2022 19

№ 19 (414) 2022 2022 19 ЧАСТЬ I

Издается с декабря 2008 г. Молодой ученый Выходит еженедельно Международный научный журнал № 19 (414) / 2022 Главный редактор: Ахметов Ильдар Геннадьевич, кандидат технических наук Редакционная коллегия: Жураев Хусниддин Олтинбоевич, доктор педагогических наук (Узбекистан) Иванова Юлия Валентиновна, доктор философских наук Каленский Александр Васильевич, доктор физико-математических наук Кошербаева Айгерим Нуралиевна, доктор педагогических наук, профессор (Казахстан) Куташов Вячеслав Анатольевич, доктор медицинских наук Лактионов Константин Станиславович, доктор биологических наук Сараева Надежда Михайловна, доктор психологических наук Абдрасилов Турганбай Курманбаевич, доктор философии (PhD) по философским наукам (Казахстан) Авдеюк Оксана Алексеевна, кандидат технических наук Айдаров Оразхан Турсункожаевич, кандидат географических наук (Казахстан) Алиева Тарана Ибрагим кызы, кандидат химических наук (Азербайджан) Ахметова Валерия Валерьевна, кандидат медицинских наук Бердиев Эргаш Абдуллаевич, кандидат медицинских наук (Узбекистан) Брезгин Вячеслав Сергеевич, кандидат экономических наук Данилов Олег Евгеньевич, кандидат педагогических наук Дёмин Александр Викторович, кандидат биологических наук Дядюн Кристина Владимировна, кандидат юридических наук Желнова Кристина Владимировна, кандидат экономических наук Жуйкова Тамара Павловна, кандидат педагогических наук Игнатова Мария Александровна, кандидат искусствоведения Искаков Руслан Маратбекович, кандидат технических наук (Казахстан) Кайгородов Иван Борисович, кандидат физико-математических наук (Бразилия) Калдыбай Кайнар Калдыбайулы, доктор философии (PhD) по философским наукам (Казахстан) Кенесов Асхат Алмасович, кандидат политических наук Коварда Владимир Васильевич, кандидат физико-математических наук Комогорцев Максим Геннадьевич, кандидат технических наук Котляров Алексей Васильевич, кандидат геолого-минералогических наук Кузьмина Виолетта Михайловна, кандидат исторических наук, кандидат психологических наук Курпаяниди Константин Иванович, доктор философии (PhD) по экономическим наукам (Узбекистан) Кучерявенко Светлана Алексеевна, кандидат экономических наук Лескова Екатерина Викторовна, кандидат физико-математических наук Макеева Ирина Александровна, кандидат педагогических наук Матвиенко Евгений Владимирович, кандидат биологических наук Матроскина Татьяна Викторовна, кандидат экономических наук Матусевич Марина Степановна, кандидат педагогических наук Мусаева Ума Алиевна, кандидат технических наук Насимов Мурат Орленбаевич, кандидат политических наук (Казахстан) Паридинова Ботагоз Жаппаровна, магистр философии (Казахстан) Прончев Геннадий Борисович, кандидат физико-математических наук Рахмонов Азиз Боситович, доктор философии (PhD) по педагогическим наукам (Узбекистан) Семахин Андрей Михайлович, кандидат технических наук Сенцов Аркадий Эдуардович, кандидат политических наук Сенюшкин Николай Сергеевич, кандидат технических наук Султанова Дилшода Намозовна, доктор архитектурных наук (Узбекистан) Титова Елена Ивановна, кандидат педагогических наук Ткаченко Ирина Георгиевна, кандидат филологических наук Федорова Мария Сергеевна, кандидат архитектуры Фозилов Садриддин Файзуллаевич, кандидат химических наук (Узбекистан) Яхина Асия Сергеевна, кандидат технических наук Ячинова Светлана Николаевна, кандидат педагогических наук © ООО «Издательство «Молодой ученый», 2022

Международный редакционный совет: Айрян Заруи Геворковна, кандидат филологических наук, доцент (Армения) Арошидзе Паата Леонидович, доктор экономических наук, ассоциированный профессор (Грузия) Атаев Загир Вагитович, кандидат географических наук, профессор (Россия) Ахмеденов Кажмурат Максутович, кандидат географических наук, ассоциированный профессор (Казахстан) Бидова Бэла Бертовна, доктор юридических наук, доцент (Россия) Борисов Вячеслав Викторович, доктор педагогических наук, профессор (Украина) Буриев Хасан Чутбаевич, доктор биологических наук, профессор (Узбекистан) Велковска Гена Цветкова, доктор экономических наук, доцент (Болгария) Гайич Тамара, доктор экономических наук (Сербия) Данатаров Агахан, кандидат технических наук (Туркменистан) Данилов Александр Максимович, доктор технических наук, профессор (Россия) Демидов Алексей Александрович, доктор медицинских наук, профессор (Россия) Досманбетов Динар Бакбергенович, доктор философии (PhD), проректор по развитию и экономическим вопросам (Казахстан) Ешиев Абдыракман Молдоалиевич, доктор медицинских наук, доцент, зав. отделением (Кыргызстан) Жолдошев Сапарбай Тезекбаевич, доктор медицинских наук, профессор (Кыргызстан) Игисинов Нурбек Сагинбекович, доктор медицинских наук, профессор (Казахстан) Кадыров Кутлуг-Бек Бекмурадович, кандидат педагогических наук, декан (Узбекистан) Кайгородов Иван Борисович, кандидат физико-математических наук (Бразилия) Каленский Александр Васильевич, доктор физико-математических наук, профессор (Россия) Козырева Ольга Анатольевна, кандидат педагогических наук, доцент (Россия) Колпак Евгений Петрович, доктор физико-математических наук, профессор (Россия) Кошербаева Айгерим Нуралиевна, доктор педагогических наук, профессор (Казахстан) Курпаяниди Константин Иванович, доктор философии (PhD) по экономическим наукам (Узбекистан) Куташов Вячеслав Анатольевич, доктор медицинских наук, профессор (Россия) Кыят Эмине Лейла, доктор экономических наук (Турция) Лю Цзюань, доктор филологических наук, профессор (Китай) Малес Людмила Владимировна, доктор социологических наук, доцент (Украина) Нагервадзе Марина Алиевна, доктор биологических наук, профессор (Грузия) Нурмамедли Фазиль Алигусейн оглы, кандидат геолого-минералогических наук (Азербайджан) Прокопьев Николай Яковлевич, доктор медицинских наук, профессор (Россия) Прокофьева Марина Анатольевна, кандидат педагогических наук, доцент (Казахстан) Рахматуллин Рафаэль Юсупович, доктор философских наук, профессор (Россия) Ребезов Максим Борисович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (Россия) Сорока Юлия Георгиевна, доктор социологических наук, доцент (Украина) Султанова Дилшода Намозовна, доктор архитектурных наук (Узбекистан) Узаков Гулом Норбоевич, доктор технических наук, доцент (Узбекистан) Федорова Мария Сергеевна, кандидат архитектуры (Россия) Хоналиев Назарали Хоналиевич, доктор экономических наук, старший научный сотрудник (Таджикистан) Хоссейни Амир, доктор филологических наук (Иран) Шарипов Аскар Калиевич, доктор экономических наук, доцент (Казахстан) Шуклина Зинаида Николаевна, доктор экономических наук (Россия)

На обложке изображен Гиппарх (около 190 — после и др.), обнаруженные расхождения с теорией заставили 126 г. до н. э.), древнегреческий астроном. его отказаться от дальнейших поисков, и так называемое Родился в Никее в Вифинии. Вероятно, неко- второе неравенство движения Луны было найдено уже торое время жил в Александрии, но основную часть жизни Птолемеем три века спустя. Гиппарх не дал также оконча- провел на острое Родос. Там Гиппарх выполнил большую тельного объяснения движению планет, как иногда утвер- часть своих работ, из которых сохранилась лишь наименее ждают, но оставил решение данной проблемы ученым бу- важная — комментарий к «Феноменам» Эвдокса и Арата. дущего (это тоже сделал Птолемей). Прочие его работы до нас не дошли, и мы знаем о них лишь по упоминаниям Птолемея и других авторов. Работа Гиппарха о хордах окружности (по современным понятиям — синусах), составленные им таблицы, пред- Гиппарх выступал против принятого в его эпоху мнения, восхитившие современные таблицы тригонометрических что Атлантический и Индийский океаны, а также Каспий- функций, послужили отправной точкой для развития хор- ское море являются частями единого мирового океана, и довой тригонометрии, игравшей важную роль в греческой предполагал, что ойкумена, то есть обитаемая часть суши, и мусульманской астрономии. Интерес Гиппарха к астро- занимает всё пространство от экватора до северного по- номии проявился и в критике географии Эратосфена, по- лярного круга. Эта идея Гиппарха нашла своё отражение в скольку Гиппарх делал особый акцент на применении в ге- «Географии» Птолемея. По сути, весь труд Птолемея пред- ографии астрономической методики, прежде всего при ставляет собой попытку реализовать идеи Гиппарха о том, определении долгот и широт. какой должна быть география. О работах Гиппарха по физике известно мало. В трак- Гиппарх внес фундаментальный вклад в астрономию. тате «О телах, движимых весом вниз» он утверждал, что за- Его собственные наблюдения продолжались с 161 по 126 медление тела, брошенного вверх, можно объяснить тем, год до н. э. Кроме того, он широко привлекал данные других что его вес (внутреннее устремление вниз) постепенно раз- греческих астрономов, а также, вероятно, использовал рушает остаточную силу сопротивления, которая присут- древние наблюдения вавилонян. Гиппарх с высокой точно- ствует в теле как наследие от изначального броска. Как стью определил продолжительность тропического года; до- представляется, в этой теории неявно присутствовала идея, вольно точно измерил прецессию (он назвал ее прецессией что продолжающееся движение тела при броске объяс- равноденствия), которая проявляется в медленном изме- няется сообщенной телу силой. Эта антиаристотелевская нении долготы. В составленном им звездном каталоге ука- мысль была подхвачена в VI веке неоплатоником Иоанном заны положения и относительная яркость около 850 звезд Филопоном и через ряд концепций, предшествовавших по- (его шкала имела шесть разрядов яркости). Он также по- нятию о моменте, привела к «импетусу» Галилея и к «коли- строил небесный глобус, на котором были изображены со- честву движения» (т. е. импульсу) Ньютона. звездия и звезды. В честь Гиппарха назван лунный кратер, астероид (4000) Гиппарх построил две модели видимого движения Гиппарх и орбитальный телескоп Европейского космиче- Солнца — эпициклическую и эксцентрическую — и опре- ского агентства Hipparcos, предназначенный для астроме- делил все элементы этого движения. Хотя он много на- трических измерений. блюдал и Луну (определил продолжительность лунного ме- сяца, эксцентриситет и наклон плоскости лунной орбиты Екатерина Осянина, ответственный редактор

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Contents v СОДЕРЖАНИЕ ХИМИЯ Морозова В. И., Логунова Д. И. Параллелизм в С++ на примере библиотеки Калитка  Д. А. Pthread........................................................ 24 Количественное определение суммы фенольных соединений Stellaria media L.............................1 Несмелов  П. А. Мукушева  А. А. Этапы развития робототехники: критерии Исследования молекул 1,3‑диоксана и его выделения и их характеристика......................26 производных................................................. 3 Мусабаева Б. Х., Оразжанова Л. К., Гайсина Б. С., Пылаева  Д. А. Серикбеков Д. К., Ермекбаева А. К. Возможности и принципиальные решения Синтез и свойства биосовместимых криогелей по построению системы мотивации сотрудников на основе интерполиэлектролитного комплекса с использованием принципов геймификации....28 хитозан-геллан.............................................. 4 Тычинкин И. В., Шишлов О. Ф., Глухих В. В. БИОЛОГИЯ Влияние деаэратора на прочность при сжатии фенольной пены...........................................10 Баширова  Т. В. Морфометрические особенности горной улитки ИНФОРМАЦИОННЫЕ Helixlucorum Linnaeus, 1758 на территории ТЕХНОЛОГИИ Краснодара.................................................. 31 Ахметов Б. Б., Раджапов М. К. Нестерова  М. В. Оптимизация база данных MySQL в Laravel........ 13 Исследование чувствительности микобактерий Драгунцова И. С., Дементьев И. С. группы M. tuberculosis к некоторым Требования к охране труда работников сферы лекарственным препаратам............................33 информационных технологий......................... 14 Дымов  А. С. Исупова  Я. В. Разработка мобильного приложения Нитрифицирующие бактерии поверхностных вод конвертирования валюты в криптоактивы озер Курганской области................................35 при помощи технологии блокчейн...................16 Козлов Д. А., Ломакин Д. Н. Нестеров  С. С. Анализ средств и методов обеспечения Использование методов биоиндикации информационной безопасности персонального и химического анализа воды для мониторинга компьютера.................................................. 19 экологического состояния и уровня сапробности Манухин А. В., Манухина Е. В., Сулейменова Р. Д. водоемов.....................................................39 Обеспечение анонимности при использовании программного обеспечения Tor.......................22 МЕДИЦИНА Гуртовой  Е. С Видные отечественные стоматологи. Часть 9.....46

vi Содержание «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. Камышева К. В., Колочихина В. Д., Самигова Н. Р., Шеркузиева Г. Ф., Набиев Х. Р. Рыбалко  М. С. Анализ и оценка вредных производственных Осведомленность о методах экстренной факторов на рабочих местах производства контрацепции среди женского населения.........49 по термической переработке полиэтилена........56 Тожимурадов  М. Т. Ламан И. В., Шестель И. В. Ударно-волновая литотрипсия при камнях Особенности врожденного хилоторакса. мочеточника у детей......................................58 Клинический случай новорожденного Фетискина  В. С. с хилотораксом. Offlabel-терапия....................52 Эпидемиологическая ситуация по ВИЧ-инфекции в Забайкальском крае................................... 60 Наджимитдинов Я. С., Абдурахимов А. А. Тонкоигольная аспирационная биопсия почки КУЛЬТУР ОЛОГИЯ в лечении больных с мочекаменной болезнью при остром пиелонефрите..............................54 Ермолина  А. А. Роль современной библиотеки в процессе выстраивания диалога поколений....................62

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Chemistry 1 ХИМИЯ Количественное определение суммы фенольных соединений Stellaria media L. Калитка Дмитрий Аркадьевич, студент магистратуры Костанайский региональный университет имени Ахмета Байтурсынова (Казахстан) В  данной статье приводятся результаты определения суммы фенольных соединений растения Stellaria media L. произрастающего на  территории Костанайской области. Сбор исследуемых образцов производился непосредственно в  период покоя растения, в  данный период времени в  растении происходит интенсивное накопление биологически ак- тивных веществ. Для определения суммы фенольных соединений использовали метод спектрофотометрии с реактивом Folin-Ciocalteau. Ключевые слова: Костанайская область, этиловый спирт, химический состав растения, сумма фенольных соеди- нений. Quantitative determination of the sum of phenolic compounds of Stellaria media L. This article presents the results of determining the amount of phenolic compounds of the plant Stellaria media L. growing in the Kostanay region. The collection of the studied samples was carried out directly during the dormant period of the plant, during this period of time the intensive accumulation of biologically active substances occurs in the plant. To determine the amount of phenolic compounds, the method of spectrophotometry with the Folin-Ciocalteau reagent was used. Keywords: Kostanay region, ethyl alcohol, chemical composition of the plant, the amount of phenolic compounds. Существует около 120 видов рода растений Stellaria Я. В. Горина, Н. К. Рыжакова, С. Г. Метляева, Е. А. Краснов семейства Caryophyllaceae по  информации базы так были обнаружены данные по  качественному и  коли- данных The Plant List. На  территории Республики Казах- чественному составу растений, произрастающих на  тер- стан встречается Звездчатка средняя (Stellaria media L.). ритории Томбовской, Рязанской, Кировской, Московской Stellaria media L.  — травянистое растение, являющееся и Харьковской областей.  [2] Химический состав растения однолетним. Растение имеет стебель пустотелый внутри, недостаточно изучен. Имеются отдельные данные по  со- обычно расстилающийся и  разветвляющийся по  земле, держанию аминокислот, дубильные вещества, органиче- покрытый ворсинками, расположенными в  один ряд. ских кислот, флавоноидов, каротиноидов, некоторых ви- Высота его обычно достигает 10‑30 см. Листья мелкие таминов, сапонинов тритерпенового ряда  [3]. овальной формы с  коротко заострённым краем. Листья расположены так, что  от  одного узла растут два листа, Исследователи  Г. Б.  Ендонова, Т. П.  Анцупова, Б. А.  Ба- рост которых направлен в  разные стороны, при  этом женова, Ю. Ю.  Забалуева, А. В.  Герасимов из  Республики верхние сидячие, нижние на  черешках. Цветоножки Бурятия проводили исследование по  определению ан- длинные с двураздельными лепестками, цветочки белые тиоксидантной активности растения Stellaria media и  маленькие, по  форме напоминают звездочки. Цветы L. Для получения экстракта использовалось высушенное растения имеют 5 тычинок и  1 пестик с  3 столбиками. растительное сырье, которое заливалось бидистиллиро- Фаза цветения начинается в мае и продолжается до конца ванной водой, нагретой до температуры 22±2 0С в соотно- августа. Плод у растения напоминает продолговатую ко- шении 1:10. Полученную смесь тщательно перемешивали, робочку с 6 створками  [1]. подвергали встряхиванию в  течение 22 мин, затем полу- ченную суспензию фильтровали. В полученном экстракте Химический состав растения Stellaria media изучали суммарное содержание антиоксидантов определяли ам- Российские и  Украинские исследователи: В. М.  Водослав- перометрическим методом на  приборе Цвет Яуза-01‑АА. ський, Т. В.  Опрошанська, О. П.  Хворост, Л. Г.  Бабешина, Содержание определяли по градуировочному графику по-

2 Химия «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. строенному по  кверцетину с  различной концентрацией оксидантов в  разных растениях составляет: в  мать-и-ма- в растворе, который является мощным антиоксидантом. чехе — 18.9 мг / г, в зверобое — 17.5 мг / г, в цветках кален- дулы  — 13.1 мг / г. Можно сказать, что  антиоксидантная В результате исследования было установлено, что наи- активность экстракта Stellaria media L. соизмерима с  ис- большее суммарное содержание антиоксидантов выявлено следуемым показателем в  лекарственных растениях. Ре- в экстракте, приготовленном из листьев Stellaria media L., зультаты исследования представлены в таблице 1.  [4] показатель которой составил 15.02 мг / г, содержание анти- Таблица 1. Суммарное содержание антиоксидантов в экстрактах разных органов Stellaria media. Органы растения Суммарное содержание антиоксидантов мг / г Листья 15,2±0,15 Стебли 11,23±0,06 Корень 6,41±0,07 Изучив основные источники, в которых описываются Фолина (в соотношении 1:10 с дистиллированной водой). исследования данного вида растения можно прийти к вы- Приливали 2 мл раствора карбоната натрия (7,5 г на 100 воду что, накопление веществ зависит от  региона произ- мл дистиллированной воды). Через два часа профодили растания, климатический условий и  вегетационного пе- спектрофотометрирование при  765 нм. В  качестве кон- риода растения. Поэтому считаю, что  изучение Stellaria троля использовали 80 % этанол  [6]. media L. произрастающей на  территории Костанайской области представляет собой большой интерес. Сумму фенольных соединений определяли по  стан- дартным растворам галловой кислоты 25 мг / л, 50 мг / л, Цель исследования: количественное определение 100 мг / л, 150 мг / л, 200 мг / л, 250 мг / л. суммы фенольных соединений Stellaria media L, произрас- тающей в  условиях Северного Казахстана. Объектом ис- Расчет суммы фенольных соединений осуществили следования является надземная часть и корни звездчатки по формуле: средней, которая была собрана в августе 2021 году. Пробо- подготовка растительного сырья осуществлена согласно Где, требованиям нормативной документации  [5]. С — концентрация фенольных соединений, полу- ченная по  калибровочной кривой, исходя из  оптической Для  определения суммы фенольных соединений при- плотности образцов, мг / л; менили спектрофотометрическое определение с  реак- V — общий объём экстракта, мл; тивом Folin-Ciocalteau. К  50 мг исследуемого воздуш- m — масса навески, мг; но-сухого сырья добавляли 1,5 мл 80 % этилового спирта 1000 — коэффициент перевода л в  мл (объёма экс- и термостатировали в течение 30 минут при 800 С. Далее тракта). смесь поместили в центрифужную пробирку и центрифу- По  результатам исследования растения вида Stel- гировали при 12000 g в течении 10 минут. Надосадочную laria media L., произрастающие на территории Северного жидкость сливали. Осадок промывали 0,5 мл 80 % этило- Казахстана и собранные во время фазы цветения содержат вого спирта, взбалтывали и повторно центрифугировали. 0.774±0,03 г / 100 г фенольных соединений. Супернатант соединяли и доводили до 2 мл 80 % этанолом. К 0,5 мл полученного раствора добавляли 2,5 мл реактива Литература: 1. Мальцев, А. И. Атлас важнейших видов сорных растений СССР, т. 1. М.‑Л.: Сельхозгиз, 1937. С. 52‑55. 2. Горина,  Я. В.  Фармакогностическое исследование некоторых видов рода stellaria и  возможность их  использо- вания в медицинской практике /  [Текст]: автореферат к. ф. н. Пермь 2005 г. 3. Попов,  Д. М., Наумов  А. В.// Исследование звездчатки средней методом ВЭЖХ// Журнал Фармация.-№ 2 .– 2012 г.‑стр. 27‑29 4. Антиоксидантная активность экстракта звездчатки средней (Stellaria media / Г. Б.  Ендонова, Т. П.  Анцупова, Б. А. Баженова  [и др.] // Химия растительного сырья. — 2018. — №  4. — С. 141‑147. 5. ОФС. 1.1.0005.15 Отбор проб лекарственного растительного сырья и лекарственных растительных препаратов. 6. ФС. 2.5.0015.15 Спектрофотометрическое определение суммарного содержания флавоноидов в лекарственном сырье и лекарственных растительных препаратах, «Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье».

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Chemistry 3 Исследования молекул 1,3‑диоксана и его производных Мукушева Ания Адевиятовна, студент магистратуры Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина (г. Москва) В  настоящее время гетероциклические органические наоборот молекула активно участвует в разных стерео-и- соединения широко распространены в  природе, ис- зомерных превращениях. Это позволяет рассматривать пользуются в  медицине, нефтехимической промышлен- молекулу 1,3‑диоксана как реагент синтеза, так и как про- ности и необходимы для многих других производств. Эти межуточного соединения, из  которого могут быть полу- вещества играют важную роль в биологических процессах, чены различные вещества. они являются структурными компонентами нуклеиновых кислот и стероидов, влияют на их структуру, а также био- Помимо всего прочего, 1,3‑диоксан и его производные химическую активность. широко применяются в  качестве ингибиторов коррозии. Так в  статье   [4] представлены результаты исследований Одним из  представителей класса шестичленных насы- практического применения 1,3‑дигетероциклоалканов щенных гетероциклических соединений является 1,3‑ди- в  качестве новых высокоэффективных ингибиторов кор- оксан и  его производные. Эти соединения использу- розии. Был описан синтез производных 1,3‑диоксанов из- ются в  качестве ингибиторов коррозии, биологически вестной реакцией Принса. 4,4‑диметил-1,3‑диоксан по- активных препаратов, а  также зачастую применяются лучают из  изобутилена и  формальдегида в  крупных как растворители в процессах физико-химического разде- промышленных масштабах, однако его применение в  ка- ления сырья и  т. д. Хотя 1,3‑диоксаны уже много лет ис- честве ингибитора коррозии ограничено из‑за  высокой следуются в рамках экспериментальных и теоретических летучести. Стирол и  α-метилстирол предпочтительнее исследований, до сих пор не решены многие вопросы. На- среди других олефинов, из которых соответственно полу- пример, в  частности, большой интерес представляет из- чают 4‑фенил-1,3‑диоксан и 4‑метил-4‑фенил 1,3‑диоксан учение влияния заместителей, подключенных по  пе- Эти соединения обладают высоким защитным действием. риметру кольца, на  структуру и  динамику переходных Однако применение чистого 4‑метил-4‑фенил-1,3‑диок- процессов молекулы  [1]. сана невозможно в  климатических условиях Поволжья, Урала и Запада Сибирь из‑за высокой температуры засты- Достаточно давно обсуждается вопрос опреде- вания (≈40 °С). ления геометрической структуры молекул 1,3‑диоксана. В  статье   [2] методом микроволновой спектроскопии Учитывая высокие ингибирующие свойства 4‑ме- было описано определение структуры кольца молекулы тил-4‑фенил-1,3‑диоксана и  формальдегида, а  также от- 1,3‑диоксана. Это было сделано на  основе исследования носительную простоту технологии переработки, проф. микроволновых спектров пяти изотопических разно- Рахманкулов Д. Л. совместно с его ученики предприняли видностей 1,3‑диоксана. В  зависимости от  набора экспе- попытку получить ингибирующий состав не  из  чистого риментальных значений моментов инерции различных 4‑метил-4‑фенил-1,3‑диоксана, а  из  реакционной массы, изотопомеров молекулы и  способа обработки данных т. е. продуктов конденсации -метилстирола и  формальде- может быть получены две вариации структуры. При  не- гида без  выделения чистого 4‑метил-4‑фенил-1,3‑диок- достаточном наборе изотопомеров ограничиваются ча- сана. стичной структурой. Возможность точного определения геометрии молекул является достоинством метода ми- Сравнительные лабораторные исследования пред- кроволновой спектроскопии. По экспериментальным зна- лагаемого ингибитора и  известных ингибиторов кор- чениям вращательных постоянных, методом Крейчмана розии показали, что разработанный реагент обладает вы- были определены координаты атомов углерода и  кисло- соким защитным действием и  иногда даже превосходит рода в  системе главных осей инерции молекулы основ- используемые в  настоящее время ингибиторы коррозии ного изотопного состава. А также был сделан вывод о том, по своим технологическим показателям, и может быть ре- что  наиболее стабильным конформером 1,3‑диоксана яв- комендован для промышленного применения. ляется кресло. Диоксаны также часто выступают в  роли раствори- Однако не  все реакции могут быть избирательными, телей. Эти соединения обладают большей растворяющей и в органическом синтезе сложных молекул почти всегда способностью, чем  диэтиловый эфир. Диэтиловый эфир образуется несколько структурно изомерных продуктов, плохо растворяется в воде, а также он гигроскопичен. Ди- и  выход нужного продукта не  всегда является точным. оксаны  — это многофункциональные апротонные рас- В статье  [3] был произведен анализ региоселективности творители. Основанием Льюиса служит атом кислорода. химических реакций применения 1,3‑диоксанов и  ряда Он может растворять многие органические соединения. других циклических ацеталей. Исследование показало, Растворяющая способность этих соединений приведена что  структура кольца в  молекуле 1,3‑диоксана не  явля- в  статье   [5], диоксановые комплексы катионов образу- ется пассивным участником химических реакций, даже ются в водно-диоксановой среде, поскольку он способен координироваться с  катионами благодаря своим кисло-

4 Химия «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. родным атомам. Энергия дипольного взаимодействия ка- содержания диоксанов в  смеси растворителей водные тион  — растворитель для  воды не  является более отри- ассоциаты постепенно распадаются, что  приводит к  по- цательной, чем  для  диоксана, однако при  сольватации вышению концентрации мономерной воды, обладающей анионов с  образованием водородной связи роль диок- высокой координирующей способностью. сана является подчиненной. В  результате увеличения Литература: 1. Файзуллин,  М.  Г Исследование молекул 1,3‑диоксана и  2‑метил-1,3‑диоксана методом микроволновой спек- троскопии // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Уфимский государственный нефтяной технический университет. 2006. С. 5‑10 2. Файзуллин,  М. Г., Галеев  Р. В., Гундерова  Л. Н., Шапкин  А. А., Мамлеев  А. Х.  Определение структуры кольца 1,3 — диоксана методом микроволновой спектроскопии // Вестник Башкирского университета. 2006.№  2. С. 29‑32 3. Janssens, J. и др. Regioselective Ring Opening of 1,3‑Dioxane-Type Acetals in Carbohydrates // European J. Org. Chem. 2018. Т. 2018, № 46. С. 5‑31. 4. Gabitov, A. I. Industrial Production of Acetal-Based Corrosion Inhibitors // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2021. Т. 1079, №  6. С. 70. 5. Трубачев, А. В., Трубачева Л. В., Растворители М. О. А. В. Трубачев Л. В. Минерально — органические раствори- тели в вольтамперометрии металлов // — Ижевск: Издательский центр «Удмуртский университет», 2018. 224 с Синтез и свойства биосовместимых криогелей на основе интерполиэлектролитного комплекса хитозан-геллан Мусабаева Бинур Хабасовна, кандидат химических наук, профессор; Оразжанова Ляззат Каметаевна, кандидат химических наук, ассоциированный профессор; Гайсина Балжан Сайлауовна, докторант; Серикбеков Дастан Канатулы, студент магистратуры; Ермекбаева Алина Каирхановна, студент Университет имени Шакарима города Семей (Казахстан) Вискозиметрически определены молекулярные массы природных полимеров хитозана и геллана. Методом потенци- ометрического титрования установлена степень деацетилирования хитозана. Степень деацетилирования хитозана показала поликатионный характер хитозана и подтвердила его комплексообразующие свойства. В условиях криотро- поного гелеобразования посредством проведения интерполиэлектролитной реакции между поликатионным хитозаном и полианионным гелланом осуществлен синтез криогеля Хитозан-Геллан. Исследованы свойства синтезированного крио- геля (кинетика набухания гидрогелей в воде, пропускание жидкостей через объем криогеля). Степень набухания криогеля составила 5 г / г, максимальная скорость протекания жидкости через объем криогеля проявляется при рН 3. Ключевые слова: биополимер, хитозан, геллан, интерполиэлектролитный комплекс, криогель. Введение. Изучение криогелей на основе продуктов ассоциации комплементарных структур — интерполиэлектро- литных комплексов (ИПЭК) с  участием природных макромолекул представляет интерес, так как  совокупность уни- кальных свойств делают их перспективными материалами, находящими применение в различных направлениях науки, промышленности и технологии. Интерес к  данному классу полимерных композитов вызван очевидным биологическим, экологическим и  практи- ческим преимуществом по сравнению с индивидуальными компонентами — высокой физиологической активностью при низкой токсичности, биосовместимостью, высокой проницаемостью, способностью набухать в воде и биологиче- ских средах, что позволяет использовать криогели в качестве материалов широкого спектра действия  [1]. Перспективными биополимерами для получения криогелей на основе ИПЭК являются хитозан (Хит) и геллан (Гел). Как известно, в структуре молекулы хитозана содержатся свободные первичные аминогруппы, благодаря которым хитозан проявляет поликатионные, комплексообразующие, сорбционные и другие свойства  [2]. Геллан, представляющий собой линейный анионный гетерополисахарид, обладает способностью к  геле-, волокно- и пленкообразованию, ионному обмену и комплексообразованию  [3].

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Chemistry 5 В данной работе рассматривается получение и изучение свойств биоактивных криогелей на основе ИПЭК хитозана с гелланом. Материалы и методы исследования В работе использовали: 1. хитозан марки Sigma — Aldrich (USA) без дополнительной очистки. OH OH OH HO O O O O HO NH2 HO O OH HO NH2 nNH2 2. Геллан производства Zhejiang DSM Zhongken Biotechnology Co., Ltd. (China) без дополнительной очистки Определение молекулярной массы Хит. Молекулярную массу полимеров устанавливали вискозиметрическим ме- тодом в соответствии с  [4]: Вязкость растворов полимеров определяли с  помощью вискозиметра Убеллоде с  диаметром капилляра 0,2 мм при температуре 25  °С. Раствор хитозана готовили в ацетатно-буферном растворе, раствор геллана — в 0,1 м KCl. В колено вискозиметра заливали 5 мл растворителя, термостатировали в течение 5 минут и измеряли его время ис- течения через капилляр вискозиметра (t0). После сливали растворитель, тщательно промывали вискозиметр, заливали в колено вискозиметра 5 мл раствора полимера, термостатировали и измеряли время истечения раствора полимера (t). Затем производили разбавление раствора полимера, последовательно добавляя 1, 2, 3 и 5 мл растворителя. При каждом разбавлении измеряли время протекания раствора полимера. На основании полученных данных рассчитывали относительную, удельную, приведенную и логарифмическую при- веденную вязкость и строили график зависимости и  от концентрации раствора полимера (таблица 1). Таблица 1. Значения вязкости растворов полимеров С, г / 100мл t, с Экстраполяцией логарифмической приведенной вязкости к нулевой концентрации полимера находили характери- стическую вязкость. Молекулярную массу полимеров определяли с помощью уравнения Марка-Куна-Хаувинка  [5]. (1) где  — характеристическая вязкость, К и a эмпирические константы. Определение степени деацетилирования Хит проводили методом потенциометрического титрования согласно ме- тодике, описанной в работе  [6]. Для этого навеску Хит растворяли 0,1 М растворе соляной кислоты, после полного растворения к раствору прили- вали бидистиллированной воды и перемешивали на магнитной мешалке. 10 мл полученного раствора растворяли в 10 мл бидистиллированной воды и оттитровывали раствором NaOH с концентрацией 0,1 М на рН-метре-кондуктометре Seven Multi (Mettler-Toledo, Switzerland). Строили график зависимости ∆рН раствора Хит от объема NaOH.

6 Химия «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. Степень деацетилирования Хит (DD) определяли по следующей формуле (2): (2) где m — масса Хит, V1, V2 — объемы 0,1 M раствора гидроксида натрия отвечающие точкам эквивалентности, 0,3 — коэффициент пересчета на  молекулярную массу звена хитина, 0,0042  — коэффициент пересчета разности молеку- лярных масс звеньева хитозана и хитина. Синтез криогелей на основе ИПЭК Хит — Гел Синтез криоглей проводили методом смешения растворов биополимеров с с последующей заморозкой ИПЭК  [7]. Для чего 2 % раствор лимоннокислого хитозана смешивали с 1 % водным раствором геллана и оставляли на сутки. По- лученный раствор переносили в  пластиковые колбы и  замороживали при  температуре минус –12  °С.  Сформировав- шийся криогель высушивали с помощью лиофильной сушки. Полученные образцы разрезали на доли и использовали для дальнейших исследований. Определение степени набухания криогеля проводили гравиметрическим методом  [7]. Образец криогеля, взвешенный на анлитических весах, погружали в стакан с водой при комнатной температуре. Через 5 минут извлекали образец, прома- кивали фильтровальной бумагой и взвешивали его массу. Повторяли эту операцию 10, 20, 30, 60, 120, 180 мин, 1, 2, 3 сутки. Степень набухания криогеля определяли по формуле (3): где mt — масса геля после набухания, мг; m0 — первоначальная масса геля, мг. Определение скорости протекания жидкости через криогель. В  нижнюю часть стеклянной трубки помещали на- бухший криогель, сверху с  создавали столб жидкости высотой 30 см, при  этом скорость протекания жидкости регу- лировали таким образом, чтобы жидкость устойчиво находилась на отметке 30 см. Вытекающую жидкость собирали в пустой стакан приемник. Время истечения жидкости замеряли в течении 1 минуты. Спустя 1 минуту стакан убирали и измеряли объем вытекшей жидкости с помощью мерного цилиндра. Результаты и их обсуждения Методом вискозиметрии была определена молекулярная масса хитозана и геллана. На рисунке 1 представлена зави- симость приведенной вязкости хитозана в ацетатно-буферном растворе от концентрации хитозана. Рис. 1. Зависимость приведенной вязкости раствора хитозана в ацетатно-буферном растворе от концентрации Как видно из рисунка, значение логарифмической характеристической вязкости Хит составило10 дл / г. Молекулярная масса, рассчитанная по уравнению Марка-Куна-Хаувинка: г / моль

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Chemistry 7 Таким образом, молекулярная масса Хит составила 16 301 г / моль или 16,3 кДа. На рисунке 2 представлена зависимость приведенной вязкости раствора геллана в 0,1М КCl от концентрации геллана Рис. 2. Зависимость приведенной вязкости раствора геллан в 0,1М КCl от концентрации геллана Логарифмическая характеристическая вязкость раствора Гел, в соответствии с рисунком 2, составила 4,56 дл / г. Рас- считанное по уравнению Марка-Куна-Хаувинка значение молекулярной массы Гел составило: г / моль Методом потенциометрического титрования была определена степень деацетилирования хитозана, показывающая мольное содержание аминогрупп в полимере. Степень деацетилирования может меняться от 70 до 90 %. Результаты по- тенциометрического титрования солянокислого раствора Хит раствором NaOH представлены на рисунке 3. Рис. 3. Зависимость рН солянокислого раствора Хит от объема NaOH Как видно из рисунка, на кривой потенциометрического титрования наблюдается два максимума: первый максимум соответствует количеству NaOH, израсходованного на  титрование свободной соляной кислоты, второй  — количе- ству NaOH, необходимого для взаимодействия с ионизованными первичными аминогруппами хитозана. Полученные данные позволили рассчитать значение степени деацетилирования хитозана по уравнению:

8 Химия «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. Таким образом, степень деацетилирования хитозана составляет 83,9 %. Хитозан со  степенью деацетилирования > 50 % становится растворимым в кислых водных растворах и ведет себя как катионный полиэлектролит. Наличие большого числа аминогрупп, а следовательно и высокого положительного заряда обуславливает высокую комплексообразующую способность хитозана по  отношению к  полианионным полимерам, в  частности к  геллану. Ранее, в работе  [8] показано взаимодействие хитозана с гелланом с образованием интерполиэлектролитного комплекса состава  [Хит]:  [Гел] =1:1. Путем проведения интерполиэлектролитной реакции между поликатионным хитозаном и полианионным гелланом умеренном замораживании (–12  °С) получен криогель Хит-Гел. На рисунке 4 представлены образцы синтезированных криогелей. Рис. 4. Образцы криогеля на основе ИПЭК Хит — Гел Образование гелевой структуры возможно за счет образования ионных мостиков между ионизированными амино- группами хитозана и карбоксильной группой геллана. Определены физико-химические свойства синтезированных криогелей — кинетика набухания и пропускание через криогель жидкостей с различным значением рН. На рисунке 5 представлена кинетика набухания криогеля на основе ИПЭК Хит-Гел. Рис. 5. Кинетика набухания криогеля Хит — Гел в воде Измерение массы образца набухшего криогеля через определенные промежутки времени показало увеличение массы криогеля, что свидетельствует о сорбции криогелем воды (рисунок 5). Согласно полученным данным, криогель на ос- нове ИПЭК Хит-Гел в среднем поглощает до 5 г воды.

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Chemistry 9 Важнейшей характеристикой криогелей является их проницаемость для различных жидкостей. С этой целью была определена скорость протекания жидкостей с различным значением рН через криогель на основе ИПЭК Хит-Гел (ри- сунок 6). Высота столба жидкостей составляла 30 см, значение рН варьировалось от 3 до 8. Рис. 6 Как видно из рисунка, максимальная скорость протекания жидкости через объем криогеля наблюдается при рН 3. При повышении рН скорость протекания раствора снижается, что может быть связано с набуханием криогеля и суже- нием его пор. Такое поведение криогеля позволяет использовать его в качестве сорбентов, катализаторов проточного типа, хроматографических материалов  [9]. Выводы Таким образом, на основании экспериментальных данных можно сделать следующие выводы: 1. Определены физико-химические характеристики природных полимеров  — молекулярная массахитозана и геллана, степень деацетилирования хитозана. Молекулярные массы составляют: 16 301 г / моль для хитозана и 1 150 г / моль для геллана. Степень деацетилирования хитозана составляет 83,9 %, что показывает его поликатионный характер и высокую комплексообразующую способность. 2. Методом криотропного гелеобразования при отрицательной температуре получен криогель на основе интерпо- лиэлектролитного комплекса биоактивных полимеров хитозана с гелланом. 3. Изучены свойства криогеля  — кинетика набухания и  пропускание жидкостей через объем криогеля. Полу- ченные результаты показывают высокие сорбционные свойства и хорошую проницаемость криогеля. Полученные данные представляют интерес и  имеют большую теоретическую и  практическую значимость. Синтезированные криогели могут найти применение в  различных областях химической науки, биотехнологии, медицины и др. отраслях промышленности. Литература: 1. Lozinsky, V. I. A Brief History of Polymeric Cryogels / V. I. Lozinsky // Advanced polymer science. — 2014. — V. 263. — P. 1‑48. 2. Chitosan Market Size, Share & Trends Analysis Report by Application (Pharmaceutical & Biomedical, Water Treatment, Cosmetics, Food & Beverage), By Region (APAC, North America, Europe, MEA), and Segment Forecasts, 2020‑2027); Report ID: 978‑1-68038–798‑8; Grand View Research: San Francisco, CA, USA, 2020; Available online: https://www. grandviewresearch. com / industry-analysis / global-chitosan-market (accessed on 31 August 2020). 3. Ishwar, B., Shrikant S., Parag S., Rekha S. Gellan Gum: fermentative production, downstream processing and applications // Food Technol. Biotechnol. — 2007. — V. 45. — P. 341‑354. 4. Тагер, А. А. Физико-химия полимеров. М.: Химия, 1978 544 с. 5. Торопцева, А. М., Белогородская К. В., Бондаренко В. М. Лабораторный практикум по химии и технологии высо- комолекулярных соединений. Л.: Химия, 1972 416 с. 6. Погодина, Н. В. Конформационные характеристики молекул хитозана по данным диффузионно-седиментаци- онного анализа и  вискозиметтрии / Н. В.  Погодина, Г. М.  Павлов, С. В.  Бушин, А. Б.  Мельников, Е. Б.  Лысенко,

10 Химия «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. Л. А. Нудьга, В. Н. Маршева, Г. Н. Марченко, В. Н. Цветков // Высокомолек. соед. А. — 1986. — Т. 28 А. — №  2. — С. 232‑239 7. Klivenko, A. N. Synthesis and phisico-chemical properties of macroporous cryogels / A. N. Klivenko, G. S. Tatykhanova, G. A. Mun, S. E. Kudaibergenov // International Journal of Biology and Chemistry. — 2015. — V. 8 (1). — P. 52‑60. 8. Plieva, F. M., Karlsson M., Aguilar M.‑R., Gomez D., Mikhalovsky S., Galaev I. Y. Pore structure in supermacroporous polyacrylamide based cryogels. // Soft Matter, 2005, V. 1 №  4. P. 303‑309. 9. Адильханова, М. У.  Влияние внесения интерполимерного комплекса в  темно-каштановую супесчаную почву на морфометрические показатели пестрой фасоли / М. У. Адильханова, Ж. С. Касымова, А. Н. Кливенко. 10. В. И. Лозинский, Криогели на основе природных и синтетических полимеров: получение, свойства и области применения, Успехи химии, 2002, т. 71, с. 559 Влияние деаэратора на прочность при сжатии фенольной пены Тычинкин Илья Владимирович, аспирант; Шишлов Олег Федорович, доктор технических наук, доцент, профессор; Глухих Виктор Владимирович, доктор технических наук, профессор, научный сотрудник Уральский государственный лесотехнический университет (г. Екатеринбург) Статья содержит сведения об  исследовании влияния деаэратора ПМС  — 10000 на  прочность фенольной пены при  сжатии. Для  определения прочности фенольной пены, модифицированной деаэратором при  сжатии, в  сравнении со  стандартной фенолформальдегидной смолой использовали универсальное испытательное устройство Inspekt table Blue 20. Effect of the deaerator on the compressive strength of phenolic foam Tychinkin Ilya Vladimirovich, graduate student; Shishlov Oleg Fedorovich, doctor of technical sciences, associate professor, professor; Glukhikh Viktor Vladimirovich, doctor of technical sciences, professor, researcher employee Ural State Forestry University (Ekaterinburg) The article contains information about the study of the effect of the PMS — 1000 deaerator on the strength of phenolic foam during compression. To determine the strength of the phenolic foam modified by the deaerator during compression, compared with the standard phenol-formaldehyde resin, a universal testing device «Inspekt table Blue 20» was used. Фенольные смолы широко применяются во многих об- онных материалов в  строительстве зданий. Однако фе- ластях, таких как  строительство, автомобилестро- нольная пена обладает низкой механической прочностью, ение, деревообработка и  аэрокосмическая промышлен- а также получение ее из невозобновляемых нефтяных ре- ность, за  счет низкой стоимости, хорошей термической сурсов ограничивает более широкое применение дан- и  химической стойкости, а  также когезионной способ- ного материала   [4]. Так как  при  получении фенольной ности   [1]. Они образуются путем поликонденсации фе- пены, на  стадии перемешивания компонентов в  системе нола и  альдегида в  присутствии щелочного или  кислот- возможно большое включение воздуха, и  как  следствие ного катализаторов  [2]. снижение механической прочности готового материала, в  данной работе был использован деаэратор полиметил- Фенольная пена  — это своего рода легкий, твердый силоксан (ПМС — 10000), способный снизить количество вспененный материал, который характеризуются высокой пузырьков воздуха в готовом материале. пористостью, термостойкостью, коррозионной стойко- стью, низкой плотностью и  теплопроводностью   [3]. Фе- Методы и материалы нольная пена стала весьма востребованным материалом В  работе использовали деаэратор полиметилсилоксан благодаря этим свойствам. Эти характеристики позво- (ПМС — 10000), который вводили в систему в количестве ляют использовать ее во  многих областях, таких как  ав- 1 % от общей массы смолы на стадии перемешивания. томобилестроение, авиастроительство, химическая Основные характеристики деаэратора полиметилси- промышленность, а  особенно в  качестве теплоизоляци- локсана ПМС — 10000 представлены в таблице 1.

“Young Scientist” . #Таб1л9и(ц4а114.)По.каMзaатyе2л0и2д2еаэратора полиметилсилоксана (ПМС — 10000) Chemistry 11 Наименование Показатель Жидкость без запаха, вкуса и цвета, про‑ Внешний вид зрачная Плотность, г / см3 974 Содержание механических примесей Кинематическая вязкость, сСт Отсутствует Температура застывания,  °С 10000 Температура вспышки,  °С 48 Коэффициент преломления 315 Поверхностное натяжение 1.4035 21,3 Для  того чтобы оценить влияние деаэратора на  проч- пользуется в производстве вспененных композиционных ность при  сжатии фенольной пены была использована материалов. резольная фенолформальдегидная смола, которая ис- Основные характеристики резольной фенолформаль- дегидной смолы представлены в таблице 2. Таблица 2. Показатели резольной фенолформальдегидной смолы Наименование Показатель Условная вязкость при 25 ℃, сПз 2400 Массовая доля щелочи, % 0,54 Массовая доля нелетучих веществ (сухой остаток), % 81,0 Массовая доля свободного формальдегида, % 0,88 Массовая доля свободного фенола, % 1,62 Кислотность, pH 6,7‑7,2 Для  получения фенольной пены использовали резо- перемещения подвижной пластины. Точность измерения льную фенолформальдегидную смолу, деаэратор ПМС  — должна составлять ± 5 % или ± 0,1 мм, и, если последняя ве- 10000, вспенивающий агент и  отвердитель. Все компо- личина более точная, применяется последняя. Датчик ин- ненты перемешивали в  смесителе, а  затем загружали дикатора нагрузки прикрепляется к одной из прижимных в термостатированный ящик, и выдерживали при темпе- пластин, и измеряется сила F, возникающая в результате ратуре 800С в течении 30 минут. Готовый блок фенольной деформации испытываемого образца. Кроме того, инди- пены оставляли на  сутки под  вытяжной вентиляцией катор нагрузки непрерывно измеряет силу в  любой мо- для устранения запаха и окончательно отверждения. мент во время испытания с точностью ± 1 %. Готовый блок разрезали на  10 одинаковых кубиков Образцы фенольной пены перед испытанием на сжатие с размерами 5*5*5 мм., чтобы определить влияние деаэра- взвешивают, а  затем поочерёдно устанавливают между тора на  прочность при  сжатии фенольной пены. Прове- двух пластин испытательной машины, регулирую рассто- дение испытаний прочности на сжатие проводили на уни- яние между верхней пластиной и  образцом. После регу- версальной испытательной машине «Inspekt table Blue 20». лировки необходимого расстояния, запускают программу Машина имеет несколько квадратных или  круглых и по графику отслеживают изменение прочности образца. прижимных пластин. Поверхность прижимной пластины Как  только максимальная прочность будет достигнута не  должна деформироваться под  действием нагрузки. программа фиксирует это значение, и  после снижения Размер прижимной пластины должен быть не  менее этого значения верхняя пластина возвращается в исходное 100 мм с одной стороны (или от общего диаметра). Одна положение, что позволяет установить следующий образец, из прижимных пластин представляет собой неподвижную записать полученные данные и продолжить испытания. пластину, а  другая  — подвижная пластина. Подвижная В качестве сравнения изменения прочности при сжатии пластина может перемещаться с  постоянной скоростью фенольной пены с  деаэратором, был взят образец стан- согласно. Для точной регулировки образца имеется меха- дартной фенольной пены. Полученные результаты срав- низм, который может непрерывно измерять расстояние нения представлены в таблице 3. Таблица 3. Прочность на сжатие фенольной пены с использованием деаэратора и без него Наименование Прочность на сжатие, кПа Стандартная фенольная пена 165,8 Фенольная пена с 1 % деаэратора 223,9

12 Химия «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. Полученные данные свидетельствуют о  том, что  де- Заключение аэратор, который введен на  стадии перемешивания, уве- Проведены испытания по изучению влияния лигнина личивает прочность на  сжатие готовой фенольной пены. на  прочность фенольной пены при  сжатии с  помощью Это подтверждает то, что деаэратор способен снизить ко- универсального испытательного устройства «Inspekt table личество воздуха, который попадает в систему при пере- Blue 20». мешивании и в дальнейшем ухудшает структуру готовой Установлено, что введение 1 % деаэратора на стадии пе- фенольной пены, и, как  следствие, снижает прочность ремешивания увеличивает прочность фенольной пены при сжатии. при сжатии. Литература: 1. Li, J., Zhang A., Zhang S. Larch tannin-based rigid phenolic foam with high compressive strength, low friability, and low thermal conductivity reinforced by cork powder // Composites Part B: Engineering. 2018. Pp. 368‑377. https:// doi:10.1016 / j. compositesb. 2018.09.005 2. Zhou, J., Yao Z., Chen Y. Thermomechanical analyses of phenolic foam reinforced with glass fiber mat // Materials & Design. 2013. Pp. 131‑135. https://doi:10.1016 / j. matdes. 2013.04.030 3. Chuang, W., Lei P., Zhen-hai S. Preparation, thermal stability and deflection of a density gradient thermally-conductive carbon foam material derived from phenolic resin // Results in Physics. 2019. https://doi:10.1016 / j. rinp. 2019.102448 4. Li, Q., Chen L., Li X. Effect of Multi-walled Carbon Nanotubes on Mechanical, Thermal and Electrical Properties of Phenolic foam via In-situ Polymerization // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2015. Pp. 214‑225. https://doi:10.1016 / j. compositesa. 2015.11.014

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Information technologies 13 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Оптимизация база данных MySQL в Laravel Ахметов Берик Бакытжанулы, доктор технических наук, профессор; Раджапов Мукан Кудратулы, студент магистратуры Каспийский государственный университет технологии и инжиниринга имени Ш. Есенова (г. Актау, Казахстан) Очень важно идти в ногу с прогрессом и своевременно реагировать на потребности потенциальных клиентов. В со- временной реалии весь мир перешел в интернет, и как многие онлайн бизнесы все зависит от отклика веб приложений. Как известно, база данных является основополагающим в веб приложении, исходя от количества запросов в приложение может работать медленнее. В данной статье описывается, как лучше использовать БД MySQL в Laravel, чтобы совре- менные веб приложения работали по принципу «швейцарских часов» Ключевые слова: Laravel, MySQL, индекс, запрос, select, update, delete, Redis, Cache. Скорость  — критически важный фактор для  долго- При  данном запросе, возращаем нужные поля срочного успеха приложения. Для  решения данной с меньшим весом (объемом)  [1]. проблемы требуются не только мощные сервера, но также хорошо оптимизированная База Данных. Рассмотрим по- 3. Объединить похожие запросы; пулярное фреймворк Laravel и базу данных MySQL. Ниже Пример: При  запросе трех разных статуса в  объяв- приведены советы для оптимизации базы данных. лениях логично сделать запрос по  нижеследующему за- просу: 1. Предположим, имеется более миллиона записей Post::where («status»,»published») — >get (); и нужно обработать их черех цикл; Post::where («status»,»featured») — >get (); Post::where («status»,»scheduled») — >get (); Вариант реалицации будет проходить по следующими Но, в данном случае каждый отдельный запрос — это маршруту: нагрузка на сервер, во избежание данной проблемы лучше применить маршрут по  запросу: (применить нижеука- $posts = DB::table («posts») — >get (); занный запрос:) foreach ($posts as $post) { Post::whereIn («status»,   [«published»,»featured»,»schedul //Обработка запроса ed»]) — >get (); } В  результате, наша задача решается одним запросом При данной реализации закончится запас памяти. Если вместо трех  [1]. вместо привычного получения записи применим chunk, 4. Добавить индекс к часто запрашиваевым полям; то  сможем решить проблему памяти путем обработки Давайте рассмотрим пример использования поля status, ДАННЫХ по частям, тем самым сэкономим память в при- т. к. данное поле часто применяется. В среднем если в та- ложение  [2]. блице содержится более миллиона полей, то  каждый за- $posts = DB::table («posts»)  — >chunk (100, function прос по  полю status занимает в  среднем более 10 секунд. ($posts)) { При использовании индекс к полю status запрос будет за- foreach ($posts as $post) { нимать в  среднем 1,2 секунды. Индекс это алгоритм би- //Обработка запроса нарного поиска реализованный в MySQL  [3]. } 5. Оптимизация MySQL Insert; } В  MySQL есть четыре основные операции: Insert, SE- 2. Выбрать только нужные поля; LECT, Update, Delete. Из  которых самым медленным Рассмотрим на примере запроса: является запрос Insert. Post::find (1); Если в  основной таблице работает определенный Данный запрос возрвращает все поля и  возращаемые запрос, то  следующие запросы ждут выполнения поля весят больше, чем  необходимо (или  весят больше предыдущего. Медленные SQL-запросы могут негативно чем должны быть) Post::select (  [«id»,»title»]) — >find (1);

14 Информационные технологии «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. отражаться на  производительности. И  для  того чтобы 8. Определить тип таблиц; ускорить работу Insert нужно настроить сервер. В MySQL имеется два типа таблиц: InnoDB и MyISAM. InnoDB используется для  обеспечения целостности На  сервере с  установленным MySQL значение in- данных, таких как  передача личных данных, банковские nodb_log_file_size по  умолчанию составляет 5 Mb. Этого данные, транзакция банковских дел и прочие. В связи с этим бывает недостаточно для сервера с множеством запросов, InnoDB работает чуть медленнее относительно MyISAM. поэтому нужно увеличивать параметр innodb_log_file_ Пример: если человек оплатил товар через банковскую size до 500 Mb. Следовательно, операция Insert ускоряется. карту, происходит процесс снятия денег с  клиента и  по- полнения счета продавца. Таблица InnoDB будет удержи- 6. Тщательно выбирайте тип полей; вать операцию у  себя в  очереди, по  мере окончания дан- При  сохранении текста имеется возможность не- ного процесса. сколько выбора типа полей: 9. Используйте БД Redis; VARCHAR — до 255 символов Рассмотрим случай, если в базе работают одновременно CHAR — до 1000 символов миллион пользователей, они генерируют постоянный BLOB — не имеет огранечение. объем информации, что  значительно тормозит работу Для  рационального использования памяти, необхо- всей базы. Это следствие того, что  пока первый запрос димо правильно использовать типы данных для целесоо- обрабатывается, второй запрос будет стоять в  очереди. браного экономии БД. Между запросами диапазон ожидания минимальный, Например: при  хранении малых символов, нет надоб- но  по  мере возрастания запросов будут возникать про- ности в использовании BLOB  [3]. блемы по загруженности БД, тем самым вызывая вопросы 7. Разделите большую таблицу на несколько частей; к компетентности специалистов. Для  ускорении работы имеется возможность разде- При возникновении данной проблемы необходимо ис- лении полей на несколько частей. Рассмотрим пример: пользовать кэш либо временную память — Redis. Redis — У нас имеется более 10000 записей в одной таблице вес это NOSQL база данных, которая используется в памяти. которого составляет 4 Мб. Давайте разделим данную та- Redis работает немного быстрее чем MySQL, так как, Redis блицу на несколько малых таблиц: берет данные из памяти. Первая — основная информация: ФИО, телефон, почта, Заключение пароль; В  данной статье описаны наиболее частые ошибки. Вторая — хобби, увлечения и интересы; Для получения полной информации по статье вы можете Третья — дополнительные информация: контакты, се- дополнительно просмотреть документацию по  Laravel мейное положение; либо использовать другие источники. В результате, мы получили три таблицы с малыми объ- емами, исходя из этого будем легче их обработать. Литература: 1. Официальная документация по Laravel. https://laravel. com /  2. 18 tips to optimize laravel queries. https://dudi. dev / optimize-laravel-database-queries /  3. MySQL. Оптимизация производительности (2020) Требования к охране труда работников сферы информационных технологий Драгунцова Ирина Сергеевна, студент; Дементьев Иван Сергеевич, студент Научный руководитель: Сулейменова Райслу Дуйсенбаевна, кандидат педагогических наук, доцент Оренбургский государственный аграрный университет В статье описаны требования по охране труда людей, работающих в сфере информационных технологий. Данная работа знакомит нас с базовыми документами, координирующими работу инженеров-программистов. Ключевые слова: охрана труда, требования, нормы, автоматизированные рабочие места, безопасность труда, ин- формационные технологии. С  развитием цивилизации значительную роль играют на работу. Поэтому объектом нашего исследования явля- мероприятия по улучшению условий труда людей, ко- ется охрана труда сотрудников, которую устанавливают торые выполняют свои профессиональные обязанности различные документы, требования и нормы.

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Information technologies 15 Охрана труда программистов выполняет задачи, на- — помещения, где используются автоматизированные правленные на  выбор принципов защиты, разработку рабочие места сотрудников должны иметь естественное и  использование средств защиты общества и  природной и искусственное освещение; среды от  воздействия техногенных источников и  сти- хийных явлений. Защита здоровья работающих, обе- — необходимо, чтобы естественное и  искусственное спечение безопасных условий труда, ликвидация произ- освещение соответствовало требованиям действующей водственных травм и  заболеваний являются главными нормативной документации; принципами безопасности жизнедеятельности. — запрещается размещать места пользователей средств По  причине того, что  основная работа в  организации вычислительной техники во всех образовательных и куль- данного характера производится с использованием средств турно-развлекательных учреждениях для  детей и  под- вычислительной техники, которые в  свою очередь подвер- ростков в цокольных и подвальных помещениях; гают работников воздействию ряда опасных и вредных про- изводственных факторов, руководству организации необ- — площадь одного рабочего места пользователя ПК ходимо обеспечить соответствие рабочих мест работников на  базе плоских дискретных экранов должна составлять по нормам стандартов безопасности жизнедеятельности. не менее 4,5 м2; Если посмотреть на  нормы действующего Трудо- — помещения, где размещаются рабочие места с  ПК, вого Кодекса Российской Федерации, то  в  статье 209 со- должны быть оборудованы защитным заземлением в соот- держится понятие «охрана труда». Оно включает в  себя ветствии с техническими требованиями по эксплуатации; правовые, социально-экономические, организацион- но-технические, санитарно-гигиенические и  иные меро- — нельзя размещать рабочие места с  ПК вблизи си- приятия  [5]. ловых кабелей и  вводов; высоковольтных трансформа- торов; технологического оборудования, создающего по- Базовый документ, координирующий санитарно-ги- мехи в работе ПК  [3]. гиенические условия работы за компьютером — СанПиН 2.2.2 / 2.4.1340‑03 «Гигиенические требования к  персо- Перед началом работы программист обязан: нальным электронно-вычислительным машинам и  госу- — осмотреть и привести в порядок свое рабочее место; дарственного санитарного врача РФ от 03.06.2003 № 118». — проверить правильность подключения оборудо- вания в электросеть; При  работе с  компьютером основным фактором, обе- — проверить правильность установки стола, стула, спечивающим высокий уровень работоспособности, яв- угла наклона экрана, положение клавиатуры и, при  не- ляется правильно спроектированное помещение, в  ко- обходимости, произвести регулировку рабочего стола, тором будут располагаться автоматизированные рабочие кресла и элементов компьютера в целях исключения неу- места сотрудников организации. По  требованиям добных поз и длительных напряжений тела. СанПиН 2.2.2 / 2.4.1340‑03 помещения для  эксплуатации Может возникнуть опасность по  уровням напряжен- ПК должны отвечать следующим требованиям: ности электромагнитного поля. На  расстоянии 5‑10 см от  экрана и  корпуса монитора уровни напряженности могут достигать 140 В / м по электрической составляющей. Таблица 1. Допустимые значения параметров электромагнитных излучений Наименование параметров Допустимые значения 10 В / м Напряженность электрической составляющей электромагнитного поля на рассто‑ янии 50 см от поверхности видеомонитора 0,3 А / м Напряженность магнитной составляющей электромагнитного поля на расстоянии 20 кВ / м 50 см от поверхности видеомонитора Напряженность электростатического поля не должна превышать 500 В Поверхностный электростатический потенциал не должен превышать При  работе с  вычислительной техникой важным фак- не вызывающее раннего переутомления, и нормирование тором, обеспечивающим высокий уровень работоспособ- микроклимата, что  подразумевает собой своевременную ности, является правильно спроектированное освещение, подачу свежего воздуха в помещение. Таблица 2. Нормы подачи свежего воздуха в помещениях, где расположены автоматизированные рабочие места Объем помещения Объемный расход подаваемого в помещение свежего воздуха, м3 / на одного человека в час До  20 м3 на человека Не менее 30 20‑40 м3 на человека Не менее 20 Более 40 м3 на человека Естественная вентиляция

16 Информационные технологии «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. Также для работников сферы информационных техно- Охрану труда следует рассматривать как  единую кате- логий необходимо соблюдать режим отдыха — 15 минут горию, являющуюся сложной, многоаспектной системой, каждый час. заключающей в себе цели, задачи и средства их достижения. В  каждом учреждении проводятся организационные, тех- Наше исследование показывает, что роль охраны труда нические и  другие мероприятия, направленные на  сни- работника сферы информационных технологий, которая жение уровня факторов, приводящих к риску повреждения очень велика и пренебрежение ею ведет к очень серьезным здоровья, и приведение значений вредных и опасных про- последствиям. изводственных факторов к нормированным величинам. Литература: 1. Гусов, К. Н., Толкунова В. Н. Трудовое право России: Учебник / К. Н. Гусов, В. Н. Толкунова. — Москва: Проспект, 2014. — 496 с. 2. Коробко, В. И. Охрана труда: Учебное пособие / В. И. Коробко. — Москва: ЮНИТИ-ДАНА, 2012. — 239 с. 3. Лушников,  А. М., Лушникова  М. В.  Курс Трудового права: Учебник: в  2 томах. Том 1‑2‑е изд. Доп. И  пе- рераб. / А. М. Лушников, М. В. Лушникова. — Москва: Статут, 2009. — 879 с. 4. Правовое регулирование охраны труда: учебное пособие / общ. ред. С. Т.  Папаева.  — Москва: Альфа-Пресс, 2013. — 160 с. 5. Трудовой кодекс Российской Федерации от  30.12.2001 № 197‑ФЗ (ред. От  30.12.2015) // Российская газета.  — 2001. — № 256. — 31 декабря. Разработка мобильного приложения конвертирования валюты в криптоактивы при помощи технологии блокчейн Дымов Александр Сергеевич, студент Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники» Популярность криптовалют как  средства обмена С увеличением доступности мобильного интернета все во  всём мире достигла огромных высот. Их  ис- большей популярностью стали пользоваться мобильные пользуют для  проведения платежей, хранения. Неко- приложения. Они позволяют решать огромный спектр торые пытаются заработать на  них. На  самом деле, по- пользовательских задач. Разработка мобильных прило- пулярность Биткоина продолжает непрерывно расти. жений под Android на сегодняшний день очень востребо- На  таком многообещающем рынке предприниматели вана ввиду высокой популярности данной ОС. хотят использовать возможность выхода на  рынок с криптопродуктом. Существует несколько типов приложений, работа- ющих с крипотовалютой. Криптовалюта — это виртуальные деньги. На данный момент самой популярной криптовалютой является бит- Для  разработки приложения выберем язык и  среду коин, однако также существуют и  различные алькоины программирования. (от  английского alternative coin)  — альтернативные мо- неты. При выборе языка программирования, требуется учи- тывать следующие факторы: Любая криптовалюта работает на  основе блокчейна (от  английского block chain)  — децентрализованное, ни- — целевая платформа; кому не  принадлежащее зашифрованное хранилище ин- — гибкость языка; формации, хранящееся на множестве устройств. — производительность; — поддержка и сообщество. Криптоторговля обычно осуществляется на биржевых Интегрированная среда разработки или просто IDE — платформах или  онлайн-сайтах, которые позволяют это инструмент, используемый для  разработки прило- участникам продавать, покупать и  обменивать крипто- жений простым, быстрым и надежным способом. графические и другие цифровые активы. Поскольку число Существует много разных IDE для разных языков про- людей, использующих мобильные устройства, постоянно граммирования, платформ и операционных систем. растёт, мобильные приложения играют важную роль в ра- Исходя из  результатов исследования языков про- стущем бизнесе. граммирования и  интегрированной среды разработки, можно сделать вывод, что для решения в качестве языка

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Information technologies 17 Таблица 1. Анализ существующих языков программирования Критерий Язык программирования С++ Java С# Python + Опыт использования Поддержка объектно-ориентированного + ++ + программирования Поддержка Android разработки + ++ + Поддержка iOS разработки + Доступ к базе данных + ++ + Условные обозначения: - +- + — указанная возможность присутствует + ++ — — указанная возможность отсутствует Таблица 2. Анализ существующих средств разработки Критерий Среды разработки Visual Studio Eclipse IDE Appery. io ShoutEm Intellij IDEA Android Studio -+ Опыт использования + + -- Наличие бесплатной + + + /  — - + /  — + версии Поддержка систем + + -- ++ контроля версий Поддержка unit те‑ + + +- ++ стирования Поддерживает разра‑ + + ++ ++ ботку под Android Условные обозначения: + — указанная возможность присутствует — — указанная возможность отсутствует + / — — есть платная и бесплатные версии программирования для  разработки приложения, хо- Для работы с приложением пользователю необходимо рошо подойдет язык программирования C#. Он обладает зарегистрироваться, и  пройти верификацию документов. современным и развивающимся функционалом, а также После этого ему доступен весь функционал приложения. имеет большое и опытное сообщество. Большая библи- отека литературы и  документации позволит быстро Пользователь вводит желаемую сумму. Приложение и  качественно разработать серверную часть веб-прило- рассчитывает курс и  финальную стоимость покупки жения. и  предоставляет результат пользователю. В  случае, если в  кошельке недостаточно денег, или  цена не  устраивает Описание алгоритма работы приложения пользователя по  иным причинам, пользователь может Для реализации поставленной задачи был разработан ввести сумму заново. Если цена устраивает пользователя, алгоритм, схема которого представлена на рисунке 1. то происходит перевод биткоинов.

18 Информационные технологии «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. Рис. 1. Описание алгоритма работы приложения Литература: 1. ГОСТ 19.701‑90. Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения. 2. Колдаев, В. Д. «Основы алгоритмизации и программирования: Учебное пособие» / В. Д. Колдаев. Под ред. Гага- риной Л. Г. — М.: ИД «ФОРУМ» — ИНФРА-М, 2006, 2009. — 416 с. 3. Кулькин, Д. В. Выбор языка программирования для разработки серверной части веб-приложения / Д. В. Кулькин. — Текст: непосредственный // Молодой ученый.  — 2021.  — № 41 (383).  — С. 9‑12.  — URL: https://moluch. ru / archive / 383 / 84390 /  4. «Обмен криптовалют на  фиат в  2022  году»   [Электронный ресурс]  — URL https://profinvestment. com / cryptocurrency-exchange /  5. Соня Аветисянц «Основные языки программирования для разработки мобильных приложений», статья  [Элек- тронный ресурс] — URL https://appcraft. pro / blog / yazyki-dlya-razrabotki-mobilnykh-prilozhenij / 

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Information technologies 19 Анализ средств и методов обеспечения информационной безопасности персонального компьютера Козлов Дмитрий Александрович, студент; Ломакин Давыд Николаевич, студент Научный руководитель: Сулейменова Райслу Дуйсенбаевна, кандидат педагогических наук, доцент Оренбургский государственный аграрный университет В статье проанализированы средства и методы обеспечения информационной безопасности с точки зрения их при- годности для реализации противодействия киберпреступлениям, сохранения персональных данных пользователей и це- лостности программного и  аппаратного обеспечения персонального компьютера. Рассматривается решение задачи обеспечения информационной безопасности персонального компьютера средствами и методами реализации информа- ционной безопасности. Ключевые слова: персональный компьютер; антивирус; межсетевой экран; программное обеспечение; информаци- онная безопасность. Риск кражи персональных данных был и  остается до- ного обеспечения, что позволит выявлять новые вирусы, вольно большим, потому необходимо обеспечивать созданные на  базе последних технологий. В  случае появ- информационную безопасность компьютера. По  нашему ления угроз современный антивирус сможет их  распоз- мнению, для  предотвращения киберпреступлений необ- нать не  только благодаря регулярно обновляемой базе ходимо исключить возможность доступа преступника вирусных программ, но  и  путем использования методов к информации, содержащей персональные данные, не до- эвристического анализа. Это позволяет нам выявить по- пустить его влияния на  операционные системы, сетевые дозрительные действия и  произведенные раньше атаки, устройства, системы управления базами данных, про- оставшиеся неизвестными. Разработка новых вредо- граммное обеспечение, в том числе и на прикладное, раз- носных программ не  прекращается, они совершенству- личными средствами и  методами. Остановимся на  анти- ются, появляются новые, поэтому защита от  ранее не- вирусах. известных вирусов очень нужна для  безопасной работы персонального компьютера. На бытовом уровне стандартные средства защиты, по- ставляющиеся с  Windows 10 из  магазина, справляются Чтобы выбрать наиболее подходящую антивирусную с  проникновением в  систему с  целью хищения персо- программу, нам нужно изучить информацию о таком про- нальных данных. Мы думаем, если не посещать подозри- граммном обеспечении и  иных программ, обеспечива- тельные сайты, не  запускать от  имени администратора ющих безопасность персонального компьютера, кроме сомнительные исполняемые файлы  — большинство про- того, не  было  бы лишним использование межсетевых блем обойдут стороной среднего пользователя, но это от- экранов. носится сугубо к домашнему ПК, на котором не хранится коммерчески важный материал. Обычный пользователь может годами пользоваться стандартным межсетевым экраном (МСЭ, файрволом, По моему мнению, ситуации, когда вирус активно вы- брандмауэром) Windows, поскольку уровень опасности водил из  строя компьютеры, в  прошлом  — в  настоящее атак на  его компьютер никогда не  приближается к  ре- время техническая составляющая компьютера обладает ально угрожающему, но в отношении корпоративной сети достаточной степенью защиты от таких взломов. Сейчас необходим принципиально иной уровень защиты персо- вирусные атаки совершаются путем внедрения различных нальных данных. видов зловредного программного обеспечения, направ- ленного исключительно на  похищение конфиденци- Межсетевые экраны обеспечивают нашу безопасность альной информации, включая персональные данные. при осуществлении электронного обмена информацией с другими взаимодействующими автоматизированными Профессиональный сторонний антивирус обязательно системами и  внешними сетями, разграничение доступа имеет сигнатурную защиту, системы продвинутой эв- между сегментами корпоративной сети, а также защиту ристики, многоуровневую политику доверенности про- от  проникновения и  вмешательства в  работу автомати- граммам, следит за  целостностью особо важных данных. зированной системы (АС) нарушителей из  внешних си- Все эти составляющие антивируса очень тормозят ра- стем. боту всей системы, поэтому для хранения важных данных нужно иметь качественное аппаратное обеспечение. С  типовыми функциями, обязательными к  выпол- нению такими компонентами компьютерной системы, Мы считаем, чтобы минимизировать риск хищения как  межсетевые экраны, связаны классические задачи, персональных данных, необходимо использовать для пер- среди которых присутствуют: фильтрация пакетов, запрет сонального компьютера последнюю версию программ- доступа приложений, контроль доступа к портам.

20 Информационные технологии «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. Межсетевые экраны, установленные в  точках соеди- Check Point и  McAfee, так и  монополисты в  сфере роу- нения с  внешней сетью, позволяют нам обеспечить за- теров и  иной сетевой электроники вроде Juniper и  Cisco. щиту внешнего периметра сети предприятия и  защиту Производят и сканеры уязвимостей, также позволяющие собственных серверов, открытых для  общего пользо- обеспечивать безопасность информации. вания, от несанкционированного доступа. Сканер уязвимостей  — это программа, проверя- Кроме того, любой МСЭ может выполняться ющая на  недостатки безопасности как  операционных как  встроенное или  внешнее средство защиты инфор- систем, так и  используемого прикладного программ- мации, как  программное обеспечение или  программ- ного обеспечения. Существуют пассивные сканеры сете- но-аппаратный комплекс. Встречаются исполненные вого трафика, а также метод использования отдельного на отдельной аппаратной платформе устройства, реализу- электронного устройства, которое имитирует разно- ющие функции межсетевого экранирования. образные угрозы по  отношению к  пользовательскому ПК и сетевым протоколам вокруг него. Представителей Заметим, что  механизмом, реализуемым подобными класса немало: MaxPatrol, IBM ISS, Symantec, McAfee средствами защиты информации, также является вирту- (Vulnerability Manager). Собственно, это все потомки па- альная частная сеть. Задача туннелирования, т. е. передачи кетов «проверочных вирусов», запускаемых для оценки данных по зашифрованному каналу, включает в себя сле- профессиональной пригодности антивируса. Сканеры дующие функции межсетевого экрана: шифрование, со- уязвимости также служат нам для внутренней проверки здание туннеля (выделенного, обычно зашифрованного, защиты с  целью оценки соответствия регламентиро- логического канала), анализ входящего и исходящего тра- ванным требованиям ФСТЭК. фика, фильтрация пакетов на  основе проведенного ана- лиза. Кроме уже перечисленных нами средств существуют методы, использование которых позволит защитить пер- Обеспечивая безопасность передачи данных, МСЭ сональные данные на  ПК максимально эффективно, на- стали компонентами большинства современных операци- пример, шифрование. онных систем, а  также широко распространенным доба- вочным средством защиты информации. Защитить информацию нам поможет ее шифрование — на жестких дисках, USB-накопителях может содержаться Основным критерием классификации межсетевых огромное количество персональных данных, которые экранов является поддерживаемый ими уровень сетевой могут стать достоянием сторонних лиц в  случае утери модели OSI, в  соответствии с  чем, мы различаем сле- этих носителей. Чтобы защитить эти данные, необходимо дующие типы межсетевых экранов: пакетные фильтры, не  только установить надежный пароль, но  и  зашифро- шлюзы уровня соединения, шлюзы прикладного уровня. вать диски, что закроет к ним доступ, если неизвестен па- роль. Последние два типа МСЭ используют технологию «Proxy», согласно которой между двумя взаимодействую- Корпоративные, максимальные версии Windows 7, щими узлами имеется «посредник». Windows Vista содержат в  себе инструмент шифрования BitLocker, в  то  время как  другие ОС могут использовать В  начале двухтысячных годов стали весьма популяр- TrueCrypt, чтобы зашифровать часть данных или  полно- ными пакеты класса Internet Security, которыми занима- стью весь диск. лись многие крупные разработчики антивирусов (Dr. Web, Avira, AVG, Kaspersky, Symantec, Eset, McAfee). Обладателям ОС Mac OS X можно использовать FileVault  — этот инструмент шифрует папки на  рабочих Заметим, что независимо от типа, МСЭ нужно активи- столах, а  новая версия Mac OS X шифрует весь рабочий ровать на шлюзовом маршрутизаторе, чтобы создать свод стол Lion. особо строгих правил для  защиты электронной почты и внешних сетевых приложений. Я считаю, что опытный Сегодня мы можем приобрести внешние диски, на- администратор всегда должен иметь несколько конфигу- копители, имеющие встроенные средства шифровки, раций МСЭ для самых распространенных нештатных слу- включая сканирование отпечатков пальцев владельца. чаев защиты персональных данных на ПК, и использовать Также методом защиты данных является обновление ПО. системы предотвращения вторжений. Обновление ПО — это самый простой способ, который Intrusion Prevention System (IPS) — это система предот- позволит нам защитить ПК, но  обновлять нужно и  саму вращения вторжений, которую нужно инсталлировать операционную систему, и  другие установленные на  ком- в  разрыв сети для  проверки трафика на  признаки подо- пьютере программы. Разработчики постоянно обнов- зрительной активности и нейтрализовывать эти признаки ляют версии собственных продуктов, улучшают их функ- соответственно назначенной политике безопасности. ционал, исправляют недочеты, закрывают слабые места, через которые возможна утечка данных, потому часто об- Я  считаю, системы предотвращения вторжений на- новленные версии содержат новые компоненты и наделя- много превосходят по  эффективности шлюзовые ан- ются новыми функциями. тивирусы, поскольку просматривают не  только пакеты, но  и  корректность используемых протоколов, и  спектр Во  многих программах есть специальные функции угроз, от  которых защищает IPS, также намного шире. автообновления и  оповещения о  появившемся обнов- Производят такие системы защиты персональных данных лении — это дает нам возможность следить и вовремя об- как  традиционные производители антивирусов вроде

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Information technologies 21 новлять программное обеспечение, что позволяет снизить опасности ресурса, на  который заходит пользователь. риск хищения персональных данных и другой конфиден- Кроме того, нужно проверять гиперссылки. циальной информации. Довольно популярная программа SUMo поможет следить за  обновлениями, но  для  реали- Иногда даже проверенные и бывшие надежными сайты зации обеспечения информационной безопасности также могут взламываться. Через механизмы поиска злоумыш- требуется защита сети Wi-Fi. ленники вставляют в  верхние строчки страниц зара- женные коды, что  делает сайт зараженным вредоносной Домашнюю сеть Wi-Fi нужно обязательно держать за- программой, но  использование механизма контроля ги- крытой, для  чего используется пароль, или  посторонние перссылок позволит предотвратить заражение вашего ПК. могут проникнуть в ПК и воспользоваться любой инфор- мацией, включая и конфиденциальную. Такие инструменты контроля (сканеры), как  Web of Trust, McAfee SiteAdvisor, LinkScanner, позволят защи- Я  полагаю, что  защита  — шифрование трафика сети тить наш компьютер от  возможных рисков со  стороны Wi-Fi неудобна, так как  приходится при  каждом присое- сайтов, а установка паролей позволит обезопасить данные динении к сети вводить пароль, но делать это необходимо, еще и физически. чтобы защитить свой ПК от посягательств извне. Сложные пароли, которые очень трудно подобрать, У  современных маршрутизаторов беспроводной сети могут стать надежной защитой от  физического проник- применяются три стандарта для шифрования: WEP, WPA, новения и использования данных с компьютера. Я думаю, WPA2. Два последних имеют более высокую степень за- для  каждого аккаунта нужно использовать отдельный щиты от взломов. пароль, в  котором нужно задействовать буквы в  разных регистрах, цифры, специальные символы. Программы Также мы можем отключить широковещательную пе- по  управлению паролями Keepass для  операционных си- редачу имени сети  — SSID. В  этом случае получение до- стем Windows, Mac OS X, а также 1Password помогут нам ступа к  ней будет возможным только для  тех, кому из- управлять паролями и  генерировать новые. Также стоит вестно ее имя, остальные компьютеры не смогут увидеть отказаться от использования общественных компьютеров эту сеть. Но  кроме использования незащищенной сети и беспроводных сетей. Wi-Fi опасным считаются и покупки через Интернет. Использование общественных компьютеров несет Покупая в  Интернете что‑либо, нам нужно вводить в себе огромные риски утечки персональной информации, данные своей банковской карты  — это часть персо- заражения вредоносным программным обеспечением, нальных данных, которые используются в персональном контроля перемещения сети, сбора паролей, распростра- компьютере. Чрезвычайно высок риск для  безопасности нения вирусов. Общественные сети Wi-Fi могут содержать банковского счета, так как нет никакой гарантии добросо- настройки, делающие нас как  пользователей уязвимыми вестности продавца, а также системы безопасности сайта, к утечке персональных данных, учетных записей, потому на котором совершается покупка. желательно избегать использования этих ресурсов, чтобы не стать жертвой хищения персональных данных. Использование виртуального номера банковской карты  — реквизитов карты банка, которые позволяют Если обойтись без подключения к общественной сети произвести оплату и  предотвратить доступ злоумыш- у нас нет возможности, то не стоит проводить с их исполь- ленникам к  банковскому счету, даст нам возможность зованием банковские операции, регистрироваться на раз- обезопасить платежи. Среди российских банков вирту- личных сайтах, покупать какие‑либо товары и услуги. альные продукты предлагает Альфа Банк, ВТБ и  другие. Еще  одним методом защиты от  киберпреступников счи- Исходя из выше сказанного, понятно, что средств и ме- тается использование протокола HTTPS для  просмотра тодов по борьбе с киберпреступлениями довольно много страниц. и  каждый из  этих инструментов успешно справляется со своей задачей. Кроме того, перечисленные ресурсы по- Посещение сайтов в Интернете будет не таким опасным, стоянно совершенствуются, чтобы предотвращать новые если использовать протокол Hypertext Transfer Protocol угрозы безопасности информации, хранящейся на  ПК. Secure (HTTPS), который шифрует трафик, проходящий Потому использование данных методов и  средств по- между ПК и  сайтом, предотвращает утечку данных, сни- зволят нам оградить персональные данные от хищения. жает возможность взлома, но не является гарантией без- Литература: 1. Анализ и оценка профессиональных рисков работников предприятия промышленной сферы / Р. Д. Сулейменова, К. В. Скопинцев, В. Ю. Василенко; ФГБОУ ВО «Оренбургский ГАУ», 2021. 2. ГОСТ Р ИСО / МЭК 15408‑1‑2008. Информационная технология. Методы и средства обеспечения безопасности. Критерии оценки безопасности технологий. Часть 1. Введение и общая модель. М.: Стандартинформ, 2009. 3. Золотарев, В. В. Средства и методы защиты компьютерной информации: практикум / В. В. Золотарев, В. Г. Жуков, М. Н. Жукова; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. — Красноярск, 2009. 4. Курило, А. П., Милославская Н. Г., Сенаторов М. Ю., Толстой А. И. Основы управления информационной безо- пасностью. М.: Горячая линия — Телеком, 2012.

22 Информационные технологии «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. 5. Сулейменова,  Р. Д.  Применение информационных технологий в  профориентационной работе со  старшекласс- никами; ФГБОУ ВО «Оренбургский ГАУ», 2021. 6. Усманов, А. А. Простые эффективные способы максимальной защиты компьютера от вирусов / А. А. Усманов — «ЛитРес: Самиздат», 2019. 7. Open Source Security Testing Methodology Manual (OSSTMM)  [Электронный ресурс]. URL: http://www. isecom. org / research / osstmm. html Обеспечение анонимности при использовании программного обеспечения Tor Манухин Алексей Викторович, студент Оренбургский государственный аграрный университет Манухина Елена Викторовна, курсант Уфимский юридический институт МВД России Сулейменова Райслу Дуйсенбаевна, кандидат педагогических наук, доцент Оренбургский государственный аграрный университет В настоящей статье представлены современные технологии обеспечения анонимности пользователя сети Tor с ис- пользованием дополнительного программного обеспечения. Рассмотрены некоторые уязвимости данной сети и способы их ликвидации. Ключевые слова: информационная безопасность, Tor, узел, маршрутизация, обеспечение анонимности, шифрование. В настоящее время всё большая часть населения пыта- Во-вторых, он может работать поверх любой другой ется обеспечить приватность своих действий в  сети сети, тем  самым обеспечивая эргономичность использо- Интернет. Но  не  многие из  них знают, что  далеко не  все вания данной платформы. их действия или подключения достаточно анонимны. В-третьих, разработчиками и  исследователями бра- Для  формирования понятийного аппарата по  анали- узера был открыт ключевой принцип действия Tor, за- зируемому предмету обратимся к  понятию луковичной ключающийся в формировании в маршрутизации волон- маршрутизации  — основой действия сети Tor. Она заро- терских узлов, дающем возможность любому человеку, дилась в 1995 году и финансировалась министерством во- использующему эту сеть, предоставить узел своего под- енно-морских исследований, а затем в 1997 году к проекту ключения как  новый узел сети другим пользователям, финансирования и  развития подключилось Управление тем  самым способствуя разрастанию сети и  увеличению перспективных исследовательских проектов Министер- её пропускной способности. ства обороны США DARPA. Анализируя вышеперечисленные особенности, необ- На  сегодняшний день финансирование TorProject ре- ходимо сделать вывод о  том, что  от  количества подклю- ализуется несколькими государствами, заинтересован- чающихся пользователей в сети прямо пропорционально ными во  внедрении технологий анонимизации в  повсед- зависит количество доступных сетевых узлов, тем  впо- невную жизнь граждан. следствии чего происходит повышение уровня пользова- тельской анонимности. Рассматривая отличительные особенности браузера Tor наряду с  аналогичными проектами с  функционалом Ещё  одной отличительной особенностью браузера анонимности, наиболее актуальной является открытый Tor является технологичность в цепочке ретрансляторов. исходный код, позволяющий осуществлять подклю- При  стандартных настройках браузера, цепь подклю- чение к сети даже через мобильные платформы iOS и An- чения будет состоять из трёх узлов (Рисунок 1), однако ко- droid  [5]. личество узлов можно изменять через конфигурации под- ключения. Tor, в  сравнении с  другими браузерами, использую- щими VPN, обладает значительным преимуществом, за- Первым в  цепи подбирается входной (сторожевой) ключающимся в  обеспечении высокой защищенности узел, имеющий доступ к  IP-адресу пользователя, и, в  со- сети за счёт своих особенностей. ответствии с техническими параметрами, к данному узлу предъявляются особые требования: они должны быть Во-первых, Tor полностью децентрализован, т. е. в сети достаточно продолжительное время (от нескольких для  него не  существует единого централизованного сер- дней до недель), обладать высокой пропускной способно- вера, который  бы контролировал всю сеть целиком, стью, а также гарантировать стабильность работы  [2]. и каждый узел подключения предоставлен самому себе.

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Information technologies 23 Второй узел,  — промежуточный (передаточный), вы- И, наконец, третьим в цепи подключения является вы- бирается в  случайном порядке и  используется для  пере- ходной узел, избирающийся сетью по  методу, аналогич- дачи траффика на выходной узел. Промежуточный адрес ному выборке промежуточного узла. Принцип действия не знает как IP-пользователя, так и конечную точку назна- и основная задача выходного узла заключается в отправке чения  [2]. траффика к пункту назначения, который нужен конкрет- ному пользователю. Рис. 1. Принцип функционирования цепи Tor На  каждом из  узлов траффик шифруется, благодаря при  одновременном их  использовании с  браузером Tor. чему обеспечивается слоистое или, по‑другому, луко- К  примеру, пользователь устанавливает и  запускает Tor, вичное шифрование. Каждые 10 минут или  при  каждом а  затем запускает другой браузер  — например, Chrome новом подключении все узлы цепочки меняются, вслед- и  думает, что  его траффик анонимизирован на  всех пло- ствие чего усложняется процесс деанонимизации кон- щадках. кретного пользователя сети. Но, к сожалению, это не так, поскольку Tor защищает В пути траффика по узлам подключения наиболее уяз- только те программы, которые работают через него. Раз- вимым местом разработчики выделяют последний, вы- работчики TorProject, наряду с  браузером Tor, рекомен- ходной узел, на  котором любой пользователь может пе- дуют браузер Firefox с плагином Torbutton. Данный плагин рехватить пакеты HTTP-протоколов, который в  свою позволяет отслеживает статус сети Tor и  отключать по- очередь содержит информацию об  истории посещения тенциально опасные плагины (Flash, ActiveX, Java и  т. п.), сторонних ресурсов. которые могут нарушить анонимность пользователя. Данные находятся в заголовке запроса Referer, который Чтобы полностью обезопасить свои действия в  ин- может содержать URL источника запроса. Для  решения тернете, знатоки используют ОС LinuxTails (TheAmne этой проблемы можно использовать HTTPS-протокол sicIncognitoLiveSystem). Данная операционная система при  подключении к  сайту, если имеется такая возмож- даёт возможность запускать анонимайзеры практически ность  [1]. на  любом компьютере с  USB-накопителя, а  также сохра- нять конфиденциальность и  анонимность всех подклю- Таким образом, учитывая вышеуказанные особен- чений, которые вынуждены проходить через сеть Tor ности, обращение пользователей к  сайту будет скрыто и  не  оставлять следов на  техническом устройстве, на  ко- даже на самом последнем уровне шифрования. тором используется данный анонимайзер. Наиболее частым заблуждением среди пользователей Подводя итог проведённому исследованию, отметим, является их  ошибочное суждение относительно обе- что, даже используя сеть с большим количеством ретранс- спечения анонимности других программных продуктов

24 Информационные технологии «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. ляторов и  высоким уровнем шифрования данных, вы выше, помогут вам повысить уровень анонимности и  за- не  сможете обеспечить полную анонимность в  сети Ин- щитить свое подключение при  просмотре определенных тернет. Однако способы и  инструкции, предложенные web-страниц. Литература: 1. Авдошин,  С. М., Лазаренко  А. В.  Технология анонимных сетей. Журнал «Информационные технологии» №  4 2016 г., в печати. 2. Колисниченко, Д. Н. Секреты безопасности и анонимности в Интернете 2021 г., в печати. 3. В. Олифер, Н. Олифер «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник» 2016 г., в печати. 4. А. Робачевский «Интернет изнутри. Экосистема глобальной сети» 2017 г., в печати. 5. Лазаренко, А. В. «Технологии деанонимизации пользователей Tor» статья в журнале Новые информационные технологии в автоматизированных системах. 2016 г., С. 257‑262. 6. Белов,  Ю. С., Ткаченко  А. В., Климушина  Д. В. «Технология луковичной маршрутизации и  сеть Tor», 2019  г., С 157‑160. 7. Альтерман, А. Д., Лушников Н. Д., «Распространение уязвимости Tor Bittorent и его новинки», 2018 г., С. 5‑9. Параллелизм в С++ на примере библиотеки Pthread Морозова Вера Ивановна, кандидат экономических наук, доцент; Логунова Дарья Игоревна, студент магистратуры Российский университет транспорта (МИИТ) (г. Москва) В статье авторы рассматривают многопоточное программирование. Ключевые слова: поток, параллельное программирование, модель памяти, приложение. В  своё время параллельное программирование было популярным и  широко используемым при  создании сер- интересно только для тех людей, которых привлекали веров, драйверов устройств, операционных систем, раз- сложные задачи для больших суперкомпьютеров. В насто- личных прикладных программ, игр и приложений. ящее время, когда на  многоядерных процессорах начали работать обычные приложения, параллельное програм- Расширения стандарта С++ 1998 не поддерживали кор- мирование быстро стало технологией, которая заинте- ректную работу потоков, поэтому писать многопоточные ресовала основную массу программистов, а  также па- приложения не получалось. Тогда был запущен стандарт раллелизм в  целом и  многопоточное программирование, C++11. Помимо того, что  в  нем определена абсолютно которое должен освоить и  уметь применять любой кон- новая модель памяти с  поддержкой многопоточности, курентоспособный профессиональный разработчик про- так еще и в стандартную библиотеку C++ интегрированы граммного обеспечения. классы для защиты разделяемых данных, управления по- токами, синхронизации операций между потоками и низ- Таким образом, можно выделить всего лишь две клю- коуровневых атомарных операций  [1]. чевые причины употребления параллелизма в  приложе- ниях: повышение производительности и  разделение обя- Эффективность  — одна из  проблем, с  которой могли занностей. Поэтому если объединить взаимосвязанные столкнуться разработчики приложений на  С++. Прихо- части кода, а другие разъединить, то программа станет по- дится «платить за  абстрагирование» при  использовании нятнее, будет проще тестироваться, а  также уменьшится каких‑либо высокоуровневых механизмов, а  не  низко- количество ошибок. Вычислительная мощь увеличива- уровневых средств, обертываемых ими. Тогда для  того ется, когда задачи выполняются параллельно. чтобы код стал более удобным для  сопровождения по- мимо новой модели памяти была включена полная би- Определим основные понятия. Параллелизм  — это блиотека атомарных операций для  прямого управления выполнение системой некоторых действий в одно время. на уровне битов и байтов, а также средства межпоточной Поток  — это часть процесса, которая выполняет опреде- синхронизации и  обеспечения видимости любых изме- ленные задачи. Многопоточность — это свойство прило- нений  [1]. жения, которое состоит в том, что процесс состоит из не- скольких параллельно выполняющихся потоков. Существуют различные библиотеки шаблонов, с  по- мощью которых можно упростить реализацию много- Рассмотрим параллелизм на примере компилируемого поточности. Например, Intel Threading Building Blocks, языка программирования С++. Данный язык является Threads, OpenMP, Boost, а также Pthread.

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Information technologies 25 Рассмотрим первую из  них  — Intel Treading Building Третья — OpenMP. Основной упор в OpenMP делается Blocks. Она может работать с потоками, определяя их оп- на распараллеливание циклов. тимальное количество, которое равняется количе- ству ядер процессора. Такая библиотека является доста- Библиотека Boost  — это набор частично компилиру- точно функциональной, поскольку содержит в себе кроме емых исходных кодов. функций для распараллеливания цикла ещё и сортировку (parallel_sort), объекты синхронизации, контейнеры, пла- Pthreads включает в себя все, что нужно для создания нировщика задач, аллокаторы. многопоточных приложений. Сначала нужно создать идентификатор потока  — его «имя»: pthread_t имя_по- Вторая  — Threads. Эта библиотека появилась в  стан- тока. Функция pthread_create () позволяет добавить новый дарте языка в  2011  году. В  ней представлено множество поток к текущему процессу, то есть создать его. инструментов для работы с потоками, такие как условные переменные, мьютексы и т. д. Продемонстрируем функцию в  упрощенном виде на рис. 1: Рис. 1. Создание потока В  случае успеха функция возвращает 0, в  противном в то время, когда другой поток их записывает. С помощью случае — ненулевое значение. синхронизации можно исключить такие случаи. Кроме того, синхронизация позволяет управлять порядком ис- thread — это идентификатор созданного потока (указа- полнения потоков, что  может быть полезным, например, тель на область памяти, в которой в случае успешного соз- если одному потоку для  продолжения работы необхо- дания потока размещается объект типа p t h r e a d _ t , димы данные от другого потока. В Pthreads есть несколько идентифицирующий поток), attr  — атрибуты (указа- способов синхронизации потоков. К  наиболее часто ис- тель напеременную типа pthread_attr_t), которые получит пользуемым относятся мьютексы, барьеры, спинлоки поток; если указано NULL, то  поток получит атрибуты и условные переменные. по  умолчанию: неограниченный, присоединяемый, име- ющий приоритет родителя и размер стека по умолчанию. Когда программируется приложение с  несколькими start_routine  — функция, которую будет исполнять соз- потоками, обеспечивается thread safety  — потоковая без- даваемый поток; arg — единственный аргумент, который опасность для функций. Приложениям, выполняющимся будет передан в  функцию start_routine. Если в  аргументе через множество процессов, не  доступны такие требо- нет необходимости, необходимо указывать NULL. вания. Когда потоки принадлежат единственному про- Таким образом, применение Pthreads не  гарантирует цессу, они имеют общее адресное пространство. То  есть, лучшую производительность, но  с  использованием при- если для  процесса определены глобальные переменные, митивов синхронизации можно добиться наилучшего ре- то  всякий поток может изменить их, а  также иметь зультата при параллельном программировании. к ним доступ. Бывает так, что один поток читает данные Литература: 1. Уильямс,  Э.  Параллельное программирование на  С++ в  действии. Практика разработки многопоточных про- грамм. — Москва: ДМК Пресс, 2012. 2. C++,   [Электронный ресурс],  — Режим доступа: https://ru. wikipedia. org / wiki / C %2B %2B / , дата обращения: 09.05.2022 3. Pthreads: Потоки в русле POSIX++,  [Электронный ресурс], — Режим доступа: https://habr. com / ru / post / 326138 / , дата обращения: 09.05.2022

26 Информационные технологии «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. Этапы развития робототехники: критерии выделения и их характеристика Несмелов Петр Алексеевич, студент магистратуры Московский педагогический государственный университет Статья посвящена определению критериев для  выделения этапов развития робототехники и  характеристике данных этапов. В качестве критериев для периодизации развития робототехники названы автономность создаваемых механизмов, возможность их  программирования по  нескольким направлениям, а  также предназначение механизмов, сферы и степень их использования в жизни человека. Ключевые слова: робототехника, робот, этапы развития робототехники. Актуальность процессов развития робототехники с  нашей точки зрения, в  истории робототехники можно как  отрасли науки и  производства определяется выделить три основных этапа. тем тривиальным фактом, что люди во все времена стре- мились избавиться от  выполнения тяжелых, рутинных Первый длился с  древности до  эпохи промышленной повседневных и профессиональных действий, тем самым революции (примерно до конца XVIII в.). Зачастую его на- упростив или  в  некоторых случаях ускорив выполнение чинают с  эпохи Древней Греции и  эллинизма, когда, со- поставленных задач. Поэтому уже многие сотни и  даже гласно различным историческим источникам, были из- тысячи лет назад люди начали придумывать устройства, вестны механизмы с подвижными элементами, например, которые могли бы подойти для этих нужд. Появление и за- летающий деревянный голубь (5  в. до  н. э.), коготь Ар- крепление в языке термина «робот» связано с развитием химеда или  знаменитые статуи Александрийского (Фа- научно-фантастической литературы. Он впервые был ис- росского) маяка (300  г. до  н. э.), которые якобы, могли пользован в 1920 г. К. Чапеком в пьесе «Р. У. Р». («Россум- поднимать руки в зависимости от времени суток или на- ские универсальные роботы»), где роботами называли правления ветра, сигнализировать кораблям об опасности искусственных людей, а в 1950 г. закреплен в сборнике на- громким звуком. К этому периоду также относятся меха- учно-фантастических рассказов А.  Азимова «Я, робот», нические фигуры древнего Египта и  Китая, но  именно где были сформулированы его знаменитые три закона ро- Древнюю Грецию историки робототехники склонны счи- бототехники  [1, с. 3]. тать прародиной этой технической дисциплины, по- скольку названные автоматы были не  только построены, Для определения критериев и выстраивания на их ос- но  и  теоретически описаны. Традицию создания меха- нове периодизации робототехники необходимо оттал- нических фигур («автоматонов») продолжили в  средние киваться от  определения понятия «робот». Междуна- века и  новое время, когда арабский учёный и  изобрета- родная федерация робототехники (International Federation тель Аль-Джазари (1136–1206) создал лодку с  четырьмя of Robotics, IFR), а  вслед за  ней и  Национальный стан- механическими музыкантами, которые играли на бубнах, дарт РФ ГОСТ Р 60.0.0.4‑2019 «Роботы и робототехниче- арфе и  флейте, а  также многие европейские часовщики, ские устройства (термины и  определения)»   [2] опреде- изготавливающие автоматы в  виде людей и  животных, ляет робота как  «рабочий механизм, программируемый ангелов, с  помощью которых давали уличные представ- по нескольким осям с некоторой степенью автономности ления. В  этом  же направлении действовал и  Леонардо и  способный передвигаться в  пределах определенной да  Винчи, чьи чертежи механического рыцаря (датиро- среды, выполняя поставленные задачи»   [3, с. 8]. Из  дан- ванные 1495 г.) были обнаружены в середине ХХ в. ного определения следует, что сущностными признаками понятия «робот» (т. е. критериями для  анализа создава- Так  же, как  и  предыдущие экземпляры, его машина емых в  разные исторические периоды механизмов) явля- скорее являлась механизмом, который должен был выпол- ются: автономность, что  означает, что  «робот способен нять заложенную программу и в этом смысле действовать интерпретировать среду, в  которой находится, и  адапти- автономно, однако вряд  ли она могла реагировать само- роваться под поставленные задачи»  [3, с. 8]; возможность стоятельно на изменяющиеся вокруг нее условия внешней его программирования по нескольким направлениям. среды. «Автоматоны» XVI‑XVIII  вв.  — пружинные и  ма- ятниковые заводные механизмы, внешне напоминающие Если мы ставим перед собой задачу анализа историче- человека или  животных, которые были способны выпол- ского процесса возникновения и  развития роботов и  ро- нять достаточно сложные движения. «Испанский монах» бототехники, то  важным критерием разрабатываемой середины XVI в., гулял, ударял себя в грудь правой рукой, нами периодизации также является определение предна- кивал, подносил находящийся в  его левой руке крест значения создаваемых механизмов, сферы и степень их ис- к губам и целовал его, а «писарь» часовщика Пьера Жаке пользования в  жизни человека. Именно с  этих позиций Дро середины XVIII  в. мог написать несколько предло- и  можно выстраивать периодизацию истории создания жений текста из 40 знаков. роботов. Этапы развития робототехники по‑разному сформулированы и  описаны в  различных источниках, Также были созданы «художник» (наносил на  бумагу рисунки); «девушка-музыкант» (играла на небольшом ор-

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Information technologies 27 гане пять различных мелодий, двигая головой с изящным одом полноценного развития робототехники как отрасли поклоном в конце выступления)  [4]. Эти фигуры можно науки и  техники, широкого распространения роботов было программировать с помощью барабанов или дисков в промышленности (в это время были созданы такие зна- с  насечками, в  которые была заложена определенная по- ковые устройства, как программируемый универсальный следовательность действий. Поменяв их  расположение, манипулятор (1969, Стэнфордский университет); окра- можно было изменить программу. Как  видно из  приве- сочный робот (1969, норвежская компания Trallfa); робо- денного краткого описания, все названные механизмы ты-упаковщики (Федеральный технологический институт еще не очень похожи на роботов в современном значении Лозанны) и др.). При этом человечество не оставляло на- этого слова, поскольку они были устройствами с  зало- дежд на  создание роботов, похожих на  человека (здесь женной в  них простой однонаправленной механической пальма первенства принадлежит японцам: в 1973 г. скон- программой (путем завода пружины, маятника или  ба- струирован гуманоидный робот Wabot-1, в 2000 г. создан рабана) и  использовались прежде всего как  диковинка, робот ASIMO). развлечение. Говорить об  автономности таких устройств не приходится: ни не могли реагировать на окружающую В  это время, вплоть до  современности, в  робототех- среду, в т. ч. на ее изменение. Никаких полезных для обще- нике развиваются два основных технологических направ- ства функций, кроме развлекательной они не выполняли. ления, связанных с применением промышленных роботов. Поэтому этот хронологически длинный этап можно оха- «Первое  — системы, позволяющие людям или  компью- рактеризовать как  период создания прообразов роботов терам управлять роботами в  дистанционном режиме. или протороботов. Второе — механические манипуляторные системы, такие как «руки» или «ноги», для передвижения и оперирования Второй этап был связан с промышленной революцией объектами»  [3, с. 9]. (XIX — кон. XX вв.), когда роботизированные механизмы стали частью промышленного производства и  стали вы- Третий, современный этап развития робототехники полнять повторяющиеся, тяжелые операции и  действо- (с конца ХХ в. по настоящее время) связан с поисками уси- вать в условиях, опасных для человека, тем самым реально ления автономности роботов и  их  более разнообразного облегчив его труд. Важной вехой на этом пути стало изо- взаимодействия с  человеком. Этому способствуют разра- бретение в 1808 г. французского ткача Жаккара, который ботки в смежных областях, таких как искусственный ин- создал ткацкий станок, программируемый с  помощью теллект, мехатроника, навигация, восприятие, распозна- перфокарт. Это была скорее автоматизированная линия, вание объектов и  обработка информации, именно они чем робот, однако в нем впервые в промышленности был открывают новые возможности для  развития робототех- реализован принцип программирования, важный для ро- ники. Речь идет о  создании роботов, способных эффек- бототехники. тивно маневрировать и  обходить препятствия (см. ро- боты Яндекса на  улицах современной Москвы), которые С конца XIX — начала XX в. с открытием радио и элек- основаны на  алгоритмах, позволяющих роботам плани- тричества робототехника получила не  только новый ровать маршруты своего передвижения. Широкие пер- источник питания, но  и  средство получения, передачи спективы для  робототехники сегодня связывают с  разра- и  обработки информации. В  1898  г. Н.  Тесла продемон- боткой автономных транспортных средств (автомобилей) стрировал самоходную лодку, которая управлялась с  по- и  дронов. Современные роботы «учатся» имитировать мощью дистанционного радиоустройства, а  в  1928  г. эмоции, разрабатывается программное обеспечение, по- американский инженер Р.  Уэнсли разработал человеко- зволяющее моделировать работу человеческого мозга, со- подобный механизм «Герберт Телевокс», способный от- вершенствуются языковые навыки и  механизмы при- крывать двери и окна, отключать духовку, реагируя на ко- нятия решений. Однако на  волнующий умы философов, манды, которые ему передавались по телефону с помощью писателей и учёных вопрос «а сможет ли искусственный встроенного микрофона. интеллект заниматься творчеством?» один из  исследова- телей в этой области Д. Жданов ответил пока категорично: По-настоящему широкое распространение роботы по- «Робот не сможет выполнять творческие и исследователь- лучили после Второй мировой войны, когда роботы пре- ские функции. <…> Робот сможет нарисовать картину, вратились из  развлечения в  часть промышленного про- но не сможет создать то, что удивит людей. Она будет по- изводства. В  1948  г. в  США компанией General Electric хожа на  сотни других картин. То  же касается исследова- был создан первый промышленный робот для  работы тельской деятельности. Робот, алгоритм сможет решить на  атомном реакторе, а  в  середине 1950‑х гг. инженеры задачу, но не сможет выдвинуть новую теорию»  [4]. Д.  Девол и  Д.  Энгельбергер (которого многие ученые считают «отцом робототехники») представили первого В целом, можно сказать, что тенденциями современной в мире программируемого с помощью перфокарт робота, робототехники становятся, с  одной стороны, усиление который выполнял сложнейшие задачи на  сборочной их  автономности и  возможности решать разнообразные линии в  General Motors. Именно патент Д.  Дэвола на  ав- задачи за счет использования искусственного интеллекта, томатическую программируемую руку-манипулятор со- а  также переход от  использования роботов исключи- вершил прорыв, означавший появление робототехники тельно в промышленности к их использованию в повсед- как индустрии. Этап 1960‑1970‑х гг. можно назвать пери- невной жизни для решения различных, в т. ч. и бытовых

28 Информационные технологии «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. проблем. Однако ученые пока осторожно говорят о  вре- станут повсеместно использоваться во  всех сферах чело- менных перспективах, когда роботы (в  т. ч. андроиды) веческой жизни. Литература: 1. Азимов, А. Хоровод. http://asimovonline. ru / short-stories / khorovod / read /  2. ГОСТ Р 60.0.0.4‑2019 Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения. https://allgosts. ru / 25 / 0 40 / gost_r_60.0.0.4‑2019 3. Кайснер, Э., Раффо Д., Вунш-Винсент С. Робототехника: прорывные технологии, инновации, интеллектуальная собственность. //Форсайт. 2016 №  2. Т. 2. 4. Мы — не роботы, роботы — не мы. https://scientificrussia. ru / articles / robotizatsiya-v-zhizni-obshchestva Возможности и принципиальные решения по построению системы мотивации сотрудников с использованием принципов геймификации Пылаева Дарья Александровна, студент магистратуры Научный руководитель: Фролов Алексей Иванович, кандидат технических наук, доцент Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева В данной статье обосновывается актуальность создания сервиса по мотивации сотрудников с использованием прин- ципов геймификации и рассматриваются проблемы, связанные с их использованием, при разработке. Ключевые слова: геймификация, мотивация. Вопрос о том, как наиболее эффективно поднимать мо- — 89 % сотрудников считают, что  они были  бы более тивацию сотрудников, волнует руководителей все продуктивны на работе, если бы она была больше похожа больше и больше с каждым годом. Человеческое общество на игру. постоянно развивается, поэтому внешней мотивации, ко- торую предлагают трудовой договор и  извечный метод — 88 % респондентов говорят, что  геймификация де- «кнута и  пряника», уже зачастую недостаточно. В  этом лает их счастливее на работе. случае одним из  способов решения проблемы является геймификация. — 78 % респондентов считают, что компании были бы более привлекательны, если бы их процесс найма был гей- Геймификация  — это использование игровых эле- мифицирован. ментов и механик в любом неигровом контексте. — Игровые элементы на  работе заставляют 87 % со- Согласно исследованиям, объем мирового рынка гей- трудников чувствовать себя более вовлеченными. мификации постоянно растет, что  показывает успех вне- дрения игровых механик в бизнес. Если в 2014 году рынок — 72 % сотрудников заявили, что геймификация моти- геймификации составил $ 1,4 млрд, то  по  прогнозам вирует их работать усерднее. к 2026 году он составит $ 38 млрд  [1]. — 86 % молодых соискателей считают, что  геймифи- Почему она работает? Давайте попробуем разобрать кация на работе — это весело и приятно. термин. Слово «геймификация» содержит в себе такой же корень, как и «gаme», под которым в наше время больше — 66 % сотрудников говорят, что геймификация на ра- представляют компьютерные игры. Такая ассоциация боте снижает уровень стресса. не случайна, т. к. эта сфера деятельности прежде всего на- училась привлекать, развлекать и  удерживать пользова- 1. Исследование проблемы использования гейми- телей. В конце концов, когда пользователь входит в игру, фикации в работе компании по  большей части единственная цель этого действия  — хорошо провести время. Это то, к чему стремится каждая На  текущий момент на  рынке существует достаточно компания: чтобы продукт или  конкретное занятие ассо- большое количество систем и веб-сервисов, которые пред- циировалось с весельем. лагают конечному пользователю сделать обычную рутину больше похожей на игру. Считается, что  эта применение принципов гейми- фикации может помочь компаниям в  следующих обла- Примером таких сервисов являются Битрикс24, стях  [2]: Work&Play, Habitica, ToDoist Karma. Каждый из  описанных выше сервисов имеет как  свои преимущества, так и недостатки, но, тем не менее, у них есть кое‑что общее. Например, в большей части представленных выше сервисов «очки виртуальной валюты» накаплива- ются последовательно, как  снежный ком, поэтому сотруд-

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Information technologies 29 ники, выпавшие из жизни на несколько дней, уже не смогут Принцип закрепления. Обучение происходит, когда мы догнать списки лидеров. Решение этой задачи должно быть видим, что  определенное действие или  стимул приводит предусмотрено в  разрабатываемом программном обеспе- к  определенным последствиям. Чем  устойчивее будет чении. При этом руководство компании должно иметь воз- тот или  иной результат после определенного действия, можность настраивать систему под  себя, выбирая и  моди- тем  более прочные связи будут образовываться между фицируя нужные им механики в любой момент времени. этими двумя вещами. Таким образом, перед нами стоят задачи изучения Принцип обратной связи. Когда пользователь системы распространённых методов поднятия мотивации к  дей- видит своевременную обратную связь о своем поведении, ствиям в  играх; способов построения внутриигровой он быстрее учится и понимает, какие действия разрешены экономики; стратегий и  игровых механик, применяемых и желательны, а какие нет. в играх. В то же время, изучая когнитивизм, можно с уверенно- 2. Природа мотивации стью сказать, что  именно внутренняя мотивация может Чтобы понять, как геймификация работает, попробуем помочь наилучшим образом повлиять на  мотивацию со- углубиться в  истоки человеческого поведения, а  именно трудников в целом. Тем не менее, работать с ней сложней, в бихевиоризм и когнитивизм. чем  со  внешней мотивацией, т. к. она зависит от  самих Основной концепт в  бихевиоризме  — это поведение. людей; их  стремлений; того, что  им интересно. К  сожа- И  бихевиоризм говорит о  влиянии на  поведение через лению, систему, которая учитывала бы внутреннюю моти- стимулы. вацию и степень её влияние на работу компании, спроек- Стимулы  — это что‑то  внешнее, что  влияет на  пове- тировать крайне сложно, она слишком зависит от людей. дение индивида. Например, индивид сделал что‑то  и  его Поэтому, при разработке системы, нам остается работать наказывают, либо наоборот — вознаграждают. Основная со внешней мотивацией. идея в  этом случае заключается в  том, что  за  счет вне- дрения стимулов мы пытаемся вызвать определенное, 3. Разработка системы мотивации сотрудников нужное нам, поведение. Но  при  этом часто забывается, В  таком случае, разрабатываемая система может что  любое такое действие может иметь последствия. использовать стимулы, которые используются В  бихевиоризме эти последствия называют позитивным для  внешней мотивации людей: статус, доступ к  скры- или негативным подкреплением. тому (что‑то для «избранных»), сила (возможность делать Если вы сделали то‑либо, что приведет к положитель- что‑то, чего пользователь раньше не  мог), материальная ному исходу для компании — вы получите статус, деньги награда. и  другие награды. Если после вашего действия проис- Компанией выделяется бюджет; рассчитывается пред- ходит что‑то нежелательное — вы наказаны. положительный объем игровой валюты, который могут В  результате последствий вы изменяете свое пове- получить пользователи; продумывается способ для  вы- дение, чтобы свести к минимуму негативные последствия вода средств, чтобы дать пользователям дополнительный и максимизировать положительные. Это приводит к тому, стимул для работы. что  некоторые действия начинают ассоциироваться с  по- Помимо этого, вводятся и  другие механики, позволя- следствиями, спустя некоторое время. ющие пользователю подчеркнуть свой статус, получить В  свою очередь, когнитивизм стремится открыть доступ в  закрытые для  него ранее области и / или  допол- черный ящик, чтобы узнать, что на самом деле происходит нительные возможности. в  голове человека, и  что  вообще побуждает людей вести Учитывая вышесказанное, были предложены следу- себя определенным образом. ющие игровые механики: В  основе этого подхода лежит разделение мотивации — соревнования, рейтинги и конкурсы; на две категории: — отображение прогресса и развития; — первая категория  — это внутренняя мотивация. — система достижений и наград; Она означает, что вы делаете это ради себя. Когда вам са- — новостная лента с  новостями и  достижениями мому интересно делать то, что вы делаете; коллег; — вторая категория — внешняя мотивация. Это озна- — задания и миссии; чает, что вы делаете что‑то по внешней причине, а не по- — магазин; тому, что вам это нравится. Это могут быть деньги, слава — аукцион заданий; или статус. — бартер за игровую валюту. Для  того, чтобы сделать программу мотивации Основной механикой, в  данном случае, является «за- успешной, нужно использовать лучшее из обоих подходов. дания и  миссии», а  также непосредственно связанный Из бихевиоризма можно извлечь следующие уроки: с ними «аукцион заданий», т. к. они являются основными Принцип наблюдения. Как  создатели системы моти- источниками внутриигровых ресурсов: опыта и внутрии- вации, мы должны наблюдать за действиями людей и тем, гровой валюты. какие стимулы вызывают нужные нам поведенческие от- Учитывая это, основной процесс системы по  моти- клики; вации сотрудников с  использованием методов геймифи- кации является:

30 Информационные технологии «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. 1. планирование программы мотивации. Включает зателей эффективности сотрудников компании, за  счет в  себя анализ внутреннего состояния компании; рас- сбора статистики по выполненным за период задачам. Это смотрение бюджета, который можно потратить на  моти- поможет руководству эффективнее реагировать на  изме- вацию; работа с  коэффициентами системы, разработка нения, происходящие в коллективе. внутриигровой экономики; В  той  же степени, важной особенностью для  разраба- 2. выполнение программы. Работа программы в  те- тываемой системы должна являться кастомизация интер- чении заданного периода времени и сбор статистики; фейса, которая позволит заказчику выбрать те игровые механики, которые он хотел бы видеть. Это даст возмож- 3. анализ результатов. Просмотр статистики по итогу ность настроить сервис в  соответствии с  индивидуаль- работы программы мотивации и её анализ: насколько из- ными нуждами заказчика. менился средний показатель эффективности, средний процент выполненных задач и т. д. Заключение По  результатам исследования было установлено, Данные этапы цикличны, поэтому после анализа резуль- что  вопрос мотивации сотрудников посредством прин- татов текущей программы мотивации, мы возвращаемся ципов геймификации требует комплексного подхода, к планированию и вносим коррективы, если они требуются. как  к  разрабатываемому программному средству, так и  коллективу, желающего использовать в  своей работе Стоит учитывать, что самым важным этапом здесь яв- геймификацию. Разрабатываемый и  описанный нами ляется «планирование программы мотивации»: именно в данной статье сервис предоставит конечному пользова- здесь закладывается и  изменяется внутриигровая эко- телю возможность использовать игровые механики в про- номика. Особенно тщательно руководством компании цессе планирования работ своего предприятия, а  также должны быть продуманы варианты вывода игровой ва- обеспечит вывод метрик по  ключевым показателям эф- люты. Ошибки в  планировании могут привести к  се- фективности. рьезной потере мотивации, что  противоречит нашей ос- Отдельно следует исследовать способы формирования новной задаче. «внутриигровой экономики»; дополнительные способы вывода внутриигровых ресурсов. Отдельно стоит упомянуть важность сбора данных в  процессе работы сервиса по  мотивации сотрудников, которые могли  бы показать динамику изменения пока- Литература: 1. 54 Gamification Statistics You Must Know: 2021 / 2022 Market Share Analysis & Data.  — Текст: электронный // FinancesOnline:  [сайт]. — URL: (дата обращения: 10.05.2022). 2. Gamification in the Automotive Industry, Forecast to 2025. — Текст: электронный // Frost & Sullivan:  [сайт]. — URL: https://store. frost. com / gamification-in-the-automotive-industry-forecast-to-2025. html (дата обращения: 10.05.2022).

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Biology 31 БИОЛОГИЯ Морфометрические особенности горной улитки Helix lucorum Linnaeus, 1758 на территории Краснодара Баширова Татьяна Валентиновна, студент магистратуры Кубанский государственный университет (г. Краснодар) В статье отмечены показатели морфометрического анализа раковин Helix lucorum Linnaeus, 1758 и высказаны пред- положения о таксономическом составе моллюсков рода Helix в городе Краснодаре. Ключевые слова: Краснодар, морфометрический анализ, горная улитка, Helix lucorum. Степень изученности наземных моллюсков на  терри- падной, Центральной и  Восточной Европе. Это пер- тории Российской Федерации остается крайне нерав- воначально анатолийский и  кавказский вид, но  его номерной. Это в полной мере касается и нашего региона. предполагаемое естественное распространение охваты- В  связи с  этим выявление фауны наземных гастропод вает также юг и восток Балкан  [6, с. 5]. и  рассмотрение их  эколого-биологических особенностей является очень актуальным  [2, с. 6]. Определив таксономическую принадлежность по опре- делителю, можно удостовериться в  правильности выпол- Виды рода Helix Linnaeus, 1758 (Mollusca, Gastropoda, He- ненной работы с  помощью сравнения полученного ре- licidae) являются самыми крупными наземными улитками, зультата и описаний видов, фотографий. Но для большей они распространены по  всей западной Палеарктике. Род надежности улиток надо вскрывать. Основные таксоно- имеет экономическое значение, т. к. некоторые виды, в том мические различия Helicoidea и  конкретно видов рода числе и  Helix lucorum, во  многих странах употребляются Helix состоят в разном строении полового аппарата  [4, с. в пищу, другие виды являются сельскохозяйственными жи- 10]. Строение половой системы Helix lucorum представ- вотными. Помимо этого, виды рода Helix часто использу- лено на рисунке 1. ются в качестве модели в различных исследованиях  [3, с. 3]. На  основе значительных различий в  строении гени- Helix lucorum  — крупная синантропная наземная талий видов рода Helix было несложно отличить име- улитка, имеющая большое экономическое значение, о ко- ющиеся в  регионе 2 вида этого таксона друг от  друга. торой недавно было сообщено из  ряда новых мест в  За- Вскрытия проводились неоднократно, чаще всего при воз- Рис. 1. Строение половой системы Helix lucorum  [4, с. 14]

32 Биология «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. никновении спорных моментов в  отнесении моллюска бранных раковин данного вида. Значения морфометри- к тому или иному виду. ческих показателей раковин в  исследуемых популяциях представлены в таблице 1. Для  морфометрического анализа структуры попу- ляций Helix lucorum были произведены промеры всех со- Таблица 1. Морфометрические показатели раковин в популяциях Helix lucorum (M ± m, p = 0,95) Пункт БДР ВР ШУ ВУ ШЗ ВЗ ВР / БДР ВУ / ШУ Ботанический сад КубГУ 3,62±0,206 3,34±0,179 1,72±0,134 1,8±0,156 2,81±0,080 2,02±0,083 0,93±0,125 1,06±0,076 о-в Круглый КМР 3,75±0,125 3,73±0,282 1,89±0,126 1,64±0,071 1,92±0,222 1,51±0,161 0,90±0,057 0,88±0,072 ЮМР 3,60±0,963 3,30±0,344 2,00±0,390 2,00±0,811 2,63±0,794 2,05±0,905 0,95±0,385 1,00±0,175 окрестности КубГУ 3,87±0,136 3,42±0,181 1,73±0,282 1,79±0,061 2,43±0,186 1,85±0,126 0,89±0,056 0,99±0,034 озеро Карасун 3,67±0,385 3,28±0,188 1,88±0,148 1,89±0,103 2,25±0,259 1,78±0,181 0,93±0,137 1,02±0,085 «Городской сад» 3,07±0,394 3,50±0,188 1,75±0,228 1,73±0,271 2,27±0,453 1,33±0,336 1,15±0,129 1,02±0,307 ст. Старокорсунская 3,67±0,146 3,51±0,167 1,72±0,070 1,74±0,083 2,18±0,215 1,36±0,174 0,97±0,064 1,02±0,063 ГМР 3,79±0,098 3,66±0,065 1,91±0,070 1,85±0,078 2,65±0,211 1,59±0,211 0,90±0,023 0,98±0,053 х. Ленина 3,84±0,117 3,57±0,036 1,82±0,227 1,75±0,413 2,83±0,374 1,58±0,215 0,94±0,103 0,98±0,075 ул. Длинная 3,92±0,319 3,56±0,144 1,88±0,336 1,93±0,208 2,55±0,045 1,52±0,397 0,94±0,243 1,04±0,304 п. Лорис 3,44±0,275 3,34±0,219 1,96±0,077 2,06±0,199 2,00±0,509 1,25±0,286 0,98±0,072 1,05±0,120 Лесопарк 3,80±0,411 3,38±0,526 1,83±0,153 1,68±0,272 2,90±0,225 1,6±0,308 0,89±0,139 0,92±0,223 Краснодарский 3,58±0,143 3,38±0,217 1,61±0,124 1,94±0,193 2,70±0,290 1,47±0,175 0,95±0,081 1,20±0,178 Средние значения БДР (большого диаметра рако- дара и его окрестностей, достоверно меньше (по всем по- вины) — от 3,60 до 4,05 см; средние значения ВР (высоты казателям, кроме параметра высоты раковины) соот- раковины) — от 3,17 до 3,78 см; средние значения ШУ (ши- ветствующих значений, приведенных в  литературных рины устья) — от 1,86 до 2,25 см; средние значения ВУ (вы- источниках. Минимальные значения: БДР 3,07 ± 0,394 см, соты устья) — от 1,72 до 2,45 см; средние значения ШЗ (ши- максимальное БДР  — 3,92 ± 0,319 см; минимальное зна- рины завитка) — от 1,80 до 2,98 см; средние значения ВЗ чение ВР составляет 3,28 ± 0,188 см, максимальное — 3,73 (высоты завитка)  — от  1,70 до  2,23 см; средние значения ± 0,282; минимальное значение ШУ — 1,61 ± 0,124 см, мак- ВР / БДР (отношение высоты раковины к ее большому диа- симальное значение ШУ — 2,00 ± 0,390 см, минимальный метру) — от 0,82 до 0,95 см; средние значения ВУ / ШУ (от- показатель ВУ равен 1,64 ± 0,071 см, а максимальный пока- ношения высоты устья к его ширине) — от 0,89 до 1,16 см. затель — 2,06 ± 0,199 см. Результаты морфометрического анализа раковин Helix Мы предполагаем, что  таксономический состав мол- lucorum Linnaeus, 1758 показали, что  такие конхологиче- люсков рода Helix в городе Краснодаре и его окрестностях ские показатели, как  большой диаметр раковины (БДР), представлен двумя видами: массовым Helix lucorum (90 %) высота раковины (ВР), ширина устья (ШУ) и высота устья и немногочисленным Helix albescens (10 %). Выявлено четкое (ВУ) у  особей, собранных на  территории города Красно- преобладание горной улитки H. lucorum над H. albescens. Литература: 1. Гвоздецкий, Н. А. Физико-географическое районирование СССР. Характеристика региональных единиц. — М.: Издательство Московского университета, 1968. 2. Гладун, В. В., Ткаченко И. А. К распространению и вопросам охраны моллюска Helix albescens Rossmässler, 1839 на территории Краснодарского края. — Краснодар: Кубанский государственный университет, 2021. 3. Животовский, Л. А. Популяционная биометрия — М.: Наука, 1991. 4. Клауснитцер, Б. Экология городской фауны — М.: Мир, 1990. 5. Крамаренко,  С. С.  Некоторые методы популяционной биологии наземных моллюсков  — Николаев: Волтрон, 1995. 6. Румянцева,  Е. Г.  Эколого-биологические особенности и  пути рационального использования виноградной улитки Helix pomatia L. — Калининград: Российский государственный университет им. Иммануила Канта, 2006. 7. Barker, G. M. Molluscs as Crop Pests — Wallingford: Cabi Publishing, 2002.

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Biology 33 Исследование чувствительности микобактерий группы M. tuberculosis к некоторым лекарственным препаратам Нестерова Мария Викторовна, студент магистратуры Кубанский государственный университет (г. Краснодар) В  статье рассматривается происхождение микобактерий туберкулеза, особенности чувствительности микобак- терий к лекарственным препаратам и их резистентность. Ключевые слова: микобактерии, чувствительность, лекарственные препараты, туберкулез. В  современной микробиологии, здравоохранении Процесс заражения туберкулезом возможен только и  биотехнике проблема борьбы с  туберкулезом явля- от  зараженного человека к  здоровому человеку воз- ется одним из наиболее важных направлений. душно  — капельным и  воздушно  — пылевым путем. Так же, в биохимии выявлены достаточно редкие случаи На основании приказа Министерства здравоохранения заражения туберкулезом от животных, преимущественно Российской Федерации от 5 апреля 2019 г. № 199 была раз- через молоко. работана ведомственная целевая программа «Предупре- ждение и  борьба с  социально значимыми инфекцион- К одной из патогенетических особенностей относится ными заболеваниями»  [4]. то, что человек может неоднократно контактировать в те- чении жизни с  микобактериями туберкулеза, однако па- В системе здравоохранения России стала особенно ак- тологический туберкулезный процесс может развиться туальной проблема повышение числа заболевших тубер- не у каждого инфицированного, на это, в первую очередь, кулёзом с лекарственной устойчивостью: множественной влияет индивидуальная резистентность организма. (МЛУ ТБ) и широкой (ШЛУ). Самым ключевым фактором развития патогенности Осознавая важность своевременного определения ле- микобактерий туберкулеза является корд-фактор, ко- карственной чувствительности в  России, федеральный торые обуславливает скученный тип роста в  жидких бюджет взял на  себя часть расходов для  обеспечения ла- средах организма, в виде извилистых тяжей. Корд-фактор бораторий профильных медицинских организаций субъ- является патогенным процессом где клетки микобактерий ектов РФ необходимыми диагностическими средствами. располагаются параллельными цепочками. При  помощи данной поддержки учреждения получили возможность осуществлять ускоренную диагностику ту- Предотвратить заражения туберкулезом можно беркулеза и определять лекарственную чувствительность. при  помощи введения лекарственного препарата до  по- падания микобактерий в  организм человека. В  России Рассматривая причину появления и  развития тубер- профилактика заболевания туберкулезом реализу- кулеза необходимо рассказать о  непосредственных про- ется вакцинированием детей сразу после рождения вак- вокаторах развития заболевания  — микобактериях циной БЦЖ. Вакцина БЦЖ включает в  себя как  живые, (Mycobacteriaceae, рода Mycobacterium)  [2, с. 88]. так и не живые клетки, а в вакцине БЦЖ-М доля живых клеток является более высокой, что  позволяет полу- Микобактерии представляют собой полиморфные ми- чить удовлетворительный результат при  помощи вве- кроорганизмы, которые образуют прямые, а в некоторых дения вакцины меньшей дозировки. При использовании случаях и слегка изогнутые палочки размером 0,2‑0,7x1–10 вакцин БЦЖ и БЦЖ-М необходима ревакцинация в воз- мкм, иногда они могут быть ветвящимися. Так же у мико- расте семи лет. бактерий возможно образование нитей сходных с  мице- лием, которые легко распадаются на палочки или кокки. При  заражении микобактериями туберкулеза в  каче- стве терапии применяется антибиотикотерапия. Опре- Отличительным родовым признаком микобактерий деленные типы антибиотиков действуют как ингибиторы является  — кислото, спирто- и  щелочеустойчивость, ко- центральной части аппарата биосинтеза белка  — рибо- торая обусловлена наличием большого количества ли- сомы. Использовав антибиотики, как  методику лечения пидов в клеточной стенке, которые плохо воспринимают туберкулеза стоило ожидать того, что  со  временем бак- анилиновые красители. Все микобактерии можно разде- терии станут наиболее устойчивыми к  лекарственным лить на: условно-патогенные и патогенные для человека. препаратам и  встанет речь о  резистентности микоорга- низмов к антибиотикам. Если более подробно рассматривать группу микобак- терий, которые входят в комплекс M. Tuberculosis, то стоит Устойчивость бактерий-возбудителей инфекционных выявить составляющие этого комплекса такие как: M. mi- заболеваний к  различным терапевтическим препаратам croti, M. bovis, M. bovis BCG, M. canettii. В последние годы определяется как  «антибактериальная резистентность», к этому комплексу относят так же M. pinnipedii, M. caprae, а  их  устойчивость к  антибиотикам биологического и  по- которые филогенетически относятся к  M. bovis и  M. mi- croti  [1, с. 208].

34 Биология «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. лусинтетического происхождения определяется «анти- определенных условий. В  процессе культивирования ми- биотикорезистентность»  [3, с. 78]. кобактерий используют различные питательные среды; жидкие, полужидкие и  плотные, однако ни  одна из  раз- В  общем смысле, резистентность делится на  при- работанных питательных сред не может дать стопроцент- родную и  приобретенную. Под  природной резистент- ного результата в произрастании и росте всех микобакте- ностью понимается сохранение бактериями жизнеспо- риальных клеток, именно по этой причине рекомендуется собности в  присутствии АБП в  концентрациях, которые применять одновременно 2‑3 питательных среды для  по- могут выработаться естественным путём в организме че- вышения результативности полученного биологического ловека, она является постоянным видовым признаком материала. бактерий и  может быть легко спрогнозирована. Приоб- ретенная  же резистентность представляет собой спо- В качестве самой распространённой среды для первич- собность отдельных штаммов бактерий сохранять жиз- ного выделения возбудителя туберкулёза и  определения неспособность при  концентрациях АБП, подавляющих его лекарственной чувствительности ВОЗ рекомендует основную часть микробной популяции, но  появление среду Левенштейна-Йенсена. В  системе здравоохранения у микобактерий приобретенной резистентности не свиде- Российской Федерации наиболее распространенной явля- тельствует о  снижении клинической эффективности ан- ется среда предложенная Э. Р. Финном — яичная Финн-II. тибиотика. Каждая из  используемых сред приносит положительный результат в процесс изучения микобактерий  [5, с. 35]. Формирование резистентности микобактерий, как  в  первом, так и  во  втором случае, обуславливается, Подводя итоги исследования, можно сказать о  том, как изменением уровня экспрессии генов, так и приобре- что  изучение микобактерий, вызывающих развитие ту- тением новой генетической информации. Резистентность беркулеза, так  же их  резистентности является необхо- микобактерий не позволяет спрогнозировать возбудитель димым фактором развития терапии туберкулеза в России. инфекционной болезни, что  является главной клиниче- На  современном этапе, повышение уровня резистент- ской проблемой для системы здравоохранения. ности микобактерий столь стремительно, что  нуждается в постоянном изучении и модернизации методик лечения С практической точки зрения изучение микобактерий туберкулеза в России. происходит в  лабораторных условиях, при  соблюдении Литература: 1. Культуральные методы диагностики туберкулеза: Учебное пособие для проведения базового курса обучения специалистов бактериологических лабораторий учреждений противотуберкулезной службы / под  ред. проф. Ерохина В. В. М. — Тверь: ООО «Издательство «Триада». — 2008. — 208 с. — Текст: непосредственный 2. Ларионова,  Е. Е., Андреевская  С. Н., Смирнова  Т. Г., Севастьянова  Э. В., Черноусова  Л. Н.  Методы идентифи- кации микобактерий // Вестник ЦНИИТ. 2021. — №  1. — С. 87‑98. — Текст: непосредственный 3. Ларионова,  Е. Е., Андриевская  И. Ю., Андреевская  С. Н., Смирнова  Т. Г., Севастьянова  Э. В.  Культуральный метод исследования микобактерий. Плотные питательные среды // Вестник ЦНИИТ. 2020. — №  3. — 2020. — С. 75‑86. — Текст: непосредственный 4. Министерство здравоохранения Российской Федерации Приказ от 5 апреля 2019 г. № 199 об утверждении ве- домственной целевой программы «Предупреждение и борьба с социально значимыми инфекционными забо- леваниями». — Текст: электронный // Rulaws:  [сайт]. — URL: https://rulaws. ru / acts / Prikaz-Minzdrava-Rossii-ot- 05.04.2019‑N-199 / (дата обращения: 11.05.2022). 5. Черноусова,  Л. Н., Севастьянова  Э. В., Ларионова  Е. Е., Смирнова  Т. Г., Андреевская  С. Н., Попов  С. А., Жу- равлев В. Ю., Пузанов В. А., Марьяндышев А. О., Вахрушева Д. В., Кравченко М. А., Сафонова С. Г., Васильева И. А., Эргешов  А. Э.  Федеральные клинические рекомендации по  организации и  проведению микробиологической и молекулярно-генетической диагностики туберкулеза. 2015. — РОФ. — М. — 35 с. — Текст: непосредственный

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Biology 35 Нитрифицирующие бактерии поверхностных вод озер Курганской области Исупова Яна Владимировна, студент Курганский государственный университет В  статье были выделены основные аспекты пресноводных и  слабосоленых озерных нитрофицирующих бактерий в Курганской области. Ключевые слова: нитрифицирующие бактерии, пресноводные озера, соленые озера, грамположительные, грамотри- цательные. Актуальность: нитрифицирующие микроорганизмы, цирующих бактерий, в  том или  ином водоеме, представ- обитающие в  водоемах, осуществляют часть замкну- ляет собой важный момент гидробиологических исследо- того цикла основного биогенного элемента  — азота, ко- ваний. торый задействован в потоке энергии в водной среде. Объектом для  исследования послужили сборы воды Водные экосистемы являются динамичным подразде- на  территории Курганской области со  следующих озер: лениям, поэтому и  озера участвуют в  динамичных биос- Половинное, Становое, Беломойное, Снегирево, Голубые ферных процессах (сукцессионных, флуктуациях, межсе- озера, Соленое, Елошное и Суерское. зонных)  [1, с. 7]. Озера замкнутого типа — это озера, где глинисто-за- Изучение роли нитрифицирующих микроорганизмов иленое дно преобладает над  песчаным. К  пресново- и самого азотного обмена здесь — это важный показатель, дным относятся озера от 0,01 % минерализации до 0,3 %. влияющий на  развитие планктона, как  кормовой базы К слабосоленым относятся водоемы от 0,3 % до 1 % ми- для целевых гидробионтов: рыбы, ракообразные и т. п. нерализации   [3, с. 7]. Уровень солености определяли TDS-метром. Характеристика водоемов представлена Так как  в  Курганской области насчитывается более в таблице 1. трех тысяч озер, следовательно, изучение роли нитрифи- Таблица1 Название Дата взятия Зарастание Грунт Прозрач‑ Температура водоема проб водоема ность (см) воды (С °) Половинное Глинисто- 12.08.2021 Наводное — Phragmites australis. Под‑ заиленый 50 19,6 Становое водное — Ceratophyllum demersum. Илиситое 40 19,2 Соленое Подводное — Phragmites australis, рогоз Беломойное Глинисто- 10 18,3 Суерское 12.08.2021 Typha Latifolia. Зарастание подводное — заиленый 20 18,1 Елошное Lamna minor, Lamna trisulca, телорез+ Глинисто- 20 3,2 Снегирево заиленый 40 2,8 Голубые озера водокрас. Илистое 30 3,1 50 3,6 12.08. 2021 Подводное — Myriophyllum spicatum. Илистое 12.08. 2021 Надводное — Phragmites australis. Глинисто- заиленый 24.02.2022 Надводное — рогоз Песчаное 24.02.2022 Подводное придонное — Myriophyllum spicatum. 24.02.2022 Подводное — Myriophyllum spicatum. 24.02.2022 Подводное — Potamogeton pectinatus, Myriophyllum spicatum. Материалы и методы вали на ГПС и питательном агаре с добавлением сульфат ам- На  базе лаборатории КГУ мы выделяли микроор- мония. В качестве индикаторов использовались лакмусовые ганизмы из  стоячих водоемов стационарным методом бумажки, так как их почернение указывает на процесс вы- их  культивирования (посев). С  помощью электронного деления аммиака. На появившиеся через 5‑10 дней колонии одноканального дозатора были взяты пробы воды поверх- наносят по капле реактива Грисса, с покраснением среды ре- ностного слоя, каждая в объеме 1мл. гистрировали образование нитритов из аммония  [5, с. 7]. С  использованием элективных твердых питательных сред нитрифицирующие бактерии количественно учиты- Проводился непосредственный подсчет колоний на  выделенном участке в  1 см2. Микроскопировали с  по-

36 Биология «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. мощью микроскопа ЛОМО МИКМЕД-6, фото с помощью лоний варьировался от 3 до 8 мм. После подсчета колоний камеры MC-10 (USB-3.0). К морфологическим признакам выяснили следующее: пробы, находившиеся при  ком- относили: форму бактерий, размеры колоний, окраску натной температуре, имели большее количество колоний, по  Грамму. После окрашивания грамположительные бак- но меньших в размере. При микроскопировании были от- терии проявляются в фиолетовом или синем цвете, а гра- мечены бактерии различной морфологии: палочковидные, мотрицательные — в красном  [5, с. 7]. шарообразные и  др   [2, с. 7]. Окрашивание по  Грамму на глюкозо-пептонной среде выявило преобладание грам- Результаты и их обсуждение положительных диплококков, с  вкраплениями грампо- Визуально колонии проб микрофлоры озер Поло- ложительных палочек. Количество колоний выросших винное, Становое, Беломойное и  Соленое, между собой на ГПС, представлено на рисунке 1. были сходны во всех чашках Петри, размер округлых ко- Рис. 1 В  повторном посеве микрофлоры на  питательном и количества. Индикатор Грисса в микрофлоре воды озер агаре, с  добавлением сульфат редуцирующёего агента, Соленое и  Беломойное, прореагировал красным окра- культивировались мелко-зернистые колонии до 1 мм. Они шиванием, что  связано с  присутствием образовавшихся находились в тесном контакте друг с другом. Наблюдали нитритов из  аммония. Количество колоний, выросших общее преобладание грамположительных кокков, ко- на  питательном агаре с  добавлением сульфат аммония, торые были размещены скоплениями разного размера на рисунке 2. Рис. 2 Микрофлора водоемов Суерское, Снегирево, Елошное бактерий и  присутствием спор высших грибов. Отме- и  Голубых озер была высеяна на  питательный агар с  до- чали отсутствие палочковидных форм. Индикатор Грисса бавлением сульфата аммония. При  микроскопировании прореагировал в  каждом посеве с  микрофлорой воды, было замечено преобладание грамположительных сфери- что указывало на наличие нитритов и интересующих нас ческих прокариотов, с вкраплениями грамотрицательных бактерий, как представлено в таблице 2.

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Biology 37 Таблица 2 Количество колоний Название Степень минерали‑ Питательный агар Глюкозо- Реакция на ин‑ бассейна зации % дикатор Гриса + сульфат аммония пептонная Половинное 0,11 - Становое 0,23 (на  1 см2) среда - Соленое 0,61 + Беломойное 0,1 107 79 + Суерское 0,97 + Елошное 0,33 321 2 + Снегирево 0,27 + Голубые озера 0,01 413 8 + 97 43 509 - 711 - 23 - 88 - Данные по выросшим прокариотам сведены в таблице 3. Таблица 3 Название водоема Морфология tинкуб Размер Результат окраски по Грамму микроорганизмов колоний (мм) 22 \\ 35 Половинное Единичные палочковидные 35 3 Грамотрицательные с примесью 22 грамположительных 35 Становое Овальные диплококки 25 8 Грамположительные Соленое Диплококки, вытянуты Беломойное и закруглены 18 4 Преобладание грамположи‑ Суерское Палочковидные, кокки тельных Мелкие скопления кокков, 18 Елошное вытянутые прокариоты 18 4 Грамположительные Скопления в линии дипло‑ кокков 0‑1 Грамположительные, окраси‑ лись стенки гифов грибов. 0‑1 Грамположительные Снегирево диплококки 0‑1 Грамотрицательные преобла‑ дают Голубые озера Редкие кокки 0‑1 Грамположительные Количество колоний, выросших на питательном агаре с сульфат аммония, показаны на рисунке 3. Рис. 3 Количество колоний на 1 см2, сведения со всех проб микрофлоры воды отображены на рисунке 4.

38 Биология «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. Рис. 4 Средний размер колоний во всех пробах микрофлоры на рисунке 5. Рис. 5. Выводы В  посевах микрофлоры поверхностных вод озер Кур- В посевах на ГПС и питательном агаре, с добавлением ганской области преобладали грамположительные бак- в качестве питательных веществ сульфата аммония, были терии, следующей морфологии: сферические формы, выявлены грамположительные и грамотрицательные бак- диплококки (Azotobacter). Некоторое количество грамо- терии с разной морфологией. Возможно, выделенные бак- трицательных палочковидных форм. терии принадлежат к  семейству Pseudomonadaceae, так как представители этого семейства неприхотливы в средах При  прорабатывании методов получения нитрифи- и окисляют азот  [4, с. 7]. цирующих микроорганизмов в пробах исследуемой воды были отличия в количестве и размерах колоний, которые проявлялись достаточно ярко. Литература: 1. Аникеев,  В. В., Лукомская  К. А.. Руководство к  практическим занятиям по  микробиологии. М.: Просвещение, 1983 С. — 127. 2. Кузнецов, С. И., Дубинина Г. А. Методы изучения водных микроорганизмов / М.: Наука 1989.-288с. 3. Методы микроэкологического исследования наземных, водных и  воздушных экосистем: Учебное по- собие для  студентов высших учебных заведений, обучающихся по  направлению «Биология» / С. В.  Прудни- кова  [и др.]. — Красноярск: СФУ, 2007‑152 с. 4. Микробиология и  вирусология: учебно-методическое пособие / сост. Н. В.  Шеховцова; Яросл. гос. ун-т им. П. Г. Демидова. — Ярославль: ЯрГУ, 2017‑64 с. 5. Приготовление питательных сред и  культивирование микроорганизмов: Методическое пособие / сост. А. П. Асташкина; Томск. гос. ун-т. — Томск: ТПУ, 2015.-19с.

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Biology 39 Использование методов биоиндикации и химического анализа воды для мониторинга экологического состояния и уровня сапробности водоемов Нестеров Сергей Сергеевич, студент магистратуры Кубанский государственный университет (г. Краснодар) Ключевые слова: окружающая среда, воды, растворенный кислород, вид, рыба, вещество. Анализ — процесс локализованного определения пока- Хорошей, а  в  ряде случаев и  единственной объективно зателей, выражающих различные степени изменения, демонстрирующей состояние водоема группой является зо- в данном случае, санитарного состояния исследуемого во- обентос. Как  правило он используется для  исследования доема. придонной части водоема и  отложений. В  том числе, ма- крозообентос  — базис многих методов анализа водоема В качестве объектов для этого могут быть взяты любые основанных на  биоиндикации. Значительная часть зоо- таксоны и  группы гидробионтов, в  их  числе как  грибы, бентоса представлена моллюсками, но  важно учитывать, микрофлора, макрофиты, насекомые и  иные представи- что  не  каждый представитель этой группы гидробионтов тели бентоса, так и планктонные группы. В зависимости может быть объективно полезен для  методов биоинди- от  типа организмов-индикаторов, какие были исполь- кации. зованы, можно выявить как  определяющие достоинства определенного таксона как  группы индикаторных орга- Достоверно хорошие результаты дает анализ загряз- низмов, так и его недостатки. нений используя личинок насекомых. В  частности, осо- бенно чувствительны к  загрязнениям личинки ручей- Базисной основой анализа на  предмет эвтрофикации ников тех видов и подвидов, которые не строят защитные водоема может служить картина изменения числен- домики, так же личинки видов поденок, не имеющих хи- ности либо колебаний видового состава водорослей во- тиновых защитных пластинок на  жабрах. Наличие пред- доема. Но при этом, данный таксон не дает представления ставителей дает возможность судить о чрезвычайной чи- об  уровне загрязнения органикой экскриментного типа, стоте, как минимум данного участка водоема. как  правило, не  помогает выявлять сильные загрязнения органическими веществами не природного происхождения, Так же достаточно показательны могут быть представи- слабо коррелирует своими показателями с  попаданием тели нематод отрядов Secernatea и  Adenophorea. Предста- в воду различного рода отравляющих соединений типа тя- вители первого отряда, как  правило предпочитают наи- желых металлов, либо  же ее загрязнением пестицидами. менее загрязненные водоемы, тогда как  вторые выбирают Определенную долю сложности вносит так  же проблема- участки со  значительным уровнем эвтрофикации. Беря тика разграничения клеток водорослей на живые и мертвые. как  пример данные группы, достаточно измерить соот- ношение числа групп и  количества представителей этих Планктонные формы обоих типов, как фито-, так и зо- групп в водоеме  [1]. опланктон, могут являться достаточно демонстратив- ными для определения загрязненности водотока выше от- По  большей части биоиндикация используется носительно места, в  котором была отобрана конкретная при оценке качества воды, однако иногда этот метод ис- проба воды. В плане же изменения состава планктонных пользуется для  оценки влияния тяжелых металлов, во- проб в  связи с  эвтрофикацией, более выгоден как  инди- дных генотоксинов и  токсичности, а  также для  опре- катор будет фитопланктон, тем  не  менее среди зооплан- деления гидрологических условий, мест обитания ктона встречаются отдельные патогенные организмы, и  специфического загрязнения. Метод биоиндикации либо организмы, которые могут представлять из  себя используется при оценке интенсивности самоочищения временных хозяев патогенных и  паразитических видов, от  пестицидов и  меди. Палеонтологическая индикация их численность так же показательна для санитарной кар- проводится при изучении температурного режима и хи- тины водоема. Кроме того, представители зоопланктона мического состава воды. Биосанитарное состояние во- имеющие особенную чувствительность к  изменениям дных объектов, их  трофический уровень и  даже общая происходящим в  составе водной среды так  же представ- оценка состояния водных экосистем также оцениваются ляют ценность как индикаторы, демонстрируя состояние с  точки зрения индикаторных организмов. Во  многих пелагической части водоема, если из  него производится из вышеупомянутых публикаций методы биоиндикации забор воды. используются при  оценке влияния отдельных факторов окружающей среды. Однако можно определить общее Простейшие могут быть достаточно показательны состояние экосистем и перспективы их развития. Кроме для  оценки ситуации в  водоеме непосредственно в  мо- того, можно прогнозировать реакцию водных сообществ мент отбора проб, либо в краткие временные промежутки на  изменения климатических условий. Необходимость до того. Они достаточно чувствительны к изменению со- разработки единой системы биоиндикации и  оценки стояния водоема и его сапробности.

40 Биология «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. экологического состояния водных объектов на  основе в  водах, содержащих отходы, богатые углеводами, на- комплексного подхода широко обсуждается в  литера- пример, в сточных водах и сточных водах сахарных и де- туре. В  этом случае основное внимание уделяется изу- ревообрабатывающих предприятий. чению биоты и  закономерностей ее функционирования в целом. Полисапробная зона  — быстрые деградационные про- цессы и преимущественно анаэробные условия. Продукты Сапробный подход был первой системой оценки рек, распада белка, пептоны и пептиды, присутствуют. В каче- которая была разработана Колквицем и  Марссоном уже стве конечных продуктов разложения образуются серово- в  начале XX  века, а  затем расширена. Определение са- дород, аммиак и  диоксид углерода. Полисапробные воды пробной ценности основано на отборе проб и идентифи- обычно облачно-серые с запахом гниения и очень мутные кации видов фауны и флоры, и сравнении с сапробными из‑за  огромной массы бактерий и  коллоидов. Во  многих характеристиками для каждого вида. Цель состоит в том, случаях дно водотока является илистым (черный шлам), чтобы обеспечить классификацию качества воды на  ос- а нижняя сторона камней окрашивается в черный цвет по- нове устойчивости к  загрязнению присутствующих ин- крытием из сульфида железа. Такие воды характеризуются дикаторных видов. У  каждого вида есть специфическая отсутствием общих автотрофных организмов и  преобла- зависимость от  органических веществ и, следовательно, данием бактерий, особенно тио-бактерий, которые хорошо от содержания растворенного кислорода: этот допуск вы- приспособлены к  присутствию сероводорода. Различные ражается в  виде показателя сапробности. Эти зоны ха- сине-зеленые водоросли, корневища, зоофлагелляты рактеризуются индикаторными видами, определенными и  мерцательные простейшие также типичны для  полиса- химическими условиями и общей природой дна водоема пробных сообществ. Несколько беспозвоночных, которые и  самой воды. Все пять зон характеризуются индикатор- могут жить в  полисапробной зоне, часто имеют специ- ными видами, которые обитают почти исключительно альный пигмент крови, хемоглобин, например, Tubifex, в вышеупомянутых зонах. Chironomus thummi, или органы для приема атмосферного воздуха, например, у Eristalis. Рыбы едва выживают в этой Таким образом, сравнение перечня видов с  кон- зоне. кретной станции отбора проб со  списком видов-индика- торов для пяти зон позволяет классифицировать поверх- Загрязнение пресноводных водных объектов явля- ностные воды по категориям качества, описанным ниже. ется сложной системой. Когда переменные показатели, ко- торые отражают качество воды, могут быть измерены на- Олигосапробная зона — насыщение кислородом явля- прямую, это требует ресурсов и  затрат. К  сожалению, ется распространенным явлением. Минерализация при- в развивающихся странах нет ресурсов для полного мони- водит к  образованию неорганических или  стабильных торинга качества воды, в то время как качество воды сни- органических остатков, например. Можно найти более жается с каждым годом. В этой ситуации могут помочь ме- чувствительные виды, такие как  водные мхи, планарии тоды и  показатели биоиндикации, которые используются и  личинки насекомых. Эти воды прозрачные и  голубые для  оценки воздействия загрязнения на  природные во- с большим количеством растворенного кислорода. Также доемы и  основаны на  экологической точке зрения на  вза- количество бактерий очень меньше. Большинство орга- имосвязь воды и  биоты. Первый уровень трофической низмов чувствительны к  изменениям количества раство- пирамиды  — водоросли, определяет все процессы в  во- ренного кислорода и значений pH. дных экосистемах и, следовательно, может использоваться для  оценки свойств воды с  помощью структуры ее сооб- β-мезосапробная зона — аэробные условия, поддержи- щества и  видовой экологии. Водоросли отражают на  себе ваемые фотосинтетической аэрацией. Вода обычно про- все природные и антропогенные процессы, происходящие зрачная или  слегка мутная, не  имеет запаха и, как  пра- в водоемах, что можно пронаблюдать с помощью развитых вило, не окрашена. Поверхностные воды характеризуются систем индикации  [2]. богатой подводной растительностью, обильным макро- зообентосом, в  частности, Mollusca, Insecta, Hirudinae Биоиндикаторы включают биологические процессы, и Entomostraca и сильными рыбами Cyprinidae. виды или сообщества и используются для оценки качества окружающей среды и ее изменения во времени. Изменения α-мезосапробная зона  — аминокислоты и  продукты в окружающей среде часто объясняются антропогенными их  распада, в  основном жирные кислоты, присутствуют. нарушениями, например, загрязнением, изменениями Свободный кислород вызывает снижение процессов вос- в  землепользовании или  природными стрессорами, на- становления. Вода обычно темно-серая и  пахнет гнилой пример, засухой, замерзанием в конце весны, хотя антро- или  неприятной из‑за  H2S или  остатков ферментации погенные стрессоры формируют основной фокус исследо- белков и  углеводов. Эта зона характеризуется «грибком ваний биоиндикаторов. Широкое развитие и применение сточных вод», смесью организмов, в которых доминирует биоиндикаторов происходило в основном с 1960‑х годов. бактерия Sphaerotilusnatans. Масса организмов, образу- За  прошедшие годы мы расширили наш набор биоинди- ющих длинные нити, отделяется от дна осадка газом, об- каторов, чтобы помочь нам в  изучении всех типов сред, разующимся в  процессе дыхания и  разложения, а  затем в  том числе водных и  наземных, с  использованием всех дрейфует в толще воды в виде облачно-серых масс. Часто основных таксономических групп. эти массы образуют коврик по  всей поверхности русла реки. Канализационный гриб особенно распространен

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Biology 41 Однако не  все биологические процессы, виды или  со- биотические эффекты загрязнителей, когда многие фи- общества могут служить успешными биоиндикаторами. зические или  химические измерения не  могут. Оче- Физические, химические и  биологические факторы, на- видно, что  труба, сбрасывающая богатые фосфором пример, субстрат, свет, температура, конкуренция, варьи- сточные воды в  озеро, отрицательно повлияет на  эко- руются в  зависимости от  среды. Со  временем население систему. Фосфор обычно ограничивает первичное разрабатывает стратегии для  максимального роста и  вос- производство в  пресноводных экосистемах; следова- производства, то  есть соответствия определенному кругу тельно, мы можем предсказать, что  повышенные кон- факторов окружающей среды. Вне оптимальных условий центрации фосфора увеличат рост и  размножение не- окружающей среды или  диапазона терпимости, его физи- которых видов. Химические измерения, однако, могут ология или  поведение могут быть затронуты негативно, не  совсем точно отражать сокращение видового разно- что  снижает его общую пригодность. Снижение пригод- образия или  то, как  рост и  размножение других видов ности может впоследствии нарушить динамику насе- могут уменьшаться из‑за  конкурентного исключения. ления и  изменить сообщество в  целом. Виды биоиндика- Непрямое загрязняющее воздействие особенно трудно торов эффективно указывают на  состояние окружающей выявить в результате химических или физических изме- среды из‑за  их  умеренной устойчивости к  изменчивости рений в случае биоаккумуляции. Металлы, среди других окружающей среды. Напротив, редкие виды или  совокуп- загрязняющих веществ, накапливаются в биологических ности видов с  узкими допусками часто слишком чувстви- организмах, вызывая усиление концентрации металлов тельны к изменениям окружающей среды или встречаются через пищевые сети. Таким образом, уровни загрязнения слишком редко, чтобы отражать общий биотический ответ. на более высоких трофических уровнях могут быть недо- Аналогичным образом вездесущие виды или совокупности статочно представлены физическими или  химическими видов с очень широкими допусками менее чувствительны измерениями. к  изменениям окружающей среды, которые в  противном случае беспокоят остальную часть сообщества. Использо- Наконец, учитывая тысячи веществ и  факторов, под- вание биоиндикаторов, однако, не  ограничивается одним лежащих мониторингу, ученые теперь понимают, что сама видом с  ограниченной экологической устойчивостью. биота является лучшим предиктором того, как  экоси- Целые сообщества, охватывающие широкий диапазон до- стемы реагируют на  нарушение или  присутствие стрес- пусков по  окружающей среде, могут служить биоинди- сора. Хотя использование целых сообществ и  ответов каторами и  представлять множество источников данных всех видов внутри них может быть информативным, про- для  оценки состояния окружающей среды с  использова- блемы могут возникать в особенно специфических место- нием «биотического индекса» или  «мультиметрического» обитаниях. В этих случаях, чтобы объединить все прямые подхода. и косвенные эффекты нарушения, ученые сосредотачива- ются только на подмножестве биоты или отдельных видов, Использование биоиндикаторов в  корне отлича- чтобы рассказать историю. Этот суженный подход делает ется от  классических показателей качества окружающей мониторинг более биологически значимым и  экономи- среды и дает многочисленные преимущества. Во-первых, чески эффективным. Кроме того, общая проблема с хими- биоиндикаторы добавляют временной компонент, со- ческими и физическими измерениями заключается в том, ответствующий продолжительности жизни или  вре- что  они упрощают сложную реакцию, присущую этим мени пребывания организма в  конкретной системе, по- богатым видами биотопам. Биоиндикаторы полагаются зволяя интегрировать текущие, прошлые или  будущие на сложные сложности экосистем и используют репрезен- условия окружающей среды. Напротив, многие химиче- тативный или  агрегированный ответ для  передачи дина- ские и  физические измерения характеризуют только ус- мической картины состояния окружающей среды. ловия во  время отбора проб, увеличивая вероятность пропуска спорадических импульсов загрязняющих ве- При  использовании подобных методов, необходимо ществ. Кроме того, загрязняющие вещества могут при- учитывать специфику работы с различными группами ор- сутствовать в  чрезвычайно низких концентрациях. ганизмов. Для  обнаружения таких низких концентраций требу- ются утомительные анализы с  использованием высоко- При  обработке материала с  использованием камер, чувствительных технологий с  непомерно высокой стои- наиболее продуктивен будет счетно-весовой метод. От- мостью. После выявления ученые должны связать любую дельные особи из  каждого отдельного таксона наимень- потенциальную биологическую опасность с  этими сле- шего порядка учитываются при  разборе пробы в  камере довыми количествами загрязнителей, когда такие связи Богорова. Если представители отдельных видов доста- в  основном неизвестны. Альтернативно, диапазон толе- точно малы, для  учета их  количества используют лишь рантности биоиндикаторов дает картину биологически отдельную часть пробы, которую необходимо отделить значимых уровней загрязняющих веществ, независимо штемпель-пипеткой. Предварительно следует установить от того, насколько они малы. концентрацию пробы, разводя, либо сгущая ее объем, в  зависимости от  изначальной плотности организмов Еще  одним преимуществом использования биоинди- на удельную его единицу. каторов является их  способность указывать косвенные Результирующий объем анализируемой доли пробы напрямую зависит от  плотности организмов в  ней. Ре-

42 Биология «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. зультат анализа может считаться достаточно досто- на количественном определении общей концентрации ор- верным, если в  каждой отдельной части анализируемой ганических веществ по  их  воздействию на  дыхание ми- пробы, взятой для  подсчета, число подсчитываемых ор- кробной биомассы. Традиционным параметром качества, ганизмов не  менее чем  50. Желательно, чтобы проба из- датируемым 1908  годом, является так называемый метод начально была разделена не  менее чем  на  3 порции. Ре- БПК5, который измеряет потребление кислорода образцом зультирующее количество организмов на  объем пробы при 20  ° C в течение 5 дней в темноте аэробными микроор- устанавливают исходя из  среднего арифметического ганизмами, преднамеренно вводимыми в организм. Проба всех подсчитанных порций. Если необходимо учесть ко- воды в  закрытом контейнере. Скорость поглощения кис- личество живых существ, которые достаточно велики, лорода в настоящее время измеряется датчиком кислорода, или редки, весь объем пробы рекомендовано исследовать размещенным в свободном пространстве. Значения БПК5 под бинокуляром. для  различных вод могут быть точно измерены в  соот- ветствии с законодательством, но этот индекс бесполезен Чтобы учесть биомассу зоопланктона, следует умно- для раннего предупреждения об ущербе для окружающей жить его среднюю удельную массу на измеренный показа- среды (разливы, стоки, незаконные сбросы и  т. Д.), Мо- тель численности на исследованный объем воды. ниторинга промышленных сточных вод в  режиме реаль- ного времени или  для  максимизации эффективности ра- В качестве одного из методов биоиндикации, может вы- боты очистных сооружений (оптимизация биологической ступать метод Вудивисса, который базируется на анализе очистки путем мониторинга мгновенного уровня органи- групп бентосных организмов, для определения уровня са- ческих веществ в притоке и сточных водах). пробности водоема. Чтобы преодолеть недостатки метода БПК5, Как  упрощенный аналог может ротироваться индекс еще  в  1977  году был разработан электрохимический био- Майера. Позволяющий избежать узкого анализа таксонов сенсор для  оценки БПК, основанный на  работе Карубе организмов-индикаторов, но обладающий большей долей в  Японии. Биосенсор содержит цельные клетки микро- погрешности. организмов, иммобилизованные на  ацетилцеллюлозной мембране в  контакте с  водой, подлежащей измерению Дополнительно о  состоянии водоема на  этом базисе с одной стороны, и с кислородным электродом типа Кларка позволяет судить векторный метод Головина, который с другой. В то время как в методе БПК5 используется смесь так  же позволит, с  достаточной точностью определить видов микроорганизмов, сенсор Karube BOD основан уровень сапробности исследуемого водного объекта. на  дыхании популяции Trichosporon cutaneum. Дрожжи разлагают большинство органических соединений с  со- Кроме прочего, о состоянии водоема можно судить ис- путствующим снижением уровня растворенного кисло- ходя из естественных показателей потребления кислорода рода, вызывая измеримый отклик датчика кислорода. Зна- водой данного водоема с целью окисления остатков орга- чения БПК для микробного датчика линейно коррелируют нических соединений, тут существуют два варианта, хи- со  значениями БПК5 в  диапазоне 0‑60 мг / л стандартного мическое потребление кислорода и биологическое потре- раствора глюко-глутаминовая кислота с временем отклика бление кислорода. 20 минут. Датчик был выпущен на рынок в 1983 и успешно использовался, например, для  измерения сточных вод В  нормальном состоянии, находящиеся в  воде орга- от  ферментационных установок. Для  ежедневных изме- нические вещества будут подвержены разрушению ми- рений требовались только фосфатный буфер и  растворы кроорганизмами, претерпевая окисление бактериальной кислоты  [3]. флорой при  наличии кислорода и  с  дальнейшим выделе- нием углекислого газа. При этом на окисление потребля- Определение БПК основывается на  измерении кон- ется растворенный в воде кислород. В водоемах с большим центрации растворенного кислорода в  пробе воды непо- содержанием органических веществ большая часть рас- средственно после отбора, а  также после выдерживания творенного кислорода потребляется на  биохимическое пробы. Выдерживание пробы проводят без  доступа воз- окисление, лишая таким образом кислорода другие орга- духа в кислородной колбе, то есть в той же посуде, в ко- низмы. При  этом увеличивается количество организмов, торой определяется значение растворенного кислорода, более устойчивых к низкому содержанию растворенного в  течение времени, необходимого для  протекания ре- кислорода, исчезают оксифильные виды и  появляются акции биохимического окисления. Так как  скорость ре- виды, терпимые к  дефициту кислорода. Таким образом, акции зависит от температуры, инкубацию проводят в ре- в  процессе биохимического окисления органических ве- жиме постоянной температуры 20  °С, причем от точности ществ в воде происходит уменьшение концентрации рас- поддержания значения температуры зависит точность творенного кислорода, и  эта убыль косвенно является выполнения анализа на БПК  [4]. мерой содержания в воде органических веществ. Кроме прочего, необходимо оценить локальные кон- Соответствующий показатель качества воды, характе- центрации стандартных для вод соединений. ризующий суммарное содержание в  воде органических веществ, называется биохимическим потреблением кис- Аммоний присутствует в  различных концентрациях лорода. во  многих источниках поверхностных и  подземных вод. БПК, также называемая биохимической потребно- стью в  кислороде, является еще  одним очень распро- страненным показателем качества воды, основанным

“Young Scientist” . # 19 (414) . May 2022 Biology 43 Продукт микробиологической активности, аммиак, обна- процессов фотосинтеза водных растений, повышают pH. руженный в природной воде, считается показателем сани- Те  же самые процессы изменяют содержание растворен- тарного загрязнения. ного кислорода; капли кислорода при  дыхании и  разло- жении; это повышается с фотосинтетической активностью. Аммиак быстро окисляется некоторыми бактериями Слишком высокий рН нежелателен, так как  свободный в природных водных системах до нитритов и нитратов — аммиак увеличивается с ростом рН  [5]. процесс, который требует присутствия растворенного кислорода. Аммиак, являясь источником азота, также яв- Так  же, стоит побеспокоиться о  соблюдении темпе- ляется питательным веществом для водорослей и других ратуры воды. Тема актуальна в  рамках данного исследо- форм жизни растений и, таким образом, способствует пе- вания, поскольку водоем подвержен постоянному тепло- регрузке природных систем и вызывает загрязнение. вому загрязнению. У  рыб аммиак представляет собой конечный про- Рыбы  — пойкилотермические животные, то  есть тем- дукт белкового обмена, и важно то, присутствует ли он пература их тела равна или равна 0,5‑1  ° С выше или ниже в неионизированной форме в виде свободного аммиака, температуры воды, в которой они живут. Скорость метабо- NH3, который токсичен для  рыб, как  пресноводных, лизма рыбы тесно связана с температурой воды: чем выше так и  морских при> 0,03 мг / л. или  в  ионизированной температура воды (т. е. чем  ближе к  оптимальным зна- форме NH4 +, в которой он безвреден. Относительная чениям в  пределах нормального диапазона), тем  больше концентрация каждого зависит от  pH и  температуры. метаболизм. Это обобщение особенно относится к  рыбе Чем выше pH, тем больше его концентрация, как это по- с  теплой водой. Холодноводная рыба, например, лосо- казано на  рисунке 3. Аммиак может блокировать пе- севые, сиг или  налим имеют другой тип метаболизма: ренос кислорода в жабрах рыб, вызывая тем самым не- скорость их  метаболизма может сохраняться при  срав- медленное и долговременное повреждение жабр. Рыба, нительно низких температурах, тогда как  при  высоких страдающая от отравления аммиаком, покажется вялой температурах воды, обычно выше 20  ° C, они становятся и  выйдет на  поверхность, как  будто жаждет воздуха. менее активными и  потребляют меньше пищи. Темпе- В морской среде безопасный уровень NH4 + составляет ратура воды также оказывает большое влияние на  воз- от 0,02 до 0,4. никновение и  течение ряда заболеваний рыб. Иммунная система большинства видов рыб имеет оптимальные по- Нитраты встречаются в  воде как  конечный продукт казатели при  температуре воды около 15  ° C.  В  есте- в  биологическом распаде органического азота, образу- ственной среде рыба может легко переносить сезонные из- ющегося в  результате окисления аммиака. Хотя избыток менения температуры, например, снижение до 0  ° C зимой нитратов в воде не особенно токсичен для рыб, он часто и повышение до 20‑30  ° C, в зависимости от видов, летом используется в  качестве индикатора низкого качества в условиях Центральной Европы. Однако эти изменения воды. В  анаэробных условиях, таких как  ил или  почва не  должны быть резкими; температурный шок возни- у основания пруда, озера или аквариума, денитрификация кает, если рыбу помещают в новую среду, где температура может быть использована для  превращения нитрата об- на 12  ° C холоднее или теплее (8  ° C в случае лососевых), ратно в  нитрит и  оттуда в  газообразный азот, удаляя чем в исходной воде. В этих условиях рыба может погиб- общий азот из  водной системы. В  морской среде уровни нуть, проявляя симптомы паралича дыхательной и  сер- от 0,1 до 0,2 считаются идеальными. дечной мышц. С  молодыми мальками могут возникнуть проблемы, даже если разница в температуре всего 1,5‑3  ° Общая жесткость воды представляет собой в основном C. Если кормить рыб, а затем резко переносить в более хо- общую концентрацию ионов кальция и  магния, выра- лодную воду на 8  ° C или более, процессы их пищеварения женную в  виде карбоната кальция. Она может варьиро- замедляются или  прекращаются. Пища останется непе- ваться от  нуля до  ста частей на  миллион, в  зависимости реваренной или  наполовину переваренной в  пищевари- от происхождения воды или обработки, которой подверг- тельном тракте, а выделяемые газы могут вызвать вздутие лась вода. живота, потерю равновесия и, наконец, смерть. Если карпу дают корм с высоким содержанием азота (например, Воды, содержащие концентрации жесткости натуральную пищу или гранулы с высоким содержанием до  60 мг / л, называются «мягкими», а  воды, содержащие белка), резкий переход к гораздо более холодной воде зна- 120‑180 мг / л — «жесткими». чительно увеличит уровень азота аммиака в  сыворотке крови, поскольку снижение скорости метаболизма сни- Так  же необходимо рассмотреть pH. По  определению жает диффузию аммиака из жабры. Это может привести pH является отрицательным логарифмом концентрации к аутоинтоксикации аммиака и смерти. В последнее время ионов водорода. По  сути, он является «индексом» коли- достигнут значительный прогресс в  выращивании рыбы чества ионов водорода, присутствующих в веществе, и ис- в  теплой воде. Методы контроля температуры воды по- пользуется для  классификации последнего как  кислот- зволяют поддерживать оптимальные условия, чтобы рыба ного, нейтрального или щелочного (основного). могла полностью использовать свой потенциал роста для достижения максимального прироста веса. Большинство природных вод будут иметь значения рН от 5,0 до 8,5. Свежая дождевая вода может иметь рН от 5,5 до 6,0. Углекислый газ, образующийся в результате дыхания животных и растений в воде, снижает pH. Угле- кислый газ и бикарбонат, удаленные из воды в результате

44 Биология «Молодой учёный» . № 19 (414) . Май 2022 г. Это те факторы, которые могут возникнуть в  есте- их  повреждения и  регистрации изменений в  пове- ственной среде и которые могут быть усилены деятельно- дении рыбы или  степень и  продолжительность смерт- стью человека. Рыбы имеют ограниченную способность ности в  их  популяциях. Доказательства того, что  кон- адаптироваться к  изменениям этих факторов, если они кретная группа ядов была ответственна за загрязнение, происходят достаточно медленно; быстрые изменения могут быть получены из  изменений в  составе водного могут быть вредными. Если такие изменения в некоторой сообщества после инцидента. Например, ракообразные степени влияют на  рыбу, полное восстановление воз- и  личинки насекомых очень чувствительны к  инсекти- можно по возвращении к нормальным условиям, в неко- цидам, водные растения чувствительны к  гербицидам, торых случаях, например, к свободному CO2, это должно водорослям к  альгицидам и  т. Д.  В  случаях случайного происходить постепенно. Если не нанесен непоправимый загрязнения водотоков и  водоемов воздействие на  во- ущерб тканям рыб, вряд  ли будут какие‑либо долго- дных беспозвоночных обычно является первым инди- срочные последствия для их здоровья. катором загрязнения водных организмов. Окружающая среда, и воздействие на рыбу видны позже. Это особенно Не стоит упускать данные факторы из виду, особенно, характерно для  загрязнения водотоков и  водоемов пе- учитывая, что  данный водоем является рыбохозяй- стицидами и  некоторыми металлами. Однако поверх- ственным, и подобные упущения могут привести к инток- ностно-активные соединения (например, поверхност- сикации организма разводимых видов. но-активные вещества) имеют сходную токсичность для  рыб и  водных беспозвоночных. С  другой стороны, Диагностика отравления рыб является сложной рыба является основным индикатором загрязнения, и сложной задачей, потому что может быть задержка в вы- при  котором органические вещества случайно сбрасы- явлении смертности, и  тогда рыба и  вода не  отбираются ваются в водотоки или водоемы. в тот момент, когда произошло загрязнение. В таких слу- чаях патологоанатомические изменения в  рыбе скрыва- Помимо токсичности, другой важной мерой потенци- ются из‑за наступления посмертных изменений, и токси- альной опасности веществ и  продуктов является их  раз- ческие условия, которые вызвали отравление рыбы, могли лагаемость в  водной среде. Такое разложение может быть перенесены из  пораженного участка потоком воды происходить в  результате физических, химических или, в  случае природных явлений, возвращенных к  нор- или  биологических процессов; здесь рассматривается мальной жизни. Следовательно, необходимо использовать только биологическая деградация. Биологическая дегра- всю имеющуюся информацию и все возможные и соответ- дация включает в себя последовательность процессов, по- ствующие аналитические методы для  выявления причин средством которых органические вещества разрушаются, вреда рыбе и, в случае необходимости, водным беспозво- метаболизируются или  усваиваются микроорганизмами. ночным. Аналитическое исследование должно начинаться Это можно измерить, анализируя процессы, связанные с оценки предыдущих записей о факторах, которые могут с  биодеградацией, потреблением кислорода и  производ- повлиять на естественные изменения, и недавних сбросов, ством CO2, то есть неспецифическим методом, подобным которые могли быть сделаны, а  затем проведения не- 5‑дневному тесту БПК, или путем непосредственного из- обходимых физико-химических и  гидробиологических мерения скорости потери испытуемых веществ из водной анализов воды. При  необходимости следует осмотреть среды в течение периода время  [6]. донные отложения, перифиты, а затем и самих рыб. Био- логические анализы для определения того, имеет ли вода В  совокупности, результаты применения данных ме- острую токсичность, являются важным инструментом тодов дают картину текущего состояния водоема, по- в диагностике отравления рыб. зволяя судить о его пригодности для культурно-массовых целей, либо использования вышеозначенного водного Гидробиологическое исследование воды очень объекта для  рыбного хозяйства. При  полноценном ис- важно для  диагностики отравления рыб и  низших во- пользовании всех вышеозначенных методов, в  купе дных организмов. Это исследование включает оценку со  специально разработанной системой мелиоративных качественной и  количественной структуры, особенно, мероприятий, можно восстановить состояние экосистемы на  уровне отдельных лиц, популяций и  сообществ водоема до приемлемых величин. низших водных организмов с  целью оценки степени Литература: 1. Абакумов, В. А. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений. Ленинград., 1983. С. 7‑10. 2. Barinova, S. Essential and Practical Bioindication Methods and Systems for the Water Quality Assessment // International Journal of Enviromental Sciences & Natural Resources. Хаифа., 2017. C. 79‑89. 3. Orellana, G., Santos A. R. Biochemical Oxygen Demand — Aquatic Chemistry and Biology // Treatise on Water Science. Амстердам. 2011. С. 221‑261. 4. Муравьев, А. Г. Руководство по определению показателей качества воды различными методами. С. П. 2009. С. 77‑82.