Меню Рубрики

Что такое спектральный анализ воды

ЛАЗЕРНЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ (а. laser spectrum analysis; н. Laserspectralanalyse; ф. analyse spectrale aux rayons lazer; и. analisis espectral laser) — качественное и количественное определение элементного и молекулярного состава вещества путём исследования его спектров, получаемых с помощью лазерного излучения. Использование лазеров обеспечивает предельные значения наиболее важных для спектрального анализа характеристик: чувствительность на уровне детектирования единичных атомов и молекул, избирательность вплоть до регистрации частиц с определёнными квантовыми характеристиками в смеси частиц, предельное спектральное (до полного устранения влияния прибора) и временное (до 10-14 с) разрешение, возможность дистанционного анализа (до нескольких километров). Лазерный спектральный анализ используется, как правило, в тех случаях, когда требуемые от анализа характеристики не могут быть получены с помощью традиционных методов и приборов спектрального анализа.

Лазерный атомный анализ основан на переводе исследуемого вещества в состояние атомного пара, просвечивании этого пара лазерным излучением на частотах, резонансных частотам возбуждения атомов анализируемого элемента, и регистрации флуоресценции возбуждённых атомов (атомно-флуоресцентный анализ) или образующихся при ступенчатой фотоионизации ионов (атомно-фотоионизационный анализ). Для лазерного атомного анализа пределы обнаружения элементов в реальных образцах горных пород, морской воде, донных осадках и высокочистых материалах на уровне 10-8-10-11%, в чистых водных растворах элементов достигают 10-12%. Для всех элементов чувствительность лазерного спектрального анализа на 1-3 порядка выше, чем для наиболее чувствительного атомно-абсорбционного анализа. Лазерный атомный анализ незаменим при определении следовых концентраций элементов и исследовании их распределения в природных водах и земной коре, определении предельно малых содержаний редких и благородных металлов в технологических растворах при переработке руд, при поиске новых месторождений редких элементов по ореолам их рассеяния и т.п.

В основе лазерного молекулярного анализа лежит способность молекул избирательно поглощать или рассеивать лазерное излучение частоты, соответствующей их электронно-колебательно-вращательным переходам. О процентном молекулярном составе вещества судят по величине прошедшего через него, поглощённого, переизлученного или рассеянного в нём света или по величине зарегистрированных продуктов фотодиссоциации или фотоионов молекул в зависимости от частоты возбуждающего излучения.

Чувствительность анализа при детектировании прошедшего через вещество лазерного излучения (абсорбционный метод), например при определении содержания молекул NO и CO в пробах атмосферного воздуха или при измерениях в атмосфере, составляет 10 -4 -10 -6 %. Анализ более сложных молекул, в частности углеводородов, проводят с использованием специфического для лазеров эффекта насыщения поглощения, позволяющего выявить структуру в перекрывающихся спектрах поглощения молекул. Портативные приборы на основе абсорбционного метода могут быть использованы при газо- и нефтеразведке, для контроля содержания в забое рудничного и других газов.

При регистрации поглощённой в веществе доли излучения (оптико-акустический метод) чувствительность обнаружения определённых примесей в смеси, например молекулярных загрязнений в воздухе, достигает 10 -6 -10 -7 %. В сочетании с временным разделением компонентов смеси методами хроматографии оптико-акустический метод пригоден в нефтехимии (для анализа сложных углеводородных смесей), в геологии и сейсмологии (для измерения концентрации и вариаций изотопного состава молекулярных газов для нефтеразведки и прогнозирования землетрясений).

Метод комбинационального рассеяния света используется для дистанционного анализа загрязняющих атмосферу промышленных и вулканических выбросов. На расстояниях 100 м чувствительность обнаружения ряда газов в шлейфе выбросов из заводских труб и в атмосфере находится на уровне 10 -2 -10 -4 %.

источник

Спектральный анализ – метод определения химического состава вещества по его спектру. Этот метод разработан в 1859 г. немецкими учеными Г.Р. Кирхгофом и Р.В. Бунзеном.

Но прежде чем рассматривать этот довольно сложный вопрос, давайте сначала поговорим о том, что такое спектр.
Спектр (лат. spectrum «виде́ние») в физике — распределение значений физической величины (обычно энергии, частоты или массы). Обычно под спектром подразумевается электромагнитный спектр — спектр частот (или то же самое, что энергий квантов) электромагнитного излучения.

В научный обиход термин спектр ввёл Ньютон в 1671—1672 годах для обозначения многоцветной полосы, похожей на радугу, которая получается при прохождении солнечного луча через треугольную стеклянную призму. В своём труде «Оптика» (1704 г.) он опубликовал результаты своих опытов разложения с помощью призмы белого света на отдельные компоненты различной цветности и преломляемости, то есть получил спектры солнечного излучения и объяснил их природу. Он показал, что цвет есть собственное свойство света, а не вносятся призмой, как утверждал Бэкон в XIII веке. Фактически Ньютон заложил основы оптической спектроскопии: в «Оптике» он описал все три используемых поныне метода разложения света —преломление, интерференцию ( перераспределение интенсивности света в результате наложения нескольких световых волн) и дифракцию (огибание препятствия волнами).
А вот теперь возвратимся к разговору о том, что такое спектральный анализ.

Это метод, который дает ценные и разнообразные сведения о небесных светилах. Как это делается? Анализируется свет, а из анализа света можно произвести качественный и количественный химический состав светила, его температуру, наличие и напряженность магнитного поля, скорость движения по лучу зрения и т. д.
В основе спектрального анализа лежит понятие о том, что сложный свет при переходе из одной среды в другую (например, из воздуха в стекло) разлагается на составные части. Если пучок этого света пустить на боковую грань трехгранной призмы, то, преломляясь в стекле по-разному, составляющие белый свет лучи дадут на экране радужную полоску, называемую спектром. В спектре все цвета расположены всегда в определенном порядке. Если вы забыли этот порядок, то посмотрите на рисунок.

В телескопах для получения спектра используют специальные приборы – спектрографы, устанавливаемые за фокусом объектива телескопа. В прошлом все спектрографы были призменными, но теперь вместо призмы в них используют дифракционную решетку, которая также разлагает белый свет в спектр, его называют дифракционным спектром.
Всем известно, что свет распространяется в виде электромагнитных волн. Каждому цвету соответствует определенная длина электромагнитной волны. Длина волны в спектре уменьшается от красных лучей к фиолетовым примерно от 700 до 400 ммк. За фиолетовыми лучами спектра лежат ультрафиолетовые лучи, не видимые глазом, но действующие на фотопластинку.

Еще более короткую длину волны имеют рентгеновские лучи, применяемые в медицине. Рентгеновское излучение небесных светил атмосфера Земли задерживает. Только недавно оно стало доступно для изучения посредством запусков высотных ракет, поднимающихся выше основного слоя атмосферы. Наблюдения в рентгеновских лучах производят также автоматические приборы, установленные на космических межпланетных станциях.

За красными лучами спектра лежат инфракрасные лучи. Они невидимы, но и они действуют на специальные фотопластинки. Под спектральными наблюдениями понимают обычно наблюдения в интервале от инфракрасных до ультрафиолетовых лучей.

Для изучения спектров применяют приборы, называемые спектроскопом и спектрографом. В спектроскоп спектр рассматривают, в спектрографе его фотографируют. Фотография спектра называется спектрограммой.

Спектр в виде радужной оболочки (сплошной, или непрерывный) дают твердые раскаленные тела (раскаленный уголь, нить электролампы) и находящиеся под большим давлением громадные массы газа. Линейчатый спектр излучения дают разреженные газы и пары при сильном нагревании или под действием электрического разряда. У каждого газа свой излученный набор ярких линий определенных цветов. Их цвет соответствует определенным длинам волн. Они находятся всегда в одних и тех же местах спектра. Изменения состояния газа или условий его свечения, например, нагрев или ионизация, вызывают определенные изменения в спектре данного газа.

Учеными составлены таблицы с перечнем линий каждого газа и с указанием яркости каждой линии. Например, в спектре натрия особенно ярки две желтые линии. Установлено, что спектр атома или молекулы связан с их строением и отражает определенные изменения, происходящие в них в процессе свечения.

Линейчатый спектр поглощения дают газы и пары, когда за ними находится яркий и более горячий источник, дающий непрерывный спектр. Спектр поглощения состоит из непрерывного спектра, перерезанного темными линиями, которые находятся в тех самых местах, где должны быть расположены яркие линии, присущие данному газу. Например, две темные линии поглощения натрия расположены в желтой части спектра.

Таким образом, спектральный анализ позволяет установить химический состав паров, излучающих свет или поглощающих его; определить, находятся ли они в лаборатории или на небесном светиле. Количество атомов или молекул, лежащих на нашем луче зрения, излучающих или поглощающих, определяется по интенсивности линий. Чем больше атомов, тем ярче линия или тем она темнее в спектре поглощения. Солнце и звезды окружены газовыми атмосферами. Непрерывный спектр их видимой поверхности перерезан темными линиями поглощения, возникающими при прохождении света через атмосферу звезд. Поэтому спектры Солнца и звезд — это спектры поглощения.

Но спектральный анализ позволяет определять химический состав только самосветящихся или поглощающих излучение газов. Химический состав твердого или жидкого тела при помощи спектрального анализа определить нельзя.

Когда тело раскалено докрасна, в его сплошном спектре ярче всего красная часть. При дальнейшем нагревании наибольшая яркость в спектре переходит в желтую, потом в зеленую часть и т. д. Теория излучения света, проверенная на опыте, показывает, что распределение яркости вдоль сплошного спектра зависит от температуры тела. Зная эту зависимость, можно установить температуру Солнца и звезд. Температуру планет и температуру звезд определяют еще при помощи термоэлемента, помещенного в фокусе телескопа. При нагревании термоэлемента в нем возникает электрический ток, характеризующий количество теплоты, приходящее от светила.

источник

Для определения металлов в водных средах обычно используют атомноабсорбционную спектроскопию (ААС) [510], а также атомно-эмиссионную спектроскопию (АЭС) [515] или масс-спектрометрию (МС) с индуктивно связанной плазмой (ИСП) [511].

Прямая инъекция является основным методом ввода водных проб в спектрометры, что делает пробоподготовку минимальной или не требует ее вовсе.

Портативный отечественный атомно-абсорбционный спектрометрический анализатор ртути РА-915 (фирма «Люмекс», г. Санкт-Петербург) функционирует на основе резонансного поглощения излучения (254 нм) атомами ртути с использованием зеемановской коррекции неселективного поглощения. Анализатор позволяет определять ртуть в образцах воды сложного состава без пробоподготовки и без ее предварительного накопления на золотом сорбенте.

Метод характеризуется ультрамалыми Сн для воды, воздуха, почвы и биосред (табл. II.3) и широким динамическим диапазоном измерений (более трех порядков). Этот прибор, не требующий пробоподготовки, эффективно используется в полевых условиях (работает от встроенной батареи аккумуляторов), а результаты измерений обсчитываются на входящем в комплект анализатора компьютере.

Таблица И.З. Определение ртути на портативном атомно-абсорбционном анализаторе

Природная, питьевая и сточная вода

Фильтраты смывов с поверхностей

Атмосферный воздух, 20—20000 нг/м 3 воздух жилых и производственных помещений

Почвы и грунты (массовая доля общей ртути)

Определение ртут и: в воздухе — в режиме реального времени (РА-915 + ), в воде — методом «холодного пара» (РА-915 1 + РП-91), в порошковых пробах — методом пиролиза (РА-915* + РП-91С).

Таблица II.4. Атомно-абсорбционное определение элементов в воде при прямом вводе образца

Абсолютный предел обнаружения, пт

Концентрационш предел обнаружен мкг/л (К= 40 мкл

Зерно, мука, хлеб, овощи, фрукты

+ аттестованные методики, разработанные НПФ АП «Люмекс» * методики в процессе аттестации ** с ртутно-гидридной приставкой

Эта же фирма выпускает ААС-спектрометр М ГА-915, действие которого основано на использовании нового высокоселективного метода ААС-ана- лиза — зеемановский модуляционной поляризационной спектроскопии. Полностью автоматизированный и оснащенный персональным компьютером прибор требует лишь минимальной пробоподготовки образцов воды и позволяет в условиях электротермической атомизации определять следовые количества различных элементов (табл. П.4).

Этот спектрометр используют для прямого анализа питьевых, сточных и морских вод, а также биологических жидкостей с очень высокой селективностью (табл. II.4). Спектральный диапазон ААС находится в пределах 194—550 нм, а спектральное разрешение 2 нм.

Практически без какой-либо пробоподготовки можно обходиться в случае использования атомно-эмиссионного спектрометра с индуктивно связанной плазмой (АЭС/ИСП). Отечественный спектрометр такого типа Эридан-500 [21] предназначен для одновременного элементного анализа практически любых веществ, в том числе экологических проб и биологических препаратов. Прибор обеспечивает одновременное определение нескольких десятков элементов при чрезвычайно малом (по сравнению с существующими аналогами) расходе аргона (5—6 л/мин). Оснащенный компьютером спектрометр дает возможность определять до 100 элементов в течение 1 ч. В табл. II.5 представлены результаты измерений содержания металлов в сточных водах при прямом введении проб.

Таблица II.5. Пределы обнаружения элементов в сточных водах, мкг/л [211

источник

В современной науке и технике, для того чтобы определить химический состав веществ, используют множество различных методов. Минералы, найденные геологами, и новые вещества, полученные химиками, характеризуются, прежде всего, по составу. Для правильного ведения технологических процессов в разных отраслях необходимо точное знание химического состава данного сырья. Химические методы анализа не всегда соответствуют требованиям техники и науки. В связи с этим на практику внедряются физико-химические и физические методы исследования, которые являются более точными. Среди этих методов одно из значимых мест занимает спектральный анализ, имеющий множество ценностей и преимуществ. Данный анализ был открыт, более ста лет назад, в 1960 году Бунзеном и Кирхгофом. Открытие произвело огромное впечатление на современников и имело большое значение для развития знаний об окружающем мире. С первых дней своего существования спектральный анализ помог сделать ряд важнейших открытий. Направив спектроскоп на Солнце, Кирхгоф доказал присутствие в хромосфере железа и высказал предположение о существовании в ней элементов: Ca, Mg, Na, Ni.

Спектральный анализ

Спектральный анализ – это физический метод определения состава вещества, основанный на изучении спектров испускания, поглощения, отражения и люминесценции. Атомы каждого элемента испускают излучение определенных длин волн, это в свою очередь, позволяет определить, какие элементы входят в состав данного вещества. Спектры определяются свойствами электронных оболочек атомов и молекул, и воздействием структуры и массы атомных ядер на положение энергетических уровней. Спектральный анализ может обнаружить элементы в сложном веществе, даже если их масса не превышает 10грамм [1]. Когда мы используем методы спектрального анализа, мы должны учитывать в какой последовательности следует проводить анализы, чувствительность анализа, также иметь ввиду, что некоторые методы ведут к уничтожению вещественных доказательств, в результате чего, дальнейшее исследование вещества невозможно. Различают атомный и молекулярный спектральный анализ, задачи, которых состоят в определении состава вещества. В основу спектрального анализа положено разложение белого света на составные части. Если пучок света пустить на грань трехгранной призмы, то, преломляясь в стекле, составляющие белый свет лучи дадут на экране радужную полоску, называемую спектром. В спектре все цвета идут в строгом порядке. Каждому цвету соответствует определенная длина этой волны или частоты. Длина волны в спектре уменьшается от красных лучей к фиолетовым от 0,7 до 0,4 мкм, а частота увеличивается, от 390 ТГц до 750 ТГц [2].

3. Методы спектрального анализа и их применение в экспертных исследованиях

Методы спектрального анализа – методы, заключающиеся в определении химического состава и строения веществ по их спектру. Их делят на две большие группы [3]. Эмиссионные методы – используют спектры поглощения атомов и является одним из наиболее распространенных методов элементарного анализа вещества, основанный на регистрации атомных спектров с помощью специального прибора – спектрографа. Целью практического эмиссионного анализа является качественное обнаружение элементов в веществе. Пробу изучаемого вещества вводят в источник излучения, где происходит ее испарение, молекулы диссоциируются и происходит возбуждение образовавшихся ионов (атомов). Последние испускают излучение, которое поступает в регистрирующее устройство спектрального прибора. При качественном атомном эмиссионном спектральном анализе спектры проб сравнивают со спектрами уже известных элементов, и потом устанавливают элементарный состав анализируемого вещества. При количественном анализе определяют количество данного элемента в исходном веществе. Точность и чувствительность атомного эмиссионного спектрального анализа зависят, прежде всего, от физических характеристик – температуры, концентрации электронов, времени пребывания атомов в зоне возбуждения. Эмиссионный анализ совместно с другими используется в методиках, устанавливающие конкретные группы объектов (дробь, стекло, автоэмали т.д.), а также органических объектов и объектов биологического происхождения. Если в составе объектов будут найдены специфические примеси, то могут быть установлены их конкретные объемы (массы). Данный анализ также применяется при исследовании продуктов выстрела, для установления последовательности и дистанции выстрелов, следов выстрела стрелявшего человека на другом лице. В последнее время внедрение в криминалистическую практику микроскопических методов эмиссионного анализа позволило повысить чувствительность метода до десятитысячных долей микрограмма. Есть один минус — при применении эмиссионного анализа – вещество, подвергающееся исследованию, уничтожается [4].

Абсорбционные методы (лат. Absorptio – поглощение, от absorbeo – поглощаю) используют спектры поглощения молекул и их частей. Абсорбционный анализ – аналитический метод определения содержащихся в пробе элементов, основанный на поглощении света свободными атомами. Через слой атомных паров пробы, которые мы получаем с помощью атомизатора (оборудование для распыления жидких дымов), пропускают излучение в диапазоне 190-850 нм. В результате атомы переходят в возбужденные энергетические состояния. Самым распространенным способом является атомизация анализируемой пробы в пламени. Этот способ наиболее простой, надежный и недорогой. Метод отличается высокой абсолютной и относительной чувствительностью. Чувствительность большинства элементов лежит в пределах от 0,005 до 10-10 мкг/мл. До разработки беспламенных способов атомизации область применения атомных спектров поглощения ограничивалась анализом растворов. Приемы беспламенной атомизации позволяют анализировать твердые и порошковые пробы очень малых размеров. Метрологические характеристики позволяют широко использовать атомно-абсорбционный метод спектрального анализа для решения большого числа аналитических задач [5]. Анализ используется для исследования микроколичеств объектов. Его точность лежит в пределах от сотых до стомиллионных долей микрограмма. Вещество также уничтожается в процессе исследования. По спектрам поглощения исследуют лаки и краски. При этом устанавливают связующее вещество, а также пигменты и наполнители. Иногда данным методом исследуются волосы человека, на принадлежность волоса тому или иному человеку; а также наличие в волосах вредных элементов (мышьяка, таллия, ртути). Абсорбционный метод может быть использован для обнаружения тяжелых элементов в твердых веществах или жидкостях (например, тетраэтилсвинца в бензине).

Также есть еще методы, которые широко используются при проведении спектрального анализа, входящие в состав этих двух групп методов. Комбинационные методы – используют спектры комбинационного рассеяния жидких, твердых и газообразных проб. При проведении данного анализа исследуемое вещество в жидком виде или в виде раствора помещается в специальную стеклянную чашку и освещается светом ртутных ламп. Спектр комбинационного рассеяния наблюдается от голубой иногда зеленой, и редко от желтых линий ртутного спектра. Зеленая и желтая линия используются для анализа мутных жидкостей и твердых порошков. При комбинационном рассеянии свет и вещество обмениваются энергией. Рассеяние можно рассматривать как очень быстрый процесс поглощения и испускания фотона (элементарная частица). При таком поглощении фотона молекула не может перейти в устойчиво возбужденное состояние. Она переходит в нестабильное состояние, из которого излучает фотон через короткий промежуток времени [6].

Читайте также:  Анализ на кремний в воде

Люминесцентные методы – используют спектры люминесценции вещества, возбуждаемые ультрафиолетовым и инфракрасным излучении [7]. Наибольшее распространение в данном анализе получил анализ фотолюминесценции исследуемого вещества. Регистрируют люминесценцию в основном визуально, или с помощью спектрографов. Люминесцентный анализ подразделяют на качественный и количественный. Качественный анализ используют для обнаружения органических и неорганических веществ в объектах. Несмотря на свою простоту, этот прием позволяет выявлять в криминалистике следы травления, следы удаленного текста и частицы крахмала на местах перенесенного оттиска печати. Люминесценция картин при возбуждении ультрафиолетовым светом позволяет в некоторых случаях устанавливать автора картины или следы реставрации, что может оказаться существенным при экспертизе картин. Такой анализ позволяет изучать молекулярный и атомный состав вещества (например, исследование органических веществ, содержащихся в почвах). Это высокочувствительный аналитический метод. Вещество при анализе не будет уничтожаться

Рентгеновские методы – используют рентгеновские спектры атомов, получающиеся при переходах внутренних электронов. Качественный рентгеновский анализ выполняют в зависимости от положений линий в спектре испускания данного образца. Количественный — осуществляют по интенсивности этих линий. Этим методом могут быть определены все элементы с атомным номером 12. Наиболее распространенный вид рентгеновского анализа – анализ валового состава вещества. Выполняется он по интенсивности линий, которая измеряется с высокой точностью. Она колеблется в пределах от 0,3 до 10% в зависимости от состава пробы [8]. Рентгеновский спектральный анализ применяется при изучении неорганических объектов (например, неорганические компоненты почвы, лакокрасочные покрытия, металлические и другие).

Радиоспектроскопические методы – использующие спектры поглощения молекул на участке спектра с длинами волн больше 1мм. Определяется по совокупности методов исследования строения вещества, а также физических и химических процессов в нем, основанных не резонансном (возрастание температуры) поглощении радиоволн (на частотах электромагнитного поля от 10 3 до 6*10 11 Гц). Среди радиоспектроскопических методов большое значение имеют методы магнитной радиоспектроскопии – ядерный магнитный резонанс и электронный резонанс. Исследуемое вещество помещают в резонатор, который находится между полюсами магнита, и затем пропускают радиоволны, затем их фиксируют. Метод электронного резонанса применяется для исследования веществ, которые имеют непарные электроны, а также для изучения химических реакций.

Спектрофотометрический метод используется при экспертизе лекарственных, наркотических и отравляющих веществ, пищевых продуктов, химических волокон, пластмасс, лакокрасочных покрытий, резинотехнических изделий, драгоценных камней [9]. Метод нашел свое применение в криминалистике, поскольку, будучи достаточно чувствительным, позволяет провести изучение свойств определяемого образца за небольшое время в тех случаях, когда применение более трудоемких и дорогостоящих методов нецелесообразно. Распространенным приложением спектрофотометра в судебной экспертизе на сегодняшний день является определение гемоглобина и его производных, которое основывается на способности гемоглобина поглощать свет и образовывать характерные спектры поглощения в определенном диапазоне длин волн. Изменения свойств крови с течением времени могут быть использованы для ориентировочного определения давности образования пятен крови. В этом случае регистрируют спектры поглощения продуктов превращения гемоглобина. Предложено устанавливать давность образования пятен крови путем определения активности некоторых ферментов. Определение активности сывороточной холинэстеразы, осуществляемое по методу Хестрина, может применяться также при диагностике отравлений фосфорорганическими соединениями. Метод спектрофотомерии может применяться при определении некоторых показателей качества алкогольной продукции и остатков пищи.

По решаемым задачам спектральный анализ можно разделить на: элементарный – когда устанавливается состав пробы по элементам; молекулярный – когда устанавливается молекулярный состав пробы; структурный – устанавливаются составляющие молекулярного соединения; изотопный – состав пробы устанавливается по изотопам (разновидности химических элементов)

По характеру получаемых результатов: Качественный (в результате анализа определяется состав без указания на количественное соотношение компонентов); полуколичественный (результат выдается в виде оценки содержания компонентов); количественный (выдается точное количественное содержание элементов в пробе).

4. Схема проведения анализа

Прежде всего, для того, чтобы вещество излучало свет, необходимо передать ему дополнительную энергию. Атомы и молекулы анализируемого вещества переходят в возбужденное состояние, а при их возвращении в обычное состояние, они отдают избыточную энергию в виде излучения. Например, излучение газов будет определяться составом анализируемой пробы. В связи с этим при проведении эмиссионного анализа исследуемое вещество необходимо испарить [11]. Общая схема проведения эмиссионного спектрального анализа показана ниже (рис.1). Излучение исследуемого светящегося вещества с помощью собирающей линзы (конденсора) фокусируется на входную щель спектрального прибора. Спектральный прибор раскладывает это излучение на монохроматические составляющие, каждая из которых регистрируется с помощью регистрирующего устройства.

Рис.1 Схема проведения эмиссионного анализа

(ИВ – исследуемое вещество; К – конденсор; СП – спектральный прибор; РУ – регистрирующее устройство)

Для примера схематически показан линейчатый спектр излучения (рис.2). Далее спектр излучения необходимо расшифровать, т.е. установить какому химическому элементу или соединению принадлежит та или иная линия или полоса. С этой целью используют атласы эталонных спектров химических элементов и их соединений. Установив происхождение линий и полос в спектре исследуемого вещества, мы тем самым определяем его химический состав, т.е. проводим качественный эмиссионный анализ.

Рис.2 Линейчатый спектр излучения

Для осуществления количественного анализа, кроме этого, необходимо измерить интенсивность отдельных линий или полос в спектре исследуемого вещества и сравнить её с интенсивностью аналогичных линий или полос в спектре излучения эталонных образцов, для которого известно количественное содержание интересующего нас химического элемента или соединения. С помощью эталонных образцов можно построить график зависимости интенсивности отдельной линии, обусловленной наличием в веществе исследуемого элемента, от его концентрации при одинаковых условиях возбуждения излучения образцов (т.е. градуировочный график). Чтобы обеспечить последнее условие на практике обычно используется градуировочный график в виде зависимости I/Iref=f(C) , где I/Iref – отношение интенсивности линии соответствующей примеси в эталонных образцах к интенсивности одной из линий некоторого образца сравнения. Измерив интенсивность линии в образце с неизвестной концентрацией примеси и используя градуировочный график, можно найти значение данной концентрации.

Схема проведения абсорбционного анализа немного отличается (рис.3). Для абсорбционного анализа необходим источник излучения, обладающий сплошным спектром. В качестве такого могут быть использованы лампа накаливания, газоразрядная лампа высокого давления, графитовый стержень, нагретый до высокой температуры при пропускании через него электрического тока. Исследуемое вещество располагают на пути светового пучка перед спектральным прибором. В остальном, оптическая схема абсорбционного анализа аналогична схеме эмиссионного. Абсорбционный анализ проводят в следующем порядке. Сначала измеряют спектр самого источника излучения в интересующем нас интервале длин волн от min до max. При этом исследуемое вещество убирают из светового пучка. Затем на пути светового луча помещается исследуемое вещество и измеряется спектр, прошедшего через него излучения. Расшифровка полученного спектра осуществляется с помощью атласов эталонных спектров поглощения химических элементов и их соединений. В результате устанавливается химический состав исследуемого вещества (качественный абсорбционный анализ).

Рис.3 Схема проведения абсорбционного анализа

(ИСС -источник излучения со сплошным спектром, К -конденсор, ИВ -исследуемое вещество, СП -спектральный прибор, РУ -регистрирующее устройство)

Для проведения количественного анализа необходимо измерить спектр поглощения эталонного образца. Для расчётов используют обычно одну или несколько линий поглощения, наиболее характерных для данного химического элемента [10].

Все вышеперечисленные методы спектрального анализа нашли свое применение в криминалистике. В основном спектральный анализ применяется при исследовании солей и металлов, позволяет устанавливать структуру молекул. Используется, в первую очередь, при исследовании органических соединений, но также могут быть исследованы неорганические вещества. Данные методы используются для обнаружения подделок документов (выявление зачеркнутых, залитых или выцветших текстов, записей); выявление структуры ткани; обнаружение загрязнений на тканях (остатки минеральных масел, сажа) при транспортных происшествиях и огнестрельных повреждениях; выявление замытых, а также расположенных на пестрых, ярких вещах следов крови и т.д.

Применение методов аналитической химии в экспертной работе во многом способствует эффективному проведению следствия и судебного разбирательства. Среди инструментальных аналитических методов, применяющихся в криминалистической и судебно-медицинской экспертизе, большое распространение получили различные варианты спектрального анализа. Преимуществами спектральных методов являются достоверность, информативность, быстрота проведения анализа, возможность автоматизации измерений, наличие разнообразных методов математической обработки результатов.

1. http://lnktd-opz.narod.ru/sa.html — Спектральный анализ;

3.html — Методы спектрального анализа;

5. Львов Б. В., Атомно-абсорбционный спектральный анализ, М, 1966;

6. http://www.nytek.ru/Article_403.html — Теория комбинационного рассеяния света;

8. http://allencyclopedia.ru/72541 — Рентгеновский спектральный анализ;

9.http://www.kazedu.kz/referat/39304 — Применение физики в криминалистических исследованиях;

10.http://bookzooka.com/book/571-fizicheskie-metody-kontrolya-kachestva-materialovaabataeva/75-95-sxema-provedeniya-spektralnogo-analiza.html — Схема проведения спектрального анализа;

11. Зайдель А. Н., Основы спектрального анализа М., 1965,324с. С илл.;

источник

Вода – это источник жизни, но она может стать и причиной отравления или заболевания.

Кроме полезных минералов вода растворяет в себе вредные химические вещества, а также является благоприятной средой для обитания микроорганизмов.

Прежде, чем использовать воду в хозяйстве, нужно убедиться в ее безопасности.

Перед использованием воды в хозяйстве или на производстве необходимо произвести предварительную подготовку: из питьевой воды нужно удалить все вредные вещества и оставить питательные минералы, а для производства нужно понизить жесткость воды и содержание тяжелых металлов.

Чтобы узнать, какие именно вещества нужно удалить из воды производится химический и бактериологический анализ. На основании полученных результатов можно подобрать подходящее очистное оборудование.

Контроль эффективности работы фильтрации воды можно определить путем проведения повторного анализа. Сравнив результаты двух последних отборов проб можно судить о правильности выбора очистного оборудования.

Минерализация – это сумма всех растворенных веществ в воде. Этот параметр еще называют солесодержанием. Единицей измерения минерализации является миллиграмм на литр (мг/л.). Существуют нормы, определяющие пригодность воды для питья. Предельно-допустимый уровень минерализации для питьевой воды составляет 500 мг/л.

Для проведения анализа на уровень минерализации в воде необходимо произвести предварительную подготовку пробы. Она заключается в разложении органических веществ и выделения определяемых элементов, которые остаются в виде неорганических соединений. Выделяется два основных метода подготовки проб: сухой – нагревание в печи, мокрый – использование кислот-окислителей.

Одним из приборов для подготовки проб является СВЧ минерализатор. Его принцип действия: подготавливаемая проба и окислительные реагенты помещаются в стеклянный сосуд, плотно закрытый крышкой. Колба переносится в СВЧ минерализатор, и прибор включается в работу. При повышении температуры ускоряется процесс окисления, и все органические примеси разлагаются за короткий промежуток времени.

Проведение анализа воды осуществляется несколькими методами, каждый из которых предназначен для определения конкретного вещества или группы веществ.

Люминесценция и фотометрия – этот метод основан на явлении люминесценции, то есть свечении. Тестируемая вода подвергается действию ультрафиолета, и различные вещества проявляют свою реакцию: ответное свечение определенного цвета.

Для фиксации этой реакции применяются регистрирующие приборы. С помощью этого метода определяется содержание следующих примесей: нефтепродукты, нитриты, нитраты, фосфаты, анионные вещества, цианиды, формальдегидов и сероводород.

ИК-спектрометрия – это анализ воды для определения наличия нефтепродуктов и жиров. Принцип действия инфракрасного спектрометра – пропускание инфракрасного излучения через воду, что вызывает колебание молекул, распространяющееся неравномерно. По длинам волн определяется примесь того или иного вещества.

Полярография – это метод анализа воды для определения концентрации ионов кадмия, цинка, свинца, органических веществ. В его основе лежит движение ионов в результате электролитической диссоциации.

Масс-спектрометрия – это анализ структуры вещества на основании отношения массы вещества к заряду ионов. Этот метод позволяет определить изотопный состав молекул.

Потенциометрия – это метод анализа воды, позволяющий определить водородный показатель (рН) и наличие фторидов. Он основан на измерении электродвижущих сил.

Дозиметрия – это метод анализа воды, выявляющий радиоактивные примеси.

Электроосмос – это процесс движения жидкости через капилляры под воздействием электрического поля.

Цель физико-химического анализа воды – выявление состава растворенных веществ. Полученная информация дает возможность применить подходящее очистное сооружение, чтобы предотвратить отравление человека, загрязнение окружающей среды или нарушения технологического процесса.

Химический анализ воды применяется во многих сферах жизни: в быту – для получения чистой и полезной питьевой воды, в промышленности – для контроля очистных сооружений сточных вод, в промышленных технологических процессах – для получения конденсата с минимальным содержанием растворенных примесей.

Существует различное оборудование для проведения анализа воды: портативные приборы для бытового использования и высокоточное лабораторное оборудование, способное проводить анализы бытовой и промышленной воды.

Анализатор жидкости «ФЛЮОРАТ – 02 – 5М» выполняет функции флуориметра, фотометра, хемилюминоминометра. Этот прибор позволяет определять содержание в воде следующих веществ: алюминия, бериллия, бора, ванадия, марганца, меди, молибдена, взвешенных частиц, мышьяка, нефтепродуктов, никеля, нитрита, общего железа, общего хрома, олова, селена, фенолов, флуоресцеина, формальдегида, цианидов и цинка.

Технические характеристики аппарата:

  1. Время измерения – не более 16 с.
  2. Допустимая погрешность 0.02.
  3. Рабочий спектральный диапазон 200-900 мм.
  4. Температура окружающего воздуха 10-350С.
  5. Средний срок службы – не менее 5 лет.
  6. Габариты: 305х320х110 мм.
  7. Масса – 6,5 кг.
  8. Питание от электросети 220 В.
  9. Питание от батареи 12 В.
  10. Частота тока 50 Гц.

Цена прибора: 564 000 рублей.

Экотестер «СОЭКС» — это дозиметрический прибор для бытового пользования, позволяющий определить радиоактивные излучения гамма-частиц и бета-частиц. Этот прибор обладает второй функцией – определение содержания нитратов в воде и продуктах питания.

  • диапазон измерения радиоактивности 3-100000 мкР/ч;
  • диапазон измерения концентрации нитратов: 20-5000 мг./кг;
  • время измерения: 10 сек;
  • питание: 2 батареи аккумуляторы, заряжаемые от электросети 220 В. 10 часов непрерывной работы.

Спектрометр TRIDION™-9 GC-TMS способен производить анализ воды, воздуха и почвы. Это портативный анализатор, производящий качественный и количественный анализ воды (химический и биологический состав воды).

  • размеры 380*390*229 мм;
  • вес: 14,5 кг;
  • рабочая температура: 5-400С;
  • влажность: до 100%;
  • электропитание: от литиевой батареи;
  • ввод пробы: впрыск жидкости;
  • предел обнаружения: от РРВ до РРМ для большинства веществ;
  • запись данных: USB накопитель.

СВЧ-минерализатор «МИНОТАВР®-2» — прибор минерализации воды под воздействием микроволнового поля. Его назначение – разложение органических веществ в воде для проведения физико-химического анализа.

Цена прибора: 357 000 рублей.

Чтобы получить официальный документ о пригодности воды к использованию в хозяйстве или на производстве нужно обратиться в сертифицированную лабораторию.

Корректность анализов будет зависеть от соблюдения технологии отбора проб и возможностей оборудования. Гарантию на чистоту анализа можно получить только в лаборатории.

источник

Химический состав вещества – важнейшая характеристика используемых человечеством материалов. Без его точного знания невозможно со сколько-нибудь удовлетворительной точностью спланировать технологические процессы в промышленном производстве. В последнее время требования к определению химического состава вещества еще более ужесточились: многие сферы производственной и научной деятельности требуют материалы определенной «чистоты» — это требования точного, фиксированного состава, а также жесткого ограничения на наличие примесей инородных веществ. Всвязи с этими тенденциями разрабатываются все боле прогрессивные методики определения химического состава веществ. К ним относится и метод спектрального анализа, обеспечивающий точное и быстрое изучение химии материалов.

Спектральный анализ ( спектроскопия ) изучает химический состав веществ на основе их способностей по испусканию и поглощению света. Известно, что каждый химический элемент испускает и поглощает характерный только для него световой спектр, при условии, что его можно привести к газообразному состоянию.

В соответствии с этим, возможно определение наличия этих веществ в том или ином материале по присущему только им спектру. Современные методы спектрального анализа позволяют установить наличие вещества массой до миллиардных долей грамма в пробе – за это ответственен показатель интенсивности излучения. Уникальность испускаемого спектра атомом характеризует его глубокую взаимосвязь с физической структурой.

Спектральный анализ реликтового микроволнового излучения

Видимый свет представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны от 3,8*10 -7 до 7,6*10 -7 м, ответственной за различные цвета. Вещества могут излучать свет только лишь в возбужденном состоянии (это состояние характеризуется повышенным уровнем внутренней энергии) при наличии постоянного источника энергии.

Получая избыточную энергию, атомы вещества излучают ее в виде света и возвращаются в свое обычное энергетическое состояние. Именно этот испускаемый атомами свет и используется для спектрального анализа. К самым распространенным видам излучения относят: тепловое излучение, электролюминесценция, катодолюминесценция, хемилюминесценция.

Спектральный анализ. Окрашивание пламени ионами металлов

Различают эмиссионную и абсорбционную спектроскопию. Метод эмиссионной спектроскопии основан на свойствах элементов к излучению света. Для возбуждения атомов вещества используются высокотемпературный нагрев, равный нескольким сотням или даже тысячам градусов, – для этого пробу вещества помещают в пламя или в поле действия мощных электрических разрядов. Под воздействием высочайшей температуры молекулы вещества разделяются на атомы.

Атомы, получая избыточную энергию, излучают ее в виде квантов света различной длины волны, которые регистрируются спектральными аппаратами – приборами, визуально изображающими получившийся световой спектр. Спектральные аппараты служат также и разделительным элементом системы спектроскопии, потому как световой поток суммируется от всех присутствующих в пробе веществ, и в его задачи входит разделение общего массива света на спектры отдельных элементов и определение их интенсивности, которая позволит в будущем сделать выводы о величине присутствующего элемента в общей массе веществ.

  • В зависимости от методов наблюдения и регистрации спектров различают спектральные приборы: спектрографы и спектроскопы. Первые регистрируют спектр на фотопленке, а вторые делают доступным просмотр спектра для прямого наблюдения человеком через специальные зрительные трубы. Для определения размеров используются специализированные микроскопы, позволяющие с высокой точностью определить длину волны.
  • После регистрации светового спектра он подвергается тщательному анализу. Выявляются волны определенной длины и их положение в спектре. Далее выполняется соотношение их положения с принадлежностью к искомым веществам. Делается это с помощью сравнения данных положения волн с информацией, расположенной в методических таблицах, указывающих на типичные длины волн и спектры химических элементов.
  • Абсорбционная спектроскопия проводится подобно эмиссионной. В этом случае вещество помещают между источником света и спектральным аппаратом. Проходя через анализируемый материал, испущенный свет достигает спектрального аппарата с «провалами» (линии поглощения) по некоторым длинам волн – они и составляют поглощенный спектр исследуемого материала. Дальнейшая последовательность исследования аналогична для приведенного выше процесса эмиссионной спектроскопии.
Читайте также:  Анализ на инфекции околоплодных вод

Спектры испускания и поглощения: натрий, водород и гелий

Открытие спектрального анализа

Спектральный анализ позволил человечеству открыть несколько элементов, которые невозможно было определить традиционными методами регистрации химических веществ. Это такие элементы, как рубидий, цезий, гелий (он был открыт с помощью спектроскопии Солнца – задолго до его обнаружения на Земле), индий, галлий и другие. Линии этих элементов были обнаружены в спектрах излучения газов, и на момент их исследования были неидентифицируемы.

Стало понятно, что это и есть новые, доселе неизвестные элементы. Серьезное влияние спектроскопия оказала на становление нынешнего вида металлургической и машиностроительной промышленности, атомной индустрии, сельское хозяйство, где стала одним из главных инструментов систематического анализа.

Спровоцировав колоссальный скачок в понимании структуры Вселенной и утверждении того факта, что все сущее состоит из одних и тех же элементов, которыми, в том числе, изобилует и Земля. Сегодня метод спектрального анализа позволяет ученым определять химический состав находящихся за миллиарды километров от Земли звезд, туманностей, планет и галактик – эти объекты, естественно, не доступны методикам прямого анализа ввиду своего большого удаления.

С помощью метода абсорбционной спектроскопии возможно изучение далеких космических объектов, не обладающих собственным излучением. Это знание позволяет устанавливать важнейшие характеристики космических объектов: давление, температуру, особенности структуры строения и многое другое.

источник

Спектральный анализ был открыт в 1859 году Бунзеном и Кирхгофом, профессорами химии и физики одного из старейших и престижных учебных заведений Германии — Гейдельбергского университета имени Рупрехта и Карла. Открытие оптического метода исследования химического состава тел и их физического состояния содействовало выявлению новых химических элементов (индия, цезия, рубидия, гелия, таллия и галлия), возникновению астрофизики и стало своеобразным прорывом в различных направлениях научно-технического прогресса.

Повышенные требования предъявляются и к разработке методов, обеспечивающих точность и высокую скорость анализа. Химические методы анализа не всегда достаточны в этих целях, рядом ценных характеристик обладают физико-химические и физические способы определения химического состава. Среди них ведущее место занимает спектральный анализ, являющийся совокупностью методов количественного и качественного определения состава рассматриваемого объекта, основанную на исследовании спектров взаимодействия материи и излучения. Соответственно, сюда включаются также спектры акустических волн, электромагнитного излучения, распределения по энергиям и массам элементарных частиц. Благодаря спектральному анализу появилась возможность точно установить химический состав и температуру вещества, наличие магнитного поля и его напряженность, скорость движения и другие параметры. В основе метода заложено изучение строения света, излучаемого или поглощаемого анализируемым веществом. При запуске определенного пучка света на боковую грань трехгранной призмы составляющие белый свет лучи при преломлении создают на экране спектр, своеобразную радужную полоску, в которой все цвета всегда расположены в определенном неизменном порядке. Распространение света происходит в виде электромагнитных волн, определенная длина каждой из них соответствует одному из цветов радужной полосы. Определение химического состава материи по спектру очень схоже с методом нахождения преступника по отпечаткам пальцев. Линейчатым спектрам, как и узорам на пальцах, свойственна неповторимая индивидуальность. Благодаря этому и определяется химический состав. Спектральный анализ дает возможность обнаружить определенный компонент в составе сложного вещества, масса которого не выше 10-10. Это достаточно чувствительный метод. Для изучения спектров используются спектроскопы и спектрографы. В первых спектр рассматривают, а с помощью спектрографов его фотографируют. Полученный снимок называют спектрограммой.

Выбор способа спектрального анализа во многом зависит от цели анализа и типов спектров. Так, для определения молекулярного и элементарного состава вещества применяются атомный и молекулярный анализы. В случае определения состава по спектрам испускания и поглощения используются эмиссионный и абсорбционный методы. При изучении изотопного состава объекта применим масс-спектрометрический анализ, осуществляемый по спектрам масс молекулярных или атомарных ионов.

Широкое применение получил спектральный анализ в медицине. Его используют для определения инородных веществ в организме человека, диагностирования, в том числе и онкологических заболеваний на ранней стадии их развития. Наличие или отсутствие многих заболеваний можно определить по лабораторному анализу крови. Чаще это болезни органов ЖКТ, мочеполовой сферы. Количество заболеваний, которые определяет спектральный анализ крови, постепенно увеличивается. Этот метод дает самую высокую точность при выявлении биохимических изменений в крови в случае сбоя в работе какого-либо органа человека. В ходе исследования специальными приборами регистрируются инфракрасные спектры поглощения, возникающие в результате колебательного движения молекул, сыворотки крови, и определяются любые отклонения ее молекулярного состава. Спектральным анализом проверяют также минеральный состав тела. Материалом для исследования в данном случае служат волосы. Любой дисбаланс, дефицит или избыток минералов часто связан с целым рядом заболеваний, таких как болезни крови, кожи, сердечно-сосудистой, пищеварительной системы, аллергия, нарушения развития и роста детей, снижение иммунитета, утомляемость и слабость. Подобные виды анализов считаются новейшими прогрессивными лабораторными методами диагностики.

Спектральный анализ на сегодняшний день нашел применение практически во всех наиболее существенных сферах человеческой деятельности: в промышленности, в медицине, в криминалистике и других отраслях. Он является важнейшим аспектом развития научного прогресса, а также уровня и качества жизни человека.

источник

Химическая лаборатория производственной группы филиала Института водных проблем Российской академии наук Иваньковской научной-исследовательской станции (ИвНИС ИВП РАН) была создана в 1978 г.

Лаборатория осуществляет химические исследования водных объектов, почв и донных отложений для изучения режима и качества вод суши, экологического состояния водных объектов, прогнозирования их изменений.

Ознакомиться с деятельностью ИвНИС ИВП РАН можно на сайте http://ivnis-iwp.ru/.

• Химическая лаборатория принимает участие в экспериментальных работах в области изучения водных ресурсов, режима и качества вод суши, экологического состояния водных объектов, прогнозирования их изменений.
• Лаборатория осуществляет внедрение новых методов и методик определения химического состава природных объектов (вода, донные отложения, почвы).
• Более пяти лет лаборатория оказывает услуги населению и организациям в исследовании качества воды источников питьевого водоснабжения (водопровод, колодцы, скважины).
• Данные количественно-химического анализа, полученные в лаборатории Иваньковской НИС, систематизируются, обобщаются и используются научными сотрудниками ИВП РАН для анализа состояния и развития поверхностных вод Тверской области.

Химическая лаборатория может оценивать загрязнения по степени развития микроскопических водорослей для сточных канав и природных поверхностных объектов (рек, прудов, озер, карьеров).

В настоящее время ведется мониторинг природных вод и донных отложений в водохранилищах: Рыбинское, Иваньковское (которое служит источником питьевой и хозяйственной воды для г. Москвы и некоторых других городов Подмосковья), Угличское, Верхневолжское, Шлинское и Вышневолоцкое, канал Им. Москвы.

• Химическая лаборатория производственной группы ИвНИС ИВП РАН имеет сертификат соответствия системы менеджмента качества в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2009 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий», а также в соответствии с Приложением № 1 к приказу Минэкономразвития России от 30 мая 2014 г. № 326 «Критерии аккредитации перечень документов, подтверждающих соответствие заявителя и аккредитованного лица критериям аккредитации».

• Лаборатория аккредитована в Системе аккредитаций аналитических лабораторий (центров) с 2011 г. Аттестат аккредитации № RA.RU.21AH96

Руководство лаборатории гарантирует высокий уровень обслуживания заказчиков. Все результаты анализов выдаются в протоколах измерений, заверенных подписью руководителя лаборатории в установленные сроки. Сроки по определению химического состава воды составляют от 2 до 7 дней.

Лаборатория оснащена современным аналитическим оборудованием, выполняет большой спектр органолептических, физико-химических анализов воды, почв и донных отложений.

Благодаря квалификации и опыту сотрудников Иваньковской НИС измерения химических показателей воды проводятся с надлежащей степенью точности, которая обеспечивается государственными стандартными образцами, внутренним и внешним контролем и применением метрологических аттестованных методик, разработанных и допущенных к применению Ростехрегулированием, УНИИМ, ФБУ «ФЦАО», МПР России, ГХИ, Аналитическим центром ЗАО «РОСА».

Для решения аналитических задач используются следующие методы измерения химических показателей воды и почвы:
• Фотометрический
• ИК-спектрофотометрический
• Спектральный анализ: атомно-абсорбционный и атомно-эмиссионный
• Титриметрический
• Гравиметрический
• Потенциометрический
• Турбидиметрический
• Гранулометрический (для почвы)

Результаты ГХЛ объективно оцениваются и не подлежат воздействию каких-либо посторонних факторов.

Серьезный подход к исследованию качества воды даст Вам исчерпывающую информацию о том, соответствует ли Ваша вода всем санитарным нормам, безопасна ли она для употребления и использования.

Лаборатория Иваньковской НИС проводит анализ воды по следующим показателям:
запах, цветность, мутность, рН, электроповодимость станд., щелочность общая, жесткость общая, гидрокарбонаты, кальций, магний, сульфаты, хлориды, натрий, калий, кремний, железо общее, марганец, фосфор минеральный, фосфор общий, фосфаты, азот аммония, азот нитритов, азот нитратов, ионы аммония, нитрит-, нитрат-ионы, кислород растворенный, БПК-5, ХПК, взвешенные вещества, сухой остаток, минерализация, нефтепродукты, цинк, свинец, медь, кобальт, хром.

1. Анализ городской водопроводной воды

Для исследования городской водопроводной воды достаточно определить следующие показатели:
1. Запах
2. Цветность
3. Мутность
4. Водородный показатель рН
5. Общая жесткость
6. Кальций
7. Перманганатная окисляемость
8. Хлориды
9. Железо общее
10. Гидрокарбонаты
11. Нитраты
12. Сульфаты
13. Марганец
14. Сухой остаток

2. Анализ воды из артезианской скважины

Рекомендуемый набор показателей для исследования воды из скважины:
1. Запах
2. Цветность
3. Мутность
4. Водородный показатель рН
5. Общая жесткость
6. Кальций
7. Перманганатная окисляемость
8. Хлориды
9. Железо общее
10. Гидрокарбонаты
11. Азот аммонийный
12. Нитраты
13. Сульфаты
14. Марганец
15. Кремний
16. Сухой остаток

Для исследования воды из колодца рекомендуется следующий перечень показателей:
1. Мутность
2. Водородный показатель рН
3. Цветность
4. Запах
5. Общая жесткость
6. Кальций
7. Гидрокарбонаты
8. Перманганатная окисляемость
9. Азот аммонийный
10. Нитраты
11. Железо общее
12. Фосфаты
13. Марганец
14. Сухой остаток

Прейскурант цен на лабораторные исследования

в Химической лаборатории производственной группы

филиала Института водных проблем Российской академии наук

Иваньковской научно-исследовательской станции

Раздел I. Анализ воды (природной, сточной, питьевой)

источник

Цветной коронный спектральный Кирлиан-анализ в изучении газоразрядного свечения биологических объектов и воды

В статье приводятся данные о применении эффекта газоразрядного свечения объектов различной природы в переменных электрических полях высокой электрической напряженности и частоты (эффект Кирлиан) в биомедицинской диагностике органов человека и изучении биоэлектрических свойств биологических объектов и воды. Методом цветного Кирлиан анализа получены и анализированы 2500 снимков пальцев рук человека и образцов воды различного происхождения и степени водоочистки.

Эффектом Кирлиан обозначается плазменное свечение электрического разряда (лавинное, коронное, стримерное) на поверхности предметов, находящихся в переменном электрическом поле высокой частоты 10¸150 кГц, при котором между электродом и исследуемым объектом возникает поверхностное напряжение величиной от 5 до 30 кВ [1]. В большинстве случаев развиваются две формы газового разряда: лавинный разряд в узком зазоре, ограниченном диэлектрическими поверхностями исследуемого объекта и носителем изображения – зоне ионизации и возбуждения лавинами электронов нейтральных частиц газа, а также скользящий по поверхности диэлектрика коронный разряд, возникающий в неоднородном электрическом поле вблизи электродов с малым радиусом кривизны. При уменьшении степени неоднородности поля (радиус кривизны электрода 1¸3 мм), а также с повышением напряжения коронный разряд приобретает не однородную, а стримерную (иногда факельную или кустовую) форму. В этом случае активные процессы выносятся на расстояния 10¸20 см от поверхности электрода. Наблюдаемый эффект подобен плазменным явлениям (молнии) и электростатическому разряду на поверхности любых биологических, органических объектов, а также на неорганических образцах различного характера. В научной литературе наряду с кирлианографией используются термины биоэлектрография, газоразрядная (ГРВ) визуализация [2], электрический высокочастотный (ЭВР) разряд [3], селективный высокочастотный (СВЧР) разряд [4].

Техника цветного спектрального Кирлиан анализа заключается в следующем: на один электрод подается высокое переменное электрическое напряжение высокой частоты 15 кГц и напряженностью 15 кВ (в других методах ГРВ эти значения принимаются равными 0.2¸15 кГц и 5¸30 кВ соответственно). Другим электродом служит сам изучаемый объект. Если объектом является человек или его органы, то он не заземляется. Если объект представляет собой предмет неживой природы, то его заземляют с помощью проводника. Электрод и изучаемый объект разделены между собой изолятором – диэлектриком и тонким слоем воздуха, молекулы которого подвергаются диссоциации под действием генерируемого электродом электромагнитного поля, возникающего между электродом и объектом. В этом тонком слое воздуха, толщиной 10¸100 мкм, находящемся между объектом и электродом, происходят три основных процесса:

  • возбуждение, поляризация и ионизация электрическим полем высокой частоты молекул азота (78 масс.% N2), кислорода (21 масс.% O2) и двуокиси углерода (0,046 масс.% СO2) – основных компонентов воздуха. В результате образуется ионизированный газ, т.е. газ с отделенными электронами, обладающими отрицательными зарядами, создающими электропроводящую среду наподобие плазмы.
  • образование слабого тока в виде отделившихся от молекул N2, О2 и СО2 свободных электронов – газового разряда между исследуемым объектом и электродом. Форма ГРВ-свечения, плотность, яркость и поверхностное распределение определяются, в основном, электромагнитными параметрами объекта.
  • переход электронов с низших на высшие энергетические уровни и обратно, в процессе которого происходит излучение дискретного кванта света – фотона в виде излучения. Энергия перехода электрона зависит от величины внешнего электрического поля, так и от электронного состояния изучаемого объекта. Поэтому в различных областях окружающего объект электрического поля электроны получают разные импульсы энергии, т. е. перескакивают на разные энергетические уровни, что приводит к испусканию квантов света разной длины волны (частоты) и энергии. Последний факт регистрируется человеческим глазом или светочувствительной фотобумагой или фотопленкой в виде различных цветов, которые в зависимости от электропроводящих свойств объекта окрашивают контур ГРВ-свечения в различные цветовые гаммы.

Обозначенные выше процессы в своей совокупности дают общую картину Кирлианового эффекта, который позволяют изучать биоэлектрические свойства объекта при взаимодействии с внешним электромагнитным полем, а также взаимодействие электромагнитного поля с другими полями – тепловыми в ИК-диапазоне и др. Газоразрядное свечение различных биологических объектов различается по характеру и интенсивности свечения, размерам контура свечения и цветовой гамме. Существуют другие принципиальные схемы визуализации данного эффекта, подробно описанные в работе [5].

Эффект Кирлиан находит все более широкое научно-практическое применение в клинической диагностике и медицине – диагностике общего психофизического состояния человека, определения биологической активности лекарств, выявления признаков переутомления и перегрузки организма, а также выявления болезней и патологий различных органов и систем, включая онкологические заболевания [6]. Кирлиан изображения пальцев рук и ног человека также позволяют судить об общем уровне и характере его физиологической активности и функционирования нервной системы, проводить классификацию состояния по характеру ГРВ-свечения, оценивать энергетику и состояние отдельных органов и систем организма в соответствии с распределением характеристик ГРВ-свечения и следить за влиянием на организм различных воздействий: аллопатических и гомеопатических препаратов, КВЧ-терапии, аутотренинга и т. п. Применение ГВР целесообразно для мониторинга эффективной коррекции взаимодействия функциональных систем организма в процессе лечения и реабилитации, при анализе лечебного действия и для профилактики побочных эффектов различных видов терапии, для определения дополнительных показаний к аллопатическим методам лечения и объективизации их действия и др.

В настоящее время метод ГРВ является одним из немногих инструментальных методов, позволяющих быстро, эффективно и безопасно исследовать общее и психоэмоциональное состояние человека, выявить болезнь до ее клинического проявления, а также подобрать индивидуальные методики лечения и оздоровления, проконтролировать их эффективность и динамику развития [7]. Данный метод можно проводить среди здорового контингента населения в рамках профессиональных осмотров в школах, на предприятиях и т. д. Это позволяет в некоторых случаях выявить проблемные (на момент обследования), а также потенциально опасные зоны организма и проводить экспресс-анализ оценки состояния больных в стационарах, поликлиниках, диспансерах, санаториях, позволяющий существенно ограничить круг диагностического поиска. Кроме этого, данный метод является индикатором психофизиологических процессов, протекающих в организме человека. Таким способом можно зафиксировать малейшие колебания психофизического эмоционального состояния человека.

К преимуществам методов ГРВ относятся неинвазивность, безопасность и полная стерильность, отсутствие особых требований к помещению и условиям окружающей среды, низкая себестоимость обследования, наглядность и интерпретируемость получаемых данных, удобство их хранения и последующей компьютерной обработки, возможность слежения за развитием процессов во времени, сопоставления структурных, функциональных и временных процессов в организме и др.

Современные приборы и оборудование позволяют регистрировать развитие ГРВ-изображения в реальном масштабе времени: прямой ввод ГРВ-зображений в ЭВМ дает возможность проводить качественную и количественную обработку параметров ГРВ-грамм, для их более точной оценки [8]. Это дает возможность оценить структурно-функциональное состояние исследуемого органа с получением стабильных воспроизводимых результатов в реальном масштабе времени. Воспроизводимость результатов зависит от внешних условий (температура, влажность воздуха и др.).

Значительный научно-практический интерес для биомедицинской диагностики и клинических исследований предоставляют исследования медицинской визуализации данного эффекта – газоразрядное свечение биологических объектов, в основном, организма человека и его органов и воды, как основной субстанции жизни.

Целью работы являлось изучение принципиальной возможности использования цветного спектрального Кирлиан анализа в биомедицинской диагностике органов человека и анализе характера и параметров ГРВ-спектров биологических объектов и воды.

Эксперименты по определению влияния на размеры и характер ГРВ-свечения частоты электрического тока, подаваемого на электрод, получены методом селективного высокочастотного разряда (СВЧР) на приборе с электродом из полиэтилентерефталата (ПЭТФ, хостафан) с электрическим напряжением на электроде 15 кВ, длительностью импульса 10 мкс и частотой электрического тока 15 кГц. В экспериментах использовались четыре частоты электрического тока – 6, 12, 15, 24 кГц. Наряду с видимым диапазоном, для данного метода получены цветные Кирлиановы спектры в УФ- и ИК-диапазоне.

Читайте также:  Анализ на кальций в воде

Регистрация ГРВ-свечения проводилась в темной комнате при красном светофильтре. На диэлектрическую пластину из хостафана, служащую электродом, создающим поле высокого напряжения, помещался лист чувствительной к излучениям фотобумаги или фотопленки. Исследуемый объект (большой палец руки человека, капли воды) устанавливался сверху листа фотобумаги или фотопленки. Между исследуемым объектом и диэлектрической пластиной подавались импульсы электрического напряжения от генератора электромагнитного поля напряженностью 15¸24 кГц и частоты частота электрического тока – 15 кГц, для чего на обратную сторону пластины наносилось прозрачное проводящее электрический ток медное покрытие. При заданной напряженности поля в газовой среде пространства контакта объекта и пластины развивался газовый разряд в виде характерного свечения вокруг объекта – коронного разряда в диапазоне 280¸760 нм, засвечивающего цветную фотобумагу или фотопленку, по которому судили о биоэлектрических свойствах изучаемого объекта.

С помощью цветного спектрального Кирлиан анализа были проанализированы снимки ГРВ-свечения пальцев рук 750 пациентов, страдающих заболеваниями опорно-двигательного аппарата, позволяющие анализировать характеристики ГРВ-свечения отдельных зон пальцев рук. Также методом цветного спектрального Кирлиан анализа исследованы образцы воды различного происхождения и различной степени водоочистки.

ИК-спектры образцов воды регистрировали на Фурье-ИК спектрометре Brucker Vertex (Brucker, ФРГ) (спектральный диапазон: средний ИК – 370¸7800 см -1 ; видимый – 2500¸8000 см -1 ; разрешение – 0.5 см -1 ; точность волнового числа – 0.1 см -1 на 2000 см -1 ).

Оценка характеристических параметров методом ГРВ производилась на основании анализа полученных изображений ГРВ-грамм, обработанных стандартным пакетом программ.

Для регистрации ГРВ свечения, сохранения в памяти ЭВМ файлов ГРВ-грамм и последующей их обработки использовалась программа «GDV Capture» в двух режимах – для статической (покадровой) съемки, и для динамической (видеосъемки).

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с помощью программы статистического пакета STATISTIСA 6, используя критерий t-Стьюдента (при р -1 ).

Зависимость удельной электрической проводимости σ (Ом -1. м -1 ) и коэффициента теплопроводности K (Вт/м . К) определяется законом Видемана-Франца:

где k – постоянная Больцмана (1.380662 10 -23 Дж/K), e – заряд электрона (-1.602176 10 -19 Кл), T – температура (К).

Человеческий организм представляет собою проводник, окруженный слоем диэлектрика (кожей), генерирующий биопотенциалы, связанные с электрической активностью данного органа. Как известно, в поверхностных слоях кожи находятся особые электрические биорецепторы, выполняющие важные функции распознавания различных сигналов (воздействий) и связанные через нервную систему с мозгом и внутренними органами. В пользу этого предположения свидетельствует детектируемый в поверхностных слоях кожи слабый электрический потенциал величиной 0.05 В. Большие электрические потенциалы, вплоть до 10 В могут быть результатом внешней электризации, например, при растирании ладоней одной о другую. Кроме этого, поверхность человеческого тела излучает тепловые волны, детектируемые в ИК-диапазоне.

При наличии сравнительных таблиц и данных электрического состояния кожного покрова в нормальном и патологическом состоянии можно использовать ГРВ-визуализацию как возможный способ ранней диагностики различных заболеваний и патологий в клинической диагностике и медицине. В развитии заболевания выделяются три основных стадии, отчетливо проявляющиеся на ГРВ-граммах – информационная, промежуточная и симптоматическая. Во время информационной стадии клинические симптомы проявляются редко, в основном, как случайные проявления. Во второй промежуточной стадии развития заболевания проявляются клинические симптомы, еще не имеющие четкого клинического соответствия. В третьей, симптоматической стадии, симптомам соотносятся с топографическими контурами ГРВ-свечения. Эта стадия характеризуется различными клиническими проявлениями, о которых можно судить по характеристикам ГРВ-свечения. Данные, полученные методом ГРВ, могут не совпадать с результатами клинических исследований, поскольку они отражают разные уровни проявления (визуализации) тех или иных биологических процессов (патологий) в организме. В соответствии с этим основная цель исследования заключалась в получении достоверных данных и их сравнительном анализе разными методами – ГРВ и цветным Кирлиановым анализом.

Основная информация в ГРВ-диагностике извлекается из параметрических характеристик ГРВ-свечения, которое представляет собой пространственно распределенную группу участков различной плотности и яркости [9]. ГРВ-свечение с помощью оптической системы и ПЗС-камеры преобразуется в видеосигналы, которые затем записываются в виде одиночных кадров (ГРВ-грамм) или AVI-файлов в блок памяти ЭВМ, связанный с процессором обработки видеокадров – специализированный программный комплекс, позволяющий производить вычисление целого ряда параметров, на основе анализа которых делаются определенные диагностические заключения. Это позволяет осуществлять статическую съемку ГРВ-грамм 10 пальцев рук человека и проводить статическую съемку серии (до 100) ГРВ-грамм жидкостей.

Компьютерный анализ ГРВ-грамм включает в себя секторную диагностику и параметрический анализ. Секторная диагностика основана на диагностической таблице, которая связывает характеристики свечения отдельных зон пальцев рук с функциональным состоянием органов и систем организма. Параметрический анализ основан на оценке более 30 параметров ГРВ-грамм, факторном и корреляционном анализе. Рассматриваются геометрические, яркостные, структурные, фрактальные, вероятностные и другие группы параметров. Пустоты или, наоборот, вспышки на ГВР-грамме могут быть свидетельством патологий в данной области тела. Эти факторы являются общими при оценке газоразрядных снимков органов человека разными методами ГРВ-визуализации.

В Болгарском Научно-исследовательском центре медицинской биофизики (НИЦМБ) для визуализации газоразрядного свечения разработан и используется на практике метод селективного высокочастотного разряда (СВЧР) на электроде из полимерного материала хостафана, характеризующегося большой электрической прочностью (160¸200 кВ/мм) и отличающегося от обычного ГРВ-метода тем, что электропроводность изучаемого объекта не оказывает существенного влияния на формирование ГРВ-изображения [10-12]. Его формирование зависит в основном от диэлектрической проницаемости. Метод цветного Кирлиан анализа был предложен И. Игнатовым в 2007 г. Фотографирование Кирлианового спектра в данной методике является одним из физических методов, при которых качество изображения при использовании фотопленки выше, чем при использовании фотокамеры Полароид или цифровых методов ЭВМ. Электрическое напряжение, подаваемое на электрод прибора, составляет 15 кВ при частоте электрического тока 15 кГц. В ходе экспериментов было получено 2500 ГРВ-грамм различных биологических объектов и проведен их параметрический анализ. Также получены ГРВ-граммы в УФ и ИК-диапазоне (рис. 1), сравнение которых позволяет проводить анализ проблемных областей на ГРВ-граммах.

Рис. 1. Виды цветного спектрального Кирлиан анализа биологических объектов (большой палец руки человека) в видимом (а), УФ- (б) и ИК-диапазоне (в). (электрическое напряжение 15 кВ, частота электрического тока – 15 кГц) (данные И. Игнатова).

Исследования показали, что интенсивность, характер (цветовая гамма) и структура Кирлианового свечения живых тканей в переменном электрическом поле зависит от исходного состояния объекта (уровня его метаболических процессов, функционального состояния отдельных органов и тканей, специфики протекания патологических процессов и др.).

В процессе регистрации черно-белых Кирлиановых фотографий выделяются три вида газоразрядной визуализации биологических объектов (пальцы рук человека), наблюдающихся при применении метода СВЧР: корона (а), галo (б) и точкообразный (в) (рис. 2). В результате статистической обработки полученных данных с помощью критерия Стьюдента (p

Рис. 2. Виды черно-белых Кирлиановых фотографии (большой палец руки человека) методом СВЧР (данные получены на приборе с электродом из полимера хостафана с электрическим напряжением на электроде 15 кВ и частотой электрического тока – 15 кГц): корона (corona) (а), галo (halo) (б) и точкообразный (spotted) (в) (данные И. Игнатова).

Также проведены эксперименты для изучения влияния на размеры и характер Кирлианового свечения частоты электрического тока, подаваемого на электрод. Для этого использовались четыре частоты электрического тока – 6, 12, 15, 24 кГц. Как показали исследования, контуры ГРВ-свечения при 12 и 15 кГц однородны. Контур ГРВ-свечения при частоте 6 кГц составляет 55 % от контура при 15 кГц, а при 24 кГц – всего 15 % от контура при 15 кГц, что важно для дальнейшего анализа и идентификации снимков. Согласно полученным данным, падение биоэлектрической активности тела способствует уменьшению интенсивности ГРВ-свечения. Патологии в человеческом организме также изменяют биоэлектрическую активность и изменяют форму и цветовую гамму Кирлианового свечения, которая определяется, в основном, энергией излучения фотонов при переходе электронов с высших энергетических уровней на низшие при возбуждении электрическим полем. При красном цвете эта энергия составляет 1.82 эВ, при оранжевом цвете – 2.05 эВ; при желтом – 2.14 эВ, при сине-зеленом – 2.43 эВ, при синем – 2.64 эВ, а при фиолетовом – 3.03 эВ. Таким образом, чем больше преобладают в спектре желтые, оранжевые, синие, сине-зеленые и фиолетовые цвета, тем ярче выражена газорарядная визуализация и биоэлектрические свойства объекта. Согласно полученным данным, падение биоэлектрической активности тела способствует уменьшению интенсивности ГРВ-свечения. Исследования проводились на 750 пациентах. Показано, что падение общей биоэлектрической активности тела, а также патологии в человеческом организме изменяют биоэлектрическую активность и уменьшают видимые размеры Кирлианового свечения. Кирлиановое свечение больного (а) и здорового (б) человека различаются (рис. 3). Эта зависимость закономерна для многих заболеваний (глазные болезни, болезни суставов, болезни позвоночника, онкологические заболевания и др.).

Рис. 3. Кирлиановое свечение большого пальца руки здорового (а) и больного (б) человека (электрическое напряжение на электроде 15 кВ, частота электрического тока – 15 кГц) (данные И. Игнатова).

Метод цветного спектрального Кирлиан анализа был также апробирован для изучения свойств воды, из которых на 70¸80 % состоят биологические объекты [13]. В соответствии с современными представлениями вода рассматривается как ассоциированная жидкость, состоящая из отдельных ассоциированных элементов – полиэдрических кластеров общей формулы (Н2О)n, где n = 3¸21, в которых молекулы связаны Ван-дер-ваальсовыми, диполь–дипольными и другими силами и взаимодействиями с переносом заряда, включая водородную Н…О-связь. Отличительной особенностью водородной связи является сравнительно низкая прочность; она в 5¸10 раз слабее химической ковалентной связи [14, 15]. По энергии водородная связь занимает промежуточное положение между химической связью и Ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями, удерживающими молекулы в твердой или жидкой фазе. Энергия водородной связи составляет 5¸10 ккал/моль, в то время как энергия ковалентной О–Н-связи в воде – 109 ккал/моль. В то же время энергия ковалентной O–H-связи в 200 раз больше тепловой энергии. Поэтому, водородные связи в жидком состоянии относительно слабы и неустойчивы: предполагается, что они могут легко возникать и разрушаться в результате тепловых флуктуаций. Изменение положения одного структурного элемента (молекулы воды) под действием любого внешнего фактора или изменения ориентации окружающих соседних молекул воды обеспечивает высокую чувствительность структурных элементов воды к различным внешним воздействиям (электромагнитные, тепловые, звуковые поля, биовоздействие и др.). Молекулы воды в жидком состоянии в нормальных условиях (1 атм, 22 0 С) способны совершать колебательные движения, вращения вокруг своей оси, а также хаотические и направленные перемещения, за счет чего отдельные молекулы могут перескакивать из одного места в другое в объеме воды за счет кооперативных взаимодействий. В результате в водных растворах возможен аутопротолиз, т. е. отрыв протона H + от одной молекулы воды с последующим перемещением и присоединением Н + к соседней молекуле Н2О, приводящие к делокализации протона в пределах кластера с образованием ионов гидроксония состава: Н3О + , Н5О2 + , Н7О3 + , Н9О4 + и др. Это свойство объясняет чрезвычайно лабильный, подвижный характер взаимодействия ассоциатов друг с другом. В математической модели воды предполагается, что вода, состоящая из множества ассоциативных элементов – нейтральных кластеров (Н2О)n и заряженных кластерных ионов [(Н2О)] + n и [(Н2О)] — n различных типов, способна образовать подобие иерархической пространственной квазикристаллической структуры, где n в математических расчетах может достигать десятков и даже сотен единиц.

Методом Фурье ИК-спекроскопии были измерены величины средней энергии (∆EH.O) водородных Н…О-связей между молекулами H2O в процессе формирования кластерных ассоциатов формулы (H2O)n, составляющие -0.1067±0.0011 эВ, что совпадает с основным пиком в ДЭНС-спектре воды (рис. 4). При изменении температуры воды средняя энергия водородных H. O связей в ассоциатах молекул H2O изменяется. Проведенный ИК-спектральный анализ (метод ДЭНС) образцов воды показал процесс ориентации (структурирования) молекул воды в результате поляризации водных кластеров, что видно из ДЭНС-спектра воды в различных экспериментальных условиях (рис. 4). Верхняя часть ДЭНС-спектра показывает окно прозрачности земной атмосферы для электромагнитного излучения в среднем ИК-диапазоне.

Рис. 4. Неравновесный энергетический спектр (НЭС-спектр) воды в различных экспериментальных условиях: деионизированная вода, хим. чистота – 99.99 %, рН – 6.5¸7.5, общая минерализация – 400 мг/л, удельная электропроводность – 10 мк·См/см.

Структурированное состояние воды оказалось чувствительным датчиком различных полей и воздействий – электромагнитных, акустических, энерго-информационных и др. Кроме этого вода является источником сверхслабого и слабого переменного электромагнитного излучения. В этом случае возможна индукция соответствующего электромагнитного поля и резонансные эффекты совмещения (суперпозиции) электромагнитных полей, способных изменять структурно-функциональные характеристики биологических объектов, на 70¸80 % состоящих из воды. Как показали исследования, на характер газоразрядного электрического свечения капель воды в переменном электрическом поле высокой частоты оказывает влияние вид воды, способ и уровень водообработки и водоочистки, наличие в воде примесей и другие факторы (рис. 5).

Рис. 5. Цветной Кирлиановый спектральный анализ капли воды различного происхождения (электрическое напряжение на электроде 15 кВ, частота электрического тока – 15 кГц): 1 – водопроводная вода; 2 – горная вода (Тетевен, Болгария); 3 – морская вода (Хаммамет, Тунис); 4 – карстовая и минеральная вода (Златна Панега, Болгария).

Авторы считают, что воздействия на воду факторов различной природы – электромагнитных, акустических полей, биовоздействий и др., оказывая определенное направленное воздействие на воду, изменяют посредством изменения водородных связей между молекулами воды структуру водных ассоциатов так, что в них кодируется информация об этих воздействиях, которую можно детектировать в т. ч. методом цветного спектрального Кирлиан анализа. Современные технологии цветного спектрального Кирлиан анализа позволяют детектировать эту информацию в виде характерного газоразрядного свечения капель воды в переменном поле высокой напряженности и частоты. С физической точки зрения ГРВ-свечение воды характеризуется как процесс переноса электрического разряда в примыкающем к объекту исследования ионизированном воздухе. Авторы считают, что возникновение ГРВ-свечения вокруг капли воды может быть объяснено с учетом энергии электрического поля и изменения за счет воздействия электрического поля структуры воды, которая в свою очередь может быть обусловлена межмолекулярными перестройками внутри водных ассоциатов. Этот факт может свидетельствовать о том, что вода обладает информационными свойствами.

В настоящее время проводятся модификации метода цветного спектрального Кирлиан анализа и программного обеспечения, что дает авторам основание надеяться, что данный метод визуализации получит новый этап своего развития в медицинской диагностике.

В результате работы получены и анализированы 2500 цветных Кирлиан снимков пальцев рук больных заболеваниями опорно-двигательного аппарата (остеоартроз, ревматоидный артрит, заболевания позвоночника) и образцов воды различного происхождения и степени водообработки. С научной точки зрения, данные исследования могут служить основой для понимания происхождения и функционирования различных биоэлектрических процессов в организме человека при их взаимодействия с внешним электрическим полем, что может служить индикатором различных заболеваний и патологий. С технологической точки зрения разработана научно-материальная база для совершенствования новых методов ГРВ-диагностики и цветного Кирлиан анализа, заключающиеся в использовании метода СВЧР на электроде из ПЭТФ и хостафана с электрической прочностью 160¸200 кВ/мм, плотностью 1.38¸1.4 г/см 3 , температурой плавления 260 о С. Полученные данные цветного спектрального Кирлиан анализа могут использоваться совместно с традиционными методами клинической диагностики.

1. Иванов Э.В., Журавлёв А.И. О свечении биологических объектов в импульсном высоковольтном разряде. Сверхслабые свечения в биологии. Москва: Медицина. 1972. 109 с.

2. Коротков К.Г., Ратман П.А, Гоголадзе Г.И. Экспериментальная установка для исследования применения метода поверхностной газоразрядной визуализации (эффект Кирлиан) // Известия ЛЭТИ. 1991. Вып. 428. С. 83–88.

3. Adamenko V. G. Objects moved at a distance by means of a controlled bioelectric field // International Congress of Psychology. Tokyo: Elsevier. 1972. 54 c.

4. Antonov A., Yuskeselieva L. Research of Electrical Discharge of Biological Objects. Moscow: Signal AM. 1979. 54 c.

5. Pehek J.O., Kyler H.J., Faust D.L. Image Modulatic Corona Discharge Photography // Science. 1976. Vol. 194 (4262). pp. 263–270.

6. Гурвиц Б.Я., Крылов Б.А., Коротков К.Г. Использование метода ГРВ для разработки нового подхода к ранней диагностике онкологических заболеваний. Биомедприбор-98 // Тез. докл. межд. конф. Москва. 1998. С. 106–107.

7. Коротков К.Г., Малышев В.Э. Экспресс-диагностика физического и психологического состояния человека с помощью метода газоразрядной визуализации // Мат. научно-практич. конф. Экология, здоровье, безопасность . – СПб, 1998, – 52 с.

8. Korotkov K.G, Krizhanovsky E.V. The dynamic of the Gas Discharge around drops of liquids // Measuring Energy Fields: State of the Science. NY: Backbone Publ. Co., USA. 2004. 123 p.

9. Korotkov K.G., Kaariainen P. GDV applied for the study of a physical stress in sportsmens // Journal of Pathophysiology. 1998. Vol. 5. P. 53.

10. Ignatov I., Marinov M. Color Kirlian Spectral Analysis. Color Observation with Visual Analyzer. Hanover: Euromedica. 2008. 36 p.

11. Zellner A. Energy, Color Kirlan Analysis of Ignat Ignatov // Die Ingenieurin. 2009. № 89. P. 23-29.

12. Ignatov I. Energy Biomedicine, Biophysical and Medical Effects in Cases of Bioresonance of Biophysical Fields. Sofia: Gea Libris. 2005. 56 p.

13. Ignatov I., Tsvetkova V. Water for the origin of life and informationability of water, Kirlian (electric images) of different types of water. Hanover: Euromedica. 2011. 43 p.

14. Мосин О.В., Игнатов И. Структура воды и физическая реальность // Сознание и физическая реальность. 2011. Т. 16. № 9. С. 16–31.

15. Ignatov I., Antonov A., Galabova T., Stoyanov S. Self-organization and Informationabily of Water, their Importance for the Possible Processes of Structuring of the Living Matter // II Seminar Man and Nature . Sofia, Teteven: SRCMB. 2001. p. 14.

источник