Кумуляция

Коэффициент кумуляции

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

«>летальной дозе разового применения (острый опыт):

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

«>ЛД₅₀ и вводится в течение длительного периода (не менее 2 месяцев) сразу после кормления животных. Чем меньше коэффициент кумуляции, тем опаснее вещество, и тем более выраженным кумулятивным действием характеризуется препарат.

Подробнее при переходе по ссылке

Соответственно этому, они могут в разной степени влиять на состояние здоровья человека и животных.

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

«>пестициды. Вещества с коэффициентом кумуляции менее 1 запрещены для применения в сельском хозяйстве на территории Российской Федерации.

Виды кумуляции

Различают кумуляцию материальную и функциональную.

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

Особую опасность кумуляция представляет в трофических (пищевых) цепях и пирамидах, в которых человек находится на верхнем уровне. Пример такой пирамиды показан на рисунке.

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

Подробнее при переходе по ссылке

«>резистентность) к ним. В это же время их естественные враги накапливают в своих организмах большие концентрации токсических веществ. Они гораздо менее способны выработать устойчивость к ядохимикатам и погибают. В результате возникает замкнутый круг: для сохранения хорошего урожая приходится использовать все более сильные Пестицид – вещество (или смесь веществ) химического либо биологического происхождения, предназначенное для уничтожения вредных насекомых, грызунов, сорняков, возбудителей болезней растений и животных, а также используемое в качестве дефолианта, десиканта и регулятора роста.

Подробнее при переходе по ссылке

«>пестициды и во все больших количествах, хотя со временем эти меры оказываются все менее эффективными.

Источник

ВЫЧИСЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА КУМУЛЯЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Институт фармакологии и токсикологии АМН Украины,
Институт экогигиены и токсикологии им. Л.И. Медведя

При оценке токсических свойств промышленных химических веществ, так и фармакологических субстанций важным является изучение их кумулятивного действия. Исследование кумулятивных свойств необходимо для выяснения возможности накопления самого вещества в организме или вредных эффектов, возникающих при взаимодействии ксенобиотика и рецепторов, и прогнозирования хронических интоксикаций.

Понятие о кумуляции, типы кумулятивных эффектов, зависимость степени кумуляции от дозы и времени воздействия химических веществ, критерии опасности и методы исследований обобщены в ряде монографий и руководств [12, 16—18]. В соответствии с классической теорией кумуляции при повторном поступлении вещества в организм различают 2 типа первичного кумулятивного эффекта, определяемого по взаимодействию его с тканью организма: прочное или необратимое связывание с рецепторами, ферментами и др. (при этом нарушение функции наступает постепенно, по мере накопления вещества) и кратковременное взаимодействие вещества с биополимером (после взаимодействия вещество покидает рецепторное поле, но функция его остается еще некоторое время нарушенной). В первом случае речь идет о материальной, во втором — о функциональной кумуляции.

Выделяют еще и третий тип кумулятивного эффекта [17] — смешанный, который характеризуется тем, что хотя само вещество отсутствует на рецепторном поле, но с белковыми молекулами остаются надолго связаны его части молекулы, что впоследствии ведет к нарушению функции.

В литературе описано много методов изучения кумулятивного действия веществ, различающихся по уровню используемых доз, кратности введения и пути поступления. Следует отметить, что для более точного определения опасности кумулятивного действия веществ целесообразно проводить исследования на двух видах животных. При планировании эксперимента необходимо также учитывать назначение вещества, условия его применения, основной путь поступления в организм, режим воздействия и т.п. Поскольку кумулятивный эффект зависит от дозы и времени воздействия, то для сопоставления кумулятивного эффекта ряда соединений или различных химических групп веществ необходимо пользоваться одним из выбранных методов.

Кумулятивное действие биологически активного вещества обычно оценивается посредством коэффициента кумуляции, который рассчитывается по определенным формулам с предварительным использованием громоздких расчетов.

В связи с этим, целью настоящей работы явилось обеспечить исследователей современными программами для быстрого вычисления коэффициента кумуляции.

Предложено много способов определения коэффициента кумуляции [3, 7, 17]. Мы остановимся в качестве примера на широко известном подходе, рассмотренном [7]. Этот же подход используется при расчете коэффициента кумуляции во всемирно известном программном средстве Statistica [10], производства компании StatSoft. В данном случае животным 5—7 раз в неделю вводят исследуемый препарат в дозе равной десятой части LD₅₀. Каждую неделю дозу увеличивают в полтора — два раза, отмечая при этом летальность животных. Результаты испытаний заносят в таблицу, аналогичную таблице 1 в [1]. В колонку 2 помещают суммарную дозу, которую получили животные за время опыта. В колонку 3 заносят количество погибших от этой дозы животных, которое включают также животных, погибших от меньших доз, так как они обязательно погибли бы и от этой дозы, а в колонку 4 — общее количество животных в группе. В колонку 5 заносят величину эффекта действия исследуемого вещества в пробитах, а в колонку 6 — весовые коэффициенты соответствующих пробитов. Данные для колонок 5 и 6 берут из таблиц 5 и 6 в [1].

Показатели токсичности при многократном введении исследуемого вещества (LD n ₁₆, LD n ₈₄, LD n ₅₀), рассчитывают на основе данных, занесенных в таблицу, и используя формулы (1)—(4) в [1]. Далее, учитывая научные данные и основываясь на показателях острой токсичности исследуемого вещества при его однократном введении (LD 1 ₁₆, LD 1 ₈₄, LD 1 ₅₀) рассчитывают коэффициент кумуляции K_кум по формуле:

(1),

где s₁ — функция наклона прямой при однократном введении* и s_n — функция наклона прямой при многократном введении вычисляются по формулам:

(2),

(3)

Для примера рассмотрим данные, полученные в результате изучения действия препарата ЛК-37 на крыс при хроническом введении** (табл. 1). Данная таблица имеет некоторые особенности по сравнению с таблицей, которая использовалась для расчета LD₅₀. Так в столбце предназначенном для доз представлены суммарные дозы, полученные животными за время проведения опытов. В течение первых 7 дней им вводили по 80 мг/кг ежедневно (это приблизительно соответствует 1/10 LD₅₀ вычисленной при однократном введении). На следующей неделе ежедневная доза была увеличена в полтора раза и составила 120 мг/кг.

Рассчитаем коэффициент кумуляции K_кум на основании исходных данных посредством подпрограммы Cumulate_Calc, реализованной на VBA, которая позволяет значительно ускорить все расчеты и освобождает пользователя от рутинной работы. Текст данной программы приведен совместно с текстом программ предназначенных для расчета LD₅₀ в [1]. Кроме того, как следует из выражения (1), для расчета коэффициента кумуляции нам также понадобятся вычисленные в предыдущем примере LD₅₀, LD₁₆, LD₈₄. Общий вид исходных данных и их структурное расположение на рабочем листе Excel, которое необходимо для работы подпрограммы Cumulate_Calc, приведено на рис. 1.

Для запуска подпрограммы в меню последовательно выбираем «Сервис», «Макрос» (для Excel-97 и выше еще и «Макросы»). В появившемся окне выбираем макрос Cumulate_Calc (рис. 2).

После этого в последовательно появляющихся окнах вводим ссылки на необходимые для программы диапазоны ячеек, содержащих требуемые данные. Сначала вводится ссылка на диапазон ячеек, в которых содержатся рассчитанные ранее для однократного введения величины LD₅₀, LD₁₆, LD₈₄ (рис. 3). Для этого достаточно выделить посредством манипулятора «мышь» требуемый диапазон ячеек на рабочем листе или ввести его посредством клавиатуры.

Далее необходимо ввести в ответ на выдаваемые программой приглашения следующие ссылки:
— на диапазон ячеек с накопленными дозами (рис. 4);
— на диапазон ячеек с количествами животных, у которых обнаружен эффект (рис. 5);
— на диапазон ячеек с общими количествами животных в группах (рис. 6);
— на ячейку (требуется указать только одну ячейку, а не диапазон!) начиная с которой будут выводится результаты работы программы (рис. 7).

Далее подпрограмма рассчитает коэффициент кумуляции и сопутствующие ему показатели. Результаты работы программы приведены на рис. 8, где ld50(1), ld16(1), ld84(1) — соответствующие летальные дозы при однократном введении; ld50(n), ld16(n), ld84(n) — соответствующие летальные дозы при хроническом введении; k_кум — коэффициент кумуляции.

(5)

При расчете коэффициента кумуляции согласно выражению (4) или (5) согласно классификации Л.И. Медведя и соавторов (1968), на его основе можно сделать следующие выводы:
— если K_кум 5 — кумулятивные свойства вещества слабо выражены.

Минимальное количество информации о кумулятивных свойствах биологически активных веществ можно получить при проведении острых опытов путем определения индекса кумуляции, вычисляемого по формуле:

(6),

где LD 1 ₅₀ — среднесмертельная доза, рассчитанная по результатам гибели животных в течение первых суток после введения испытуемого вещества; LD 14 ₅₀ — среднесмертельная доза, рассчитанная по результатам гибели животных в течение 14 суток наблюдения за ними после однократного введения испытываемого вещества. Считается, что если LD 1 ₅₀ и LD 14 ₅₀ равны (тогда I_кум=0) то эффект кумуляции является невыраженным. По мере приближения I_кум к 1 (то есть чем позже происходит гибель животных), тем более вероятно наличие у испытываемого вещества кумулятивных свойств.

Рассмотрим на примере Пликтрана*** расчет коэффициента кумуляции с использованием формулы (5). Исходные данные для расчета показателей летальности LD 1 ₅₀, LD 1 ₁₆, LD 1 ₈₄ при его однократном введении приведены в табл. 2.

Для расчета показателей LD 1 ₅₀, LD 1 ₁₆, LD 1 84 воспользуемся подпрограммой Accute_LD50_Calc, работа с которой была описана ранее. Вид исходных данных на рабочем листе приведен на рис. 9.

Для запуска подпрограммы в меню последовательно выбираем «Сервис», «Макрос» (для Excel-97 и выше еще и «Макросы»). В появившемся диалоговом окне выбираем макрос Accute_LD50_Calc [1]. Далее необходимо вводить в поля ввода появляющихся диалоговых окон ссылки на запрашиваемые диапазоны ячеек [1]. Результаты расчета LD 1 ₅₀, LD 1 ₁₆, LD 1 ₈₄ приведены на рис. 10, где ld 1 ₅₀ — это ld50, ld 1 ₁₆ — ld16, ld 1 ₈₄ — ld84.

Для оценки кумулятивного эффекта Пликтрана был поставлен подострый опыт на 10 животных, при проведении которого им ежедневно вводилось 1/10 LD 1 ₅₀ (50 мг/кг). Результаты приведены в табл. 3.

Рассчитаем коэффициент кумуляции K_кум согласно выражению (5) на основании исходных данных (табл. 3) посредством подпрограммы Cumulate_Calc2. Текст данной подпрограммы приведен совместно с текстом программ, предназначенных для расчета LD₅₀. Задействуем также необходимые для расчета коэффициента кумуляции вычисленные значения LD 1 ₅₀, LD 1 ₁₆, LD 1 ₈₄. Общий вид исходных данных и их структурное расположение на рабочем листе Excel, которое необходимо для работы подпрограммы Cumulate_Calc2, приведено на рис. 11.

Для запуска подпрограммы в меню последовательно выбираем «Сервис», «Макрос» (для Excel-97 и выше еще и «Макросы»). В появившемся окне выбираем макрос Cumulate_Calc2 и нажимаем на кнопку Выполнить (рис. 12).

Далее необходимо ввести в ответ на выдаваемые программой приглашения следующие ссылки:
— на ячейку, содержащую ранее рассчитанное значение LD 1 ₅₀;
— на диапазон ячеек с накопленными дозами;
— на диапазон ячеек с количествами животных, у которых обнаружен эффект;
— на диапазон ячеек с общими количествами животных в группах;
— на ячейку (требуется указать только одну ячейку, а не диапазон. ) начиная с которой будут выводится результаты работы программы.

Вид диалоговых окон с запросами и полями ввода будут аналогичны приведенным на рис. 3—7.

Результаты расчета коэффициента кумуляции, выполненные на основе формулы (9.21) посредством подпрограммы Cumulate_Calc2, приведены на рис. 13—14, где ld50(1) — однократная среднесмертельная доза; ld50(n), ld16(n), ld84(n) — соответствующие летальные дозы при хроническом введении; k_кум — рассчитанный коэффициент кумуляции. Рассчитанное значение коэффициента кумуляции (0,4908) указывает на сверхкумулятивные характеристики Пликтрана.

* — формула вычисления функции наклона прямой была предложена Литчфильдом и Уилкоксоном

Источник

Теоретические основы взрывчатого превращения

Кумуляция

Тема лекции “Кумуляция”.

1 Ф.А. Баум, К.П. Станюкович, Б.И. Шехтер.-Физика взрыва. Физматгиз, 1959.

2 К.К. Андреев, А.Ф. Беляев.-Теория взрывчатых веществ. Оборонгиз, 1960.

Повышенное местное действие зарядов с выемками известно более 100 лет. Однако долгое время на это обстоятельство не обращали должного внимания и не использовали кумулятивные заряды в военной и мирной технике.

Первые систематические исследования кумуляции были проведены в 1923-1926 гг. Сухаревским, который установил зависимость бронебойного действия кумулятивных зарядов (без облицовки) от формы выемки и ряда других факторов.

Кумулятивные заряды получили широкое практическое применение лишь в период второй мировой войны. Эти заряды использовались в боеприпасах и подрывных средствах, предназначенных для борьбы с танками и фортификационными сооружениями. Гидродинамическая теория кумуляции была разработана в 1945 году Лаврентьевым и независимо от него американским учеными Тэйлором и др. На основании опыта войны можно заключить, что кумулятивные боеприпасы являются эффективным средством борьбы с бронированными целями и инженерными сооружениями. Они находят широкое применение также в технике, особенно при добыче нефти.

Изучение вопроса необходимо начать с рассмотрения кумулятивного эффекта в чистом виде, т.е. при отсутствии металлической облицовки на поверхности выемки.

При применении обычных (не имеющих выемки) зарядов происходит распространение продуктов взрыва и ударной волны по сфере. Характерной особенностью такого движения является быстрое убывание основных параметров газа (давления, плотности, скорости) главным образом вследствие распределения энергии взрыва по мере движения продуктов детонации и ударных волн в непрерывно увеличивающемся объеме сферы.

Наоборот, при движении сходящегося потока продуктов детонации или сходящихся ударных волн происходит существенное возрастание параметров среды. Резкое увеличение плотности энергии газа приводит к значительному повышению разрушительного местного действия взрыва. Подобное движение реализуется при подрыве кумулятивных зарядов.

Таким образом кумулятивный эффект связан с существенным уплотнением продуктов детонации, ростом давления в них, увеличением плотности энергии как в разлетающихся продуктах детонации, так и в возникающих при взрыве ударных волнах. Различают радиальную и осевую кумуляцию. Первая находит малое применение, вследствие того, что весь кумулятивный эффект сосредотачивается внутри полости – в зоне, прилегающей к центру сферы.

Наиболее важное для практики значение имеет направленная осевая кумуляция. Этот вид кумуляции может быть реализован при подрыве зарядов, имеющих выемку той или иной формы (полусфера, конус, парабола, гипербола и т.п.). Осевая кумуляция обусловлена уплотнением продуктов детонации и ускоренным их движением вдоль оси выемки. Осевая кумуляция, в отличие от радиальной, всегда связана с образованием и направленным движением, так называемой кумулятивной струи.

Процесс формирования кумулятивной струи

Процесс формирования кумулятивной струи схематически показан на рисунке ____.

Основная часть энергии продуктов детонации, прилегающих к границе взорванного заряда, излучается внутри малого угла. Отсюда следует, что при истечении через поверхность кумулятивной выемки продукты детонации будут отклоняться от своей первоначальной траектории так, что максимум действия будет иметь направление, почти перпендикулярное к этой поверхности. Произойдет преломление продуктов детонации и возникающего впереди них фронта ударной волны. В результате такого движения элементарных струй будет образован поток продуктов детонации, сходящийся вдоль оси кумулятивной выемки и обладающий повышенной плотностью и скоростью по сравнению с продуктами детонации, которые разлетаются в других направлениях.

Кумулятивный эффект проявляется достаточно отчетливо лишь в непосредственной близости от заряда. С увеличением расстояния до заряда кумулятивный эффект резко снижается и даже полностью исчезает.

Максимальная скорость кумулятивной струи (скорость ее головной части) для зарядов из высоко бризантных ВВ достигает 12-15 км/с. Фокусное расстояние, прежде всего, зависит от формы выемки: чем меньше кривизна кумулятивной поверхности, тем меньшее преломление претерпевают продукты взрыва при истечении через эту поверхность и тем соответственно больше фокусное расстояние. Фокусное расстояние изменяется в зависимости от скорости детонации ВВ заряда. Чем меньше скорость детонации заряда, тем больше фокусное расстояние. Это является причиной падения кумулятивного эффекта при подрыве кумулятивных зарядов из малобризантных ВВ (аммониты и т.п.).

В присутствии металлической облицовки на поверхности выемки наблюдается резкое усиление кумулятивного эффекта. Происходит перераспределение энергии между продуктами взрыва и материалом облицовки и переход части металла в кумулятивную струю. Облицовка обжимается со скоростью 1000-2500 м/с и превращается в компактную монолитную массу – пест (рис___ ), давая начало образованию и последующему развитию кумулятивной струи. При обжатии каждого элемента облицовки толщина ее увеличивается, а энергия в основном концентрируется в ее внутреннем слое. Струя образуется исключительно за счет течения металла, прилегающего к внутренней поверхности облицовки, что является следствием быстрого соударения ее элементов в момент захлопывания. Масса металла, переходящего в кумулятивную струю составляет 6-11 % от массы облицовки.

Формирование и движение кумулятивной струи можно разбить на две стадии, на которые влияют физико-механические характеристики металла облицовки. Первая стадия характеризует формирование струи в процессе обжатия облицовки. В течение этого периода пест и струя составляют единое целое; однако их движение совершается с различными скоростями. На второй стадии струя отрывается от песта. Наиболее эффективное действие кумулятивного заряда достигается в том случае, когда струя оторвется уже после того, как прекратится подача металла в нее из песта.

Источник

Кумуляция

Полезное

Смотреть что такое «Кумуляция» в других словарях:

КУМУЛЯЦИЯ — [лат. cumulatio увеличение, скопление] 1) фин. в страховом деле: скопление застрахованных объектов на ограниченном пространстве; 2) физ. концентрация энергии взрыва в определенном направлении. Словарь иностранных слов. Комлев Н.Г., 2006.… … Словарь иностранных слов русского языка

кумуляция — скопление, концентрация, накопление Словарь русских синонимов. кумуляция сущ., кол во синонимов: 5 • концентрация (23) • … Словарь синонимов

Кумуляция — англ. cumulation, лат. cumulatio увеличение, скопление совокупность большого количества застрахованных объектов или объектов с крупными страховыми суммами, которые могут быть затронуты одним и тем же страховым случаем (стихийное бедствие, военные … Словарь бизнес-терминов

КУМУЛЯЦИЯ — (от средневекового лат. cumulatio скопление) накопление в организме и суммирование действия некоторых лекарственных веществ и ядов; может привести к отравлению … Большой Энциклопедический словарь

КУМУЛЯЦИЯ — КУМУЛЯЦИЯ, кумуляции, жен. (лат. cumulatio Скопление) (мед.). Скопление в организме лекарственных веществ или ядов от длительного их употребления, усиливающее их действие. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

кумуляция — и, ж. cumulation f., нем. Kumulation <лат. cumulatio. 1. фин. В страховом деле: скопление застрахованных объектов на одном месте (на одном складе, на одном пароходе и т. п.). Крысин 1998. 2. мед. Накопление в организме некоторых медленно… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

КУМУЛЯЦИЯ — (от лат. cumulare накоплять), суммирование действия в организме определенного лекарственного вещества или яда, сказывающееся резким усилением характерного для данного вещества фармакологического действия, а иногда и появлением новых симптомов.… … Большая медицинская энциклопедия

КУМУЛЯЦИЯ — в страховании совокупность рисков, при которой большое количество застрахованных объектов или несколько объектов со значительными страховыми суммами могут быть затронуты одним и тем же страховым случаем, в результате чего возникает очень крупный… … Юридическая энциклопедия

КУМУЛЯЦИЯ — (кумулятивный эффект) концентрация действия (см.) в одном определённом направлении, напр. при действии боевого кумулятивного снаряда, пробивающего броню танков направленной и сосредоточенной струёй газов, образующихся при его взрыве (эта… … Большая политехническая энциклопедия

Кумуляция — (позднелат. cumulatio скопление, от лат. cumulo накапливаю): Кумуляция (литературоведение) способ построения композиций хроникальных и многолинейных повествовательных и драматических сюжетов. Кумуляция (медицина) … Википедия

кумуляция — и; ж. [от лат. cumulatio скопление] Мед. Усиление действия лекарственного вещества при повторном его введении. ◁ Кумулятивный, ая, ое. К. эффект. К ые свойства лекарства. * * * кумуляция (от ср. век. лат. cumulatio скопление), накопление в… … Энциклопедический словарь

Источник