Песок химия: Формула песка в химии

Разделение смеси соли и речного песка. Химия. 8 класс. Разработка урока

УМК по химии для 8 класса О. С. Габриеляна.

Тип урока: Комбинированный (теория, практическая часть)

Цели урока:

• Образовательные – ознакомиться с методами получения чистых веществ и способами разделения смесей. Продолжить формирование умений и навыков учащихся по использованию лабораторного оборудования для проведения химического эксперимента.
• Развивающие – формировать умение наблюдать за явлениями, описывать их и делать умозаключения-выводы. Научить простейшим способам разделения смесей – отстаиванию, фильтрованию, выпариванию.
• Воспитательные – развивать умения работать индивидуально и в группах, делать практические выводы из произведенного опыта и знаний.

Задачи урока:

• Обобщить знания по теме «Виды смесей», полученные на предыдущем уроке, путем проведения фронтального опроса в виде беседы.
• Рассказать о способах разделения смесей, используя ЭОРы.
• Актуализировать полученную информацию.
• Объяснить методику выполнения практической части работы.

Оборудование урока: Мультимедийная установка, химические стаканы, воронка, бумажный фильтр, стеклянная палочка, спиртовка, спички, держатель, предметное стекло, смесь соли и речного песка.

Используемые источники: Габриелян О.С. Химия. 8 класс :учеб. Для общеобразоват. учреждений / О.С.Габриелян. – М.: Дрофа, 2012.- 286 с.: ил. Электронное приложение к данному учебнику.

Ход урока

1. Организация класса — 2 минуты.

2. Теоретическая часть урока – 5 минут (беседа)

Учитель: На прошлом уроке мы познакомились с понятием «смеси». Выяснили, что они бывают

1. Природными.
2. Искусственными.

Дети:

1. Морская вода, воздух, гранит.
2. Бронза, стекло, пластик, различные растворы.

Учитель: На какие две группы смеси делятся по составу?

Дети:

1. Однородные – визуально не наблюдается граница раздела компонентов (истинные растворы).
2. Неоднородные – визуально наблюдается граница раздела компонентов смеси (масло и вода).

Учитель: На какие группы делятся смеси по агрегатному состоянию?

Дети:

1. Газообразные (воздух, пропан-бутановая смесь).
2. Жидкие (молоко, речная вода, нефть).
3. Твердые (гранит, бронза, стекло).

Учитель: Для чего человеку нужны чистые вещества?

Дети: Чтобы создавать необходимые смеси нужного состава.

Учитель: Подводя итог моим вопросам и вашим ответам, предположите тему сегодняшнего урока.

Дети сами формулируют тему урока и записывают в тетрадь.

3. Новый материал: «Способы разделения смесей». — 10 минут.

Дистилляция, перегонка, кристаллизация – методы, основанные на разных температурах кипения компонентов смеси. Применяется для однородных смесей (вода, нефть, воздух, растворы) ЭОР №1 (приложение).

Фильтрование – основано на разной пропускной способности фильтров.

Отстаивание – основано на разной плотности веществ.

Фильтрование и отстаивание предназначены для разделения неоднородных смесей (соль и песок, масло и вода) ЭОР №2 (приложение)

.

Возгонка – это переход твердого вещества в газообразное минуя жидкое. Применяется для получения чистого йода. Встречается в быту, когда мокрое белье высыхает на морозе.

Постановка проблемы.

Учитель: Вы пошли в лес на пикник, запас соли рассыпался на землю. Что вы будете делать?

Дети: Звучат разные варианты ответов.

4. Практическая часть урока «Разделение смеси соли и речного песка». — 20 минут.

Дети получают методички, оборудование. Перед началом выполнения работы изучают алгоритм своих практических действий. ЭОР №3 (приложение).

Цель работы: практически провести разделение смеси.

Оборудование: химический стакан (2 шт.), воронка, фильтр, спиртовка, спички, держатель, стекло для выпаривания, смесь речного песка с солью.

Ход работы

Задание №1: выделить поваренную соль из смеси с песком.

1. Растворить смесь песка и соли в воде.
2. Приготовьте фильтр и вложите его в воронку.
3. Отфильтруйте смесь.
4. Поместите несколько капель фильтрата на стекло для выпаривания, закрепите стекло в держателе и нагрейте над пламенем спиртовки до появления кристаллов поваренной соли.

Задание №2

Сделайте рисунки ваших действий.

Задание №3: Ответить на вопросы.

1. Каков характер разделяемой смеси (однородная или неоднородная)
2. На чем основаны методы разделения смеси.
3. Учебник стр.155. Вопросы № 3, 4, 5, 6.

5. Заключительная часть урока — 8 минут.

Отвечают устно на вопросы (учебник стр.155. №3,5,6).

Смотрят ЭОР №4 (приложение) «Как профильтровать воду в походных условиях»

Песок на дорогах города: химия или жизнь

Коммунальщики неоднократно слышат жалобы от автомобилистов, пешеходов, владельцев животных после применения специальных смесей на дорогах:

«зачем так много песка высыпают на дороги», «не посыпают тротуары, скользко», «соль портит обувь и вредит домашним питомцам».

Чем посыпают городские дороги и тротуары?
Насколько такие обработки безопасны?
Сколько на самом деле химии в противогололедных реагентах?

Попробуем разобраться в вопросах «зимней» химии.

Смесь песка и соли – наиболее популярный реагент

Уже многие годы в качестве основного противогололедного материала в Калуге используется песко-соляная смесь. Выбор именно этого материала обусловлен определенными причинами. Средняя температура за зимний период в Калуге составляет — 6,2 градуса, что позволяет весь зимний сезон в качестве противогололедного материала использовать 10% песко-соляную смесь.

Она – самый экологически чистый противогололедный материал, так как имеет содержание хлорида натрия – всего 10% — и 90% песка.

Сам по себе песок не вызывает химической реакции, приводящей к уменьшению снежного покрова, а служит как абразив для увеличения коэффициента сцепления колес автомобилей с дорогой.

Страхи же по поводу какой-то особой опасности технической соли для окружающей среды сильно преувеличены: соль, которой посыпают дороги, ничем не отличается от той, что предназначается для употребления в пищу. Все наши ближайшие соседи — Брянская, Рязанская, Тульская и другие области (кроме Москвы) также успешно используют этот вариант.

По словам председателя комитета дорожного хозяйства управления городского хозяйства Алексея Чернова, с ноября по апрель в нашей климатической зоне происходит более 50 так называемых «переходов через ноль».

— То снегопад, то снег тает, то снова образуется лёд – повышается травматизм и аварийность. Поэтому без обработки дорог и тротуаров, простой уборкой снега не обойтись.

Мы используем только те средства, которые себя хорошо зарекомендовали и прошли соответствующие испытания, – говорит Алексей Чернов.

Единственным недостатком песко-соляной смеси, по словам Алексея Чернова, является запыленность дорог в период межсезонья

, когда низкие ночные температуры не позволяют в полной мере производить увлажнение дорог при уборке.

Еще одним, а на самом деле – едва ли не главным преимуществом этого материала является его дешевизна.

В центральной части города на площади порядка 150 тыс кв.м используется реагент типа ХКНМ (хлористый кальций-натрий модифицированный). Это многокомпонентное вещество, примерно в пятнадцать раз дороже пескосоляной смеси и отличается от других реагентов тем, что глубже проникает в снежно-ледяной слой и эффективно работает при температуре от минус 7 до минус 20 градусов. И если песко-соляная смесь вносится только в снег, ХКНМ используется превентивно.

Если не песок с солью, то что?

Как нам рассказали в дорожном комитете, все противогололедные материалы делятся на два вида – твердые (в том числе – гранулированные) и жидкие. Жидкие используются для «предупредительной обработки» перед выпадением осадков и используются при температуре воздуха не ниже минус 6 градусов. Если асфальт, уже покрывшийся ледяной коркой, обработать жидкой смесью, то вероятность скольжения колёс машин только возрастёт. Такой реагент приступит к действию только спустя некоторое время.

Но даже если бы наши климатические условия позволили бы использовать жидкие реагенты, мы бы столкнулись с другими проблемами. Это – дополнительное переобрудование автопарка, строительство специальных станций приготовления рассолов. Короче говоря – жидкие реагенты – вовсе не калужский вариант.

А что же с твердыми реагентами?

В некоторых городах есть опыт применения смеси соли с мраморной крошкой либо гранитного щебня – экологически чистых материалов, воздействующих на лёд исключительно как противоскользящее средство. При правильной организации применения и последующей уборке территории такую смесь можно применять многократно. Вроде бы сплошные плюсы для экологии, но стоят они пока очень дорого.
Крошку можно использовать повторно, однако перед этим ее нужно промыть и дезинфицировать.

Все это достаточно затратное удовольствие.

«Эксперименты» с гранитной крошкой в Петербурге проводились еще в конце 90-х годов. Однако опыт оказался неудачным: крошка вместе с талым снегом попала в городскую канализацию и забила трубы, из-за чего многие улицы оказались затоплены.

Время посыпать…

Дороги в городе убирают и посыпают тоже по определенной технологии и срокам.
В пределах города дороги поделены по своим транспортно-эксплуатационным характеристикам на три категории.

Дороги 1 и 2 категории в течение 3-х часов с начала снегопада обрабатывают реагентами, потом производится подметание и повторная обработка. Если снегопад длительный, то очередное подметание проезжей части производится после выпадения каждых 5 см свежевыпавшего неуплотненного снега с последующей обработкой дорожного полотна противогололедными материалами.

На дорогах 3-й категории применяется однооперационная, безреагентная снегоочистка не позднее чем через 6 часов после окончания снегопада.

В местах повышенной опасности — спуски, подъемы, мостовые сооружения и т.п. — проводится технологический мониторинг в части проверки состояния проезжей части не менее 2-х раз в сутки и в случае необходимости производится дополнительная обработка дорожного полотна.

Тротуары, остановки и прочие пешеходные зоны очищаются от снега, подметаются и посыпаются сразу по окончании снегопада.

…и время собирать

Высыпанный на дороги в процессе уборки песок частично со снегом вывозится на снежную свалку в зимний период. Оставшийся после зимы песок – все то, что не вывезли вместе со снегом – убирается во время традиционного месячника по благоустройству.

Именно тогда, одновременно с зачисткой дорог и тротуаров, освобождают от наносов песка и прошлогоднего мусора газоны. Если грязный снег не вывозить или делать это недостаточно тщательно – весной мы получим пыль на улице. В том числе и от «зимнего» песка. «Растопить» снег солью проще, чем его собрать и вывезти, так что старая добрая пескосоляная смесь остается главным способом борьбы со снегом.

Цифры и факты

— К началу зимнего периода подрядчиками было заготовлено 35000 тонн противогололедных материалов.

— Для содержания автомобильных дорог в 2015-2016 гг. задействованы подрядные организации: ООО «Квант-Оптика», ООО «Э-Ко», ООО «Актив», ООО «КДКХ», ООО «Мост-2» и МБУ «СМЭУ».

— Они используют 186 единиц техники (49 дорожных машин, выполняющих операции по распределению противогололедных материалов, сгребанию и сметанию снега; 64 машины спецтехники: трактора, погрузчики, автогрейдеры)

— Ручную уборку посадочных площадок остановок общественного транспорта, подходов к пешеходным переходам осуществляют 89 человек.

— Подметание и посыпание тротуаров, расположенных вдоль дорог, осуществляется специализированной тротуарной техникой; тротуары, по которым невозможна механизированная уборка обрабатываются вручную.

— Площадь уборки составляет порядка 600 тыс. кв. м. Однако это не исключает уборку предприятиями, учреждениями своих закрепленных территорий.

материал готовила Ольга КОНОВАЛОВА

производство и поставка химической продукции

Компанией ООО «РЕКОН СПб» налажено собственное производство химических реагентов с выпуском широкого диапазона средств для предприятий промышленности, спортивных комплексов, объектов коммунального хозяйства и других категорий заказчиков. Товары каталога доступны для приобретения оптом и в розницу с доставкой по территории Санкт-Петербурга, других городов России.

Изготовление химически чистых средств, доступные цены, отточенный до мелочей сервис обслуживания покупателей – не единственные преимущества взаимодействия с Обществом. Имея за плечами свыше 18 лет безупречного опыта работы на рынке химреактивов, являясь официальным дистрибьютором качественных зарубежных реактивов и производителем большого спектра препаратов для водоподготовки и очистки сточных вод, мы приглашаем к сотрудничеству государственные предприятия и коммерческие структуры.

Сферы предоставления услуг

Специалистами компании осуществляется полная технологическая цепочка обслуживания: от создания до доставки реагентов покупателям. Мы работаем по следующим направлениям:

• Проведение лабораторных исследований, тестовых скринингов, испытаний.
• Разработка и производство химии в СПб в соответствии с собственными техническими регламентами, требованиями ГОСТ, ТУ заказчика. Изготовление ведется на базе собственной производственной площадки – завода по выпуску химреагентов.
• Индивидуальный подбор препаратов для очистки воды в бассейнах, стоках, системах водоотведения и водоснабжения.
• Хранение, расфасовка, упаковка химических веществ для последующей продажи товаров. Все виды работ осуществляются с учетом законодательно-регламентированных норм.
• Транспортировка продукции на склады заказчика с соблюдением стандартов перевозки опасных грузов.

На нашем сайте вы можете купить химические реагенты в готовом виде, заказав товар в необходимом количестве упаковок. Также вы можете заказать разработку препаратов на основе индивидуально разработанных технических условий и спецификаций.

«Химия» или песок? Чем посыпают дороги в Клину

11 дек. 2017 г., 12:00

Директор МБУ «Городское хозяйство» Алексей Мещеринов рассказал об антигололедных средствах, используемых в городе.

Для борьбы с дорожными авариями и во избежание травм у пешеходов сотрудники эксплуатационных служб используют один из самых популярных противогололедных реагентов – ПСС (песчано-соляную смесь) и обыкновенную техническую соль.

По словам Мещеринова, технические характеристики песчано-соляной смеси способствуют не только таянию обледеневшего покрытия, но и создают противоскользящую поверхность. Кроме того, при соблюдении норм расхода смесь не оказывает негативного воздействия на окружающую среду и зеленые насаждения.

На данный момент для дорожных работ в Клину задействовано 35 единиц техники. Во время гололеда или ледяного дождя работы по использованию реагентных средств проводят несколько раз. «Если погода стабильна, реагент применяется только во время снегопада, чтобы растворить снег и лед. Во время легкого мороза дороги посыпать не нужно, так как, асфальт, который был заранее очищен от снега с помощью реагента, становится сухой», — говорит Алексей.   

Для обработки проезжей части в Клину используют 20%-ную ПСС (песчано-солёную смесь), пешеходные зоны обрабатывают и ПСС, и магнесальтом, и солью. Как говорит директор «Городского хозяйства», в борьбе с гололедом более эффективен магнесальт, но он является и самым дорогим, что не позволяет отказаться от других реагентных средств и полностью перейти к его использованию.

Жидкие реагенты, которые сегодня часто используются в мегаполисах, по словам директора эффективны лишь при -5С°. «Как только температура воздуха опускается до отметки -10С°, образуется каток, тогда как ПСС устойчива и к более низким температурам» — подчеркнул он.

Прогноз погоды меняется по несколько раз на день, поэтому сотрудникам дежурной бригады дорожных служб нужно быть во всеоружии и быть готовыми выйти на работу ночью, чтобы к утру в первую очередь привести в готовность автобусные маршруты, посыпать реагентами аварийно-опасные участки и территории перед муниципальными зданиями.

 

Алёна Коваленко

Фото из редакционного архива

Источник: http://inklincity.ru/novosti/aktualno/himiya-ili-pesok-chem-posypayut-dorogi-v-klinu

Разделение неоднородных смесей — урок. Химия, 8–9 класс.

В природе вещества обычно встречаются в виде смесей. Чтобы получить чистое вещество, надо его из смеси выделить.

 

Разделение смеси производят для выделения в чистом виде всех её составных частей. При очистке выделяют одно вещество, а примеси удаляют.

 

В составе смесей вещества сохраняют свои свойства. Способы разделения и очистки веществ основаны на их различиях.

Одним из самых простых способов разделения неоднородных смесей является отстаивание.

Используется для разделения неоднородных смесей жидкого и твёрдого вещества или двух жидкостей, которые различаются по плотности.

 

При отстаивании смеси жидкости и твёрдого вещества на дне сосуда оседает вещество с большей плотностью. Верхний слой осторожно отделяют.

Рис. \(1\). Отстаивание смеси песка и воды

  

Таким способом можно разделить смесь мела и воды, песка и воды. 

  

Для разделения смеси двух жидкостей (растительное масло и вода, бензин и вода, нефть и вода) используется делительная воронка — сосуд с краном внизу. Сливают сначала более тяжёлый нижний слой, а затем — лёгкий верхний. Подобным образом в деревнях отделяли сливки от молока.

 

Рис. \(2\). Делительная воронка 

Фильтрование — это отделение жидкости или газа от взвешенных в них твёрдых частиц при пропускании через пористые материалы (фильтры). Фильтры задерживают частицы, если их размеры больше размера пор. Для фильтрования можно использовать специальную бумагу, ткань, марлю, вату, песок, уголь, пористую керамику.

 

Рис. \(3\). Механизм фильтрования

 

Простейший прибор для фильтрования состоит из воронки с фильтром и сосуда для собирания фильтрата. При использовании бумажного фильтра смесь осторожно наливают в воронку по стеклянной палочке. Вода проходит через фильтр, а частицы твёрдого вещества задерживаются на нём.

 

Рис. \(4\). Простейший прибор для фильтрования

(\(1\) — смесь, \(2\) — стеклянная палочка, \(3\) — воронка с фильтром, \(4\) — фильтрат)

  

С помощью фильтрования можно очистить воду от попавших в неё пылинок, частиц песка и других примесей. В лабораториях этим способом отделяют образовавшиеся в реакциях осадки.

 

Фильтрование используется в промышленности (в производстве растительного масла, творога). В качестве фильтров там используются ткани.

 

В двигателях автомобилей через фильтры обязательно проходит топливо и масло.

 

На одной из стадий очистки питьевой воды в водопроводах её пропускают через слой чистого песка. В домашних условиях для очистки питьевой воды применяется бытовой фильтр.

  

С помощью фильтрования очищают также воздух от примесей. На фильтровании воздуха основана работа пылесоса, противогаза.

 

Для удаления нежелательных примесей часто используют адсорбенты. Так, в противогазах воздух проходит через слой активированного угля, который имеет много мелких пор и способен поглощать газообразные и растворённые вещества. Уголь применяется в производстве сахара для очистки сахарного сиропа от содержащихся в нём примесей.

Центрифугирование

Если частицы неоднородной смеси малы, то её сложно разделить отстаиванием или фильтрованием. В этом случае используют центрифугирование. Смесь помещают в сосуды, которые вращают с большой скоростью в центрифуге. Более тяжёлые частицы оседают на дне.

 

Рис. \(5\). Центрифуга

 

Такой способ находит применение для разделения молока. При вращении в специальной центрифуге (сепараторе) отделяются сливки, и остаётся обезжиренное молоко.

Другие способы

Универсальных методов разделения смесей нет. В каждом конкретном случае основываются на различиях в свойствах веществ.

 

Смесь железных опилок с серой можно разделить, используя магнитные свойства железа. Если к поверхности смеси поднести магнит, то частицы железа притянутся к нему, а сера останется.

 

Рис. \(6\). Разделение смеси серы и железа 

 

Можно эту же смесь разделить с помощью воды. Железо тяжелее воды и оседает на дне. Сера водой не смачивается и остаётся на поверхности. Способ разделения смесей, основанный на различии смачиваемости компонентов, называется флотацией.

Источники:

Рис. 1. Отстаивание смеси песка и воды © ЯКласс

Рис. 2. Делительная воронка © ЯКласс

Рис. 3. Механизм фильтрования © ЯКласс

Рис. 4. Простейший прибор для фильтрования © ЯКласс

Рис. 5. Центрифуга https://cdn.pixabay.com/photo/2015/11/18/17/22/centrifuge-1049579_960_720.jpg

Рис. 6. Разделение смеси серы и железа © ЯКласс

Первый в РТ супермаркет ГК BROZEX откроется в ТЦ «Эссен» в Бугульме

«Эссен Девелопмент» – департамент коммерческой недвижимости АО «Эссен Продакшн АГ» – заключил договор с торговым домом «ДоброСтрой», который входит в группу компаний BROZEX. Это первый в Татарстане супермаркет уральской группы компаний. Открытие торгового центра запланировано на I квартал 2021 года.

Торговый дом «ДоброСтрой» арендовал весь ТЦ площадью 3.3 тыс. кв. м. – отдельно стоящее здание на ул. Ленина 145 Б со своей парковкой на 80 машиномест. В непосредственной близости от торгового центра находится остановка общественного транспорта и двухэтажный торговый центр «Эссен» с большим количеством разнообразных магазинов и продовольственным супермаркетом.

Елена Стрюкова MRICS – директор по девелопменту и эксплуатации Департамента коммерческой недвижимости АО «Эссен Продакшн АГ»:

«Такая сделка, когда весь ТЦ сдается в аренду одному оператору, безусловно, выгодна, причем обеим сторонам. До этого оператор не был представлен в городе, а сейчас этот ТЦ станет одним из крупнейших строительных магазинов в таком формате. Арендатор получил площадь, на который сможет представить весь свой ассортимент. В плане логистики — это тоже очень удобно и выгодно. В наших планах продолжать сотрудничество с ТД «ДоброСтрой» и развивать сеть магазинов в РТ. Сейчас мы ведем переговоры о сотрудничестве по другим объектам».

BROZEX — это крупный производитель и поставщик строительных и отделочных материалов в Екатеринбурге и Свердловской области. Строительные супермаркеты планируют размещать, в том числе и в торговых центрах «Эссен». Бугульма – первый город в РТ, где откроется строительный супермаркет «ДоброСтрой». Также переговоры с «Эссен Девелопмент» ведутся в Альметьевске, Лениногорске и в других городах республики. В Казани компания планирует построить большой распределительный центр для дальнейшего движения товаров в Марий-Эл и Нижегородскую область. Там тоже есть предложения об открытии подобных магазинов.

Ренат Кадыров – коммерческий директор ТД «Домострой» (в РТ — «ДоброСтрой»):

«Наша компания ведет свою деятельность в различных регионах России, и мы работаем над расширением географии своего присутствия. Открыли большой гипермаркет на площади 6,5 тыс. кв. м в Нефтекамске, есть магазины в Янауле, Чернушке, Чайковске, это – всего 70 км до Ижевска. Сейчас мы продолжаем переговоры по Башкирии, Татарстану, присматриваемся к Удмуртии.

Наша целевая аудитория – это обычные люди, поэтому, рассчитывая на розничного покупателя, стараемся держать цены чуть ниже среднерыночных значений. Оптовый канал тоже присутствует, есть отдел оптовых и корпоративных продаж.

Наше преимущество перед конкурентами в том, что 25% материалов, которые мы продаем – собственного производства. Основной козырь – сухие смеси BROZEX. Здесь у нас все свое: карьеры, песок, химия и лаборатория. Соответственно, мы можем предложить качественный продукт по достаточно низкой цене. Поэтому наши смеси успешно продают и другие строительные супермаркеты, например – «Леруа Мерлен».

BROZEX активно продвигает свои товары и регулярно устраивает разнообразные акции, розыгрыши, дарит подарки постоянным покупателям. По акционным товарам компания ежемесячно выпускает отдельный каталог, который доступен для скачивания во всех социальных сетях и на сайте компании. BROZEX проводит и городские мероприятия – например фестиваль скандинавской ходьбы «Шагай к здоровью!». Специалисты компании проводят on-line мастер-классы по использованию строительных материалов и сухих смесей, производимых на заводах строительного холдинга.

Приход и развитие в РТ сети строительных магазинов такого крупного оператора может со временем создать конкурентную среду для всех местных поставщиков строительных материалов. Сейчас торговый дом «ДоброСтрой» целенаправленно развивает сеть в Татарстане и Башкирии, изучает обстановку в Удмуртии.

7 увлекательных опытов для детей, эксперименты в домашних условиях

Не все родители знают, что увлекательные опыты для детей, демонстрирующие эффектные физические явления и химические реакции, можно с легкостью провести дома: все необходимое для того, чтобы стать в глазах ребенка настоящим волшебником, найдется на любой кухне!

Наша подборка занимательных фокусов поможет вам в этом деле, но не забывайте: все научные опыты для детей должны быть подробно и понятно разъяснены, ведь их главная цель — помощь в познании окружающего мира.

7 увлекательных опытов для детей из серии «как сделать?»

1. Как приручить Лизуна (воспоминаем культовый фильм «Охотники за привидениями»)

Продукты и материалы:

• картофельный клубень
• сито
• миска
• тоник с хинином

Подготовка и проведение: Картофель измельчить и залить горячей водой на 10-15 минут, затем слить через сито для выпадения в осадок крахмала, оставить в миске только крахмал, сцедив воду (можно ее подкрасить для наглядности)

Через пару дней к высушенному крахмалу добавляем тоник и делаем «тесто»— субстанцию, способную сохранять консистенцию в ваших руках, но моментально растекающуюся, если перестать ее месить. Осветите ее ультрафиолетовой лампой!

Эффект: На первом этапе получена неньютоновская жидкость, способная твердеть и снова становиться жидкой

Из-за содержащегося в тонике хинина «тесто» начинает светиться — и это просто волшебно!

 

Как стать обладателем суперспособностей (наш герой — управляющий металлами Магнето)

Продукты и материалы:

• тонер для лазерного принтера (50 мл)
• много салфеток для уборки после опыта подсолнечное масло
• магнит

Подготовка и проведение: Засыпать тонер в емкость, добавить масло (2 ст. ложки), хорошо перемешать – вы сделали жидкость, способную реагировать на воздействие магнита

Эффект: Прикладываем магнит к емкости — и наблюдаем, как жидкость «ползет» по стенке. Также можно поместить волшебную каплю тонера на доску, и позволить ребенку управлять ею, передвигая магнит под доской.

 

Как сделать корову из молока (сделать жидкое твердым без заморозки — это ли не чудо!)

Продукты и материалы:

• уксус (ст. ложка)
• молоко (1 стакан)
• пищевой краситель

Подготовка и проведение: В горячее, но не кипящее молоко добавить уксус и активно перемешивать, наблюдая за выделением белка казеина

Получившиеся плотные белые сгустки отцедить, слегка просушить, размять и добавить краситель

Эффект: Выложите массу в подготовленную формочку или позвольте ребенку вылепить «корову» самому — и через 1-2 дня у вас будет готовая очень прочная гипоаллергенная фигурка.

Сегодня это лишь увлекательные эксперименты для детей — а до 30-х годов прошлого века именно так делали пуговицы, прочую фурнитуру и украшения!

 

Как выйти сухим из воды (изучаем понятие «гидрофобный»)

Продукты и материалы:

• песок (в идеале — цветной аквариумный)
• большая тарелка (противень)
• банка с большим отверстием, аквариум
• обувной спрей для защиты от воды

Подготовка и проведение: На противень высыпать песок, обработать его гидрофобным спреем, повторить процедуру несколько раз (перемешиваем и снова распыляем, чтобы все песчинки были обработаны). После высыхания собрать песок в любую емкость — подготовка завершена!

Эффект: Заполните водой просторную емкость и всыпайте туда же тонкой струйкой подготовленный «волшебный» песок: он опустится на дно, но не промокнет. Дети могут сами убедиться, достав песок со дна и увидев, как он рассыпается. Объясните, что песок не волшебный, а «гидрофобный»!

 

Как получить голограмму (вспоминаем «Звёздные войны»)

Продукты и материалы:

• бумага
• карандаш
• скотч
• коробка от CD
• канцелярский нож
• смартфон

Подготовка и проведение: На бумаге начертить трапецию со сторонами 1 см и 6 см, вырезать ее и по этой «выкройке», используя канцелярский нож, сделать 4 одинаковых заготовки из прозрачной части коробки; используя скотч, склеить из них усеченную пирамидку.

Эффект: Запускаем на смартфоне видео типа Pyramid Hologram Screen Up, ставим на экран воронку (узкой частью вниз) — и наслаждаемся голографическим изображением.

При желании можно найти видео с персонажами из легендарного сиквела и повторить выступление принцессы Леи!

 

• Как засекретить информацию (вспоминаем фильмы о Джеймсе Бонде)

Продукты и материалы:

• бумага
• кисточка
• ватный тампон
• йод
• рис

Подготовка и проведение: Отварить рис, слить отвар, обмакнуть в него кисточку и на бумаге написать «тайное послание». Дать бумаге высохнуть: слова по-прежнему не видны, секрет не раскрыт.

Эффект: Обмакиваем ватный тампон в йод и проводим им по сухой бумаге, хранящей тайну — и видим, как крахмальные буквы синеют. Это — результат химической реакции между йодом и крахмалом.

 

• Как управлять змеями (просто прикольный фокус — куда интереснее «вулканов» и «шипучек»!)

Продукты и материалы:

• уксус
• пищевая сода
• желейные конфеты «червячки»
• 2 стакана

Подготовка и проведение: В одном стакане сделать содовый раствор и погрузить в него разрезанных пополам вдоль «червячков» (чем они тоньше, тем зрелищнее опыт). Через 5 минут налить во второй стакан уксус и переместить в него червячков из первого стакана.

Эффект: При попадании «червячков» в уксус на их поверхности сразу же появляются пузырьки — результат реакции между щелочью (сода) и кислотой (уксус). Чем больше червячков оказываются во втором стакане, тем более бурной становится реакция — наконец, они сами станут «вылезать» из стакана. Это действительно очень весело!

Солнце, песок и море: химия лета

Лето в северном полушарии сейчас на пике, с его длинными днями, приятными вечерами, песком, морем и солнечным светом. Чтобы отпраздновать это событие, мы выбрали подборку статей, опубликованных в журналах Elsevier по химии, инженерии, энергии, земле и материаловедению, которые напоминают о сезоне. Вы можете прочитать их на досуге (возможно, пока вы отдыхаете на пляже) бесплатно до 31 декабря 2016 года.

Вот некоторые основные моменты:

Сбор солнечных лучей

Летом купаются не только люди на солнце: технология сенсибилизированных красителями солнечных элементов (DSSC), которые преобразуют световые фотоны в энергию, может помочь в решении глобальных энергетических и экологических проблем.Несмотря на свой потенциал, эффективность технологии ограничена, поскольку химическая реакция, стоящая за ней, часто бывает неполной.

Команда из Педагогического университета провинции Юньнань в Китае разработала двухслойный фотоанод из диоксида титана / кремнезема (TiO2 / SiO2) с характеристиками светорассеяния, которые усиливают сбор света и возбуждение электронов. Результаты, опубликованные в Electrochimica Acta , показывают, что фотоэлектрическая эффективность солнечного элемента, использующего анод, увеличена с 6.С 21 процента до 8,86 процента.

Отражение солнечных лучей

Иногда мы не хотим впитывать солнце, а вместо этого отражаем его. В жарком климате холодные пигменты используются для получения небелых цветов, которые остаются прохладными на солнце. Но можно создать еще более холодные цвета: в статье Solar Energy Materials and Solar Cells исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и PPG Industries в США показали, как фотолюминесцентный синтетический рубин (Al ₂ O ₃ : Cr ) можно наносить в виде слоя кристаллов на белую поверхность, чтобы она оставалась более холодной, чем другие красные материалы.

Ценность песка

От солнца к песку — анализ природных отложений песка, обнаруженного в районе Джезза на северо-западе Туниса, показывает, что он может использоваться в различных отраслях промышленности, включая керамическую, бетонную, литейную и стекольную. Исследование, опубликованное учеными из Карфагенского университета в Тунисе в международном журнале International Journal of Mineral Processing , показывает высокий и почти постоянный процент кремнезема (SiO ₂ ), достигающий 98 процентов, и низкий процент оксида железа и оксида алюминия. 0.17 процентов и 0,32 процента соответственно. Они также обнаружили, что зерна различались по размеру, полезная доля составляла 70 процентов, и по форме от округлой до угловатой.

Открытия с моря

Лето не было бы полным без моря. Исследователи из Университета Кумамото в Японии и Национального исследовательского центра в Египте выделили пять соединений из морской губки Stylissa carteri , также известной как губка из слоновьих ушей. К ним относятся два новых циклических гептапептида — картеритины A и B, структуры которых опубликованы в Tetrahedron Letters .Исследователи также обнаружили, что картеритин А токсичен для клеток рака шейки матки и толстой кишки in vitro .

Читать все 12 статей:

• Новые геранилированные флаваноны из плодов Paulownia catalpifolia Gong Tong с их антипролиферативной активностью в отношении клеток рака легкого A549, Письма по биоорганической и медицинской химии ( Сентябрь 2015 г.)
• Низко обрастающая поверхность плазмонно-резонансный биосенсор для многоступенчатого обнаружения пищевых бактериальных патогенов в сложных образцах пищевых продуктов , Биосенсоры и биоэлектроника (июнь 2016 г.)
• Светорассеивающие фотоаноды из двухслойных мезопористых наночастиц TiO2 / наносфер SiO2 для сенсибилизированных красителями солнечных элементов , Electrochimica Acta (сентябрь 2016 г.)
• Картеритины A и B, циклические гептапептиды из морской губки Stylissa carteri , Tetrahedron Letters (март 2016 г.)
• Масс-спектрометрическая визуализация флавоноидных гликозидов и бифлавоноидов в Ginkgo biloba L., Phytochemistry (In Press)
• Обнаружение чувствительных биомолекул в анализе бокового потока с помощью портативного устройства контроля температуры и влажности. , Биосенсоры и биоэлектроника ( мая 2016 г.) Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы (декабрь 2016 г.)
• Доказательства более высокой ночной сейсмической активности на горе Везувий , Журнал вулканологии и геотермальных исследований (июль 2016 г.)
• Синтез водопроводных сетей для промышленных парков с учетом межзаводских территорий распределение , Компьютеры и химическая инженерия (август 2016 г.)
• Химическая и технологическая характеристика и обогащение песка Джезза (северо-запад Туниса): возможности использования в промышленных областях , International Journal of Mineral Processing , (март 2016 г.)
• Влияние ультрафиолетового излучения и столкновения ионов на качество f многослойный графен, полученный методом микроволнового плазменного химического осаждения из паровой фазы. химические свойства и характеристики растительности песчаных дюн в районе озера Южный Дунтин, Китай

• Li, J.Б., Инь, Х., Чанг, Дж., Лу, Ч. З. и Чжоу, Х. П. Эффекты седиментации в районе озера Дунтин. J. Geogr. Sci. 19, 287–298 (2009).

  Артикул Google ученый

• Остендорп В., Шмидер К. и Йонк К. Оценка антропогенного воздействия и их гидроморфологического воздействия на берега озер в Европе. Экогидрол. Hydroecol. 4, 379–395 (2004).

  Google ученый

• Маун, М.A. Сухие прибрежные экосистемы вдоль Великого озера (Эльзевир, Амстердам, Нидерланды, 1993).

• Маун М.А. Адаптация растений к захоронению в прибрежных песчаных дюнах. Жестяная банка. J. Bot. 76, 713–738 (1998).

  Google ученый

• Gajic, B., Dugalic, G. & Djurovic, N. Сравнение содержания органического вещества почвы, агрегатного состава и водостойкости глееватого флювисола из прилегающих лесных и сельскохозяйственных угодий.Агрон. Res. 4. С. 499–508 (2006).

  Google ученый

• ван Леувен, К. Х. А., Сарнил, Дж. М., Паассен, Дж. В., Рип, В. Дж. И Баккер, Э. С. Гидрология, морфология берега и видовые особенности влияют на распространение семян, прорастание и сборку сообществ прибрежных растительных сообществ. J. Ecol. 102, 998–1007 (2014).

  Артикул Google ученый

• Вернер, К. Дж. И Зедлер, Дж.B. Как луговые осоковые почвы, микрорельеф и растительность реагируют на отложение отложений. Водно-болотные угодья 22, 451–466 (2002).

  Артикул Google ученый

• Болдуин, К. А. и Маун, М. А. Микросреда песчаных дюн озера Гурон. Жестяная банка. J. Bot. 61, 241–255 (1983).

  Артикул Google ученый

• Шанг, С., Роланд, Н. и Рэми, Х. Дж. Адсорбция водяного пара на геотермальных породах-коллекторах.Геотермия 24, 523–540 (1995).

  CAS Статья Google ученый

• Матисонс, Р. и Брумелис, Г. Влияние погребения песком на радиальный рост сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) на прибрежных лесных дюнах на мысе Колка, Латвия. Acta Univ. Латв. 745, 131–144 (2008).

  Google ученый

• Чжао, В. З., Ли, К. Ю. и Фанг, Х. Ю. Влияние нарушения засыпания песком на рост проростков Nitraria sphaerocarpa .Почва растений 295, 95–102 (2007).

  CAS Статья Google ученый

• Пань, Й., Се, Й. Х., Чен, X. С. и Ли, Ф. Влияние наводнения и седиментации на рост и физиологию двух появляющихся макрофитов из водно-болотных угодий озера Дунтин. Акват. Бот. 100, 35–40 (2012).

  Артикул Google ученый

• Пан, Й., Се, Й. Х., Дэн, З. М., Тан, Й. и Пан, Д.D. Высокий уровень воды препятствует адаптации Polygonum Hydropiper к глубокому захоронению: реакция распределения биомассы и морфологии корней. Sci. Отчет 4. С. 5612 (2014).

  ADS CAS Статья Google ученый

• Lambers, H., Mougel, C., Jaillard, B. & Hinsinger, P. Взаимодействие растений, микробов и почвы в ризосфере: эволюционная перспектива. Почва растений 321, 83–115 (2009).

  CAS Статья Google ученый

• Линь, К.В., Ту, С. Х., Хуанг, Дж. Дж. И Чен, Ю. Б. Влияние живых изгородей на эрозию почвы и плодородие почвы на наклонных сельскохозяйственных угодьях в районе пурпурных почв. Acta Ecol. Sinica 27, 2191–2198 (2007).

  CAS Статья Google ученый

• Hinsinger, P., Bengough, A. G., Vetterlein, D. & Young, I.M. Ризосфера: биофизика, биогеохимия и экологическая значимость. Почва растений 321, 117–152 (2009).

  CAS Статья Google ученый

• Хапп, К.Р. и Моррис, Э. Э. Дендрогеоморфный подход к измерению седиментации в лесных болотах, Черное болото, Арканзас. Водно-болотные угодья 10, 107–124 (1990).

  Артикул Google ученый

• Чжэн, Дж. М., Ван, Л. Ю., Ли, С. Ю., Чжоу, Дж. X. и Сунь, К. X. Взаимосвязь между типом сообщества водно-болотных растений и высотой участка на песчаных отмелях озера Восточный Дунтин, Китай. Лесной конный завод. Китай 11, 44–48 (2009).

  Google ученый

• Севинк, Дж.Развитие почв прибрежных дюн и его связь с климатом. Пейзаж Экол. 6. С. 49–56 (1991).

  Артикул Google ученый

• Onofri, S. et al. Биоразнообразие каменных, пляжных и водных грибов в Италии. Завод Биосист. 145, 978–987 (2011).

  Артикул Google ученый

• Браун А. К. и Маклахан А. Экология песчаного берега (Амстердам, Эльзевир, 1990).

• Джаяратне М. П., Рахман М. Р. и Шибаяма Т. С. Модель эволюции профиля поперечно-короткого пляжа. Побережье. Англ. J. 56. С. 56–101 (2014).

  Артикул Google ученый

• Ли, Э. Х., Ли, В., Лю, Г. Х. и Юань, Л. Ю. Влияние различных погруженных в воду видов макрофитов и биомассы на повторное взвешивание наносов в мелководном пресноводном озере. Акват. Бот. 88, 121–126 (2008).

  CAS Статья Google ученый

• Лихтер, Дж.Первичная сукцессия и развитие лесов на прибрежных песчаных дюнах озера Мичиган. Ecol. Monogr. 68, 487–510 (1998).

  Google ученый

• Itoh, A. et al. Важность топографии и текстуры почвы в пространственном распределении двух симпатрических диптерокарповых деревьев в тропических лесах Борнея. Ecol. Res. 18, 307–320 (2003).

  Артикул Google ученый

• Лю Ю.Ю., Сан, К. Ю., Ли, Ф. и Се, Ю. Х. Микробиологические характеристики почвы на водно-болотных угодьях озера Дунтин с различными типичными растительными сообществами. Китаец Дж. Эко. 32, 1233–1237 (2013) (на китайском языке).

  Google ученый

• Ян Ф., Шуберт С. и Менгель К. Повышение pH почвы из-за биологического декарбоксилирования органических анионов. Soil Biol. Biochem. 28, 611–624 (1996).

  Артикул Google ученый

• Ли, К., Ли, Ю. и Ма, Дж. Пространственная неоднородность химических свойств почвы в мелком масштабе, вызванная растениями Haloxylon ammodendron (Chenopodiaceae) в песчаной пустыне. Ecol. Res. 26. С. 385–394 (2011).

  CAS Статья Google ученый

• Лонг, З. Т., Фегли, С. Р. и Петерсон, К. Х. Удобрение и разнообразие растений ускоряют первичную сукцессию и восстановление сообществ дюн. Завод Ecol. 214. С. 1419–1429 (2013).

  Артикул Google ученый

• Джексон, Л. Э. и Блум, А. Дж. Распределение корней в зависимости от наличия азота в почве у выращиваемых в поле томатов. Почва растений 128, 115–126 (1990).

  CAS Статья Google ученый

• Томпсон, Д. Б., Уокер, Л. Р., Ландау, Ф. Х. и Старк, Л. Р. Влияние возвышенности, видов кустарников и биологической корки почвы на плодородные острова в пустыне Мохаве, США.J. Arid Environ. 61, 609–629 (2005).

  ADS Статья Google ученый

• Сюй, Х. Л., Ма, К. М., Фу, Б. Дж., Лю, В. и Сонг, К. Дж. Почвенная и водная эрозия под различными видами растений в полузасушливой речной долине на юго-западе Китая: влияние морфологии растений. Ecol. Res. 24. С. 37–46 (2009).

  CAS Статья Google ученый

• Ли, З. В., Хуанг, Дж.Q., Li, Y. Y., Guo, W. & Zhu, J. F. Оценка плодородия почв водно-болотных угодий озера Дунтин (Китай) на основе ГИС и нечеткой оценки. J. Cent. South Univ. Technol. 2011. Т. 18. С. 1465–1472.

  Артикул Google ученый

• Hesp, P. Foredunes и выбросы: инициирование, геоморфология и динамика. Геоморфология 48, 245–268 (2002).

  ADS Статья Google ученый

• Линссен, Дж.П. М., Ментинг, Ф. Б. Дж. И ван дер Путтен, В. Х. Реакция растений на одновременный стресс, вызванный заболачиванием и затенением: усиленные или иерархические эффекты? Новый Фитол. 157, 281–290 (2003).

  Артикул Google ученый

• Гао, Дж. Ф., Чжан, К., Цзян, Дж. Х. и Хуанг, К. Анализ отложений и эрозии озера Дунтин с помощью ГИС. J. Geogr. Sci. 11. С. 402–410 (2001).

  Артикул Google ученый

• Ли, Ф.и другие. Различные роли трех появляющихся макрофитов в обеспечении седиментации в озере Дунтин, Китай. Акват. Sci. 78. С. 159–169 (2016).

  CAS Статья Google ученый

• Лай, Х. З. и Мо, Д. У. Влияние тектонического проседания и заиления на ситуацию предотвращения наводнений в районе озера Дунтин. J. Geogr. Sci. 14, 226–234 (2004).

  Артикул Google ученый

• Гош, Дж.R. Иерархии экотонов. Ecol. Applic. 3, 369–376 (1993).

  Артикул Google ученый

• Бао С.Д. Агрохимический анализ почвы (Китайская сельскохозяйственная пресса, Пекин, 2000).

• Мисра, Р. Рабочая тетрадь по экологии (издательство Oxford and IBH, Нью-Дели, 1968).

• Шеннон, К. И. и Винер, В. Математическая теория коммуникации (University of Illinois Press, Urbana, 1963).

• Чжу, З. X. Педология (Сельское хозяйство, Пекин, 1983).

• Реймент, Г. Э. и Хиггинсон, Ф. Р. Справочник австралийской лаборатории по химическим методам почв и воды (Inkata Press, Melbourne, 1992).

• Бремнер, Дж. М. и Малвани, К. С. Общий азот (Мэдисон, 1982).

• Чен, Ю. Н., Ван, К., Ли, В. Х. и Руан, X. Микробиотические корки и их взаимосвязь с факторами окружающей среды в пустыне Гурбантонггут, западный Китай.Environ. Геол. 52, 691–700 (2007).

  ADS Статья Google ученый

Химия гидрофобного песка (Волшебный песок)

Гидрофобный песок или волшебный песок — это игрушка, сделанная из песка, покрытая a гидрофобным составом. Вы можете купить эту игрушку и поиграть с ней, или вы можете создать ее самостоятельно, а затем поиграть с ней. Они могут быть любого другого цвета и делать их из песка любого начального цвета, который вы хотите. Это может занять некоторое время, пока песок высохнет после нанесения на слой какого-то гидрофобного спрея.

Я выбрал этот проект по нескольким причинам. Сначала я услышал об этом от своего коллеги-сверстника и посмотрел на него. Это выглядело потрясающе и сразу привлекло мое внимание. Вторая причина, по которой я выбрал это, заключалась в том, что я не особо интересовался фоном гидрофобного песка, поэтому я выбрал его, и оно того стоило.

Эта игрушка очень полезна не только для детей. Когда где-то недалеко от берега происходит разлив нефти, песок может очистить большую часть этого разлива. Песок будет связываться с маслом, а другие вещества — с волшебным песком.Они сойдутся вместе, и масса будет достаточно тяжелой, чтобы погрузить нефть вместе с ней на дно океана, моря и т. Д.

Состав …

• Обычный пляжный песок
  • Крошечные частицы чистый диоксид кремния
  • Диоксид кремния SiO2
• Пары триметилсиланола

Основные химические вещества, соединения и компоненты

Пляжный песок состоит из крошечных крупинок камней и минералов. Поскольку пляжный песок находится в каком-то источнике воды, во всем мире могут быть частицы от любого организма, живущего у воды.Самый распространенный компонент песка — диоксид кремния в виде кварца. Пляжный песок выглядит более белым, потому что на этих пляжах есть кальций, поступающий из организмов. Песок можно использовать для изготовления асфальта при строительстве дорог, игрушек (например, волшебного песка), а также использовать в мешках с песком для облицовки полов, а также во многих других целях. Состав песка может быть разным из-за его географического положения с близлежащими каменными источниками.

• Пары триметилсиланола = (Ch4) 3SiOH

Пары триметилсиланола состоят из атомов углерода, водорода, кремния и кислорода.Триметилсиланол образуется в результате гидролиза материалов, содержащих силиконы, которые содержатся в моющих и косметических продуктах. Этот пар можно найти в свалочном газе и биогазе. Они находятся здесь из-за разложения силиконов.

Роль химии

Песок в волшебном песке сделан естественным образом. Есть разные способы получения песка для создания волшебного песка. Вы можете просто пойти на пляж и набрать много песка или просто купить мешок с песком.

Чистый кремнезем, диоксид кремния, крошечные частицы горных пород и минералов, а иногда и некоторые частицы организма являются строительными блоками из песка.Состав песка может быть разным из-за его географического положения с близлежащими каменными источниками. На внешней стороне песчинок есть группы, которые не растворяются (не растворяются) в воде.

Триметилсиланол, представляющий собой (Ch4) 3SiOH, представляет собой кремнийорганическое соединение. Кремнийорганическое соединение — это связи, содержащие связи углерод-кремний. Большинство кремнийорганических соединений, таких как триметилсиланол, похожи на органические соединения, будучи бесцветными, легковоспламеняющимися и гидрофобными. Пары триметилсиланола можно найти в свалочном газе и биогазе.Пары триметилсиланола из этих газов образуются в результате разложения силиконов из организмов. Триметилсиланол образуется в результате гидролиза материалов, содержащих силиконы, которые содержатся в моющих средствах и косметических продуктах. Кремний в триметилсиланоле является центром всего соединения, содержащего три метильные группы. Отсюда и название триметилсиланол (три метильные группы кремния. Триметилсиланол также содержит одну гидроксильную группу (кислород и водород).

Когда песок и триметилсиланол смешиваются, триметилсиланол образует ковалентные связи с гидроксильными группами на молекулах песка ». поверхность, заменив гидрофильную на гидрофобную.Когда соединение триметилсиланола обнажается с частицами диоксида кремния, внешняя поверхность песчинок покрывается гидрофобными группами. Таким образом образуется почти серебристое покрытие, предохраняющее песок от расслоения. Этот волшебный песок создан человеком из природных компонентов волшебного песка.

Предпосылки исследования

Гидрофобный песок или волшебный песок — это игрушка, сделанная из песка, покрытого гидрофобным составом. Самая ранняя ссылка на водостойкий песок — из книги The Boy Mechanic Book 2 , опубликованной Popular Mechanics .В книге говорится, что Волшебный песок был создан восточно-индийскими магами. Они сделали это, смешав нагретый песок и расплавленный воск. Когда песок подвергался воздействию воды, воск отталкивал воду, не делая ее влажной.

Ресурсы

https://en.wikipedia.org/wiki/Magic_sand

• Из какого гидрофобного песка делают
• Как он делается с различными соединениями

https://en.wikipedia .org / wiki / Sand

• Что входит в состав песка
• Какой песок связывается с

https: // en.wikipedia.org/wiki/Organosilicon

• Что такое триметилсиланол
• Какой кремнийорганический, каковы их характеристики
900hobic45 Как сделать гидрофобный песок

Magic Sand

• Как песок реагирует с водой
• Разница между гидрофобным и гидрофильным

http: // www .reade.com/products/hydrophobic-sand-magic-sand

• История взаимодействия обычного песка с водой

http://www.scienceinschool.org/content/magic-sand-mystery

• Как волшебный песок взаимодействует с водой
• Подробнее о триметилсиланоле и парах

http://ice.chem.wisc.edu/Oil/On_The_Surface,_Its_All_About_Nano/Magic_Sand.html

• в Для чего используется волшебный песок приложения реального мира

https: // images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/61X0NT2RhtL._SL1200_.jpg

Об авторе

Майкл Ван Атта учится в старшей школе Billings Senior High в Биллингсе, штат Монтана. Майкл любит смотреть спорт, а также играет в баскетбол за старших. Он также очень любит мероприятия на свежем воздухе, в том числе рыбалку, походы, катание на лыжах и путешествия. Он любит быть в кругу семьи, очень много работает и сосредоточен на учебе. У него высокий средний балл. Он также является старшим адвокатом в Senior High.Он выбрал тему гидрофобного песка, потому что ему нравится взаимодействовать с вещами, с которыми он не знаком. Он надеется сделать в будущем карьеру в области физиотерапии.

Изучение влияния различных местообитаний и их летучего химического состава на изменение структуры популяции песчаных мух в эндемичных очагах лейшманиоза, Кения

Abstract

Мухи Phlebotomine являются переносчиками многих вирусных простейших и бактериальных патогенов, важных для общественного здравоохранения.Знание экологических факторов, влияющих на их распространение в местном масштабе, может дать представление об эпидемиологии болезней и способах целенаправленной борьбы. Хлевы для животных, курганы термитов и дома являются важными местами обитания для домашних и домашних животных, используемыми различными москитами в качестве мест для отдыха или размножения. Однако наши знания о выборе этих мест обитания москитами остаются скудными. Здесь мы проверили гипотезу о том, что эти типы местообитаний содержат различный состав видов песчаных мух и различаются по их летучему химическому составу, который может влиять на выбор песчаных мух.Для этого мы использовали световые ловушки CDC после поперечного исследования для изучения распределения москитов в трех средах обитания в эндемичном по лейшманиозу участке в Кении. Исследование проводилось в засушливый сезон, когда численность песчанок оптимальна в 2018 и 2020 годах. Численность песчаных мух не варьировалась в зависимости от среды обитания, но видовые различия в численности были очевидны. Показатели структуры сообщества песчаных мух (разнообразие и богатство по Шеннону) были самыми высокими в сарае для животных, за ним следовали термитники и меньше всего в человеческом жилище (доме).Это открытие указывает на более широкое привлечение обоих полов москитов и самок с различным физиологическим состоянием к сараям для животных, потенциально используемым в качестве мест размножения или отдыха, а также в качестве сигнала о присутствии хозяина для приема пищи с кровью. Кроме того, газовая хроматография-масс-спектрометрический анализ летучих веществ, собранных с представленных субстратов, связанных с этими средами обитания , а именно : запах человеческих ног от изношенных носков (дома в закрытых помещениях), коровьего навоза (сараи для животных) и курганов термитов (закрытые вентиляционные отверстия), выявил общий из 47 летучих органических соединений.Из них 26, 35 и 16 были обнаружены в человеческих носках, коровьем навозе и закрытых отверстиях для термитов соответственно. Из этих летучих веществ 1-октен-3-ол, 6-метил-5-гептен-2-он, α -пинен, бензиловый спирт, m -крезол, p -крезол и деканаль, ранее известные как Аттрактанты москитов и других кровососущих насекомых были обычным явлением в местах обитания. Наши результаты предполагают, что летучие вещества среды обитания могут вносить вклад в состав песчаных мух и подчеркивают их потенциал для использования при мониторинге популяций песчаных мух.

Информация об авторе

Понимание экологии москитов имеет решающее значение для разработки мер борьбы. Важной экологической адаптацией москитов является избирательное использование ими мест обитания в качестве мест для отдыха или размножения. Однако основание этого предпочтения до конца не изучено. Здесь мы попытались понять распределение москитов в трех разных средах обитания, а именно в сарае для животных, человеческом жилище (дома в помещении) и насыпи термитов, и проанализировали химические признаки, связанные с этими средами обитания.Исследование проводилось в деревне Рабаи в округе Баринго, Кения, эндемичной по висцеральному и кожному лейшманиозу. Путем анализа москитов, обследованных в разные моменты времени в течение засушливого сезона, мы обнаружили, что численность и разнообразие песчаных мух варьировались в зависимости от среды обитания. Мы собрали и проанализировали летучие органические соединения из представленных субстратов, связанных с этими средами обитания, и обнаружили общие черты в некоторых соединениях, ранее известных как аттрактанты для песчаных мух в этих средах обитания. Эти летучие вещества могут влиять на состав москитов в этих местообитаниях, которые потенциально могут быть использованы в целях наблюдения и борьбы с ними.

Образец цитирования: Hassaballa IB, Torto B, Sole CL, Tchouassi DP (2021) Изучение влияния различных местообитаний и их изменчивого химического состава на изменение структуры популяции песчаных мух в очагах эндемичного лейшманиоза, Кения. PLoS Negl Trop Dis 15 (2): e0009062. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0009062

Редактор: Джеральдин Мари Фостер, Ливерпульская школа тропической медицины, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ

Поступила: 19 июня 2020 г .; Одобрена: 9 декабря 2020 г .; Опубликовано: 1 февраля 2021 г.

Авторские права: © 2021 Hassaballa et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в рукописи и ее файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Мы выражаем признательность за поддержку IBH в виде стипендии на степень доктора философии со стороны Германской службы академических обменов (DAAD) (номер гранта 91672086) в рамках Африканской региональной программы последипломного образования в области науки о насекомых (ARPPIS) по номеру icipe .Это исследование было частично поддержано проектом «Борьба с вредителями членистоногих для улучшения здоровья, питания и устойчивости к изменению климата» (номер проекта: RAF-3058 KEN-18/0005), финансируемого Норвежским агентством по сотрудничеству в целях развития (Норад). Мы также признательны за финансовую поддержку этого исследования следующим организациям и агентствам: Министерству иностранных дел, по делам Содружества и развития Великобритании (FCDO), Шведскому агентству международного сотрудничества в области развития (SIDA), Швейцарскому агентству по развитию и сотрудничеству (SDC), Федеральному агентству Демократическая Республика Эфиопия и правительство Республики Кения.Мнения, выраженные здесь, не обязательно отражают официальное мнение доноров. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Песчаные мухи Phlebotomine — двукрылые, принадлежащие к семейству Psychodidae. Они переносят множество вирусных, простейших и бактериальных патогенов, имеющих важное значение для общественного здравоохранения.Примечательно, что они являются переносчиками лейшманиоза, забытого тропического заболевания, которое вызывает значительную заболеваемость и смертность во многих частях мира. Лейшманиоз имеет три клинические формы, а именно висцеральный лейшманиоз (ВЛ), кожный лейшманиоз (КЛ) и кожно-слизистый лейшманиоз [1,2]. Заболевание распространено в большей части Восточной Африки, включая Кению, где встречаются ВЛ и ХЛ [2,3]. Недавние отчеты показали, что географический диапазон ВЛ в ​​Кении расширяется, ежегодно регистрируется около 900 новых случаев [4], а уровень летальности достигает 7% в случае вспышки [4,5].Сообщалось о повторных вспышках ВЛ в ​​ранее неэндемичных районах на севере Кении [6]. Самые последние эпидемии ХЛ в Кении были зарегистрированы в Гилгиле, графство Накуру, в районе Рифт-Валли [7,8].

Борьба с лейшманиозом в значительной степени зависит от химиотерапии для лечения инфицированных людей. Однако эффективность этого варианта варьируется, поскольку используемые препараты токсичны и дороги, включая сообщения о резистентности паразитов к доступным лекарствам [9,10]. Лицензионных вакцин против лейшманиоза не существует [11].Инсектициды являются основным средством борьбы с трансмиссивными болезнями, включая лейшманиоз, поражающий москитов [12,13]. Тем не менее, во многих очагах борьба с песчаными мухами часто является побочным продуктом борьбы с переносчиками малярии [14]. В Кении борьба с лейшманиозом в основном сосредоточена на ведении случаев с минимальной борьбой с песчаной мухой, главным образом в ответ на вспышки. Усиление воздействия лейшманиоза на общественное здоровье требует разработки комплексных стратегий борьбы с переносчиками болезней (IVM) для профилактики и борьбы с москитами.

Новые способы борьбы с лейшманиозом могут быть достигнуты за счет более глубокого понимания поведенческой экологии песчаных мух, особенно мест их отдыха и размножения. Были предприняты попытки борьбы с москитами с использованием инсектицидов, природопользования или других средств биоконтроля (например, Metarhizium anisopliae ), нацеленных на прилегающие и не домашние места отдыха / размножения [12,13]. Экология отдыха сложна, поскольку песчаные мухи используют множество сред обитания, включая трещины и щели, пещеры, дупла деревьев, каменные стены, каменные стены, курганы термитов, жилища людей, сараи для животных, норы животных и виды акаций [15,16].Однако предпочтение этих экологических участков существует среди различных видов переносчиков и используется для целенаправленной борьбы. Например, были попытки контролировать Phlebotomus orientalis в Судане посредством экспериментальных исследований путем опрыскивания лесных массивов акации инсектицидами из-за его тесной связи с этим растением [16,17]. В предыдущих отчетах отмечалась важность опрыскивания домов остаточными инсектицидами, если переносчики были домашними [12–14]. Другие примеры включают распыление инсектицидов на большие стволы деревьев, предпочтительное место отдыха для экспериментального контроля Lutzomyia в неотропических лесах [18], норы грызунов, используемые в качестве мест отдыха и размножения Phlebotomus papatasi , и курганы термитов, преимущественно используемые Phlebotomus martini. как места отдыха / размножения [9,19].Было показано, что управление окружающей средой, нацеленное на подходящие места обитания в Бразилии, влияет на численность песчаных мух и уровень заражения Leishmania [20,21]. Эпидемиологическое значение требует лучшего понимания вариабельности этой поведенческой адаптации среди видов песчаных мух.

В Кении, графство Баринго в Рифт-Валли, является единственным известным очагом лейшманиоза, где одновременно встречаются как VL, так и CL формы болезни [2]. Векторы VL и CL — это P . martini Parrot и Phlebotous duboscqi Neveu-Lemaire, соответственно, в этом фокусе, что позволило провести сравнительные исследования их биоэкологии в связи с динамикой передачи лейшманиоза.Предыдущие исследования в этой местности показали, что жилища людей, курганы термитов и сараи для животных были среди мест отдыха, имеющих эпидемиологическое значение для этих видов песчаных мух [22-25]. Различный состав и характер численности песчаных мух, а также сезонность в этих местах отдыха также были зарегистрированы [22,24], хотя основа этой тенденции плохо изучена.

В этом исследовании мы проверили гипотезу о том, что состав москитов различается в разных средах обитания и что среды обитания различаются по своему летучему химическому составу, который может влиять на выбор песчаных мух.Эта концепция хорошо обоснована после доказательства привлекательности гематофагов, включая москитов, к летучим источникам, включая кожу животных [26–28] и метаболиты хозяина, такие как фекалии [29], моча [30], а также среды обитания [31]. Чтобы достичь этого, мы исследовали две конкретные цели: i) оценить и сравнить численность и разнообразие песчаных мух в трех выбранных типах среды обитания (дома в закрытых помещениях, термитник, навес для животных) и ii) изучить летучие органические соединения, связанные с эти места обитания.

Материалы и методы

Заявление об этике

Одобрение на исследование было запрошено Комитетом по научной этике и обзору Кенийского института медицинских исследований (SERU-KEMRI) (номер протокола: 3312). Кроме того, устное согласие было получено от главы села Рабай и глав домохозяйств, выбранных для отбора проб москитов в домах и на улице.

Учебный сайт

Полевые исследования москитов проведены в селе Рабай (0.45866 N, 35.9889 E), расположенный недалеко от города Маригат, графство Баринго (рис. 1). Округ Маригат представляет собой полузасушливую экологию, расположенную на высоте ок. ,1000 м над уровнем моря и примерно в 250 км к северо-западу от Найроби, Кения (рис. 1). Среднегодовое количество осадков в этом районе составляет около 300–700 мм, с ночной температурой 16 ° C и максимальной дневной температурой 42 ° C [32]. Типы растительности включают отдельные деревья акации, кактусы, деревья Balanites spp, деревья Prosopis juliflora и кусты Commiphora .Рабай является эндемиком для CL и VL и, как известно, содержит как P . duboscqi и P . martini среди множества других видов Sergentomyia [9]. Дома в Рабае обычно бывают двух типов: гофрированные из цинка / железа или глиняные стены с соломенной или гофрированной цинковой крышей. Более 60% жителей владеют домашним скотом, в основном коровами, овцами, курицами и козами (преимущественно). Кроме того, по всему ландшафту встречаются многочисленные курганы термитов [24].Хлевы для животных обычно располагаются на открытом воздухе и недалеко от домов.

Отбор и обработка проб песчаных мух

Мы использовали поперечное сечение москитов, проведенное в декабре 2018 г. и январе 2020 г. в сухой сезон. Пробы взрослых москитов-флеботоминов отбирали с использованием световых ловушек CDC (модель 512, John W. Hock Company, Гейнсвилл, Флорида, США). Было показано, что этот инструмент отлова эффективно нацелен на Phlebotomus и различные виды Sergentomyia [24].Ежедневно в каждой среде обитания (хлев для животных, дома в закрытых помещениях и термитник) устанавливали от 3 до 4 ловушек в течение восьми ночей подряд. Одновременно в каждом типе местообитания устанавливалась только одна ловушка. Ежедневно преследовались отловы в новых местах обитания. Ловушки были размещены с интервалами 50–100 м вдоль трансекты (домашние хозяйства внутри помещений и на открытом воздухе в кургане термитов и сарае для животных) с географической привязкой положения каждой ловушки с помощью портативной системы глобального позиционирования (GPS) (Garmin etrex 20). Ловушки устанавливали на высоте примерно 30–50 см над землей (рис. 2).Ловушки были установлены около 18:00 и возвращены в 06:00 следующего дня. В декабре 2018 года количество ночей-ловушек составляло 36, 10 и 34 для термитников, сараев для животных и домов в закрытых помещениях соответственно. В январе 2020 года было 22, 14 и 24 ночей-ловушек для термитников, сараев для животных и домов в закрытых помещениях соответственно. Отловленные москиты были сбиты с помощью триэтиламина для сортировки. После этого они хранились в жидком азоте и транспортировались в лабораторию Международного центра физиологии и экологии насекомых ( icipe ), Найроби, для хранения при -80 ° C до дальнейшей обработки.

Рис. 2.

Места взятия проб песчаной мухи в деревне Рабай с CDC-LT A) на термитнике, B) рядом с хлевом для животных, C) в помещении в доме из глины, D) в помещении в гофрированном цинковом покрытии. тип дома. (Источник: Иман Б. Хассабалла).

https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0009062.g002

Определение видов песчаных мух

Для каждого образца песчаной мухи вырезали голову и гениталии и помещали на предметное стекло и покровное стекло с использованием среды Берлезе.Через день после высыхания предметных стекол идентификация на уровне видов была достигнута путем микроскопического наблюдения цибариальных арматур ( Phlebotomus или Sergentomyia ), мужских гениталий или женских сперматек и глотки с использованием установленных морфологических ключей [33,34].

Сборник летучих

Запахи были собраны с трех субстратов, представляющих три типа среды обитания: свежий коровий навоз (хлев для животных), запах человеческих ног на изношенных носках (дома в помещении) и термитник.Сбор запаха проводился одновременно с отловом песчаной мухи в январе 2020 года. Свежий коровий навоз (600 г) и носки, носимые людьми (пара), помещали в герметичные стеклянные камеры быстрого монтажа (1600 мл), а летучие вещества собирали непосредственно у термитов. насыпь в поле (рис. 3). Чтобы почувствовать запах человеческих ног, мужчины-добровольцы (в возрасте 35–60 лет) на ночь в течение 12 часов носили пару носков (из хлопка, Kaite Socks, China, очищенные растворителем и очищенные в духовке). Добровольцев попросили не использовать мыло во время душа, а также не наносить лосьон или духи за 24 часа до отбора проб.Люди-добровольцы и навоз были из представленных домов в закрытых помещениях и сараев для животных, где были пойманы москиты. Запахи от выбранных термитников (где происходили отловы песчаной мухи) собирали, помещая вентиляционное отверстие в герметичный мешок для духовки (Рейнольдс, Ричмонд, Вирджиния, США) (рис. 3). Во всех случаях воздух, профильтрованный углем, пропускался через закрытые ароматизированные субстраты со скоростью 350 мл / мин на два адсорбента Super-Q (30 мг, Analytical Research System, Gainesville, Florida, USA) для каждого дублирующего субстрата.Для каждого субстрата летучие собирали в течение 12 ч и повторяли три-четыре раза. Также проводился отлов от отрицательных контролей: очищенные неиспользованные носки (человеческие) или закрытый воздух или холостой (навоз и термитник) в тех же условиях. Каждый адсорбент элюировали с помощью 150 мкл газовой хроматографии — масс-спектрофотометрического (ГХ-МС) дихлорметана (DCM) (Burdick and Jackson, Маскегон, Мичиган, США) и элюент (300 мкл / субстрат на повторность) хранили при -80 ° C до химический анализ, как описано ниже.

Рис. 3.

Сбор летучих веществ с трех субстратов, представляющих различные среды обитания в деревне Рабай, округ Маригат, Кения A) коровий навоз (хлев для животных), B) термитник (жерло термитов) и C) запах ног человека. на поношенных носках (дома в помещении). (Источник: Иман Б. Хассабалла).

https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0009062.g003

Анализ летучих

Для идентификации составляющих летучих органических соединений (ЛОС) различных субстратов аликвоту (1 мкл) летучего экстракта дихлорметана (DCM) каждого образца (и контролей) вводили в сопряженный с газовым хроматографом масс-спектрометр (ГХ-МС). ) в режиме без деления впрыска.ГХ был снабжен колонкой HP-5 (30 м × 0,25 мм ID × 0,25 мкм толщина пленки) с гелием в качестве газа-носителя при скорости потока 1,2 мл / мин. Температуру печи поддерживали на уровне 35 ° C в течение 5 минут, затем запрограммировали на повышение со скоростью 10 ° C / мин до 280 ° C и поддерживали эту температуру в течение 10,5 минут. Масс-селективный детектор поддерживали при температуре источника ионов 230 ° C и температуре квадруполя 180 ° C. Масс-спектры электронного удара (ЭУ) были получены при энергии ускорения 70 эВ. Фрагментные ионы анализировались в диапазоне масс 40–550 m / z в режиме полного сканирования.Время задержки нити было установлено 3,3 мин. Летучие органические соединения были идентифицированы путем сравнения их масс-спектров с данными библиотеки (Adams2.L, Chemecol.L и NIST05a.L), поисковой программой (v. 2.0) и веб-книгой NIST Chemistry Webbook. Соединения, присутствующие в контроле, были исключены из профилей состава в каждом образце. Где возможно, идентичность ЛОС была подтверждена совместной инъекцией и сравнением масс-спектральных данных с аутентичными стандартами. Индексы удерживания (RI) были определены со ссылкой на гомологичный ряд нормальных алканов C ₈ -C ₂₃ и рассчитаны с использованием приведенного ниже уравнения, как описано Ван ден Дулом и Крацем [35], и сравнения с опубликованной литературой [36– 38].

С:

1. x = название целевого соединения
2. n ₁ = н-алкан C _n1 H _{2n1 + 2} непосредственно элюируется до x
3. n ₀ = н-алкан C _нет H _{2nO + 2} с непосредственным элюированием после x
4. R _T = время удерживания
5. RI = индекс удержания

Химические вещества

Химические вещества, используемые в анализе ГХ-МС, включая гексаналь, гептаналь, бензальдегид, октаналь, нонаналь, деканаль, 6-метил-5-гептен-2-он, ацетофенон, α-фелландрен, α -пинен, p — цимен, β-цитронеллен, камфен, сабинен, β -пинен, лимонен, 1,8-цинеол, ( Z ) — β -оцимен, ( E ) — β -оцимен, γ- терпинен, δ -2-карен, ( Z ) -линалоол оксид (фураноид), линалоол, α -копаен, α -цедрен, ( E ) -кариофиллен, α -гумулен, ( Z ) — кариофиллен, скатол, гептанол, октанол, 1-октен-3-ол, нонанол, p -ксилол, o -ксилол, фенол, бензиловый спирт, m -крезол, p -крезол, индол и стандартный раствор н-алканов были приобретены у Sigma Aldrich (чистота> 97%).

Анализ данных

Ежедневные уловы регистрировались для каждого вида и пола песчаных мух на каждую ловушку для каждого типа местообитания. Общая численность песчаных мух и численность конкретных видов (включая самцов и самок) были проанализированы с использованием обобщенных линейных моделей (GLM) с отрицательной структурой биномиальных ошибок, с периодом отлова и типом среды обитания, указанными в качестве предикторов. Изобилие сравнивали для векторов лейшманиоза P . мартини , P . duboscqi и для четырех наиболее распространенных видов Sergentomyia ( S . Schwetzi , S . антенн , S . clydei и S . africana africana ). Регистрировались общие ежедневные уловы / ловушки по видам (включая представителей обоих полов) по типу местообитания, на основании чего оценивались и сравнивались показатели структуры сообщества песчаных мух, индекс разнообразия Шеннона ( H , далее — разнообразие) и видовое богатство. и период захвата с использованием обобщенных линейных моделей.Все анализы проводились в R v. 3.6.3 [39] с использованием пакета MASS (для данных о численности) и пакета для веганов (данные о разнообразии) на уровне значимости 95%. Наиболее подходящие модели были выбраны на основе остатков модели. Декабрь 2018 г. и хлев для животных служили ориентирами для периода отлова и типа среды обитания соответственно. Среднее значение повторяющихся площадей пиков летучих соединений, идентифицированных с помощью ГХ-МС для навоза, человеческих носков и термитников, представляющих различные среды обитания песчаных мух, было визуализировано на тепловой карте с использованием программного пакета R «(gplots)» [40].После проверки нормальности данных с помощью теста Шапиро-Уилка ( P > 0,05) мы использовали дисперсионный анализ (ANOVA), а затем тест Тьюки, чтобы сравнить среднесуточные уловы на ловушку для выбранных видов песчаных мух в разных местообитаниях.

Результаты

Численность и состав песчанок

Всего за два периода отбора проб было собрано 6931 песчанка (f = 4732, m = 2199), включая девять видов двух родов (Таблица 1). В декабре 2018 г. было собрано 2952 песчанки, улов самок которых значительно выше, чем улов самцов (f = 1676, m = 1276; χ ² = 53.93, df = 1, p <0,0001). Из 3979 москитов, собранных в январе 2020 года, было 923 самца и 3056 самок со значительной разницей в уловах между полами (χ ² = 1142,4, df = 1, p <0,0001). Песчаные мухи рода Phlebotomus были представлены тремя видами: P . Дубоски , P . мартини и P . saevus . Шесть видов, встречающихся в роде Sergentomyia , включают S . Адлери , S . africana africana , S . антенн , S . clydei , S . schwetzi и S . squamipleuris (таблица 1).

В целом уловы песчаных мух составляли преимущественно видов Sergentomyia , особенно S . schwetzi (38,3%), S . антенн (38,3%) и S . clydei (8,8%). П . мартини составило 4,3% от общего количества уловов, а P . duboscqi и P . saevus составляли 1,4% и 0,4% соответственно (табл. 1).

Виды численности в конкретных местообитаниях

Из переносчиков лейшманиоза P . martini был самым многочисленным видом Phlebotomus , собранным во всех местообитаниях в период отлова. П . duboscqi не встречался в коллекциях из домов внутри помещений в декабре 2018 г. П . saevus , недавно замешанный как вектор CL [7], был обнаружен в коллекции в январе 2020 г. в местах обитания, хотя преимущественно в термитниках (таблица 1). Независимо от сеанса отлова в коллекциях из каждого типа местообитания преобладали видов Sergentomyia . В коллекции декабря 2018 из сарая для животных S . clydei и S . schwetzi были самыми многочисленными видами. Преобладающими видами были S . schwetzi , за которым следует S . антенната в домах в закрытых помещениях, причем прежние виды были зарегистрированы в наибольшем количестве в термитниках (Таблица 1 и Рис. 4). В коллекции января 2020 года S . антенната был самым многочисленным видом, собранным в хлеву для животных, за ним следует S . schwetzi , причем оба вида преобладают в уловах, полученных из домов в закрытых помещениях. Самым многочисленным видом, собранным из термитника, был S . schwetzi и S . антенн (таблица 1 и рис 4).

Рис. 4. Среднее количество (± стандартная ошибка) видов песчаных мух, собранных в световые ловушки CDC / день / ночь из трех разных местообитаний в ходе двух сессий отлова в селе Рабай, подрайон Маригат.

Средние значения, за которыми следуют разные буквы, значительно различаются при α = 0,05 в соответствии с тестом Тьюки ANOVA.

https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0009062.g004

Анализ видоспецифичных структур обитания показал, что численность P . мартини был самым высоким для термитников, а затем и для хлевов, что значительно отличалось от улова в домах в закрытых помещениях (Таблица 2). Вероятность того, что этот вид встретится в насыпи термитов и в хлеву для животных, была в 5 раз выше, чем в закрытых домах (рис. 4). Значительно выше улов P . duboscqi был обнаружен в сараях для животных, а не в термитниках и домах в закрытых помещениях. Вероятность Р . duboscqi , отловленные в сарае для животных, были в 38 и 2 раза выше, чем в домах в помещении и термитнике соответственно.Среднее количество уловов для каждого вида в разбивке по местообитаниям представлено на рис. 4.

Таблица 2. Тенденции численности и разнообразия песчаных мух, полученные в сухой сезон в трех типах местообитаний в Рабаи, графство Баринго, Кения.

Использовались модели GLM с отрицательной структурой биномиальной ошибки. Сарай для животных служил эталонной категорией для среды обитания, а январь 2020 г. — для периода отлова.

https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0009062.t002

Обилие S .Антенны не различались в зависимости от среды обитания, хотя средний улов был выше, чем в домах в закрытых помещениях и в термитниках. Существенной разницы в уловах между местообитаниями для S не наблюдалось. антенн , однако, средний улов зарегистрирован для S . schwetzi был выше из термитников, чем из сарая для животных и домов в помещении. С другой стороны, уловка для S . clydei был самым высоким из сарая для животных, что значительно отличалось от зарегистрированного для домов в закрытых помещениях, но не для термитников у обоих видов.Среди видов различия в численности в зависимости от периода отлова были очевидны для P . saevus и S . антенн (таблица 2).

Образцы разнообразия песчаных мух

Видовое богатство варьировалось в зависимости от среды обитания и периода отбора проб. Наибольшее видовое богатство имел хлев для животных, который существенно отличался от жилого, но не термитного кургана. На разнообразие песчаных мух сильно повлияли среда обитания и период отлова. Как и богатство, наибольшим разнообразием был хлев для животных ( H = 1.2), которые значительно отличались от значений, наблюдаемых для термитника ( H = 1,0) или дома ( H = 0,8) (таблица 3 и рис. 5).

Рис. 5. Средний индекс разнообразия Шеннона для москитов Phlebotomine в сухой сезон в Рабаи, суб-графство Маригат, графство Баринго, Кения.

Обследование песчаных мух проводилось с помощью световых ловушек CDC. Средние значения, за которыми следуют разные буквы, значительно различаются при α = 0,05 в соответствии с тестом Тьюки для ANOVA.

https: // doi.org / 10.1371 / journal.pntd.0009062.g005

Таблица 3. Тенденции разнообразия песчаных мух в сухой сезон в трех типах местообитаний в Рабаи, графство Баринго, Кения.

Использованные модели были GLM. Сарай для животных служил эталонной категорией для среды обитания, а январь 2020 г. — для периода отлова.

https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0009062.t003

Анализ летучих

Анализ летучих веществ, собранных с трех субстратов, характерных для хлевов животных (свежий коровий навоз), термитников и домов в помещении (запах человеческих ног) с помощью ГХ-МС, обнаружил 47 ЛОС.Из этих летучих веществ 26 были обнаружены в носках, носимых людьми, 35 — в коровьем навозе и 16 — в запахах термитников. Профиль состава ЛОС, обнаруженных на трех субстратах с запахом, представлен на тепловой карте (рис. 6). Летучие вещества обычно принадлежали к семи функциональным группам: альдегиду, спирту, бензоиду, кетону, монотерпену, азотистому компаунду и сесквитерпену (таблица 4). Восемь из этих ЛОС, включая α -пинен, 1-октен-3-ол, 6-метил-5-гептен-2-он (сулькатон), лимонен, бензиловый спирт, m -крезол, p -крезол. и деканал (рис. 6 и таблица 4) были общими для трех летучих источников.

Рис. 6. Тепловая карта, отображающая летучие органические соединения (ЛОС), идентифицированные на репрезентативных субстратах типов среды обитания: запах человеческих ног (дома в помещении), термитник и свежий коровий навоз (хлев животных).

https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0009062.g006

Обсуждение

Знание экологических факторов, влияющих на распространение переносчиков, может дать представление об эпидемиологии болезней и способах борьбы с ними. В этом исследовании изучалось распределение москитов в отдельных местах обитания в эндемичных по лейшманиозу местах в Кении.Кроме того, были исследованы возможные обонятельные детерминанты выбора ими этих местообитаний. Наши результаты показывают, что тип среды обитания влияет на разнообразие и численность видов песчаных мух. Интересно, что общая численность не различалась между этими местообитаниями; однако видоспецифические различия в численности были очевидны. Предыдущие исследования показали, что P . martini ассоциируется с термитниками [22,23]. Несмотря на то, что для песчаных мух в Кении был предложен выбор мест обитания, насколько нам известно, это первый отчет, в котором сравниваются профили разнообразия и богатства песчаных мух в отдельных средах обитания в Кении.Интересно то, что мы обнаружили, что оба показателя структуры сообщества (разнообразие и богатство) были самыми высокими в хлеву для животных, за ними следовали термитники и меньше всего в домах внутри помещений. Наши результаты также подтверждают выбор среды обитания среди видов песчаных мух, которые потенциально могут быть использованы для борьбы с лейшманиозом или, возможно, другими болезнями, которые они передают, чтобы прервать передачу человеку.

Примечательно, что мы обнаружили, что в целом за период исследования было отловлено больше самок, чем самцов в разных местообитаниях.Наши результаты согласуются с предыдущими результатами сбора песчаных мух с использованием световых ловушек [7,22]. Эту закономерность можно объяснить, учитывая время отлова, которое происходило с 18:00 до 06:00. Это периоды, когда москиты, преимущественно самки, активно ищут хозяев для кровяной муки, необходимой для созревания их яиц [41]. Хотя песчаные мухи не попадали в ловушки во время сезона дождей, наши результаты предполагают, что многочисленные виды москитов-флеботоминов встречаются в этой экологии во время периодов отлова в засушливый сезон, как ранее отмечали другие исследователи в Кении [25,42], Судане [17]. и Эфиопия [43].Что касается исследованных векторов VL и CL, их присутствие в местообитаниях потенциально указывает на легкость передвижения между этими местообитаниями для кормления человека и домашних животных или резервуарных хозяев в местах отдыха, как отмечалось ранее [42]. Это будет иметь эпидемиологические последствия и, следовательно, объяснить сохранение передачи лейшманиоза от животных к человеку. Похожая аналогия относится к песчаным мухам из рода Sergentomyia , которые недавно были вовлечены в передачу нового вируса потенциального зоонозного значения и инфицировали людей в этой экологии [44].Возможно, различия в микроклиматических факторах среды обитания, таких как температура, влажность и органическое вещество, которые, как известно, влияют на численность песчаных мух [45], могли внести свой вклад в различия в тенденциях численности, наблюдаемые между двумя периодами отлова.

Подходящие среды обитания важны в эпидемиологии болезней, поскольку они влияют на параметры жизненного цикла переносчиков, например темпы развития и роста популяции, отдыха и размножения. Места для отдыха создают микроклимат, увеличивающий выживаемость переносчиков, тем самым повышая их способность передавать патогены.Контрастные модели выбора среды обитания проявились у двух векторных видов Phlebotomus , то есть P . мартини и P . duboscqi и даже Sergentomyia исследованных видов имеют экологическое значение. Можно выдвинуть несколько предположений о различии в предпочтениях в среде обитания. Во-первых, фундаментальные различия в биологии между видами, вероятно, отражают использование среды обитания. Некоторые переносчики песчаных мух зависят от своего кровососущего хозяина как источника среды обитания.Например, P . duboscqi и P . papatasi , которые оба являются переносчиками Leishmania major , преимущественно отдыхают и размножаются в норах своих хозяев кровяной муки грызунов и резервуара паразита [23,46,47]. П . duboscqi в основном кусает людей, когда встречается в районах с множеством нор животных [23,25]. Анализ крови, ранее проведенный в исследовательском центре, показал, что P . мартини чаще кормят коровами, но также людьми и собаками, как и S . schwetzi [48]. S . антенната , которая в основном питается рептилиями, также кусает людей [48]. Хотя многие виды Sergentomyia считаются католиками по пищевым привычкам, недавние открытия предполагают готовность некоторых видов расширять круг своих хозяев, включая питание людьми [44]. Таким образом, общая высокая численность и разнообразие песчаных мух в хлеву может отражать присутствие домашних животных-хозяев как потенциального источника кровяной муки, с легкостью доступа по сравнению с человеческими жилищами или курганами термитов.Дифференциальное присутствие москитов в местах обитания может указывать на потенциальные различия в диапазоне хозяев этих видов (узкий диапазон против широкого диапазона). Во-вторых, представленные субстраты различных типов среды обитания выделяют летучие вещества, которые могут служить обонятельными сигналами для этих насекомых, на которые они могут по-разному реагировать. Различия в ответах на летучие сигналы у разных видов гематофагов, таких как комары, известны в литературе [28]. Например, песчаные мухи могут ассоциировать сигналы с курганов / сараев для животных, чтобы они подходили в качестве мест размножения для откладки яиц или развития неполовозрелых особей [49].Органические вещества, связанные с некоторыми из этих участков, используемых для разведения [45], могут служить источниками летучих веществ для определения пригодности участков. Неустойчивые сигналы могут использоваться в качестве сигналов местоположения среды обитания [50]. Мухи также должны искать хозяина и кусать людей, чтобы передавать патогены, — широко известно, что на этот процесс в значительной степени влияют обонятельные сигналы.

Мы исследовали последнее предположение, анализируя ЛОС из субстратов, связанных с этими местообитаниями. Интересно, что мы обнаружили в общей сложности 47 летучих органических соединений, хотя было больше представлений от носков, носимых людьми (26/47) и коровьего навоза (35/47), чем от курганов термитов (16/47).Однако особый интерес представляют ЛОС, распространенные в местах обитания, включая 1-октен-3-ол, 6-метил-5-гептен-2-он (сулькатон), α-пинен, лимонен, бензиловый спирт, m -крезол, р -крезол и деканаль (таблица 4). Лабораторные и полевые исследования некоторых из этих соединений, включая 1-октен-3-ол и 6-метил-5-гептен-2-он, показали повышенную реакцию со стороны различных видов песчаных мух, что подтверждает их роль в качестве аттрактантов в химической экологии песчаных мух. . Например, в лабораторных исследованиях Magalhães-Junior и др. [51] продемонстрировали привлекательность деканального и нонанального каналов для видов песчаных мух, Lutzomyia longipalpis .Октенол является известным аттрактантом для широкого круга насекомых, питающихся кровью, включая песчаных мух [52], и сообщалось об эманации из различных источников, например, крупного рогатого скота [53], дыхания человека [54], кожи человека [55] и растений [ 56]. Что касается спиртов, было обнаружено, что гексанол и октанол вызывают привлекательные реакции у москитов в лабораторных и полевых условиях [52,57]. Недавнее открытие показало, что специфический для человека сигнал, sulcatone [28], участвует в привлекательной реакции песчаной мухи Нового Света Lutzomyia intermedia в лабораторных исследованиях [27].Кроме того, сообщалось, что подмножество этих соединений играет роль в обонятельной и поведенческой экологии других кровососущих насекомых, таких как комары (например, 6-метил-5-гептен-2-он, гептанал, деканал, нонанал, α -пинен, индол) [26] и мухи цеце (например, 6-метил-5-гептен-2-он, гептаналь, октаналь, нонаналь и деканаль) [30]. Например, Балеба и др. [29] обнаружили, что лимонен и m -крезол были наиболее важными ЛОС коровьего навоза, вызывающими привлекательность у устойчивой мухи Stomoxys calcitrans для яйцекладки.Уже доказанная роль некоторых из этих соединений в качестве аттрактантов подтверждает предположение, что они могут участвовать в выборе среды обитания среди песчаных мух. В обзоре биологии песчаных мух отмечается, что сезонность в типах мест отдыха, используемых этими мухами, является обычным явлением, вероятно, под влиянием количества влаги [58]. Однако этого, вероятно, будет недостаточно, чтобы представить независимый механизм выбора среды обитания. Примечательно, что в то время как терпены больше представлены в летучих компонентах коровьего навоза, альдегиды преобладают в летучих компонентах человека.Различные классы летучих веществ могут взаимодействовать друг с другом определенным образом или в определенных соотношениях, важных для модуляции притяжения к данному субстрату. Тем не менее, настоящее исследование предоставляет эмпирические доказательства возможного участия летучих веществ в выборе среды обитания.

Хотя гипотеза о роли семиохимических веществ в выборе среды обитания среди песчаных мух является ориентировочной, исходя из наших данных, необходимы дополнительные исследования, в том числе с использованием различных методов отбора проб, чтобы установить четкую связь уловов песчаных мух с конкретными профилями летучих веществ из исследуемых субстратов. .Такие соображения должны учитывать вклад летучих веществ фоновой среды обитания. Другой методологической проблемой является трудность доступа к типам местообитаний без москитов для сравнительного анализа профилей летучих. Таким образом, мы ограничили наши оценки участками, которые, как мы подтвердили, имели москитов на основе сборов ловушек. Другие места обитания песчаных мух, не охваченные в этом исследовании, должны стать предметом будущих исследований.

В заключение, настоящие результаты показывают различия в численности и разнообразии видов песчаных мух Phlebotomus и Sergentomyia , переносчиков лейшманиоза и арбовирусов в трех выбранных местообитаниях в течение засушливого сезона.Эти знания о выборе среды обитания потенциально могут быть использованы для борьбы с взрослыми песчаными мухами или управления ими, чтобы остановить передачу болезней, особенно во время чрезвычайных ситуаций. Мы отмечаем, что эти среды обитания или связанные с ними субстраты испускают важные обонятельные сигналы, которые могут повлиять на наблюдаемый выбор, поскольку некоторые из них доказали свою роль в качестве аттрактантов для москитов и других кровососущих насекомых. Оценка этих соединений по их поведенческому воздействию послужит основой для их разработки в качестве приманок для улучшения мониторинга и даже контроля над песчаной мухой.В целом, наши результаты дают представление о выборе среды обитания среди видов песчаных мух и дополняют существующую литературу по аспектам биоэкологии песчаных мух и эпидемиологии болезней, с которыми они связаны.

Благодарности

Мы благодарны г-ну Онесмасу Ваньяме и Паскалю Айело, отдел поведенческой и химической экологии, icipe , Найроби, за техническую поддержку. Мы благодарны Джексону Кимани и Эмили Кимати, отдел поддержки ГИС, icipe , за создание карты места исследования.Мы ценим поддержку вождя и членов общины Рабаи, а также местной администрации округа Маригат, особенно г-на Марка Ротича, за поддержку и сотрудничество на протяжении всего исследования.

Ссылки

1. 1. КТО. Лейшманиоз. Всемирная организация здравоохранения [Интернет]. 2020; Доступно по адресу: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/leishmaniasis.
2. 2. Tonui WK. Ситуационный анализ исследований лейшманиозов в Кении. Afr J Health Sci.2006; 13: 7–21. pmid: 17348738
3. 3. Консорциум Малярия. Борьба с лейшманиозом в Восточной Африке: прошлые и настоящие усилия и будущие потребности. Анализ ситуации и пробелов. 2010. Доступно по адресу: http://www.malariaconsortium.org/userfiles/file/NTDResources/VLEASituationAnalysisFina_Janl.pdf.
4. 4. КТО. Лейшманиоз в Кении. Мировой исцеляющий орган. 2014. pmid: 24218406
5. 5. Нджау Дж. Борьба с лейшманиозом в Кении: текущие проблемы и стратегии на будущее.Женевский форум здравоохранения, 19–21 апреля 2010 г.
6. 6. Я НАХОЖУСЬ В. Кения Общие риски для здоровья: лейшманиоз. В: Бюллетень ВОЗ по вспышкам и чрезвычайным ситуациям [Интернет]. 2020. Доступно по адресу: https://www.iamat.org/country/kenya/risk/leishmaniasis.
7. 7. Овино Б.О., Матоке-Мухиа Д., Алрей Й., Мванги Дж. М., Ингонга Дж. М., Нгумби П. М. и др. Ассоциация Phlebotomus guggisbergi с Leishmania major и Leishmania tropica в условиях сложной передачи кожного лейшманиоза в Гилгиле, округ Накуру, Кения.PLoS Negl Trop Dis. 2019; 13: e0007712. pmid: 31626654
8. 8. Нгере И., Бору В.Г., Исак А., Муирури Дж., Обоньо М., Матендечеро С. и др. Бремя и факторы риска кожного лейшманиоза в пригородном поселении в Кении, 2016 г. PLoS One. 2020; 15: 1–17. pmid: 31971945
9. 9. Нгуре П.К., Касили С., Анджили КО, Каранджа Р.М., Кабури Дж., Мванги М. и др. Воздействие Metarhizium anisopliae на популяции песчаных мух в их естественной среде обитания в округе Маригат, округ Баринго, Кения.Afr J Health Sci. 2015; 29: 398–407.
10. 10. Сингх О.П., Сингх Б., Чакраварти Дж., Сундар С. Текущие проблемы в вариантах лечения висцерального лейшманиоза в Индии: перспективы общественного здравоохранения. Заразите бедность. 2016; 5. pmid: 26951132
11. 11. Гиллеспи PM, Бомье CM, Стрих У., Хейворд Т., Хотез П.Дж., Боттацци МЭ. Состояние исследований вакцин и разработки вакцин против лейшманиоза. Вакцина. 2016; 34: 2992–2995. pmid: 26973063
12. 12. Amóra SSA, Bevilaqua CML, Feijó FMC, Alves ND, Maciel M do V.Контроль переносчиков лейшманиоза флеботомина (Diptera: Psychodidae). Неотроп Энтомол. 2009. 38: 303–310. pmid: 19618043
13. 13. Чоудхури Р., Чоудхури В., Фариа С., Ислам С., Махешвари Н. П., Ахтер С. и др. Остаточное опрыскивание помещений для борьбы с переносчиками кала-азара в Бангладеш: постоянная проблема. PLoS Negl Trop Dis. 2018; 12: e0006846. pmid: 30273402
14. 14. Лейн Р. Вклад борьбы с москитами в борьбу с лейшманиозом. Энн Сок Бельг Мед Троп (1920).1991; 71: 65–74. pmid: 1793281
15. 15. Монкас А., Файман Р., Кирштейн О., Варбург А. Места размножения Phlebotomus sergenti , переносчика кожного лейшманиоза песчаной мухой в Иудейской пустыне. PLoS Negl Trop Dis. 2012; 6: 1–10. pmid: 22802981
16. 16. Адам А.А.Б., Хасан М.М., Абдельнур О.М., Авадалла А.Х. Выявление и классификация видов москитов и их местообитаний в деревне Эль-Кадаба, штат Белый Нил, Судан. Int J Infect Dis Ther. 2017; 2: 15–21.
17. 17. Элнаем Д.А., Хассан Х.К., Уорд РД. Московские москиты в очаге висцерального лейшманиоза в приграничной зоне восточного Судана. Ann Trop Med Parasitol. 1997. 91: 307–318. pmid: 9229023
18. 18. Александр Б. Методы отбора проб на флеботоминовый песок. Med Vet Entomol. 2000. 14: 109–122. pmid: 10872855
19. 19. Ягоби-Эршади MR. Борьба с москитами-флеботоминами в Иране: обзорная статья. J Arthropod Borne Dis. 2016; 10: 429–444.pmid: 28032095
20. 20. Теодоро У., Томас-Соккол В., Кюль Дж. Б., Дос Сантос Д. Р., Дос Сантос ES, Дос Сантос АР и др. Реорганизация и чистка перидомицилярной зоны для борьбы с москитами (Diptera, Psychodidae, Phlebotominae) на юге Бразилии. Бразильская Arch Biol Technol. 2004. 47: 205–212.
21. 21. Pessoa FAC, Medeiros JF, Barrett TV. Воздействие лесозаготовок на москитов-флеботоминов (Diptera: Psychodidae) в производственных лесах: обилие видов на стволах деревьев и преобладание трипаносоматид.Mem Inst Oswaldo Cruz. 2007. 102: 593–599. pmid: 17710304
22. 22. Роберт Л.Л., Шефер К.Ю., Джонсон Р.Н. Московские москиты, связанные с домашними хозяйствами людей с висцеральным лейшманиозом в округе Баринго, Кения. Ann Trop Med Parasitol. 1994; 88: 649–657. pmid: 7893180
23. 23. Нгумби PM, Лрунгу LW, Роберт LI, Гордон DM, Githure JL. Обилие и ночная активность москитов-флеботоминов (Diptera: Psychodidae) в термитниках и норах животных в районе Баринго, Кения.Afr J Health Sci. 1998; 5: 28–34. Доступно по адресу: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17580991. pmid: 17580991
24. 24. Kasili S, Ngumbi PM, Koka H, ​​Ngere FG, Kioko E, Odemba N, et al. Сравнительные характеристики типов световых ловушек, влияния Луны и численности москитов в районе Баринго, Кения. J Vector Borne Dis. 2010; 47: 108–112. pmid: 20539049
25. 25. Anjili CO, Ngumbi PM, Kaburi JC, Irungu LW. Фауна москитов-флеботомин (Diptera: Psychodidae) Кении.J Vector Borne Dis. 2011. 48: 183–189. pmid: 22297278
26. 26. Tchouassi DP, Sang R, Sole CL, Bastos ADS, Teal PEA, Borgemeister C и др. Обычные химические вещества, полученные из организма хозяина, увеличивают уловы комаров-переносчиков болезней и могут улучшить системы раннего предупреждения о вирусе лихорадки Рифт-Валли. PLoS Negl Trop Dis. 2013; 7: e2007. pmid: 23326620
27. 27. Да Силва Таварес Д., Сальгадо В.Р., Миранда Дж.С., Мескита ПРР, Де Медейрос Родригес Ф., Баррал-Нетто М. и др. Привлечение москитов-флеботоминов к летучим из-за запаха кожи лиц, проживающих в эндемичной зоне тегументарного лейшманиоза.PLoS One. 2018; 13: e0203989. pmid: 30248113
28. 28. Tchouassi DP, Jacob JW, Ogola EO, Sang R, Torto B. Aedes обонятельные взаимодействия вектор-хозяин в лесных и домашних условиях передачи денге. Proc R Soc B Biol Sci. 2019; 286: 20192136. pmid: 316

29. 29. Балеба СБС, Торто Б, Масига Д, Велдон CW, Гетахун Миннесота. Решения об откладке яиц на основе обонятельных сигналов улучшают приспособленность потомства Stomoxys calcitrans L. (Diptera: Muscidae).Sci Rep.2019; 9: 3850. pmid: 30846772
30. 30. Olaide OY, Tchouassi DP, Yusuf AA, Pirk CWW, Masiga DK, Saini RK, et al. Запах кожи зебры отталкивает муху цеце саванны, Glossina pallidipes (Diptera: Glossinidae). PLoS Negl Trop Dis. 2019; 13: 1–18. pmid: 31181060
31. 31. Ковачич Д., Хатано Э., Шаль С., Поннусами Л., Апперсон С.С., Шиманович Т. и др. Яйца и феромон личинок додекановая кислота опосредуют зависящее от плотности яйцекладку Phlebotomus papatasi .Векторы паразитов. 2020; 13: 280. pmid: 32493498
32. 32. Tchouassi DP, Sang R, Sole CL, Bastos AD, Cohnstaedt LW, Torto B. Отлов переносчиков лихорадки Рифт-Валли (RVF) с помощью светодиодных ловушек CDC в двух горячих точках арбовирусных заболеваний в Кении. Векторы паразитов. 2012; 5: 94. pmid: 22608087
33. 33. Кирк К., Льюис DJ. Phlebotominae эфиопского региона. Trans R Entomol Soc London. 1951; 102: 383–510.
34. 34. Абонненц Э., Минтер Д. М.Двуязычные ключи для идентификации москитов эфиопского региона. Cah ORSTOM, (Entomologie medicale). 1965; 5: 1–63.
35. 35. van Den Dool H, Kratz PD. Обобщение системы индекса удерживания, включая линейную газожидкостную хроматографию с программированием температуры. J Chromatogr. 1963; 11: 463–471. pmid: 14062605
36. 36. Кариоти А., Хаджипавлоу-Литина Д., Менсах М.Л.К., Флейшер Т.С., Скалца Х. Состав и антиоксидантная активность эфирных масел Xylopia aethiopica (Dun) A.Богатый. (Annonaceae) листья, кора стебля, кора корня, а также свежие и сушеные фрукты, произрастающие в Гане. J. Agric Food Chem. 2004. 52: 8094–8098. pmid: 15612801
37. 37. Бабушок В.И., Линстрем П.Дж., Зенкевич И.Г. Индексы удерживания часто описываемых соединений эфирных масел растений. Справочные данные J Phys Chem. 2011; 40: 043101: 1–47.
38. 38. Njuguna PK, Murungi LK, Fombong A, Teal PEA, Beck JJ, Torto B. Летучие вещества огурца и томатов: влияние на притяжение у дынной мухи Zeugodacus cucurbitate (Diptera: Tephritidae).J. Agric Food Chem. 2018; 66: 8504–8513. pmid: 30041516
39. 39. R Основная группа R: Язык и среда для статистических вычислений. В: Р. Вена, Австрия; 2020; Доступно по адресу: https://www.r-project.org/.
40. 40. Варнес Г.Р., Болкер Б., Бонебаккер Л., Джентльмен Р., Хубер В., Лиав А. и др. gplots: различные инструменты программирования R для построения графиков данных. Пакет R версии 3.0.3. 2020; Доступно по адресу: https://cran.r-project.org/package=gplots.
41. 41. Киллик-Кендрик Р.Биология и борьба с мухами-флеботоминами. Clin Dermatol. 1999; 17: 279–289. pmid: 10384867
42. 42. Басимике М, Мутинга MJ. Относительное обилие Phlebotomus martini, Parrot и P . duboscqi Neveu-Lemaire (Diptera: Psychodidae) в норах животных и курганах термитов в локации Маригат, округ Баринго, Кения. Int J Trop Insect Sci. 1992; 13: 173–176.
43. 43. Lemma W, Tekie H, Balkew M, Gebre-Michael T, Warburg A, Hailu A.Динамика популяций и предпочтения местообитаний Phlebotomus orientalis во внебомашних местообитаниях низменности Кафта-Хумера — эндемичных районах Кала-азар на северо-западе Эфиопии. Векторы паразитов. 2014; 7: 359. pmid: 25098264
44. 44. Tchouassi DP, Marklewitz M, Chepkorir E, Zirkel F, Agha SB, Tigoi CC и др. Связанный с песчаной мухой флебовирус с доказательствами нейтрализующих антител у людей, Кения. Emerg Infect Dis. 2019; 25: 681–690. pmid: 30882303
45. 45. Виджератна Т., Гунатилака Н.Места дневного отдыха взрослых особей и места размножения москитов-флеботоминов в эндемичных по кожному лейшманиозу районах района Курунегала, Шри-Ланка. Векторы паразитов. 2020; 13: 284. pmid: 32503610
46. 46. Вассерберг Г., Абрамский З., Котлер Б. П., Остфельд Р. С., Яром И., Варбург А. Антрофогенные нарушения усиливают распространение кожного лейшманиоза в пустыне Израиля: закономерности и механизмы. Ecol Appl. 2003; 13: 868–881.
47. 47. Mascari TM, Stout RW, Clark JW, Gordon SW, Bast JD, Foil LD.Обработанные инсектицидом приманки для грызунов для борьбы с песчаной мухой. Pestic Biochem Physiol. 2013; 106: 113–117.
48. 48. Ngumbi PM, Lawyer PG, Johnson RN, Kiilu G, Asiago C. Идентификация кровяной муки москитов с флеботомином из района Баринго, Кения, прямым иммуноферментным анализом (ELISA). Med Vet Entomol. 1992; 6: 385–388. pmid: 1463906
49. 49. Feliciangeli MD. Естественные места размножения москитов-флеботоминов. Med Vet Entomol. 2004; 18: 71–80. pmid: 15009450
50. 50.Винсон С. Поведение паразитоидов. Комплексная физиология насекомых, биохимическая фармакология. 1985; 9: 417–469.
51. 51. Magalhães-Junior JT, Oliva-Filho ADA, Novais HO, Mesquita PRR, Rodrigues FM, Pinto MC и др. Привлечение москитов Lutzomyia longipalpis к возможным соединениям биомаркеров от собак, инфицированных Leishmania infantum . Med Vet Entomol. 2019; 33: 322–325. pmid: 30652325
52. 52. Пинто М.С., Брей Д.П., Эйрас А.Е., Карвалейра Л.П., Пуэртас С.П.Привлечение переносчика кожного лейшманиоза Nyssomyia neivai (Diptera: Psychodidae) к компонентам запаха в аэродинамической трубе. Векторы паразитов. 2012; 5: 210. pmid: 23009099
53. 53. Холл DR, Бивор П.С., Корк А, Несбитт Б.Ф., Вале Г.А. 1-октен-3-ол. Мощный стимулятор обоняния и аттрактант мухи цеце, выделенный от запаха крупного рогатого скота. Insect Sci. 1984. 5: 335–339.
54. 54. Сюэ Р., Донг Л., Чжан С., Дэн С., Лю Т., Ван Дж. И др. Исследование летучих биомаркеров в крови рака печени с использованием твердофазной микроэкстракции и газовой хроматографии / масс-спектрометрии.Масс-спектрометр Rapid Commun. 2008. 22: 1181–1186. pmid: 18350562
55. 55. Bernier UR, Kline DL, Barnard DR, Schreck CE, Yost RA. Анализ излучений кожи человека с помощью газовой хроматографии / масс-спектрометрии. 2. Идентификация летучих соединений, которые являются кандидатами в аттрактанты комаров желтой лихорадки ( Aedes aegypti ). Anal Chem. 2000. 72: 747–756. pmid: 10701259
56. 56. Бендера М., Экези С., Ндунгу М., Сринивасан Р., Торто Б. Основное летучее растение-хозяин, 1-октен-3-ол, способствует спариванию у стручкового мотылька бобовых, Maruca vitrata (Fabricius) (Lepidoptera: Crambidae).Sci Nat. 2015; 102: 1–10. pmid: 26280704
57. 57. Мачадо В., Корреа А., Гуларт Т., Сильва Ф., Ортис Д., Пинто М. Привлечение песчаной мухи Nyssomyia neivai (Diptera: Psychodidae) к химическим соединениям в аэродинамической трубе. Векторы паразитов. 2015; 8: 147. pmid: 25889391
58. 58. Bowles DE, Britch S, Linthicum K, Johnson RN, Linton Y-M, White GB. Песчаные мухи: значение, наблюдение и контроль в чрезвычайных ситуациях. Серебряная весна: Совет по борьбе с вредителями вооруженных сил Министерства обороны США.2015: 1–65.

Тайна волшебного песка — Наука в школе

Автор (ы): Ран Пелег, Двора Качевич, Малка Яйон, Рэйчел Мамлок-Нааман, Йоханна Диттмар, Инго Эйлкс


Использование повседневной игрушки может ввести в класс загадку и помочь объяснить химию.

Рисунок 1: Волшебный песок как игрушка
Изображение любезно предоставлено Йоханной
Диттмар

Как сделать замок из песка, если песок не промокает? В этом упражнении учащиеся в возрасте от 12 до 16 лет проводят 2–3 часа, исследуя волшебный песок, хорошо известную игрушку, чтобы понять ее химические свойства.Эта задача побуждает студентов исследовать гидрофобность и химию поверхности, используя пять этапов обучения на основе запросов: вовлечение, исследование, объяснение, расширение и оценка.

Что такое волшебный песок?

Волшебный песок (также известный как гидрофобный песок) в основном известен как уловка, которую вы можете купить в магазинах игрушек или через Интернет (рис. 1), но учителя химии знают об этом много лет, и наука, лежащая в основе игрушек, имеет диапазон использования в реальном мире.

Вода образует капли до
минимизирует контакт с магией
песок
Изображение любезно предоставлено Стивом
Юрветсон; источник изображения:
Wikimedia Commons

В отличие от обычного песка, волшебный песок имеет гидрофобную поверхность, которая отталкивает воду, поэтому он не промокает.Вместо этого волшебный песок слипается под водой и ведет себя не так, как обычный песок. Хотя некоторые версии продаются как игрушки, гидрофобный песок также производится промышленным способом и используется для гидроизоляции (например, фундамента) или для сбора маслянистых примесей или небольших разливов. Еще одно интересное приложение можно найти в зоомагазинах под торговой маркой Kit4Cat. Этот продукт разработан для сбора кошачьей мочи для медицинских осмотров таким образом, чтобы кошке было меньше стресса, чем при использовании катетера.Многие видео про волшебный песок можно найти на Youtube ^w1 .

Один из способов создания волшебного песка — обработка обычного песка парами триметилсиланола ((CH ₃ ) ₃ SiOH). Триметилсиланол образует ковалентные связи с гидроксильными (-OH) группами на поверхности молекул песка, заменяя гидрофильные -OH-группы гидрофобными силоксанонами.

Рис. 2: Химическая поверхность
обычного песка
Изображение любезно предоставлено Инго Эйлксом

Другой метод — покрытие частиц песка очень тонкими слоями гидрофобного материала, такого как воск, смола, битум или пластик.В этом методе гидрофобное покрытие образует межмолекулярные взаимодействия (не ковалентные связи) и, таким образом, менее устойчиво к гидрофобным растворителям (таким как ацетон). Последний метод более экономичен, и если вы не можете найти волшебный песок для покупки, вы можете сделать его самостоятельно, используя обычный песок и гидроизоляционный спрей.

Тайна волшебного песка

В рамках научно-образовательного проекта TEMI (Teaching Inquiry with Mysteries Incorporated) мы изобрели историю, которая будет использоваться на этапе «вовлечения», чтобы повысить интерес студентов, создавая личный контекст и делая обучение более значимым.Команда ТЕМИ в Израиле предложила историю Джеймса (см. Вставку).

Материалы

Каждому студенту или группе студентов потребуется:

• Одна столовая ложка (15 мл) нормального песка
• Одна столовая ложка (15 мл) волшебного песка
• 50 мл воды
• Два стакана по 100 мл
• Две капельницы.

Студенты также могут запросить различные растворители, такие как масло, ацетон, этанол, гексан или жидкое мыло.

Указание по технике безопасности

Некоторые из этих растворителей легко воспламеняются, поэтому необходимо соблюдать местные правила техники безопасности.См. Также общее примечание по безопасности Наука в школе .

Процедура

1. Познакомьте студентов с тайной волшебного песка, рассказав историю Джеймса (см. Вставку ниже). Это фаза «вовлечения».
2. Дайте ученикам образец обычного песка и образец волшебного песка, поместив каждый из них в стакан емкостью 100 мл.
3. Обеспечьте водой и капельницами и попросите учащихся построить замки из песка из обоих образцов, намочив песок. Как вариант, учитель может продемонстрировать поведение волшебного песка, как показано онлайн ^w1 .
4. Основываясь на рассказе, ученики начнут сравнивать волшебный песок с обычным песком. Во время этой фазы «исследования» (см. Информационную рамку для фаз обучения) ученики исследуют поведение волшебного песка с использованием воды и различных других жидкостей, таким образом развивая чувство различия между гидрофильными и гидрофобными веществами.
5. Обеспечьте доступ к другим жидкостям, предложенным выше, чтобы учащиеся могли увидеть, как два типа песка могут на них отреагировать.

История Джеймса

Изображение любезно предоставлено Бенуа
Рошон; источник изображения:
Wikimedia Commons

Джеймс — старик, но с детского сада он без ума от строительства замков из песка. С годами они становились все больше и больше, детальнее и сложнее: он делал сказочные фигурки, животных и здания. Джеймс стал чемпионом по строительству замков из песка, но однажды он принял участие в соревновании, которое было немного другим. Он пошел на пляж и получил небольшой песчаный участок.Он взял ведро с водой и вылил его на песок, но произошло нечто действительно странное: песок просто не промокал. Как можно построить замок из песка, если песок не промокнет?

Сначала Джеймс был уверен, что проиграет соревнование. Но в конце концов он смог построить замок из песка.

Теперь ваша очередь. Джеймс дал мне образец песка, который я могу дать вам. Как вы думаете, как ему удалось построить замок из песка? Ты можешь?

Что происходит?

На этапе «объяснения» помогите студентам узнать о межмолекулярных взаимодействиях, особенно о водородных связях.Обычный песок может образовывать такие связи, поскольку поверхность полярная (см. Рис. 2), и поэтому вода создает связь между песчинками, которая может удерживать зерна вместе.

Волшебный песок бывает разным. Поверхность зерен волшебного песка гидрофобна (неполярна), поэтому водородные связи не могут образовываться между частицами песка или с молекулами воды. Песок отталкивает воду, но может «смачиваться» неполярными жидкостями, такими как растительное масло, которые образуют ван-дер-ваальсовы взаимодействия с поверхностью волшебного песка.Это, конечно, было бы одним из решений проблемы строительства песочного замка из волшебного песка.

Идея для последующей деятельности

На этапе «продления» учащиеся могут искать оптимальные способы строительства замка из песка. Их можно поощрять задавать вопросы и разрабатывать собственные эксперименты, чтобы ответить на них, например, какой растворитель лучше всего использовать и в каком соотношении? Они также могут изучить технические применения гидрофобного песка, как кратко упоминается в этой статье на этапе «оценки».Затем студенты могут написать отчет о волшебном песке, его химическом составе и использовании или составить полезное руководство по использованию волшебного песка.

Проект ТЕМИ

Это задание было разработано в рамках проекта Teaching Inquiry with Mysteries Incorporated (TEMI), исследовательского научно-образовательного проекта (IBSE), финансируемого ЕС в рамках 7-й рамочной программы с 2013 по 2016 год. TEMI предоставляет учителям естественных наук инструменты необходимо преподавать IBSE с использованием неожиданных и удивительных явлений и путем внедрения инновационной модели исследовательского обучения.

IBSE фокусируется на запросах студентов как на движущей силе обучения. Обучение организовано вокруг вопросов и проблем в процессе, ориентированном на учащихся, и учащиеся изучают научные исследования, а не учителя, представляющие знания научного содержания.

Процесс решения проблем в TEMI основан на модели изучения запросов 5E, которая разбивает процесс обучения на пять этапов: вовлечение, исследование, объяснение, расширение и оценка. Эта модель была предложена в 1980-х годах в США и с тех пор повлияла на преподавание естественных наук во многих странах (Bybee et al, 2006).

Информацию по всем этим аспектам, инструкции и примеры можно найти на сайте проекта ^w2 . Веб-сайт также содержит другие материалы, такие как инструкции по составлению плана урока, видеоролики о таинственных явлениях и приложение для смартфона для самостоятельного изучения удивительных научных явлений.

Скачать

Загрузить эту статью в формате PDF

Ссылки

• Байби Р.В., Тейлор Дж. А., Гарднер А. и др. (2006) Учебная модель BSCS 5E: Истоки и эффективность. Колорадо-Спрингс, Колорадо, США: Учебный план биологических наук

Ссылки в Интернете

• w1 — Посмотрите видео на Youtube, в котором Ран Пелег представляет Тайну волшебного песка.
• w2 — Дополнительные ресурсы можно найти на веб-сайте проекта TEMI (доступен на нескольких языках).

Ресурсы

• Дополнительные идеи по использованию волшебного песка в классе см.

Автор (ы)

Ран Пелег, Двора Катчевич, Малка Яйон и Рэйчел Мамлок-Нааман работают в Институте науки Вейцмана, Израиль, а Йоханна Диттмар и Инго Эйлкс работают в Бременском университете, Германия.Вместе они развивали эту деятельность и благодарны за щедрую поддержку проекта TEMI Европейским союзом в рамках 7-й рамочной программы финансирования исследований «Наука в обществе» в соответствии с соглашением о гранте № 321403.




Review

В статье Рана Пелега и его коллег описывается статья из проекта ТЕМИ, цель которого — научить науку с использованием подхода IBSE, начиная с маленьких загадок, магии или мифов. Предлагаемый подход дружелюбен и увлекателен, но он также эффективен для ведения студентов по насыщенному маршруту обучения, где они могут изучить методологию, аналогичную тем, которые используются в реальных научных исследованиях.Более того, рассматриваемые темы (например, химические связи, свойства молекул воды и органическая химия), которые часто воспринимаются студентами как тяжелые и скучные, возникают спонтанно как часть исследования тайн волшебного песка.

По этим причинам я рекомендую статью учителям естественных наук, которые ищут вдохновляющий способ познакомить учащихся в возрасте 14–18 лет с органической химией. Ссылки в Интернете также полезны для поиска других ресурсов проекта TEMI и для стимулирования учителей использовать актерское мастерство и рассказывание историй в преподавании естественных наук.




Лицензия

Химический состав образцов песка

Обеспокоенность окружающей средой растет в геометрической прогрессии, в основном из-за доступности таких ресурсов, как энергия и сырье. Однако для сохранения окружающей среды литейные производства должны вносить значительный вклад в снижение воздействия этой деятельности из-за высокого потребления энергии и сырья, оказывая воздействие на окружающую среду, связанное в основном с образованием отходов.Следовательно, существует большая потребность в поиске новых альтернатив для более устойчивого производства. В настоящее время в городе Манаус у нас есть несколько литейных предприятий, которые используют песок реки Амазонки в качестве сырья. Сборник песка находится недалеко от города, где имеется большая концентрация осадочного материала. В этой статье представлены физические и химические характеристики речного песка с помощью лабораторных тестов и тестов. Результаты показывают, что песок, который не требует химической смолы из-за его огнеупорных характеристик, потому что он очень тонкий и обильный, дает возможность использовать при плавке легкоплавких сплавов, таких как алюминий (Al), медь (Cu), среди других. , что обеспечивает очень низкую стоимость.В практических испытаниях не было промывки песком, например, он использовался в естественных условиях, и у них есть флюсирующие материалы, такие как железо (Fe2O3) и титан (TiO2), материалы, которые снижают температуру плавления материала. В ходе испытаний на температуру спекания мы увидели, что материал имеет низкую температуру плавления по сравнению с другими типами исходного сырья, имеющими такое же применение (литье в песчаные формы). A preocupação com o meio ambiente está aumentando exponencialmente, primarymente devido à disponibilidade de recursos como energia e matérias-primas.No entanto, para preservar o meio ambiente, as indústrias de fundição devem contribuir Mean reduzir os impactos gerados por essas atividades, devido ao alto consumo de energia e matérias-primas, gerando impactos ambientais. Portanto, há uma grande needidade de procurar novas alternativas para uma produção mais sustentável. Atualmente, na cidade de Manaus, temos algumas empresas de fundição que utilizam a areia do rio Amazonas como matéria-prima.Колета да ареа фика нас проксимидадес да цидаде онде ха ума большая концентрация материала осадочных пород. Este artigo apresenta a caracterização física e química da areia do rio através de testes e testes laboratoriais. Os resultados mostram que a areia que não Requer resina química devido às suas características refratárias, por ser muito fina e abuseante, apresenta uma oportunidade de uso na fundição de ligas de baixo ponto de fusão, como alumín entre outras, proporcionando assim um custo muito baixo.No teste prático, não houve lavagem de areia, por exemplo, foi usada in natura, eles têm materiais em fluxo, como ferro (Fe2O3) и titânio (TiO2), materiais estes que diminuem o ponto de fusão do material. Nos testes de temperatura de sinterização, vimos que a areia tem um baixo ponto de fusão em compareção com outros tipos de matéria-prima com a mesma aplicação (fundição em areia). Палаврас-чаве: Sustentável, Moldagem em Areia, Rio Amazonas, Fundição, Caracterização. Бразильский журнал развития Braz.

Новый химический контроль песка и мелочи с использованием химии, изменяющей дзета-потенциал, и методов размещения | IPTC International Petroleum Technology Conference

Добыча песка и мелочи — одна из старейших проблем в нефтяной промышленности и одна из самых сложных для решения. Сегодня существует множество технологий и методов; в некоторых случаях производство песка и мелочи вполне приемлемо, в то время как в других случаях оно вообще недопустимо. Кроме того, многие скважины не производят песок или мелочь с самого начала и могут не потребовать активного раствора для борьбы с пескопроявлением до более позднего периода своей жизни.Поступление песка в ствол скважины может привести к различным проблемам в забое и на поверхности. Решения для химического контроля песка существуют уже много лет и всегда были привлекательными из-за их возможности установки без каких-либо ограничений по геометрии ствола скважины. Однако из-за трудностей с размещением и во многих случаях их связи с повреждением пласта были оговорки относительно использования химических методов в качестве стандартного метода борьбы с пескопроявлением. В этой статье представлен уникальный и новый химический состав, который увеличивает максимальную скорость свободного от песка / мелких частиц без значительного снижения проницаемости, и обсуждаются методы размещения, необходимые для успешного применения.Он включает в себя обзор лабораторных тестов, соображений по дизайну обработки и изучение некоторых скважин, которые были обработаны химическим составом, изменяющим дзета-потенциал.

Введение

Примерно 70% мировых запасов нефти и газа находятся в плохо / слабо консолидированных коллекторах. Добыча песка была серьезной проблемой для отрасли на протяжении десятилетий, и сегодня она стала более критичной по мере внедрения более высоких и более глубоких графиков выработки. Приток песка может привести к различным проблемам, таким как эрозия клапанов и трубопроводов, закупорка эксплуатационной обсадной колонны / хвостовика, отложения песка в сепараторах и прямые экономические потери из-за производственных ограничений.Помимо вскрыши и истощения коллектора, еще одним важным механизмом, который напрямую вызывает или увеличивает вынос песка, является прорыв воды. Прорыв воды может вызвать потерю естественной цементации породы и изменение капиллярного давления.

Механические методы считаются высоконадежными и зависят от приложений и экономических факторов для месторождения или скважины; в отрасли существуют различные варианты, от очень сложных (пакеты гидроразрыва, расширяемые экраны и т.