Автореферат диссертации на соискание ученой степени

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3

Глава V. Сравнительная экономическая оценка двух методов («Мёллер-5» и «ЯМР-релаксации») определения уровня мутагенной активности загрязнений проб-образцов водной среды

Исходные экспериментальные данные и их обработка с помощью общепринятых биометрических формул приведены в таблице 14.

Время проведения анализа при использовании метода «ЯМР-релаксации» сокращается в 720 раз (по сравнению с методом «Мёллер-5»), что делает крайне перспективным широкое практическое внедрение предлагаемого нами экспресс-метода диагностики качества факторов окружающей природной среды на базе применения прибора ЯМР-релаксации (релаксометров).

Таблица 14

Сравнительная экономическая оценка двух методов определения качества – «Мёллер-5» (базовый) и «ЯМР-релаксации» (проектируемый) – через определение уровня мутагенной активности загрязнений проб-образцов факторов окружающей природной среды.

Показатели	Условные обозначения	Базовый вариант	Проектируемый вариант
Месячный должностной оклад обслуживающего персонала, руб.	О	5000	5000
Количество дней за месяц, необходимых для выполнения поставленной задачи, дн.	Д	24	0,02
Количество дней за месяц, необходимых для выполнения поставленной задачи, дн.	К	24	24
Количество энергии, потребляемой приборами в час, кВт.	А	0,4	0,4
Количество энергии, необходимое для освещения в час, кВт.	В	0,001	0,001
Действующий тариф на электроэнергию, руб/кВт*час	К	0,75	0,75
Число дней в году, необходимых для работы на приборах, дн.	В1	7	2
Число дней в году, в течение которых происходит потребление энергии за счет освещения, дн.	В2	24	0,02
Время работы персонала за приборами в течение рабочего дня, час	Ч1	8	8
Количество часов использования освещения в течение рабочего дня, час	Ч2	2	2
Балансовая стоимость приборов, руб.	Кб	940500	940500
Число машин, приборов, шт.	N	1	1
Норма отчислений на амортизацию приборов, %	A	12,5	12,5
Затраты по работе с контрольным тест-объектом, руб.	Т	9300	-
Норма отчислений на текущий ремонт, %	В	3	3
Годовой полезный фонд рабочего времени, час	ФРВ пол.	2400	2400

Годовая экономия от использованного программного средства (метода) будет равна: С1 - С2 = 94267,395 руб. – 1097,25 руб. = 93170,145 руб. Так как в данном проекте отсутствуют первоначальные вложения, то нет необходимости рассчитывать срок окупаемости проекта, рентабельность, чистый дисконтированный доход. Новый вариант анализа мутагенной активности обеспечивает более ускоренный процесс решения поставленной задачи, позволяет снизить затраты по эксплуатации оборудования на сумму 93 170,145 рублей в год в пересчете на один анализ генетической пробы по базовому варианту. Экономическая эффективность широкомасштабного внедрения функционального, термодинамического метода экспресс-диагностики качества факторов окружающей природной среды на уровне нуклеиновых кислот, т.е. наноуровне, в стоимостной форме может составить может составить ежегодную прибыль от 4 000 000 до 4 500 000 рублей в пересчете на анализ 1000 проб-образцов по установлению уровня мутагенной активности загрязнений данных проб-образцов. Средняя стоимость обработки одной пробы на мутагенность равна 500 рублей, а эффективность скрининга проб-образцов равна 10-20% (Якубов, Краснов, Смирнова, 2006).

Заключение

Экспериментальный анализ мутагенной активности загрязнений водной среды, содержащей серу образца «А» (п. Аксарайск) и серу образца «В» (ж/д ст. «Астрахань-II») включая пробы-образцы водопроводной и природной воды (Астрахань, Казань), а также проб-образцов пива трех марок – «Красный Восток», «Балтика №3», «Толстяк» - разного срока хранения (в первый день и через 3 дня), который был определен как прямым, общепринятым, классическим методом эколого-генетическим методом «Мёллер-5» (%) (за исключением проб-образцов пива трех марок), так и косвенным – метод «ЯМР-релаксации» позволило нам построить калибровочную модель прямой и обратной зависимости между методами «Мёллер-5» и «ЯМР-релаксации», которая информационно-математически описывается линейными уравнениями. Данная калибровочная модель является практически основой широкомасштабного внедрения прибора «ЯМР-релаксации» (релаксометра) как опытно-лабораторной сборки, так и серийно-промышленного изготовления, позволяющего в сотни раз сократить время анализа проб-образцов по определению качества через уровень мутагенной активности загрязнений факторов окружающей природной среды. При этом экономическая эффективность данной методологии в стоимостной форме исчисляется десятками миллионов рублей прибыли ежегодно.

Проведенные экспериментальные исследования 2000-2006 гг по оценке качества проб-образцов факторов окружающей природной среды, в первую очередь водной, позволили сделать следующие выводы и научно-практические рекомендации, которые базируются на утверждении о том, что уровень мутагенной активности загрязнений факторов окружающей природной среды может служить показателем качества и критерием социально-экономической угрозы, т.к. превышение его значений (фоновый 0,37%), вызывает нарушение процессов жизнедеятельности живых форм. Эти нарушения часто приобретают необратимый характер при уровне мутагенности выше 1,0%.

Скорейшее внедрение в практику экологии, медицины и экономики разработанных нами 4-х серий «биочипов», являющихся информационной основой технологии функциональной, термодинамической методологии экспресс-диагностики качества на базе применения инструментальных, физико-химических приборов, как специально сконструированных (стационарных и переносных), так и промышленного изготовления во многом будет способствовать созданию прочного заслона против попадания в окружающую природную среду опасных мутагенов.

Основные положения данных технологий отражены в наших выводах и рекомендациях.

Выводы

1. Впервые выявлен эффект экранирования, т.е. наличие в пробе-образце более сильного мутагена не дает фенотипическую возможность проявления более слабого мутагена, который сохраняет свою индивидуальность.

2. Мутагенная активность загрязнений проб-образцов как природной, так и водопроводной воды в г. Казани достоверно выше в сравнении с таковыми в г. Астрахани. Это в свою очередь служит доказательством прямой зависимости качества водопроводной воды от исходной – природной, при наличии в ней мутагенов.

3. Сера, как образец «А» (п. Аксарайск), так и образец «В» («Астрахань-II»), является мутагеном и может служить одной из причин повышения мутагенной активности загрязнений факторов окружающей природной среды.

4. Зависимость между уровнем мутагенной активности загрязнений водной среды (метод «Мёллер-5», %) и временем релаксации спин-спинового и спин-решеточного взаимодействия электронов (метод «ЯМР-релаксации», сек^-1) одних и тех же анализируемых проб-образцов как природной, так и водопроводной воды имеет обратно-пропорциональную закономерность: чем больше уровень мутагенной активности загрязнений проб-образцов, тем меньше время релаксации взаимодействия электронов данных проб-образцов и наоборот.

5. Пиво марки «Красный Восток» как показали данные экспериментальных исследований методом «ЯМР-релаксации» в 2004-2005 гг является худшим, при сравнении с образцами пива марок «Балтика №3» и «Толстяк» по сравнению с подобными исследованиями в 1999-2000 гг. При этом все три исследованные марки пива не представляют опасность для здоровья и могут быть рекомендованы к широкому потреблению.

6. Калибровочная зависимость между методом «ЯМР-релаксации» – (X) и методом «Мёллер-5» – (Y), которая моделируется линейным y’ = -0,103⋅x+0,211 уравнением построенным с помощью графического метода максимального правдоподобия, а также линейным уравнением y’ = -0,456⋅x+1,45, построенным с помощью метода наименьших квадратов, является основой широкомасштабного внедрения прибора ЯМР-релаксации в экологию, медицину, пищевую биотехнологию, а также аквакультуру, растениеводство, материаловедение. Внедрение данного прибора существенно сокращает время на проведение анализов по определению качества проб-образцов факторов окружающей природной среды при наличии в них мутагенов.

7. Ретроспективный сравнительный анализ экспериментальных значений уровней мутагенной активности загрязнений проб-образцов воды, используемой в биотехнологическом процессе производства пива двух марок «Балтика №3» и «Красный Восток» методом «Мёллер-5» (%) с 2000 по 2004 гг выявил достоверно значимую тенденцию роста мутагенной активности проб-образцов воды при производстве пива марки «Красный Восток», которая достоверно увеличилась на 17% в 2004 г по сравнению с пробами-образцами воды, используемой при производстве пива марки «Балтика №3», что и служит доказательством одной из причин ухудшения качества пива «Красный Восток» в 2004 г по сравнению с 2000 г.

8. Экономическая эффективность практического внедрения функциональной, термодинамической методологии экспресс-диагностики качества факторов окружающей природной среды (на наноуровне) связана с тем, что она в 360-720 раз быстрее позволяет установить уровень мутагенной активности анализируемых проб-образцов, т.е. 30-60 минут (метод «ЯМР-релаксации») вместо 30 суток (метод «Мёллер-5»). В стоимостной форме это выражается (без учета амортизационных затрат) 5 долл. США вместо 500, при этом ежегодно прибыль от широкомасштабного внедрения прибора ЯМР-релаксации исчисляется десятками миллионов рублей, без учета прибыли от рекламы.

9. Разработаны научно-теоретические основы информационной технологии функциональной, термодинамической методологии экспресс-диагностики качества факторов окружающей природной среды не только на базе применения прибора ЯМР-релаксации (Казанский государственный университет), но и прибора ЯМР-релаксации «Minispec mq» (Bruker Optik GmbH, Германия).

Научно-практические рекомендации

Целесообразность скорейшего широкомасштабного практического внедрения функционального, термодинамического метода экспресс-диагностики качества факторов окружающей природной среды в экологии, медицине и пищевой промышленности состоит в том, что он в сотни раз ускоряет время проведения анализа проб-образцов на определение уровня мутагенной активности загрязнений, а это во многом предопределит успешное решение ряда социально-экономических проблем в регионах России, и в первую очередь, уменьшению и устранению отрицательного сальдо между рождаемостью и смертностью.

В каждом супермаркете, специализированных клиниках и больницах, а также других организациях и учреждениях, отвечающих за здоровье населения, охрану природы и рациональное природопользование необходимо установить как прибор ЯМР-релаксометр (Казанский государственный университет), так и серийный, автоматизированный промышленного изготовления прибор ЯМР-релаксометр «Minispec mq» (Bruker Optik GmbH, Германия). Ежегодная прибыль от их внедрения в стоимостной форме исчисляется десятками миллионов рублей без учета прибыли от продаж данных приборов.

Проведение эколого-генетического мониторинга с помощью инструментальных физико-химических методов исследования на базе применения приборов «ЯМР-релаксации (релаксометров)» в пищевой биотехнологии, включая производство не только пива, но и других пищевых продуктов крайне актуально, т.к. стоимостная обработка проб на определение уровня мутагенной активности составляет 5 долларов США вместо 500 при использовании традиционного метода «Мёллер-5».

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Краснов В.А. и др. Модифицированная методика определения ущерба от загрязнений. / Краснов В.А., Алтуфьев Ю.В., Добренький М.Н., Якубов Ш.А., Смирнова Д.Ш. Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря. Матер. 8 междунар. науч. конф. 11-12 октября 2005 г. - Астрахань: Изд. дом «Астраханский государственный университет», 2005. – 257 с.
Краснов В.А. и др. Значение информации для генной инженерии как критерия генетического гомеостаза (особи и популяции). / Краснов В.А., Якубов Ш.А., Суворова Т.Ф., Смирнова Д.Ш., Смирнов Р.Б. - Вестник АГТУ, Астрахань: АГТУ, 2004 2 (21) (июль-август). С. 208-214.
Краснов В.А. и др. Принцип матрешки (экотон в экотоне) на примере Баренцева моря и Волго-Каспия. / Краснов В.А., Суворова Т.Ф., Смирнова Д.Ш., Смирнов Р.В., Александрова М.А., Якубов Ш.А. Комплексные исследования биологических ресурсов южных морей и рек. Межд. конфер. молод. ученых., изд. КаспНИИРХ, 2004 г. С.92-95.
Краснов В.А. Применение информационных технологий в генной инженерии (на примере биочипов). Комплексные исследования биологических ресурсов южных морей и рек. Межд. конфер. молод. ученых., изд. КаспНИИРХ, 2004 г. С. 89-92.
Краснов В.А. и др. Метод ЯМР-релаксации, как концепция определения качества факторов окружающей природной среды. / Корнильев И.Н., Якубов Ш.А., Суворова Т.Ф., Смирнова Д.Ш. – Вестник АГТУ., Астрахань: АГТУ, приложение к №6(35)/2006 (ноябрь-декабрь). – С. 73-75.
Краснов В.А. и др. Анализ механизмов адаптации живых форм к загрязнениям водной среды. / Смирнова Д.Ш., Суворова Т.Ф., Якубов Ш.А., Смирнов Р.В. // Матер. I междунар. науч.практ. конфер. «Проблемы сохранения экосистемы Каспия в условиях освоения нефтегазовых месторождений». – Астрахань: Изд-во КаспНИРХ, 2005. – С. 108-109.
Краснов В.А. и др. Роль банков в становлении устойчивого развития экономики Астраханской области. / Смирнова Д.Ш., Суворова Т.Ф., Якубов Ш.А., Карпюк М.И. Современные проблемы развития экономической теории. Матер. междунар. науч. конф., 18-22 апр. 2005 г./ Астрахан. гос. техн. ун-т. - Астрахань: ЦНТЭП, 2005. – 304 с.: ил.
Краснов В.А. и др. Эколого-генетический механизм адаптации популяции рыб и других гидробионтов к отрицательным антропогенным воздействиям на Волго-Каспии. / Суворова Т.Ф., Якубов Ш.А., Краснов В.А., Александрова М.А., Иванов В.П. Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов: Мат. II Междунар. заоч. науч. конфер. 31 мая 2004 г. / Ассоциация университетов прикаспийских государств. - Элиста: КалмГУ, 2004. С.163-166.
Краснов В.А. Роль школы бизнес-управления в развитии экологического образования. / Краснов В.А., Якубов Ш.А., Корнильев И.Н., Смирнова Д.Ш., Суворова Т.Ф.Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря. Матер. 8 междунар. науч. конф. 11-12 октября 2005 г. - Астрахань: Изд. дом «Астраханский государственный университет», 2005. – 257 с.
Краснов В.А. и др. Молекулярно-генетические проблемы сохранения биоразнообразия на Каспии. / Якубов Ш.А., Смирнова Д.Ш., Суворова Т.Ф., Александрова М.А. Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря. Матер. 8 междунар. науч. конф. 11-12 октября 2005 г. - Астрахань: Изд. дом «Астраханский государственный университет», 2005. – 257 с.
Краснов В.А. и др. Оценка эколого-генетического риска рационального использования природных ресурсов Прикаспия и Крайнего Севера. / Краснов В.А., Якубов Ш.А., Суворова Т.Ф., Смирнова Д.Ш., Александрова М.А. Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря. Матер. 8 междунар. науч. конф. 11-12 октября 2005 г. - Астрахань: Изд. дом «Астраханский государственный университет», 2005. – 257 с.
Краснов В.А. и др. Примерный прейскурант цен на проведение проб анализа качества продукции. / Краснов В.А., Якубов Ш.А., Смирнова Д.Ш., Смирнов Р.В., Суворова Т.Ф. Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов: Мат. II Междунар. заоч. науч. конфер. 31 мая 2004 г. / Ассоциация университетов прикаспийских государств. - Элиста: КалмГУ, 2004. С.174-176.
Краснов В.А. и др. Нанотехнологический подход в экспресс-методе эколого-генетической диагностики качества. / Краснов В.А., Якубов Ш.А., Суворова Т.Ф., Смирнова Д.Ш., Смирнов Р.В. Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов: Мат. II Междунар. заоч. науч. конфер. 31 мая 2004 г. / Ассоциация университетов прикаспийских государств. - Элиста: КалмГУ, 2004. С.177-179.
Краснов В.А. Методическое пособие по курсу «Генетика» для студентов дистанционного обучения направления 561100, специальность 311700 - «Водные биоресурсы и аквакультура». / Краснов В.А., Якубов Ш.А., Суворова Т.Ф., Есауленко А.В., Александрова М.А. - Астрахань, 2003.

________________________________________________________________________

Подписано в печать «19» апреля 2007 г.

Тираж 100 экз. Заказ №_________

Отпечатано в типографии изд. Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Астраханского государственного технического университета»

414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16

Blog

Автореферат диссертации на соискание ученой степени