Влияние водных суспензий промышленных наночастиц на биометрические свойства проростков пшеницы

В работе показано влияние размера (9, 83 и 143 нм) и концентрации (3…1000 мг/л) наночастиц и ионов никеля на морфометрические (длину 2-суточного корня, энергию прорастания, суммарную длину 9-суточных побегов и корней) и физиологические (содержание в тканях ионов K+ и NO3- и электропроводность) свойства проростков пшеницы сорта “Ирень”, выращенных с добавлением наночастиц в среду прорастания (раствор Хьюитта). Установлено, что угнетение корнеобразования развивается при увеличении концентрации наночастиц, при переходе от наноразмерной формы к ионной и с уменьшением размера частиц в суспензиях с концентрацией более 30 мг/л.

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………….. 11

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ……………………………………………………. 12

1.1 Нанопорошки металлов ……………………………………………………………… 12
1.1.1 Определение и классификация наночастиц ………………………………. 12
1.1.2 Применение наночастиц никеля ………………………………………………. 13
1.1.3 Методы получения наночастиц никеля ……………………………………. 13
1.2 Биологическое действие никеля …………………………………………………. 15
1.2.1 Токсическое действие никеля …………………………………………………… 15
1.2.2 Токсическое действие наночастиц никеля ……………………………….. 16
1.2.3 Стимулирующее биологические действие никеля …………………….. 16
1.2.4 Стимулирующее биологические действие наночастиц никеля….. 17
1.3 Постановка задач исследования …………………………………………………. 20
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ……………………………………………… 22

2.1. Объекты исследования ……………………………………………………………….. 22
2.1.1. Нано- и микрочастицы Ni ……………………………………………………….. 22
2.1.2. Раствор ионов Ni2+………………………………………………………………….. 23
2.1.3. Семена пшеницы ……………………………………………………………………… 23
2.2. Методы исследования нанопорошков………………………………………… 24
2.2.1. Рентгенофазовый анализ ………………………………………………………… 24
2.2.2. Электронная микроскопия ………………………………………………………. 24
2.2.3. Метод низкотемпературная адсорбция азота (метод БЭТ) …… 25
2.3. Исследование физико-химических свойств наночастиц ……………. 26
2.3.1. Дисперсионная среда: питательный раствор Хьюитта ………….. 26
2.3.2. Исследование коллоидных свойств суспензий …………………………… 26
2.4. Исследование биологического действия наночастиц ………………… 27
2.4.1. Приготовление суспензий и растворов…………………………………….. 27
2.4.2. Определение биометрических параметров проростков …………… 28
2.4.3. Определение физиологических параметров проростков …………… 31
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ ………………………………….. 33

3.1 Состав и морфология никелевых порошков ……………………………… 33
3.1.1 Характеристика наночастиц никеля ………………………………………….. 33
3.1.2 Коллоидные свойства частиц в суспензиях………………………………. 34
3.2 Влияние наночастиц и ионов никеля на свойства проростков …. 35
3.2.1. Влияние концентрации наночастиц на морфологию проростка.. 35
3.2.2. Влияние концентрации ионов Ni2+ на морфологию проростка…….. 37
3.2.3. Влияние концентрации наночастиц и ионов Ni2+ на
физиологические свойства проростков ………………………………………………. 38
3.2.4. Влияние размера наночастиц на морфологию проростков……….. 40
3.3. Выводы по главе …………………………………………………………………………. 42
ГЛАВА 4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ,
РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСНАБЖЕНИЕ……………….. 45

4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности
проведения исследований с позиции ресурсоэффективности
и ресурсосбережения……………………………………………………………………………. 45
4.1.1 Анализ конкурентных технических решений ……………………………. 45
4.1.2 SWOT-анализ …………………………………………………………………………… 47
4.2 Планирование научно-исследовательских работ ………………………. 50
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования …………………. 50
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка
графика проведения ……………………………………………………………………………. 51
4.3 Бюджет научно-технического исследования ……………………………… 53
4.3.1 Расчет материальных затрат научно-технического
исследования ………………………………………………………………………………………. 54
4.3.2 Расчет амортизации специального оборудования ……………………. 54
4.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы ……………………. 55
4.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы …………. 57
4.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 57
4.3.6 Накладные расходы …………………………………………………………………. 57
4.3.7 Бюджетная стоимость НИР …………………………………………………. 58
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности
исследования ……………………………………………………………………………………….. 59
4.4.1 Интегральный показатель финансовой эффективности …………. 59
4.4.2 Интегральный показатель ресурсоэффективности ……………………. 60
4.4.3 Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения
разработки ………………………………………………………………………………………… 60
1.4 Выводы по разделу ……………………………………………………………………… 61
ГЛАВА 5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТВЕННОСТЬ ……………………………………. 65

5.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности
……………………………………………………………………………………………………………… 65
5.2 Производственная безопасность ……………………………………………………. 67
5.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов …………….. 69
5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия
опасных факторов на исследователя ………………………………………………….. 77
5.3 Экологическая безопасность ………………………………………………………. 77
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………….. 79
5.5 Выводы по разделу ………………………………………………………………………… 80
6 СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ………………………………………. 82

7 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………………. 83

ПРИЛЖЕНИЕ 1. РАЗДЕЛ НА АНЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ ……………………….. 97