HU176935B - Sposob i ustrojstvo dlja avtomaticheskogo issledovanija zagrjaznennosti vozdukha,pit'evoj i stochnoj vody a tak zhe ikh vlijanija na sostojanie okruzhajuhhej sredy - Google Patents

Description

Szabadalmas:

VEB Chemiekombinat Bitterfeld, Német Demokratikus Köztársaság

Eljárás és berendezés levegő, továbbá ivó-, ipari- és szennyvizek szennyezettségének, illetve környezetszennyező hatásának automatikus vizsgálatára

A taIáleány tárgya eljárás és berendezés levegő» továbbá ivó-, ipari- ée szennyvizek szennyezettségének illetve környezetszennyező» különösen a növényi szervezetekre káros hatásának autoaatikus vizsgálatára·

A találmány tárgykörébe vágó szakterületen ismert az, hogy az ember, az állatvilág és a növényvilág létezéséhez döntő fontosságú közegek, a levegő és a viz, a növekvő iparositás és a népsűrűség rohamos emelkedése folyamatában igen sokféle idegen anyaggal, fokozatosan növekvő mértékben szennyeződik. A legkárosabb szennyezők - amennyiben ezek mindegyike egyáltalán ismert - koncentrációját folyamatosan vagy időnként megfelelő műszerekkel vagy ilyen műszerekből összeállított készülékekkel lehetőleg autómatΐkn3nn ellenőrzik. Az ellenőrzés kiterjed a levegőre, továbbá az. ivó-, az ipari- és a szennyvizekre is.

A technika jelenlegi fejlettsége a levegő, továbbá az ivó—, az ipari es szennyvizek szennyezettsegenek illetve környezetszennyező hatásának vizsgálatát csupán az egyes szennyező komponensek vonatkozásúban teszi lehetove, ezert arra vagyunk kényszerítve, hogy ezeket a vizsgálatokat az életfolyamatokat döntően befolyásoló szennyezők mennyiségére illetve veszélyességére korlátozzuk. Magától értetődik, hogy ezeket a speciális vizsgálatokat csak igen szerény mértékben lehet felhasználni általános, az emberi, az állati és a növényi lét á.etfolyamatait befolyásoló Összes idegen anyag komplex hatása szempontjából. Ezek a következtetések nem tekinthetők kielégítő értékűnek és a legmodernebb vizsgáló berendezések alkalmazása ellenére lényegében spekulatív meggondolások maradnak.

Az összes környezetet szennyező komponensnek az életfolyamatokra gyakorolt komplex hatását kizárólag élőlények segítségével lehet pontosan vizsgálni. Azok a növényi élőlények, amelyek autotróf szervezetekként döntő szerepet játszanak a biológiai egyensúly fenntartásában, általában nehezen illetve hosszadalmas mesterséges folyamatokkal reprodukálhatók egyrészt hosszadalmas fiziológiai stagnálásuk, másrészt csak nagy ráfordítással stabilizálható szervezeti felépítésük következtében a vizsgált állapotokat pontosan kifejező próbaanyagként csak korlátozott mértékben hasznosíthatók. Ennek következtében jelenleg még nem létezik olyan automatikus megoldás, mellyel a levegőnek, továbbá az ivó-, az ipari- és szennyvizpknok a környezeti állapotok stabilitása szempontjából döntő fontos

- 3 176935 ságu növényi szervezetek életfolyamatait többé-kevésbé befolyásoló szennyezettségét illetve környezetszennyező hatását rövid időn belül eredményesen vizsgálni lehet.

A találmány feladata a növényi életfolyamatokát befolyásoló szennyező anyagok összhatásának vizsgálatára alkalmas megoldás kidolgozása.

A találmány szerint ezt a feladatot azzal oldjuk meg, hogy azonos fejlettségi állapotú coccusos algák szuszpendált sejtjeit az adott levegő- vagy vízmintával és ezzel egyidejűleg összehasonlító levegő- vagy vízmintával hozzuk össze, majd a sejtnövekedés, a sejtfejlődés és a sejtszaporodás eltéréseit mérjük és regisztráljuk.

A találmány szerint próbaanyagként előnyösen zöldalgák vagy kékalgák különféle nemeit, fajait és törzseit alkalmazunk.

A találmány szerinti berendezés lényege az, hogy egy stacioner megvilágitószerkezettel ellátott fényfermentorból és több, célszerűen legfeljebb 16 darab próbafermentorból van összeállítva, ahol a próbafermentorok egy függőleges tengely körül megforgatott gyűrűs megvilágítószekrényben vannak elrendezve, a fermentorok hőmérsékletszabályozó köpenyekkel vannak ellátva, előnyösen mágnesszelepként kiképzett szabályozó elemei pedig egy elektronikus szabályozórendszerbe vannak bekötve.

A találmány szerinti automatikusan működő, hőmérsékletstabilizált fényfermentor reprodukálható élettani feltételek között széndioxidtartalmu levegővel levegőztetett szervetlen tápszeroldat segítségével, meghatározott rend- 4 176935 ben váltakozó megvilágítási es elsötétitési időszakokkal, egyszeri inokulációt követően egy hónapon keresztül naponta meghatározott mennyiségű, egységes optikai sűrűségű sejtszuszpenziót ad. Ezeket a szuszpenziókat a próbafermentorok inokulálására és a tápkultura reprodukálására használjuk, máxtán friss tápszeroldattal hígítást végeztünk. A hígitási műveletet egy elektronikus vezérlőrendszer segítségével úgy tartjuk kézben, hogy a fényfermentor és a próbafermentorok minden egyes újratöltése előtt az edényeket, a vezetékeket és a szelepeket alaposan áttisztitjuk. A találmány szerinti berendezésnél a fényfermentornak egy rögzített megvilágító szerkezete van, míg a próbafermentorok egy függőleges tengely körül megforgatott gyűrűs megvilágítószekrényben vannak elrendezve, melynek forgó mozgása révén az összes próbafermentor azonos fénymenynyiséget kap. Azonos körülmények összességével, nevezetesen azonos hőmérséklettel, az edények azonos szerkezeti anyagával, alakjával és méreteivel, végül a folyamat azonos időbeli levezetésével érjük el azt, hogy minden egyes próbafermentorban azonos élettani körülmények legyenek, ami előfeltétele a sejtek azonos növekedésének, fejlődésének és szaporodásának. A növekedés, fejlődés és a szaporodás különbségei ennek megfelelően kizárólag az egyes próbafermentorokba mintaként bevezetett lebegő vagy vizféleség összetételére illetve szennyezettségére vezethető vissza.

Minthogy a vizsgalatok során összehasonlító mim— tákat is készítünk, melyeket normál vagy előirt állapotú levegő illetve vízmintával hozunk össze, az adódó különb

- 5 176935 segek automatikusan mérhető és grafikusan rögzíthető, minőségileg értékelhető mérési adatokat szolgának.

Ilymódon a növényi szervezetek növekedését, fejlődését és szaporodását veszélyeztető, a légtérben levő szennyezők illetve a tetszőleges vizfajtában előforduló fitogén hatású komponensek órákon belül biztosan felismerhetők és ennek révén a megfelelő ellenintézkedések még a káros hatásuk következményeinek bekövetkezte előtt megt ehet ők.

A találmányt a továbbiakban egy, a találmány szerinti berendezés vázlatos felépítését bemutató rajz és kiviteli példák segítségével részletesen ismertetjük.

1. példa

A találmány a rajzon feltüntetett berendezés működésén alapul, mely egy 6 fényfermentorból és több, célszerűen legfeljebb 16 darab 22 és 59 próbafermentorból van összeállítva. A 22 és 59 próbafennenixrok egy függőleges tengely körül megforgatott gyűrűs megvilágító szekrényben vannak elrendezve* Felfüggesztésűket 56 gyűrűk biztosítják· A 66 hajtómotorral forgatott A tengely 24 belső részből és erre ráépített 29 rátétből áll» 31 csuszógyörűkkel, ezekhez illeszkedő 30, 32 elektromos vezetékekkel van dlátva. A megvilágító szekrény 68 talpára 63 tartókon 23 fénycsövekből összeállított belső gyűrű és 61 fénycsövekből összeállított külső gyűrű van felszerelve a 22 és 59 próbafermentorok azonos értékű megvilágítására· A belső és külső gürü közös tartólapon van kialakítva, amelynek sz A tengely körüli forgását 66 hajtómotor, valamint 64 falra támaszkodó 65 előtétazerke — 6 * zet biztosítja· A 6 fenyfermentornak egy rögzített megvilágító szerkezete van, amelybe 57 féyvisszaverő elemmel borított 43 fénycsövek vannak beépítve· A 6 fényferaentor, továbbá a 22 és 59 próbaferaentorok egy közös hőmérséklstszabályozó rendszerbe vannak bekötve, melynek hőérzékélői a fémén— torokra épített 45 és 60 hőaérsékletszabályozó köpenyekben vannak elrendezve· Ehhez hasonlóan közös a fementorok tápszeroldattal történő ellátása Is, amire 5 szivóvezetékből, hűtött 7 tápszeroldattartályból, 3 tápoldatszivattyuból, valamint a 2, 9 és 54 nyonóvezetékékből összeállított rendszer segítségével történik· A töltési, ürítési és tisztítási folyamatokat a berendezést rajzon nem ábrázolt) elektronikus szabályozószerkezetével illetve a szabályozó élesekként (a rajzon ne· ábrázolt nődön) ehhez csatlakoztatott 4, 11, 26, 37, 41, 46» 47 és 50 nágnesszelepekkel automatikusan végezzük· A 22 és 59 próbaferaentorok elenő rendszere 19 elektronikus készülék, mely 18 vezetéken keresztül 16 többfokozatú kapcsolóval van összekötve· A 19 elektronikus készülék előre meghatározott programnak megfelelően vezérli a berendezést: a 22 és 59 próbaferaentorokból a próbák anyagát 17 szivóvezetéken és 53 két-utu mágnesszelepen keresztül 15 analizátorba juttatja. A 15 analizátorban nért értékeket villamos jelként 14 vezetékekkel 12 kiiróműszerbe vezetjük és grafikusan rögzítjük.

2· példa

Egy vizsgálati periódus kezdetekor a 6 fényfermentorba, valamint a 22 és 59 próbaferaentorokba a 7 tápoldattartályból az elektronikus szabályozószerkezet segítségével.

-7 176935 a rögzített programnak megfelelően a 3 tápoldatszivattyun, a két—utu 4 mágneaszelepen, valamint 2, 9, 40 és 54 nyomóvezetékeken keresztül azonos tápszeroldatot vezetünk, melyet a 8 szintszabályozó és a két-utu 11 mágnesszelep segítségével adagolunk, továbbá a 45 és 60 hőmérsékletszabályozó köpenyek révén az előirt hőmérsékletre hevítünk· Ezt követően 38 adagolószerkezetből a 41 mágnesszalepen és 42 vezetéken kérésztül inokulumot vezetünk a 6 fényfermentorba. A 22 és 59 próbafarmentorokban az első ciklusban tiszta tápsze^roldatot tartunk. A két-utu 37 aágnasszelapen és a 38 adagolószerkezet 39 szivó-nyomóvezetékén meghatározott mennyiségű, 2 % széndioxiddal dusitott normál állapotú levegőt vezetünk a már megtöltött 6 fényfermentorba. Az áramló levegővel az oldatban örvénylő áramlást hozunk létre, aminek révén a szuszpendált algasejteket széndioxiddal látjuk el és az általuk termelt oxigént eltávolítjuk. Ezzel egyidejűleg a 43 fénycsövek segítségével intenzív fényhatást gyakorlunk a 6 fényfermentorra, úgyhogy az inokulum spórái egy. az élettani körülményeknek megfelelő időszakot követően anyasejtekké alakulnak. A jelzett állapot elértekor a 6 fényférőéntor megvilágítását automatikusan megszüntetjük és ezt követően széndioxiddal már nem dusitott normál állapotú levegővel tápláljuk mindaddig, amíg az anyasejtekből a spórák ki nem lépnek. Ez a jelenség ismét csak egy az élettani körülményeknek megfelelő idő múlva játszódik le és az elektronikus szabályozószerkezet ennek megfelelően programozható. Az elsötétitési időszak befejeztekor kezdődik a programnak megfelelően a komplex ürítési, tisztítási és higitási műveletsor, amelynek során a 6 fényfermentor valamint a 22 és 59 próbafermentorok tartalmát úgy újítjuk meg, hogy a legközelebbi higitási művelet időpontjában ismét tökéletesen azonos minőségű sejtkulturát kapjunk, illetve a vizsgálatot feltétlenül reprodukálható feltételek között ismételhessük meg·

Első lépésként a berendezés fermentorainak mindegyikét 46 és 26 mágnesszelepekkel leürítjük, miközben a 41 mágnesaeleppel elzárt 38 adagolószerkezetet 39 szivó-nyomóvezetéken keresztül, a 37 mágnesszelep és 1 szivóvezeték segítségével kifejtett nyomáscsökkentéssel a 6 fényfermentorból felszívott szuszpenzióval töltjük fel a hitelesített jelzésig·

A 22 és 59 próbafermentorok inokulumát 10 üritőcsonkon, a 46 mágnesszelepen és 13 elosztószerkezeten keresztül az 50 mágnesszelepekkel lezárt 48 adagolószerkezetekbe vezetjük· A szuszpenzió felesleges mennyiségét eltávolítjuk a berendezésből· Az inokulumnak a 38 és 48 adagolószerkezetekbe történő betöltése teszi eközben lehetővé a férméntorok tisztítását és jéghideg tápszeroldattal történő újratöltését· Tiszt titószerként mindig azt a tápszeroldatot használjuk fel, melyet a fentiekben már leirt módon szivattyúztunk a fermentorokba· A tisztítószert 26 mágnesszelepek segítségével 27 tartályba,és azon keresztül 28 üritővezetékben juttatjuk, illetve 47 mágnesszelepeken keresztül ürítjük le, ezután ezeket a szelepeket zárjuk. Ekkor töltjük meg a 6 fényfermentort a 8 szintszabályozó által meghatározott magasságig· A felesleget a 11 mágnesszelepen át elvezetjük· Amikor a tápszeroldatot a 45 és 60 hőmérsékletszabályozó köpenyek segítségével az előirt hőmérsékletre melegítettük, a 38 és 48 adagolószerkezetek tartalmát a és 50 aágnesszelepeken továbbá 42 és 51 vezetéken keresztül a feraentorokba ürítjük· Ezt követően a 38 adagolószerkezetet a 6 fényfereentor frissen hígított szuszpenziójával aossuk át, a 48 adagolószerkezeteket pedig a 46 aágnesszelep rövid egnyitáeával tisztítjuk.

A friss tápszeroldattal feltöltött, temperált és inokulált feraentorokat ekkor aegvilágitjuk és 36. 49. 52 vezetékeken keresztül átlevegőztetjük úgy. hogy a sej léc létezéséhez és ezzel az egész vizsgálat periodikus isaétléséhez szükséges feltételeket az adott vizsgálati feladatnak aegfelelően biztosítsuk.

3. példa

Aaennyiben különféle levegőaintákat vizsgálunk, úgy a következő eljárást követjük:

1. A 6 fényferaentort 2 % széndioxiddal dúsított noraál levegővel (a 36 vezetéken át) levegőztetjük és az előre aeghatározott prograa szerint világítjuk aeg. illetve sötétítjük el.

2. A 2. példa szerint automatikusan előkészített próbaferaentorokba egyenként vagy csoportokra osztva állandó nyoaáson bevezetjük a vizsgálandó ainták levegőjét.

A bevezetett levegőt az 53 két-utu aégnesszelepek és 58 gázvezetékek segítségével egyenletes aennyiséggel buborékoltatjuk át a szuszpenzión·

3. A bevezetett levegőainták fitogén hetásu szenynyezettségüknek megfelelően megváltoztatják a sejtek élettevékenységét·

4. Az 53 két-utu mágnesszelepen keresztül az elektronikus szabályozószerkezetbe betalált programnak megfelelően a 17 szivóvezetékeken és a 16 többfokozatú kapcsolón keresztül a próbafermentorokból tetszőleges sorrendben próbaanyagot vezetünk a 15 analizátorba·

5· A 15 analizátor abszorpció- illetve zavarosságmérést végez a látható fény tetszőleges hullámhossztartományaiban és az eredményeket villamos jelként továbbítja a 12 kiirómüszerbe, mely ezeket próbafermentorokként különkülön grafikusan rögzíti.

6· Összehasonlító vizsgálatként a szuszpendált sejtekkel a meghatározott próbafermentorokban széndioxiddal nem dúsított normál állapotú levegőt hozzunk össze·

7· Az első mérési eredmények néhány órán belül rendelkezésre állnak. A méréseket 24 órán belül befejezzük és automatikusan ismételhetjük 30 napon keresztül·

8. A 30 nap elteltét követően a fermentorokat kicseréljük. A tápoldattartályt ujratöltjük és a berendezés alkotórészeinek működőképességét ellenőrizzük. Amennyiben hibát nem találunk, úgy az egész berendezés két órán belül ismét működőképes állapotba hozható. A vizsgálatot ezután egy újabb 30 napos ciklusra megkezdhetjük.

4. példa

Amennyiben ivóvizet, ipari rendeltetésű vagy szennyvizet vizsgálunk, a következő eljárást követjük:

1» A fermentorokat a környező atmoszféra levegőjével átlevegőztetjük. A 6 fényfermentor levegőjét 2 % széndioxiddá dusitjuk, míg a próbaferaentorokat akár dúsított, akár dusitatlan levegővel szellőztethetjük.

2. A 6 fényfermentor tápszeroldattal történő feltöltése a 2· példa szerint történik· A próbáiérméntorok tápszeroldattal történő ellátásáról a 48 adagolószerkezetek segítségével gondoskodunk egy másik hűtött tartályból egy másik szivattyúval. Ezt követően először a próbafermentorokat egy meghatározott szintig feltöltjük a vizsgálandó vízmintával, majd ebbe tápszeToldatot keverünk· A vizainták kezelését tetszőleges módon, előnyösen automatikus mintavevőberendezéssel oldhatjuk meg.

3· A 2· példában közöltek szerint a 6 fényfermentor temperált próbaanyagával inokuláljuk a próbafernentorokat.

4. A vizsgált vízmintáknak a sejtekre gyakorolt hatását a 3· példában leirt módon automatikusan analizáljuk és az eredményeket rögzítjük·

Claims (4)

1. Szabadalmi igénypontok

   1· Eljáás levegő* továbbá ivó-, ipari- és szennyvizek szennyezettségének, ill· környezetszennyező, különösen a növényi szervezetekre káros hatásának automatikus vizsgálatára, azzal j ellenezve , hogy azonos fejlettségi állapotú coccusos algák szuszpendált sejtjeit a vizsgált levegő vagy viz «intájával, ill. egyidejűleg összehasonlító levegő- vagy vizmintáwl hozunk össze, majd a sejtnövekedés, a sejtfejlődés és a sejtszaporodás eltéréseit mérjük és/vagy regisztráljuk.
2. 2« Az 1· igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a mintákat coccusos zöldalgák tálonféle, szinkronban tenyészthető nemeivel, fajaival és törzseivel hozzuk össze·
3. 3· Az 1· igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a mintákat coccusos kékalgák különféle, szuszpendálható nemeivel, fajaival és törzseivel hozzuk össze.
4. 4· Berendezés az 1-3· igénypontok szerinti eljá rés foganatosítására, azzal jellemezve, hogy egy stacioner megvilágitószerkezettel ellátott fényfermentorból (6) és több, célszerűen legfeljebb 16 darab próbafermentorból (22, 59) van összeállítva, ahol a próbafermentorok (22, 59) egy függőleges tengely körül forgatható gyűrűs megvilágitószekrényben vannak elrendezve, a fényfermentor (6) és a próbafermentorok (22, 59) hőmérsékletszabályozó köpenyekkel (45,

   60) valamint áramlást szabályozó elemekkel, előnyösen mágnesszelepekkel (4, 11, 26_s 37, 41, 46, 47, 50) vannak ellátva, mig a próbafenaantorok (22, 59) két-utu mágnesszelepeken (53) analizátorral (.15) vannak összekapcsolva·

   1 db rajz

   Kiadja az Országos Találmányi Hivatal, Budapest A kiadásért felel: Himer Zoltán osztályvezető