенольного ряда (производный ароматических спиртов), нерастворимый в воде.
Лигнификация предохраняет клетки, потерявшие тургор, от снятия смежными живыми клетками отложения лигнина начинается обычно только с началом второго утолщения и происходит, прежде всего, в первичной оболочке. Затем лигнификация распространяется наружу (в серединную пластинку) и внутрь (в растущую вторичную оболочку). В конце концов, концентрация лигнина оказывается наивысшей в срединной пластинке, постепенно снижаясь по направлению к полости клетки. Например, в трахеидах древесины ели 30-60% лигнина сосредоточено в первичной оболочке и срединной пластинка, объем которых по сравнению со вторичной оболочкой невысок. Из-за лигнификации первичная оболочка может стать неотличимой от срединной пластинки, в этом случае их вместе называют срединным слоем или сложной срединной пластинкой. / 16 /
Одревеснение оболочки легко устанавливается раствором флороглюцина (с соляной кислотой), капля которого окрашивает древесину в красный цвет. Или фенола, который окрашивает ее в синий цвет. Первые признаки лигнификации появляются в срединной пластине, где происходит интенсивное одревеснение пектиновых соединений. Наибольшее количество приходится именно на срединную пластинку. При слабой лигнификации клетки могут оставаться живыми и даже способны делиться. / 17 /
Лигнин может быть переведен в растворимое состояние обработкой древесины гидросульфитом и сернистой кислотой. На этом основан способ удаления лигнина из древесины, идущей на приготовление целлюлозы и бумажной массы, причем в качестве отброса получаются так называемые сульфитные щелока.
Огромные количества технического лигнина образуются в качестве отхода на гидролизных заводах при гидролизе древесины кислотами. Такой лигнин используется для изготовления разнообразных прессованных изделий. По-видимому, он с успехом может быть применен для получения активированных углей, синтетических смол и пластических масс. / 18 /
1.4 Цезиевые сорбенты

После аварии на Чернобыльской атомной электростанции на территории наиболее загрязненных районов Гомельской области проводились испытания различных препаратов на сельскохозяйственных животных и птице с целью снижения поступления радиоцезия из рациона в продукты животноводства (молоко, мясо). Анализ результатов этих исследований и литературных данных показывает, что из всех испытанных сорбентов, в том числе и природных, наиболее эффективными оказались сорбенты группы ферроционидов (ферроцин, соли Гизе и Нигровича), которые в наибольшей степени снижают поступление Сs-137 из рациона в организм сельскохозяйственных животных и полученные от них продукты. В этих экспериментах было установлено, что длительное скармливание ферроциона лактирующим коровам и козам, а также животным на откорме не оказывает отрицательного воздействия на их физиологическое состояние и продуктивные показатели. Физико-химические, бактериологические и органолептические показатели молока и мяса
после применения ферроцина крупному и мелкому рогатому скоту соответствуют требованиям нормативно-технической документации.
Проведенные эксперименты позволили разработать и испытать различные формы применения ферроционидных препаратов - в виде болюсов, солебрикетов и в составе комбикорма. Использование солебрикетов не позволяет равномерно дозировать, а применение болюсов требует привлечения большого количества специалистов для их введения. Для разработки технических условий на производство комбикормов с ферроционидами были проведены научно-производственные испытания опытной партии комбикорма с добавлением 0,6% процентов соли Нигровича. Этот ферроционид был выбран для использования в Республике Беларусь из-за его более низкой стоимости по сравнению с ферроцином российского производства, несмотря на более низкую эффективность сорбции Сs-137 . / 19 /
Ферроцин - темно-синий мелкодисперсный порошок. Он связывает радиоактивные изотопы цезия, предупреждая их всасывание из кишечника в другие органы и ткани организма животного. Оптимальной дозой ферроцина для взрослого крупного рогатого скота являются 3-4 г. вещества на одну голову в сутки. Данную дозу можно применять однократно или дробно в течение дня. Разработаны и утверждены наставления по применению ферроцина в составе комбикорма, соли-лизунца, болюсов. / 20 /
Соль-лизунец с ферроцином представляет собой прессованные брикеты массой 4,5-5 кг. Содержание ферроцина в ней 3 процента и 10 процентов. В настоящее время эти брикеты выпускаются Тереховским комбинатом строительных материалов (Добрушский район).
Болюсы с ферроцином предназначены для введения с помощью болюсодавателя в рубец крупному рогатому скоту в количестве 2-3 штук на голову. Болюсы содержат: ферроцина - 15 процентов и пчелиного воска - 10 процентов. Масса болюса 200 грамм.
В рубце животных болюсы медленно, в течение 2-3 месяцев, растворяются, при этом из них высвобождается ферроцин, который связывает изотопы цезия. Технология получения болюсов разработана в Норвегии. В нашей республике их производят в Белорусском НИИ экспериментальной ветеринарии./ 21 /
Эффективность сорбции радиоцезия с помощью ферроцина при всех формах во введения в организм животных может снижать содержание радионуклидов в продукции от 3 до 17 раз. Максимальная эффективность достигается при использовании коллоидной (жидкой) формы ферроцина, когда им производят орошение загрязненных кормов перед скармливанием животным.
На основе проведенных исследований в 1999 г. были разработаны технические условия «Комбикорма-концентраты с ферроционидами для крупного и мелкого рогатого скота» ТУ РБ 00495326.001-99, согласованные с соответствующими ведомствами и зарегистрированные в Белстандарте. В соответствии с этими техническими условиями комбикорма могут производиться с добавлением как ферроцина, так и соли Нигровича. Разработаны и утверждены наставления по применению комбикормов-концентратов с ферроционидами для крупного и мелкого рогатого скота.
В 2000 г. начато постоянное производство комбикормов с добавлением ферроционида (соль Нигровича) для распределения в частном секторе наиболее радиоактивно загрязненных районов. Планируемый объем выпуска комбикормов с ферроционидами составил 1300 т. по Гомельской области, 1460 т. по Брестской и 180 т. по Могилевской областям.
Следует отметить, что на Птичском комбикормовом заводе не всегда удается равномерно дозировать содержание ферроционида в комбикорме. Между различными пробами, отобранными из одной партии, часто наблюдаются существенные различия по содержанию ферроционида (от 0,45 до 0,8 процентов). Это вызвано использованием устаревшего оборудования при дозировке компонентов комбикорма. / 22 /
В настоящее время население сразу получает комбикорм, который должен равномерно использоваться в течение всего года (лактационного периода). Здесь возникает две проблемы. Во-первых, гарантийный срок хранения комбикормов с ферроционидами составляет два месяца, тогда как даже в условиях оптимального хранения (что практически невозможно в условиях личных подсобных хозяйств) комбикорм нежелательно хранить более 6 месяцев. Во-вторых, если использовать годовую норму комбикорма в течение нескольких первых месяцев, то в дальнейшем содержание Сs-137 в молоке о пять повысится и не будет наблюдаться с ферроционидами. Кроме того, могут наблюдаться трудности с распределением комбикорма по подворьям, поскольку мешок комбикорма весит 30 кг. Наиболее удобно было бы отгружать комбикорм населению в отдельных мешках, а не развешивать его при раздаче. Поскольку лактационные периоды коров в личных подсобных хозяйствах не синхронизированы, наиболее целесообразно в радиологическом плане снабжения населения комбикормами с ферроционидом проводить ежеквартально из расчета мешок комбикорма (30 кг.) на одну корову. В таком случае население будет использовать комбикорм с ферроционидом (120 кг. на корову, по 0,5 кг. ежедневно) в течение всего лактационного периода./ 23 /
1.5 Применение ферроцина

Ферроцин применяют для снижения уровня содержания цезия-137 в молоке и мышечной ткани КРС при содержании их на территории радиоакт и т.д.................


Перейти к полному тексту работы



Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.