Динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля

Проаналiзовано сучасний стан питання структурної пам’ятi води та пiдходи до її вивчення. Описано методику дослiдження явища iнформацiйної структуризацiї водних розчинiв з надкоротким кроком вiдлiку. Наведено новi результати експериментальних дослiджень динамiки коагуляцiї та осiдання колоїдних розчи...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
Hauptverfasser:	Грицик, В.В., Войчишин, К.С., Гульовата, Х.Г.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2009
Schlagworte:	Інформатика та кібернетика
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/8508
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля / В.В. Грицик, К.С. Войчишин, Х. Г. Гульовата // Доп. НАН України. — 2009. — № 5. — С. 46-51. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-8508
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-85082010-06-08T12:01:17Z Динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля Грицик, В.В. Войчишин, К.С. Гульовата, Х.Г. Інформатика та кібернетика Проаналiзовано сучасний стан питання структурної пам’ятi води та пiдходи до її вивчення. Описано методику дослiдження явища iнформацiйної структуризацiї водних розчинiв з надкоротким кроком вiдлiку. Наведено новi результати експериментальних дослiджень динамiки коагуляцiї та осiдання колоїдних розчинiв. Обгрунтовано можливiсть застосування колоїдних систем для монiторингу просторово-часової активностi енергоiнформацiйного довкiлля. The modern state of studies of the structural water memory and the approaches to its comprehension are analyzed. The test procedure for the structurization effect with extra-short step in water solutions is described. New results of experimental researches of the dynamics of coagulation and deposition of colloid solutions are presented. A possibility to apply the colloid systems to the monitoring of a space-time activity of the energy-information environment is substantiated. 2009 Article Динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля / В.В. Грицик, К.С. Войчишин, Х. Г. Гульовата // Доп. НАН України. — 2009. — № 5. — С. 46-51. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/8508 681.62:655 uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Інформатика та кібернетика Інформатика та кібернетика
spellingShingle	Інформатика та кібернетика Інформатика та кібернетика Грицик, В.В. Войчишин, К.С. Гульовата, Х.Г. Динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля
description	Проаналiзовано сучасний стан питання структурної пам’ятi води та пiдходи до її вивчення. Описано методику дослiдження явища iнформацiйної структуризацiї водних розчинiв з надкоротким кроком вiдлiку. Наведено новi результати експериментальних дослiджень динамiки коагуляцiї та осiдання колоїдних розчинiв. Обгрунтовано можливiсть застосування колоїдних систем для монiторингу просторово-часової активностi енергоiнформацiйного довкiлля.
format	Article
author	Грицик, В.В. Войчишин, К.С. Гульовата, Х.Г.
author_facet	Грицик, В.В. Войчишин, К.С. Гульовата, Х.Г.
author_sort	Грицик, В.В.
title	Динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля
title_short	Динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля
title_full	Динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля
title_fullStr	Динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля
title_full_unstemmed	Динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля
title_sort	динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2009
topic_facet	Інформатика та кібернетика
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/8508
citation_txt	Динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля / В.В. Грицик, К.С. Войчишин, Х. Г. Гульовата // Доп. НАН України. — 2009. — № 5. — С. 46-51. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT gricikvv dinamíkaprocesustrukturizacíívodivumovahneodnorídnogoenergoínformacíjnogodovkíllâ AT vojčišinks dinamíkaprocesustrukturizacíívodivumovahneodnorídnogoenergoínformacíjnogodovkíllâ AT gulʹovatahg dinamíkaprocesustrukturizacíívodivumovahneodnorídnogoenergoínformacíjnogodovkíllâ
first_indexed	2025-07-02T11:13:30Z
last_indexed	2025-07-02T11:13:30Z
_version_	1836533479866630144
fulltext	оповiдi НАЦIОНАЛЬНОЇ АКАДЕМIЇ НАУК УКРАЇНИ 5 • 2009 IНФОРМАТИКА ТА КIБЕРНЕТИКА УДК 681.62:655 © 2009 Член-кореспондент НАН України В. В. Грицик, К.С. Войчишин, Х. Г. Гульовата Динамiка процесу структуризацiї води в умовах неоднорiдного енергоiнформацiйного довкiлля Проаналiзовано сучасний стан питання структурної пам’ятi води та пiдходи до її ви- вчення. Описано методику дослiдження явища iнформацiйної структуризацiї водних розчинiв з надкоротким кроком вiдлiку. Наведено новi результати експериментальних дослiджень динамiки коагуляцiї та осiдання колоїдних розчинiв. Обгрунтовано можли- вiсть застосування колоїдних систем для монiторингу просторово-часової активностi енергоiнформацiйного довкiлля. 1. Постановка проблеми. Сьогоднi одне з головних завдань свiтової наукової громад- ськостi — це дослiдження води, що є одночасною складовою всiх клiтин i є середовищем, у якому проходять усi хiмiчнi перетворення, пов’язанi iз життєдiяльнiстю органiзму [1]. Одержанi за останнi десять рокiв результати дослiджень структурної пам’ятi води рiзного походження вiдкривають новi гiпотетичнi можливостi створення високоефективних, перед- усiм, бiомедичних iнформацiйних технологiй дiагностування, оздоровлення людей, покра- щання умов працi, екологiчного стану довкiлля [2]. Серед методик дослiдження структури води сьогоднi чи не найпоширенiшим є кристалооптичний метод, що полягає у дослiдженнi симетрiї геометричної форми кристалика льоду [2]. Iнша методика вивчення закономiрно- стей структурної органiзацiї води грунтується на вивченнi динамiки поведiнки неорганiчних колоїдiв, оскiльки реакцiї, що проходять в них, є зручним тестом (iндикатором) змiни тих фiзичних факторiв, якi є цiкавими з точки зору виявлення носiїв та каналiв бiометричної прогностичної iнформацiї [3, 4]. Порiвнюючи цi два пiдходи, слiд зауважити, що другий не потребує додаткової термiчної обробки дослiджуваної речовини, а отже мiнiмiзує накладнi зовнiшнi впливи i, вiдповiдно, дозволяє в результатi проведення експерименту отримувати бiльш об’єктивну iнформацiю про взаємозв’язок домiнуючих факторiв довкiлля iз iнфор- мацiйною складовою води. 2. Iнформацiйнi ознаки геофiзичних та космiчних впливiв на динамiку ко- агуляцiї та осiдання колоїдних розчинiв. Вiдомо, що швидкiсть осiдання колоїдних розчинiв змiнюється залежно вiд факторiв геофiзичного (ближнє довкiлля) та космiчного 46 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №5 (дальнє довкiлля) походження [4]. Фундатор гелiобiологiї А.Л. Чижевський висловив гi- потезу про iснування специфiчного сонячного випромiнювання, так званого Z-випромiню- вання, до якого дуже чутливi бiосистеми. Дослiдження G. Piccardi показали, що швидкiсть реакцiй у водному середовищi залежить вiд того, чи знаходиться середовище пiд впливом подiбного випромiнювання [3]. Виявлення цiєї залежностi здiйснювалося шляхом екрану- вання металевою пластиною пробiрки з колоїдним розчином. Була також пiдтверджена гiпотеза про вплив на колоїднi системи локальних факторiв ближнього довкiлля (метеорологiчних чинникiв) [5, 6]. Для проведення коректних експериментiв у даному напрямi важливою є апрiорна iнфор- мацiя про вплив факторiв ближнього i дальнього довкiлля на динамiку процесу коагуляцiї та осiдання водних розчинiв. 3. Методика проведення дослiджень. Дана робота полягає у проведеннi експери- менту на коротких iнтервалах часу та аналiзi його результатiв з метою виявлення в реакцiях колоїдних систем закономiрностей та попереднього їх зiставлення з деякими геофiзичними процесами. Оскiльки нас цiкавили в першу чергу впливи на хiмiчнi реакцiї факторiв дов- кiлля, за iнформацiйну характеристику експерименту була обрана швидкiсть коагуляцiї та осiдання водного розчину фосфорнокислого кальцiю, характер випадiння в осад якого за даними Н. Вortels’а правдоподiбно корелюється з умовами погоди [5]. Дослiдження са- ме розчину фосфорнокислого кальцiю зумовлено тим, що вiн вiдiграє дуже важливу роль у розвитку та формуваннi живих органiзмiв [6]. Слiд вiдзначити, що ще G. Piccardi у робо- тi [3] за результатами спостереження на довгих iнтервалах (двiчi на добу) випадiння в осад колоїдного розчину вiсмуту у водi висунув гiпотезу щодо iснування добового характеру динамiки цього процесу. Для приготування розчину використовувався хiмiчно чистий розчин нiтрату кальцiю — Ca(NO3)2, особливо чистий хлорид калiю — K2HPO4. Концентрацiя окремих компонентiв розчину вiдповiдала тiй, яку брав у своїх дослiдах H. Bortels [5], а саме: 0,2%-ний розчин нiтрату кальцiю та 0,08%-ний розчин хлориду калiю, що готувались у вiдстоянiй дистильо- ванiй водi та зберiгалися в однiй колбi (I); 0,05%-ний розчин двозамiщеного фосфату калiю, приготованого iз свiжопрокип’яченої (для якомога бiльш повного видалення вуглекислого газу) дистильованої води, який зберiгався в iншiй колбi (II). Потрiбний колоїд отриманий шляхом змiшування вмiстiв першої та другої колб у пропорцiї 1 : 1. Згiдно з ефектом Тиндаля, ця сумiш характеризується поступово наростаючим помут- нiнням — утворенням колоїдних частинок кальцiю фосфату, який через деякий час випадає на дно пробiрки (залежно вiд факторiв довкiлля) у виглядi пластiвцiв, пучкiв або iнших утворень [5]. Динамiка коагуляцiї та осiдання дослiджуваного колоїда оцiнювалась шляхом спосте- реження на коротких iнтервалах часу оптичної густини розчину. Для її реєстрацiї викори- стовувався серiйний фотоелектричний калориметр ФЭК-М з нейтральним свiтлофiльтром. Розчини I та II готувалися заздалегiдь та утримувалися при температурi 24 ◦С в скля- них банках з пробками у лабораторних умовах. Змiшування розчинiв проводилося в кюветi об’ємом 20,078 см3 однотипними механiчними рухами безпосередньо перед самим вимiрю- ванням. Вимiрювання оптичної густини одного розчину колоїду в кюветi проводилось протягом 105 хв з п’ятнадцятихвилинним iнтервалом. Новий розчин заливався в кювету через кожнi двi години цiлодобово. Перед кожним новим заливанням розчину кювета ретельно проми- валася спочатку концентрованою сiрчаною кислотою, а потiм водою з-пiд крану та дисти- ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №5 47 Рис. 1. Змiни оптичної густини дослiджуваної колоїдної системи: а — 1200 01.08.1972, 1500 31.07.1972; б — 1000 01.08.1972, 1300 31.07.1972 Рис. 2. Змiна оптичної густини дослiджуваного колоїду 22.07.1972 (а); 23.07.1972 (б ) льованою водою. Експеримент був органiзований в лабораторiї ФМI АН УРСР (м. Львiв) вiд 19.07 до 28.07.1972 року.1 На рис. 1 та 2 наведенi типовi кривi змiни оптичної густини дослiджуваної колоїдної системи. Висока вiдтворюванiсть форми кривих результатiв вимiрювань (див. рис. 2, б ), 1Результати експерименту досi не опублiкованi. 48 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №5 Рис. 3. Середнi ординати I i II часових iнтервалiв та вертикальна складова геомагнiтного поля ∆H виконаних у рiзнi години доби, вказує на незначну залежнiсть розкиду точок вiд методич- них похибок. Щоб переконатись у цьому, в один i той же час були проведенi аналогiчнi експерименти двома однотипними приладами, що знаходилися в розташованих на вiдстанi приблизно 100 м одна вiд одної будiвлях. Рис. 1, а та 1, б, де наведенi результати цих екс- периментiв, пiдтверджують аналогiчнiсть та високу вiдтворюванiсть форми кривих, отри- маних в рiзних мiсцях, а також синхроннiсть їх змiни залежно вiд часу. Вказанi обставини дозволяють зробити висновок, що для виявлення ритмiчної структу- ри динамiки процесу коагуляцiї та осiдання колоїду можна обмежитися вимiрами, прове- деними одним приладом. 4. Виявлення добової та пiвдобової ритмiчностi динамiки процесу випадiння в осад колоїдного розчину. Залежнi вiд часу, а отже i вiд факторiв зовнiшнього се- редовища, змiни швидкостi коагуляцiї та осiдання кальцiю фосфату полягають, головним чином, як це видно з рисункiв, в змiнi абсциси максимуму помутнiння розчину та у змiнi форми кривої. Ордината максимуму при цьому змiнюється незначно. Однак при фiксованiй абсцисi ордината — досить iнформативний показник змiни ходу реакцiї. Цим показником ми i скористаємося при подальшому аналiзi даних експерименту. На рис. 3 наведенi се- реднi ординати I i II iнтервалу та вертикальна складова геомагнiтного поля ∆H в пунктi Iвано-Франково Львiвської обл., що знаходиться за 25 км вiд м. Львова. Наведенi на рис. 3 данi пiдтверджують гiпотези вiдносно неоднорiдностi iнформативно- стi даних про стан довкiлля. Змiна швидкостi коагуляцiї та осiдання колоїдних частинок кальцiю фосфату, як це ви- дно з рис. 3, виявляє досить визначену добову ритмiчнiсть та значною мiрою корелює iз добовою змiною вертикальної складової геомагнiтного поля, що побiчно пiдтверджує наяв- нiсть цiєї ритмiчностi, а також певною мiрою висновки Н. Bergs’а [3] про наявнiсть зв’язку мiж характером осiдання фосфату кальцiю та горизонтальною компонентою магнiтного поля Землi. Для оцiнювання закономiрностей та iнформацiйних характеристик процесу випадiння в осад колоїдного розчину вибрано методику, яка має обгрунтування в рамках моделi ритмi- ки перiодично-корельованого процесу [4]. Згiдно з цiєю моделлю, стацiонарне наближення ритмiчного процесу визначається нульовим кореляцiйним компонентом B0(mτ): ∧ B0(mτ) = 1 N N∑ i=0 0 ξ(ti + mτ) 0 ξ(ti), (1) ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №5 49 Рис. 4. Кореляцiйне перетворення кривої II де N — довжина iнтервалу усереднення; 0 ξ(·+u), 0 ξ(·) — центрованi значення процесу; t — час. Обчислення нульового кореляцiйного компонента здiйснювалось вiдповiдно до методики, викладеної у [7]. Добова ритмiчнiсть, як видно з рис. 3, має складний характер i включає в себе не ли- ше добову, але й пiвдобову складову. Для перевiрки цiєї гiпотези крива II з рис. 3 пiдда- на кореляцiйному перетворенню шляхом обчислення ковзного коефiцiєнта кореляцiї мiж початковим добовим вiдрiзком кривої та наступними її значеннями. Результати обробки показанi на рис. 4. Для порiвняння динамiки коагуляцiї приготованого розчину данi, наведенi на рис. 1 та 2, було iнтерпольовано за допомогою методу невизначених коефiцiєнтiв [8]. Отриманi коефiцiєнти iнтерполяцiйних полiномiв заокруглювалися до другого знака пiсля десяткової коми. Iнтерполяцiйнi полiноми для кривих на рис. 1, а мають вигляд: −0,11x7+1,81x6 −22,55x5+198,44x4 −1154,34x3+3916,92x2 −5741,23x+4,23 = y‖1 , (2) −0,02x7 + 0,29x6 − 3,36x5 + 27,36x4 − 148,17x3 + 471,68x2 − 651,68x + 6,07 = y\|1, (3) 0,01x8 − 0,03x7 + 3,09x6 − 63,43x5 + 700,76x4 − 4333,73x3 + 13497,33x2 − − 14301,94x + 13996,97 = y‖2 , (4) −0,08x7+1,33x6 −16,34x5+142,21x4 −819,29x3+2759,03x2 −4026,36x+16,81 = y\|2. (5) Iнтерполяцiйний полiном кривої II порiвняно iз iнтерполяцiйним полiномом кривої I (1200 01.08.1972) (формули (2) та (3)) характеризується бiльшими на один порядок коефiцiєнтами. Аналiзуючи iнтерполяцiйнi полiноми кривих II та I (1500 31.07.1972) (формули (4) та (5)), слiд зважати на вiдповiднiсть порядкiв коефiцiєнтiв при однакових ступенях аргументу. Схожi результати мають мiсце у випадку аналiзу кривих з рис. 1, б. Iнтерполяцiйнi полiноми усiх кривих з рис. 2, а (формули (6)–(8)) так само, як i з рис. 2, б, характеризуються високим ступенем подiбностi, а саме порядком та значеннями коефiцiєнтiв при однакових ступенях аргументу 0,01x8 − 0,26x7 + 4,33x6 − 53,23x5 + 463,56x4 − 2670,42x3 + 8985,14x2 − − 13090,26x + 2,4 = y02.30, (6) 50 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №5 0,012x8 − 0,26x7 + 4,44x6 − 54,91x5 + 481,01x4 − 2785,83x3 + 9417,17x2 − − 13766,72x + 5,59 = y04.30, (7) 0,02x8 − 0,4x7 + 6,7x6 − 82,53x5 + 720,32x4 − 4158,32x3 + 14018,29x2 − − 20449,51x + 8,92 = y06.30. (8) Отже, результати аналiтичного аналiзу даних динамiки випадiння в осад колоїдних роз- чинiв пiдтверджують припущення про наявнiсть зв’язку мiж характером осiдання колої- дного розчину та зовнiшнiми факторами. Таким чином, наведенi у роботi результати дослiджень динамiки коагуляцiї та осiдан- ня колоїдного розчину запропонованою методикою дозволяють зробити висновок про про- сторово-часову завадостiйкiсть описаного процесу. Одержанi у ходi експериментiв данi пiд- тверджують перспективу дослiджень у даному напрямку та можливiсть ефективного засто- сування колоїдних систем для здiйснення монiторингу активностi ближнього i дальнього енергоiнформацiйного довкiлля. 1. Гвоздяк П. Бiологiчнi аномалiї води, або чотири запитання для обмiркування // Вiсн. НАН України. – 2005. – № 4. – С. 45–52. 2. Гочарук В.В., Бердыщев Г.Д. Структура воды и ее биологическое значение // Укр. бальнеологiчний журн. – 1999. – 1, № 1. – С. 85–97. 3. Пиккарди Дж. Химические основы медицинской климатологии. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1967. – 95 с. 4. Войчишин К.С., Драган Я.П., Куксенко В.И., Михайловский В.Н. Информационные связи биоге- лиофизических явлений и элементы их прогноза. – Киев: Наук. думка, 1974. – 206 с. 5. Bortels H. Archiv fur Meteorologie // Geophysik und Bioklimatologie. Ser. B. – 1954. – No 5. 6. Ассман Д. Чувствительность человека к погоде. – Ленинград: Гидрометеорологич. изд-во, 1966. – 247 с. 7. Войчишин К.С. Об определении информационно-прогностических показателей биометеорологиче- ских явлений // Отбор и передача информации. – Киев: Наук. думка, 1972. – С. 16–23. 8. Кетков Ю.Л., Кетков А.Ю., Шульц М.М. MATLAB 7: программирование, численные методы. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 752 с. Надiйшло до редакцiї 03.10.2008Державний науково-дослiдний iнститут iнформацiйної iнфраструктури, Львiв Corresponding Member of the NAS of Ukraine V.V. Hrytsyk, K. S. Voichyshyn, K.H. Hulovata Dynamics of the water structurizing process under heterogeneous energy-information environment conditions The modern state of studies of the structural water memory and the approaches to its comprehension are analyzed. The test procedure for the structurization effect with extra-short step in water solutions is described. New results of experimental researches of the dynamics of coagulation and deposition of colloid solutions are presented. A possibility to apply the colloid systems to the monitoring of a space-time activity of the energy-information environment is substantiated. ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №5 51

Динаміка процесу структуризації води в умовах неоднорідного енергоінформаційного довкілля

Institution

Ähnliche Einträge