О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ С ВОДОЙ В ТЕХНОЛОГИЯХ ЕЕ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ

А.С. Воронкин, П.И. Голубничий, Ю.М. Крутов

ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени ВЛАДИМИРА ДАЛЯ

2008 г.

ФИЗИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ

УЗ ВОЛНЫ

УФ ЛУЧИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕРАЗРЯДЫ

РАДИАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ

ТОКИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

ЛАЗЕРНОЕИЗЛУЧЕНИЕ

ТЕРМИЧЕСКАЯОБРАБОТКА

СТРУКТУРИЗАЦИЯ ВОДЫ• Память воды и

возможность передачи информации биообъектам

• Образование сложных полимерных молекул (ассоциативов, кластеров).

• Возможность программирования кластеров (макромолекул) воды.

• Вода - иерархически организованная среда, существующая в дифференционно-фазовом состоянии-…биокомпьютер

Образование СТРУКТУРНЫХ АССОЦИАТОВ посредством взаимодействия “квантов воды” за

счет водородных связей

ЗАМОРОЖЕННЫЕ КРИСТАЛЛЫ ВОДЫ

Расположение молекул воды в кластерах при разных видах воздействия.

Фотографии кристаллов льда доктора Масару Эмото - “Послания воды”, Япония

температура: – 5° С , увеличение: 500 раз

Жидкие среды организма могут представлять программируемую систему

(по мнению доктора биологич. наук, зав. проблемной лабораторией Министерства здравоохранения России С.В. Зенина ).

• Это означает, что нарушения в индивидуальной программе, заложенной в любом организме на молекулярном уровне в водной структуре могут являться истинной причиной и источником многих болезней.

К а в и т а ц и я

Ультразвуковая Гидродинамическая

СВЕЧЕНИЕ ВОДЫ• Увеличение pH и электропроводности воды

• Получены данные, что величине интенсивности свечения соответствуют наибольшие концентрации пероксида водорода

• Рекомбинация радикалов Н, ОН (при схлопывании пузырька внутри него развивается температура порядка 10^4 К )

• Доказано, что УЗВ оказывают губительное воздействие на разнообразнейшие микроорганизмы

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ КАВИТАЦИИ

СОНОЛЮМИНИСЦЕНЦИЯ В ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЕ (гидродинамическая кавитация)

Диаметр трубки (органическое стекло) – 8 см, длина – 15 см, диаметр отверстия – 1 мм

Давление ~ 60 – 90 атмосферНаучный центр, КОЛДАМАСОВ А.И., 2006 г., Москва, Россия,

Схема наиболее вероятных химических сдвигов в воде под действием кавитации

Зубрилов, С. П. Ультразвуковая обработка воды и водных систем, 1973.

Физико-химические процессы, протекающие под действием кавитации

• Высвобождение водородных связей; • Деструктуризация каркаса воды и

клатральных комплексов вплоть до одной молекулы воды (деструкция макромолекул);

• Механотермолиз воды;• И н ф о р м а ц и о н н а я о ч и с т к а;• Окислительно-восстановительные реакции

В настоящее время эти процессы изучены недостаточно полно

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ

• Импульсные мощные разряды (энергия ~ кДж )• Импульсно-периодические разряды малой

мощности (“накопление повреждений” у микроорганизмов)

• Импульсные барьерные разряды • Пленочные разряды вдоль поверхности струи

воды

Физические механизмы воздействия разряда в воде на микроорганизмы и органические и неорганические

вещества, находящиеся в воде, до конца не ясны

Реактор и система электродов барьерного разряда в водо-воздушной среде

Корнев Я.И. “БАРЬЕРНЫЙ РАЗРЯД В ВОДО-ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ВТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ

ВОДЫ”, г. Томск

Эмиссионный спектр барьерного разряда в водо-воздушной среде при атмосферном давлении

Большинство линий спектра сосредоточено в диапазоне длин волн 290-490 нм. Обнаружены широкие полосы испускания

ОН-радикалов в диапазоне 292-299 нм и 310-316 нм

Свечение долгоживущих святящихся объектов

(ДСО) внутри полости, ВНУ им. В. Даля

Результат покадровой съемки. Порядок следования кадров – сверху вниз, слева направо. Экспозиция каждого кадра и интервал между

ними - 50 мкс.

Веремеенко И.Л. Голубничий П.И., Крутов Ю.М., Решетняк Д.В. (кафедра ФИЗИКИ ВНУ им. В. Даля)

Выброс ДСО в атмосферу Выброс светящихся объектов в атмосферу.

Экспозиция кадра – 5 мкс, интервал между кадрами - 200 мкс

Спектральное распределение излучения ДСО

Полосы спектральных линий обусловлены электронным переходом и двумя колебаниями - существует предположение, что такой молекулой может являться нелинейная трехатомная молекула – озон (O3).

Найденные группы линий сходны с колебательными молекулярными спектрами, но не соответствуют известным спектрам излучения H2, O2, H2O и радикала OH.

Образованию ДСО может предшествовать появление внутри расширяющейся полости метастабильных атомов O* и H*.

Образования ДСО состоят из необычных соединений кислорода и (или) водорода.

Веремеенко И.Л., Громенко В.М., Голубничий П.И., Крутов Ю.М., Решетняк Д.В. (кафедра ФИЗИКИ ВНУ им. В. Даля)

Особенности применения разрядов в технологиях обеззараживания воды

• Источник ряда короткоживущих частиц, таких как гидроксильный радикал - (ОН), атомарный кислород (О), атомарный водород (Н), Н2О2 и др.

• Источник озона и ультрафиолетового излучения • Одновременно идет процесс разложения

пероксида водорода в результате воздействия УФ излучения, а также в результате реакций с примесями – ионами железа или меди, образующимися в результате эрозии электродов

• Электрическое воздействие и замораживание приводит к снижению поверхностного натяжения пресной воды (60-62)*10 ^ -3 Н/м

В Ы В О Д Ы:

• При воздействии на воду мощных температур, давлений и полей, сопутствующих высвобождению в т.ч. энергии вблизи коллапса микропузырька нарушаются связи молекулярной структуры, происходит деструкция макромолекул, инициируется “полимеризация”…

• С учетом возможности “перепрограммирования” информационной памяти воды представляется целесообразным дальнейшие исследования и внедрение новых комбинированных методов ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ в практику водоподготовки, очистки (в т.ч. и информационной) и кондиционирования воды.

ЛИТЕРАТУРА• В.В. Гончарук. Концепция выбора перечня показателей и их нормативных значений для

определения гигиенических требований и контроля за качеством питьевой воды в Украине // Химия и технология воды. 2007 г. - № 4 – С. 297 – 356.

• В.А. Покровский. Учебник гигиены. М.: “МЕДГИЗ”. 1959 г.-394 с.• Ю.А. Рахмании, Е.В. Штанников, И.Е. Ильин // Гигиена и санитария, 1985 г. - № 3. - С. 4-7.• Г.Д. Барков, Л.И. Эльпинер. О необходимости ограничения количества серебра в питьевой воде //

Гигиена и санитария. – 1968 г. - №6. – С. 16-21.• Л.В. Григорьева, Н.Г. Потапченко, О.С. Савлук и др. Устойчивость к серебру и антибиотикам у

патогенных эшерихий, выделенных из окружающей среды // Гигиена и санитария. – 1988 г. - №8. – С. 22-23.

• Н.Н. Жуков, В.Л. Драгинский, Л.П. Алексеева. Озонирование воды в технологии водоподготовки // Водоснабжение и санитарная техника. – 2000 г. – №1. – С. 2-4.

• В.Г. Самойлович. Передовые окислительные технологии. Современное состояние вопроса // Информационный центр озонирования. – 1999 г. – Вып. 12. – С. 35-40.

• М.А. Маргулис. Сонолюминисценция. // УФН. Том 170. № 3, март 2000 г. - С. 263 – 287.• И.М. Федоткин, И.С. Гулый. Кавитация, кавитационная техника и технология, их использование в

промышленности. – Киев: АО “ГЛАЗ”, 2000 г. – Ч. 2 – 898 с.• М.А. Маргулис. Основы звукохимии. – М.: “Высшая школа”, 1984 г. – 272 с.• Н.Т. Витенько, Я.М. Гутницкий. Механизм активирующего действия гидродинамической

кавитации на воду // Химия и технология воды. 2007 г. - № 5 – С. 422 – 433.• С.А. Есиков // Автореф. дис…. Канд. техн. наук. – Киев, 1987 г.– 17 с.• Электронный ресурс ЗАО "Сварог". Режим доступа - http://www.svarog-uv.ru/index.html.• В.Л. Горячев, Ф.Г. Рутберг, В.Н. Федюкович // Известия академии наук: энергетика, 1998 г. - №1.

- С. 40 – 55.

• Л.А. Кульский. Основы химии и технологии воды - К.: Здоровье. - 1991 г. – С.6-89.• Н.А. Мищук, В.В. Гончарук, В.Ф. Вакуленко. Теоретический анализ процессов, протекающих при

озонировании воды, содержащей органические вещества // Химия и технология воды. – 2003 г. - №1. – С. 3 - 29.

• Ф.М. Канарев. Вода – источник энергии // Труды Конгресса 2000. Фундаментальные проблемы естествознания и техники. – Спб. 2001 г. – С. 350 - 374.

• В.И. Самойлович, К.В. Гибалов, В.К. Козлов. Физическая химия барьерного разряда. – М.: Изд-во МГУ. - 1989 г. - 176 с.

• А.А. Иванников, В.М. Лелевкин, А.В. Токарев, В.А. Юданов. Применение тлеющего разряда для обеззараживания воды. // Сборник материалов 3-го международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии молодых ученых России и стран СНГ. - С. 463 - 464. Электронный ресурс. Режим доступа - http:// www.isuct.ru/istapc2005/proc/6-6.pdf.

• Я.И. Корнев, Н.А. Яворовский, М.Б. Хаскельберг, П.А. Хряпов, Б.Н. Чен. Барьерный разряд в водо-воздушной среде и его применение в технологии очистки воды.

• Э.А. Азизов, В.А. Годонюк, А.И. Емельянов, А.Ф. Настоящий. ТВТ. – 1994 г. - Т. 32, в. 5. - С. 643.• Э.А. Азизов, А.И. Емельянов, А.Ф. Настоящий, В.А. Ягнов. Особенности пленочного разряда вдоль

поверхности затопленной струи воды. Материалы XXIX Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС. - 2002 г.

• Я.И. Корнев. Обработка воды импульсными разрядами в водо-воздушном потоке // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 2005 г.

• К.В. Вилков, Ю.А. Нагель. Обеззараживающее действие мощного импульсного электрического разряда в воде. I. Зарождение, эволюция и структура ударных волн // Письма в ЖТФ. – 2004 г. – Т. 30, в. 5. – С. 88 – 94.

• Л.А. Юткин. Электрогидравлический эффект. М.–Л., 1955 г. – 51 с.• В.Л. Горячев, Ф.Г. Рутберг, А.А. Уфимцев. О фотолитических свойствах импульсного разряда в

воде // Письма в ЖТФ. – 1998 г. – Т. 24, № 3. – С. 91 - 95.• Е.Г. Ж к // Электронная обработка материалов. 1971 г. № 1. – С. 57 – 59.• А.А. Богомаз, В.Л. Горячев, А.С. Ременный, Ф.Г. Рутберг // Письма в ЖТФ, 1991 г. – Т. 17, в. 15. – С.

65 – 68.• В.Я. Ушаков. Импульсный пробой жидкостей. Томск, 1975 г. – 255 с.• V. Sokolov, G. Stein // The Journal of Chemical Physics. 1966. – V. 44, № 5.• V. Sokolov, G. Stein // The Journal of Chemical Physics. 1966. – V. 44, № 9. – P. 3329-3337.

• Ю.А. Баринов, В.Б. каплан, С.М. Школьник. О возможности очистки воды от поверхностных загрязнений нефтепродуктами с помощью электрического разряда в открытой атмосфере // Письма в ЖТФ. 2005 г. – Т. 31, в. 16. – С. 26 -32.

• Н. И. Базалеев, В. Ф. Клепиков, В. В. Литвиненко, С. Н. Шаляпин. Электрофизические технологии: новая концепция обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением // Наука та інновації. 2005 г. - Т1 .№ 1. -С. 99 - 109.

• К.А. Наугольных, Н.А. Рой. Электрические разряды в воде. М.: “Наука”, 1971 г., 155 с.• Л.Т. Бугаенко, Т.А. Калинина, Г.В. Ковалев, А.М. Сизиков // Химия высоких энергий,

2003 г. - Т. 37. - №5. - С. 397 – 398.• П.И. Голубничий, В.М. Громенко, Ю.М. Крутов. Долгоживущие светящиеся

образования внутри пульсирующей каверны, инициированной мощным энерговыделением в воде. // ДАН СССР, 1990 г. - Том 311. - № 2. - С. 356 – 360.

• П.И. Голубничий, В.М. Громенко, Т.С. Семиохина, А.П. Снижко. Спектры послеразрядной плазмы в воде и их анализ. // Вестник ВНУ им. В. Даля - 2006 г. - № 6, часть 2. - С. 147 – 151.

• А.В. Селюков, Ю.И. Скурлатов, Ю.П. Козлов. Применение пероксида водорода в технологии очистки сточных вод // Водоснабжение и сан. техника, 1999, №12. - C. 25 – 27.

• У. Шамб, Ч. Сетерфильд, Р. Вентверс. Перекись водорода. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1958 г.

• И.П. Савлук и др. Антимикробные свойства меди. // Химия и технология воды. - 1986 г. Т. 8, №6. - С. 65 – 67.

• А.К. Запольский, Н.А. Мішкова-Клименко, І.М. Астрелін та ін. Фізико-хімічні основи технології очищення стічних вод. – К.: Лібра. 2000 р. – 552 с.

• А.С. Криволуцкий. Применение кавитационной технологии в бытовом водоснабжении // Труды КГТУ. – 2006 г. № 2-3. – С. 148-154.