Что принимать при пониженном давлении: 7 продуктов

Гипотонией считают давление ниже 100/60 мм рт. столба у мужчин и 95/60 — у женщин.

articleContentГипотонию можно встретить намного реже, чем гипертонию, однако это заболевание приносит не меньше проблем. Падение артериального давления может привести к инфаркту или инсульту.

Распознать резкое понижение давления можно по следующим симптомам: головокружение, помутнение зрения, понижение концентрации, обмороки, быстрое неглубокое дыхание, тошнота, холодный липкий пот, бледная кожа, сонливость, жажда.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: 5 мифов о здоровом питании, в которые мы до сих пор верим

Обычно все гипотоники кофеманы, потому что с помощью кофе поднимают себе давление. Однако многие используют и другие методы, которые также помогают нормализовать давление.

1. Гранатовый сок

Каждый день следует выпивать один стакан гранатового сока. Уже через несколько дней будет заметно положительный эффект.

Для улучшения вкуса в сок можно добавить немного меда.

2. Виноградный сок

articleContentОчень хорошо помогает сок винограда при пониженном давлении. Лучше всего готовить его самостоятельно, выбирая для этого сорт темного и терпкого винограда. Напиток рекомендуют готовить утром, а употреблять перед сном. Пить такой напиток нужно в течение 14 дней по полстакана каждый вечер, потом надо на неделю сделать перерыв. Позже, если будет необходимость, можно продолжить употреблять виноградного сока. Это поможет нормализовать работу сердца и сосудов, а также повысить артериальное давление.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: 5 мифов о пользе и вреде глютена

3. Черный чай

Удачный вариант в борьбе с пониженным давлением — черный чай. Его надо заваривать 5 минут. Лучше добавить в чай сахар. Этот напиток является отличной альтернативой кофе, ведь тоже имеет в своем составе кофеин.

4. Черный шоколад

Какао, которое содержится в шоколаде, помогает справиться с низким давлением. Выбирайте черный горький шоколад с высоким содержанием какао. Регулярное употребление такого шоколада поможет держать сосуды в тонусе.

5. Красное вино

Если говорить об алкоголе, то для повышения давления лучше выбрать красное вино. Ведь оно нормализует давление, кроме того, содержит много полезных веществ и насыщено антиоксидантами. Вино можно пить по бокалу несколько раз в неделю.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Как и когда лучше есть фрукты: 5 советов диетолога

6. Соль

Поднять пониженное давление может и обычная соль. Как вариант – можно съесть что-то соленое (орешки, сало, огурцы) или просто положить половину чайной ложки соли на язык и подождать пока растворится.

7. Корица и мед

articleContentТакой способ, как пишут на женских форумах, может помочь быстро и надолго. Заварите половину чайной ложки корицы в стакане горячей воды и добавьте туда столовую ложку меда. Дайте настояться и остыть хотя бы на полчаса. Если вам не нравится вода с ароматом корицы, то можете съесть бутерброд: ломтик белого хлеба помажьте медом, а сверху посыпьте корицей.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: ТОП 5 быстрых диет

Советуем все проблемы со здоровьем решать в комплексе и обязательно обращаться к врачу.

Будьте здоровы!

Кофеин бензоат натрия раствор 20% ампулы 1 мл 10 шт

Инструкция по применению

Действующие вещества

Форма выпуска

Раствор

Состав

1 мл содержит:Кофеин бензоат натрия 200 — мг.

Фармакологический эффект

Психостимулирующее и аналептическое средство, производное метилксантина. Конкурентно блокирует центральные и периферические А1 и А2 аденозиновые рецепторы. Тормозит активность ФДЭ в ЦНС, сердце, гладкомышечных органах, скелетных мышцах, жировой ткани, способствует накоплению в них цАМФ и цГМФ (данный эффект наблюдается при применении только в высоких дозах). Стимулирует центры продолговатого мозга (дыхательный и сосудодвигательный), а также центр n.vagus, оказывает прямое возбуждающее влияние на кору головного мозга. В высоких дозах облегчает межнейрональную проводимость в спинном мозге, усиливая спинномозговые рефлексы.Повышает умственную и физическую работоспособность, стимулирует психическую деятельность, двигательную активность, укорачивает время реакций, временно уменьшает утомление и сонливость. В малых дозах преобладает эффект стимуляции, а в больших — эффект угнетения нервной системы.Учащает и углубляет дыхание. Обычно оказывает положительный ино-, хроно-, батмо- и дромотропный эффект (поскольку влияние на ССС складывается из прямого стимулирующего действия на миокард и одновременного возбуждающего влияния на центры n.vagus, результирующий эффект зависит от преобладания того или иного действия).

Стимулирует сосудодвигательный центр и оказывает непосредственное релаксирующее действие на сосудистую стенку, что приводит к расширению сосудов сердца, скелетных мышц и почек, при этом тонус церебральных артерий повышается (вызывает сужение сосудов головного мозга, что сопровождается снижением мозгового кровотока и давления кислорода в головном мозге).АД изменяется под действием сосудистых и сердечных механизмов влияния кофеина: при нормальном исходном АД кофеин не изменяет или слегка повышает его, при артериальной гипотензии нормализует его.Оказывает спазмолитическое действие на гладкую мускулатуру (в т.ч. бронходилатирующий эффект), на поперечнополосатую — стимулирующее.Повышает секреторную активность желудка.Оказывает умеренное диуретическое действие, что обусловлено снижением реабсорбции ионов натрия и воды в проксимальных и дистальных почечных канальцах, а также расширение сосудов почек и увеличение фильтрации в почечных клубочках.Снижает агрегацию тромбоцитов и высвобождение гистамина из тучных клеток. Повышает основной обмен: увеличивает гликогенолиз, повышает липолиз.

Фармакокинетика

Данные о фармакокинетике препарата не предоставлены.

Показания

Заболевания, сопровождающиеся угнетением ЦНС, функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем (в т.ч. отравления опиоидными анальгетиками, инфекционные заболевания), спазмы сосудов головного мозга, снижение умственной и физической работоспособности, сонливость.

Противопоказания

Артериальная гипертензия, органические заболевания сердечно-сосудистой системы (в т.ч. выраженный атеросклероз), глаукома, повышенная возбудимость, нарушения сна, старческий возраст.

Меры предосторожности

Не превышать рекомендованные дозы.

Применение при беременности и кормлении грудью

C осторожностью применяют при беременности.

Способ применения и дозы

Вводят п/к или принимают внутрь. Взрослым — по 100-200 мг 2-3 раза/сут; детям — по 25-100 мг 2-3 раза/сут.

Побочные действия

Со стороны ЦНС: нарушение сна, возбуждение, беспокойство; при длительном применении возможно привыкание.Со стороны сердечно-сосудистой системы: тахикардия, повышение АД, аритмии.Со стороны пищеварительной системы: тошнота, рвота.

Передозировка

Данные по передозировке препарата отсутствуют.

Взаимодействие с другими препаратами

При одновременном применении уменьшается действие снотворных препаратов и средств для наркоза.При одновременном применении возможно усиление действия анальгетиков-антипиретиков, салициламида, напроксена.При одновременном применении эстрогенов (гормональных контрацептивов, средств для ЗГТ) возможно повышение интенсивности и длительности действия кофеина за счет ингибирования эстрогенами изофермента CYP1A2.

При одновременном применении аденозина кофеин уменьшает повышенную ЧСС и изменения АД, вызванные инфузией аденозина; уменьшает вазодилатацию, обусловленную действием аденозина.При одновременном применении возможно повышение биодоступности, скорости всасывания и концентрации в плазме крови ацетилсалициловой кислоты.При одновременном применении мексилетин уменьшает клиренс кофеина и повышает его концентрации в плазме, по-видимому, за счет ингибирования мексилетином метаболизма кофеина в печени.Метоксален уменьшает выведение кофеина из организма с возможным усилением его эффекта и развитием токсического действия.Вследствие индукции микросомальных ферментов печени под влиянием фенитоина при его одновременном применении происходит ускорение метаболизма и выведения кофеина.Флуконазол и тербинафин вызывают умеренное повышение концентрации кофеина в плазме крови, кетоконазол – менее выраженное.Наиболее выраженные увеличение AUC и уменьшение клиренса наблюдаются при одновременном применении кофеина с эноксацином, ципрофлоксацином, пипемидовой кислотой; менее выраженные изменения – с пефлоксацином, норфлоксацином, флероксацином. При одновременном применении кофеин ускоряет всасывание эрготамина.

Особые указания

Особые указания отсутствуют.

Отпуск по рецепту

Да

Как помочь самому себе при пониженном давлении

Люди с низким артериальным давлением часто чувствуют усталость

При низком артериальном давлении эффективно помогают простые домашние средства.

Люди, у которых низкое кровяное давление (верхнее значение меньше 105 мм рт.), часто даже не замечают этого. Симптомы часто проявляется в виде усталости, головокружения, звона в ушах или учащенного сердцебиения.

Часто беременные женщины вынуждены бороться с пониженным давлением, им стоит обратиться к врачу.

Иногда за этим стоит также заболевание щитовидной железы или сердечно-сосудистой системы.

Если вы пьете слишком мало воды, это может стать причиной снижения давления. Это происходит при большой потере жидкости, например, из-за сильной диареи и рвоты или из-за сильного кровотечения.

Если вы принимаете лекарства от высокого давления, они могут слишком сильно снизить его.

В большинстве случаев простые домашние средства помогают восстановить кратковременное кровяное давление. Есть эффективные способы лечения симптомов низкого кровяного давления или гипотонии в домашних условиях:

• Если давление низкое из-за того, что в вашем организме слишком мало жидкости, вы можете предотвратить это, выпив достаточно воды, что актуально для жаркого времени года.

• Известно, что движение стимулирует кровообращение и повышает давление. Поэтому регулярно занимайтесь спортом.

• Контрастный душ тренирует сосуды и таким образом помогает немного повысить давление.

• Чашка кофе по утрам также повышает артериальное давление. Если вы не любите и не переносите кофе, вы можете добиться того же эффекта с помощью черного или зеленого чая.

Ранее «Кубанские новости» рассказали, что делать, если болит голова на погоду, в лекарства не помогают.

при низком давлении что принимать какие таблетки

при низком давлении что принимать какие таблетки

Тэги: низкое давление что делать, купить при низком давлении что принимать какие таблетки, давление 1 3.

при низком давлении что принимать какие таблетки

факторы риска первичной артериальной гипертонии, давление сегодня в москве, какое артериальное давление должно быть у детей, лекарства скорой помощи от давления, лекарство от давления периндоприл

одинаковое давление

лекарства скорой помощи от давления Если вы принимаете лекарства, и ваш лечащий врач подозревает, что это может быть причиной низкого кровяного давления, он, вероятно, порекомендует вам изменить схему или дозу препаратов. Лекарства для лечения высокого кровяного давления (гипертонии) и для лечения болезни Паркинсона часто формируют гипотонию. Если ваш лечащий врач подозревает, что причина в состоянии сердца, недостаточности надпочечников или нервном заболевании, вас могут направить в больницу для дальнейшего обследования и лечения. В случае если это первичная гипотония, необходимо подобрать лучшие таблетки от низкого давления. Рейтинг топ-5 по версии КП. В наличии имеются высокоэффективные препараты от низкого давления, которые способны улучшить самочувствие в срочном порядке и подходят для использования в качестве экспресс-меры. Мы предлагаем медикаменты, выпущенные венгерскими, польскими, российскими, немецкими и другими компаниями. Используя препараты при пониженном давлении, можете улучшить состояние своего здоровья. Перед приемом приобретенного средства не забудьте внимательно прочитать инструкцию и получить консультацию квалифицированного специалиста. Применение. В аптеке Горздрав вы можете заказать лекарства от пониженного давления: у мужчин и женщин; у беременных и кормящих Причины низкого давления Симптомы низкого давления Классификация артериальной гипотензии Лечение низкого да. Низкое давление: способы нормализации. Что такое гипотензия? Причины низкого давления. Симптомы низкого давления. Классификация артериальной гипотензии. Лечение низкого давления. Фармацевтические препараты для нормализации низкого давления. Народные средства для нормализации низкого давления. Зачастую приходится сталкиваться с некими общими признаками недомогания, которые можно было бы связать с заболеванием, однако основных симптомов недостает. Если пониженное кровяное давление является для вас естественным, маловероятно, что оно вызовет у вас какие-либо симптомы или потребует лечения. Однако иногда пониженное давление может означать, что приток крови к вашему головному мозгу и другим жизненно важным органам недостаточен, что может привести к появлению таких симптомов как: головокружение; предобморочное состояние Повышаем пониженное артериальное давление без таблеток. Проблемой гипотонии занимаются кардиологи. На приеме у такого врача люди, страдающие артериальной гипотензией, слышат банальные советы по поводу своего образа жизни. Тем не менее, чтобы избавиться от пониженного давления, их следует выполнять. Кроме того, повысить низкое артериальное давление поможет хороший кофе, а также настойка лимонника (по 25 капель 3-4 раза в день), настойка женьшеня, экстракт лезвеи или элеутерококка. В запущенных случаях одних этих рекомендаций бывает мало и тогда назначаются препараты, повышающие пониженное артериальное давление. Препараты от гипотонии. Что и как принимать, дабы повысить сердечное давление: препараты, механизм их действия, противопоказания. Гипотоники составляют более 15% здорового населения. Низкие показатели без субъективных жалоб и признаков нарушений не требуют коррекции. Эффективное давление, которое обеспечивает нормальную работу почек, – 70 мм рт. ст., более выраженное снижение показателей ведет к нарушениям. Большинство людей на вопрос: Чем повысить сердечное давление? ответят: Кофеином, который принадлежит к группе стимуляторов центральной нервной системы. Аскофен повышает давление, если оно понижено. Его нужно принимать при гипотонии в количестве 2 таблеток, но он помогает не всем, и действие его кратковременно (касается повышения давления). Не рекомендуется постоянное употребление лекарственного средства. Повышает ли давление Кофицил плюс. Если давление в норме или ниже нормы, при приеме Пенталгина значения на тонометре не поменяются. Поскольку в препарате есть кофеин, сосуды могут сузиться, а значит, давление вырастет не на много. При гипертонии в тяжелой стадии препарат противопоказан. Симптомы низкого давления. Что делать при низком давлении. Физиологические причины пониженного давления. Для взрослого человека чрезмерно сниженным считается АД менее 95/65 мм. Низкое давление может быть признаком недостатка аскорбиновой кислоты, витаминов В12, А и Е. Тяжело протекающая беременность: с частыми приступами токсикоза, обезвоживанием, снижением уровня гемоглобина. Недостаточное питание: строгие диеты, голодание. Когда самочувствие стабилизируется, рекомендуется принять контрастный душ. Чередование прохладной и горячей воды мягко стимулирует тонус сосудов, помогая избежать новых приступов. Что такое пониженное давление, опасно ли оно и как превратить его в нормальное — рассказывает читателям WomensHealth терапевт и кардиолог клиники Рассвет Оксана Дикур. Что это вообще такое – пониженное давление? Кровяное давление – это сила, с которой кровь давит на стенки артерий. Пониженное давление – это опасно? Многие – чаще всего худощавые женщины – живут с гипотонией годами и прекрасно себя чувствуют. Врачи считают, что этим людям повезло: они реже страдают от сердечно-сосудистых заболеваний. Поэтому, если вы принимаете лекарства или БАД, о них нужно обязательно сообщать лечащему врачу. Употребляйте достаточно жидкости и соли. лекарство от давления периндоприл оборудование под давлением кардилайт купить в Чите

таблетки лориста от давления повышенного отзывы одинаковое давление как быстро снять давление без лекарств дома низкое давление что делать давление 1 3 факторы риска первичной артериальной гипертонии давление сегодня в москве какое артериальное давление должно быть у детей

Мы уже рассказывали о том, что такое артериальное давление, как его правильно измерять, какие значения соответствуют норме и к каким последствиям может привести повышенное артериальное давление. Теперь немного подробнее о том какие лекарственные препараты используются для лечения гипертонической болезни. Повышенное давление провоцирует головные боли, снижение иммунитета, нарушение памяти. Оно также приводит к приступам раздражительности, обильному потоотделению и учащенному сердцебиению. Биогенный комплекс Кардилайт для сердца не только избавит от неприятных симптомов, но и восстановит работу сердечно-сосудистой системы. Свою эффективность препарат доказал в ходе клинических исследований. Кардилайт — современный препарат на основе натуральных растительных компонентов для борьбы с гипертонией и повышенным давлением. Оказывает комплексное воздействие на сердечно-сосудистую систему и организм больного в целом. Отличается высокой эффективностью, доступной ценой и отсутствием любых побочных реакций. Лабильность артериального давления. Артериальное давление — это один из ключевых показателей жизнедеятельности организма человека, и практически каждый знает об особенностях гипертонии и гипотонии. Но когда врач ставит диагноз: лабильность артериального давления, то у многих возникает естественный вопрос: что это такое? Прежде чем. Неустойчивость (лабильность) артериального давления (в переводе с латыни labilis означает скользящий или неустойчивый) – весьма опасная патология. Обычно артериальное давление меняется незначительно в течение дня, но артериальное давление, которое колеблется от одной крайности к другой, следует тщательно контролировать. Лабильность артериального давления. Артериальное давление — это один из ключевых показателей жизнедеятельности организма человека, и практически каждый знает об особенностях гипертонии и гипотонии. Но когда врач ставит диагноз: лабильность артериального давления, то у многих возникает естественный вопрос: что это такое? Прежде чем. — Артериальное давление — это давление, которое кровь оказывает на артериальную сосудистую стенку. Давление — важный параметр жизнедеятельности организма, при оптимальных значениях которого человек чувствует себя хорошо и может вести активную жизнь. — Отчего возникает лабильность сосудов? Почему у некоторых людей давление начинает скакать? Какие факторы могут спровоцировать скачок давления? Основные фазы лабильности. Скачки кровяного давления в сторону снижения или увеличения часто зависят от нарушений эндокринной системы, которые воздействуют на механизм контроля над состоянием вен и артерий. В связи с этим лабильную гипертензию принято разделять на две стадии: Фаза А (начало болезни). Сейчас показатели АД находятся в пределах допустимой нормы, но могут иногда повышаться после эмоциональной нагрузки, перенапряжения; Фаза Б (транзиторная). Механизм повышения артериального давления. Артериальное давление регулируется сложной системой стимуляции или торможения кровотока в сосудах. Увеличение давления происходит при росте объема сердечного выброса крови за минуту и сопротивлении сосудистого русла. Контроль за этим физиологическим процессом осуществляет гипоталамус и сосудодвигательный центр, расположенный в стволе головного мозга. Симптомы артериальной гипертензии. Опасность повышения артериального давления в том, что оно не сопровождается какими-либо характерными симптомами, а медленно и тихо убивает. Заболевание в большинстве случаев не проявляется никакими признаками, прогрессирует и приводит к таким фатальным осложнениям, как инфаркт миокарда или инсульт. При бессимптомном течении артериальная гипертензия может оставаться незамеченной в течение десятилетий. АД — артериальное давление. АК — антагонисты кальция (блокаторы медленных кальциевых каналов). АКТГ — адренокортикотропный гормон. Высокое нормальное АД – САД и/или ДАД, уровень которого ? 90-го и 95-го перцентиля кривой распределения АД в популяции для соответствующего возраста, пола и роста или ? 120/80 мм рт. ст. (даже если это значение 90-го перцентиля), но 95-го перцентиля. Лабильная артериальная гипертензия (АГ) – нестойкое повышение АД.

при низком давлении что принимать какие таблетки

как быстро снять давление без лекарств дома

Гипертоническая болезнь опасна не только своими клиническими проявлениями, но и серьезными последствия, предотвратить которые помогает новое средство Кардилайт. Головные боли, шум в ушах, повышенное сердцебиение, слабость, приливы жара – все эти симптомы указывают на развитие гипертонии, которая, как правило, носит хронический характер. Как сообщает производитель, его средство способно не только устранить неприятные симптомы заболевания, но и улучшить работы всей сердечно-сосудистой системы, тем самым снизив риски развития осложнений к минимуму. Но так ли это? И безопасно ли принимать этот препарат? Чтобы ответить на данные вопросы, нужно подробно изучить состав лекарства и его механизм действия. Насыщенный пар (НП) и перегретый пар (ПП) относятся к определенному давлению среды. Первый НП может существовать во влажном и сухом состоянии, а перегретый ПП – только в сухом, поскольку не может содержать в своем составе частиц воды. Чаще всего эти понятия применяются в теплоэнергетике, для расчета термодинамических циклов в контуре парового котла и в паровых турбинах, генерирующих электрическую энергию на ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС и АЭС. Например, пар с давлением 9 бар и температурой 190°С является перегретым. Перегретый пар обладает меньшими теплопередающими свойствами по сравнению с насыщенным паром. Если перегретый пар используется в качестве теплоносителя, то значительная часть поверхности теплообмена будет использована для его охлаждения до температуры насыщенного пара. Как правило, перегретый пар используется в качестве энергоносителя паровых турбин. Вода, пар и перегретый пар — пост пикабушника DarthDemorg. Комментариев — 73, сохранений — 103. Присоединяйтесь к обсуждению или опубликуйте свой пост!. В комментариях я упоминул, так же, перегретый пар и тема вызвала некоторый интерес, поэтому я решил поподробней рассказать про пар и перегретый пар. Итак, все прекрасно знают и понимают, что такое пар — это состояние воды при температуре 100 градусов и атмосферном давлении. Пар под высоким давлением является высокоэффективным инструментом для очистки поверхностей от жира, масла, копоти, нагара, остатков ГСМ, старой краски и полимерных отложений. При необходимости, помимо очистки происходит дезинфекция наружной поверхности (уничтожение бактерий). Принцип технологии заключается в распылении пара на обрабатываемую поверхность. Пар образуется в парогенераторе за счет нагрева газовой или дизельной горелки. температура пара 143˚С; давление 4 бара. Бюджетный прибор входит в наш рейтинг пароочистителей для дома, благодаря отличной функциональности и универсальности. Он станет незаменимым помощником для уборки помещений, мягкий и твердых поверхностей, а также для одежды, домашнего текстиля. Стерилизацию паром под давлением осуществляют в специальных герметически закрывающихся толстостенных аппаратах — автоклавах. Автоклавы разнообразны по форме, размерам, рабочему давлению, конструкции и другим показателям. Они могут быть с ручным управлением, полуавтоматические и автоматические, но, поскольку все автоклавы предназначены для выполнения одной и той же задачи — стерилизации, основной принцип их устройства один и тот же. Стерилизация паром под давлением. Общие правила. Стерилизацию паром (влажным жаром) проводят в автоклаве насыщенным паром под давлением обычно в течение 15—20 мин при температуре 121 °С. Когда давление пара повышается, возрастает его температура (табл. 6). Таблица 6. Температура насыщенного пара при разных давлениях. Давление, атм. Добавочное давление, кПа. С увеличением давления пара энтальпия воды увеличивается, причем ее доля в суммарной энтальпии пара при этом постоянно растет. Это значит, чем выше давление пара, тем больше тепловой энергии остается в конденсате. Интересно будет прочитать: Пар – понятия и наблюдения. Столбец 6: Суммарная энтальпия (h). Давление пара – измеряется, как правило, в барах. 1 бар ~ 1 атмосфере. Характеристика актуальна только для отпаривателей с давлением пара. Что могу сказать? 3,5 бар – круто, 5 бар – очень круто. Высокое давление пара — не менее 3,5 Ba, разрыхляет волокна ткани и позволяет им лучше разглаживаться. Утюг с паровой станцией может работать и вертикально, что позволяет гладить одежду на манекене или на вешалке. Парогенерирующее устройство обычно размером с небольшой пылесос. Большинство предлагаемых устройств выбрасывают пар под давлением от 3 до 8 бар; мощность [Вт] — определяет скорость нагрева устройства и КПД парообразования. Перегре́тый пар — пар, нагретый до температуры, превышающей температуру кипения при данном давлении. Перегретый пар используется в циклах различных тепловых машин с целью повышения их КПД. Получение перегретого пара происходит в специальных устройствах — пароперегревателях. Если насыщенный пар продолжать нагревать в отдельном объёме, не имеющем воды, то получится перегретый пар. Каждому значению давления чистого пара соответствует определенная температура. Например: температура чистого пара при давлении 10 бар всегда равна 180°С. Удельный объём пара. Масса пара, приходящаяся на единицу его объёма, кг/м3. Теплота кипящей жидкости. Количество тепла, которое требуется чтобы повысить температуру килограмма воды от 0°С до точки кипения при давлении и температуре, указанных в Таблице. Выражается в ккал/кг. Пар высокого давления (свыше 0,5 до 8 — 10 атмосфер) лишь в редких случаях применяется для непосредственного согревания приборов, установленных. приняты меньшими, чем при других системах; но, как мы уже знаем, подобное повышение температуры нагревательных приборов сопровождается. В котле пар нагревается до температуры 140-150°С. По мере нагревания, давление пара достигает 3,5 атм и выше. Весь процесс требует некоторого времени. В зависимости от объема бака на подготовку пароочистителя к работе может потребоваться от 15 секунд до 10 минут. при низком давлении что принимать какие таблетки. оборудование под давлением. Отзывы, инструкция по применению, состав и свойства. Артериальная гипертензия — патологическое состояние, характеризующееся длительным устойчивым повышением артериального давления. Причина стойкого повышения артериального давления примерно у 90% больных остается невыясненной. В этом случае говорят об эссенциальной гипертензии или гипертонической болезни. Экспертами Европейского общества по артериальной гипертензии (ЕОАГ) и Европейского общества кардиологов (ЕОК) в 2003 г предложена клас- сификация уровней АД у взрослых (старше 18 лет), которая не претерпела принципиальных изменений до настоящего времени (табл. 2.1). Таблица 2.1. Основными принципами лечения артериальной гипертонии являются следующие. Строгое соблюдение рекомендаций врача. Проведение постоянного самоконтроля АД в домашних условиях, ведение дневника АД. Медикаментозное лечение улучшает прогноз больного гипертонической болезнью лишь в тех случаях, когда лекарственный препарат, принимающийся регулярно, обеспечивает равномерное снижение АД на протяжении суток. Наибольшая частота острых сердечно-сосудистых осложнений (инсульта, инфаркта миокарда) наблюдается в утренние часы – утренний подъем АД. В эти часы происходит резкий подъем АД, который рассматривается как пусковой механизм развития этих осложнений. Лечение артериальной гипертонии должно начаться при появлении первых симптомов. Лишь в таком случае можно добиться стойкой ремиссии и значительного улучшения состояния. Для этой цели были составлены эффективные схемы лечения гипертонической болезни. Если откладывать визит к врачу, то заболевание может перейти на новую стадию и повыситься вероятность возникновения осложнений. Содержание статьи. Категории МКБ: Гипертензивная [гипертоническая] болезнь с преимущественным поражением сердца и почек (I13), Гипертензивная [гипертоническая] болезнь с преимущественным поражением почек (I12), Гипертензивная болезнь сердца [гипертоническая болезнь сердца с преимущественным поражением сердца] (I11), Эссенциальная [первичная] гипертензия (I10). Резистентная АГ — лечение с использованием оптимальных (или максимально. Гипертензивная (гипертоническая) болезнь с преимущественным поражением сердца и почек. Дата разработки/пересмотра протокола: 2015 год (пересмотр 2019 г) Сокращения, используемые в протоколе: АГ. – артериальная гипертензия. АГП. 3.4.1 Общие принципы медикаментозной терапии. Основой антигипертензивной терапии для снижения АД и уменьшения числа СС событий являются 5 классов антигипертензивных препаратов: ингибиторы АПФ (ИАПФ), блокаторы рецепторов ангиотензина-II (БРА), бета-адреноблокаторы (ББ), блокаторы кальциевых каналов (АК) и диуретики (тиазидные — гидрохлортиазид, и тиазидоподобные — хлорталидон и индапамид). Клиника, диагностика, принципы лечения и профилактика артериальной гипертонии. учебное пособие Рекомендовано Учебно-методическим объединением по медицинскому фармацевтическому образованию вузов России в качестве учебного пособия для системы послевузовского и дополнительного профессионального образования врачей. распространенность артериальной гипертонии среди взрослого населения. составляет 40,8%. Артериальная гипертония является важным фактом риска. основных сердечно-сосудистых заболеваний – инфаркта миокарда и мозгового. инсульта. Основная цель лечения больных артериальной гипертонии сводится. Лечение гипертонической болезни. 11.07.2019. Что такое гипертоническая болезнь. Главнейшая задача лечения артериальной гипертонии – максимально возможное уменьшение риска развития сосудистых катастроф. Для достижения этой цели следует исключить имеющиеся негативные факторы и добиться стабилизации артериального давления в пределах оптимальных значений. Также медикаментозная терапия является обязательной при наличии трёх и более факторов риска сердечно-сосудистых осложнений независимо от степени АГ. К базовым препаратам для лечения гипертонии относят следующее. Медикаментозное лечение гипертонической болезни: обоснование выбора препаратов. Статьи Круглый стол 4 ноября 1998 г. в Институте профилактической медицины Минздрава Российской Федерации состоялось заседание секции клинической фармакологии Московского научного кардиологического общества, посвященное проблеме медикаментозного лечения гипертонической болезни. В обсуждении приняли участие профессора Г.Г. Арабидзе, B.C. Задионченко, Ю.А. Карпов, Ж.Д. Кобалава, B.C. Моисеев (председатель) и Б.А. Сидоренко. Слово предоставляется Гураму Григорьевичу Арабидзе. Лечение гипертонии должно быть постоянным Г.Г. Арабидзе. Уважаемые коллеги! Принципы медикаментозного и немедикаментозного лечения артериальной гипертензии (АГ) 18.11.2015 14:58. Принципы медикаментозного лечения АГ. Антигипертензивная терапия улучшает прогноз у больных АГ. Исследования показали преимущества комбинированной антигипертензивной терапии над монотерапией. Это связано с возможностью воздействия на несколько механизмов повышения АД одновременно, потенцированием положительных свойств препаратов, нивелированием отрицательных побочных эффектов, снижением стоимости лечения и повышением приверженности пациентов к терапии. Принципы немедикаментозного лечения АГ. Глава: Принципы медикаментозного лечения артериальной гипертонии. ВУЗ: БГМУ. 6. Классификация гипертонической болезни по поражениям органов-мишеней. 7. Первичная профилактика артериальной гипертонии. Задачи для контроля исходного уровня знаний. Задача №4.

Как избавиться от гипотонии

Что может помочь при пониженном артериальном давлении и вернуть к нормальному ритму жизни рассказала врач-терапевт Ольга Дашкевич.

У одних людей пониженное давление – симптом какого-то недуга. У других – просто норма жизни.

Артериальная гипотония может быть физиологической. При этом субъективные жалобы отсутствуют. Например, давление понижается у спортсменов при постоянной высокой физической нагрузке. Организм при этом начинает работать в режиме экономии: ритм сердечных сокращений становится реже и давление понижается. Это – так называемая гипотония тренированности.
При адаптации человека к резкой смене климатических или погодных условий (например, у жителя средней полосы – в условиях высокогорья, в Заполярье или, наоборот, в тропиках) давление также может понизиться. Понижать давление могут и другие факторы: повышенная влажность, влияние электромагнитных полей, радиации. Но все это – временные неприятности. А вот если у вас постоянное пониженное артериальное давление, следует обратиться к кардиологу и лечить не гипотонию, а то, что ее вызывает.

Патологическая гипотония развивается на фоне синдрома вегетативной дистонии, – говорит врач-терапевт Ольга Дашкевич. – Она сопровождается головокружением, повышенной утомляемостью, головной болью. Также артериальная гипотония может являться следствием органической патологии сердечно-сосудистой, нервной системы, желудочно-кишечного тракта, эндокринных заболеваний, хронической интоксикации, результатом неадекватных доз лекарственных препаратов.
Основная опасность гипотонии состоит в том, что она приводит к недостаточному кровоснабжению и, как следствие, кислородному голоданию головного мозга и внутренних органов.
Параметры нормального артериального давления сильно варьируют в зависимости от возраста, пола и от индивидуальных особенностей человека. Приблизительные значения нижней границы нормы артериального давления: 105/65 мм рт.ст.

Что поможет гипотоникам?
Медикаментозных методов борьбы с ней мало. Большая часть препаратов, изменяющих уровень артериального давления, направлена как раз на его понижение. Максимального эффекта можно добиться только изменением образа жизни. Двигательная активность, например, повышает тонус сосудов и улучшает циркуляцию крови в них. Помогает при гипотонии и всякого рода тренировка сосудов, например, контрастный душ, обливание холодной водой, баня или сауна, массаж и гидромассаж. Но и здесь, как во всем, гипотоникам очень важно чувство меры и умение прислушиваться к своему организму. Перепады температур не должны быть слишком резкими, а «знакомство» с банными процедурами нужно начинать постепенно, избегая всего того, что вызывает неприятные ощущения. Лучше обливаться целиком, с головой, чтобы не возникало разницы в тонусе сосудов головы и всего остального тела.

Что касается диеты – тут у гипотоников, в отличие от гипертоников и многих других больных со строгими ограничениями, – сплошное раздолье.

Начать день с чашечки крепкого хорошо сваренного кофе для гипотоника – не только удовольствие, но и приятная необходимость. Полезны при гипотонии продукты питания, повышающие давление, в частности, жирные и соленые. Поэтому к утренней чашке кофе хорошо бы присоединить бутерброд со сливочным маслом и сыром. Но не забывайте, что во всем должна быть мера.
Часто окружающие считают гипотоников «сонями и лентяями». На самом деле им просто нужно больше времени на сон. Если здоровому человеку, по мнению врачей, обычно хватает шесть – восемь часов непрерывного сна, то для гипотоника сон меньше 10–12 часов может быть недостаточным. Особенно это заметно во время холодной промозглой погоды при низком атмосферном давлении. Многие, страдающие гипотонией, могут буквально «впасть в спячку». Это просто защитная реакция организма.

 

Что делать при низком давлении?

Верхняя граница нормального артериального давления (АД) – 140/90 мм.рт.ст., нижняя – 90/60 мм.рт.ст. Превышение – это гипертензия, а показатель АД ниже нормального диапазона – это гипотензия (гипотония).

Нужно учитывать, что уровень нормального (рабочего) АД у каждого человека свой. Поэтому лучше принимать во внимание, что любое давление меньше нормального (индивидуального) на 20% — это гипотония.

Причины и признаки низкого сердечного давления.

Возникать гипотония может остро или длиться хронически. Диагноз “гипотензия” ставится при хроническом снижении артериального давления.

Причины острой гипотонии: инфаркт миокарда, обильное кровотечение, травматический или анафилактический шок, тромбоэмболия легочной артерии, перитонит, приступ аритмии.

Хроническая гипотензия может быть:

1. физиологической (т.е. нормальной — у спортсменов, людей, чей организм приспособился к большим физическим нагрузкам),
2. первичная – из-за психических или физических перегрузок,
3. вторичная – как следствие других патологий и заболеваний.

 Наиболее распространена вторичная гипотензия. Ее вызывают:

• анемии (чаще при кровопотерях),
• черепно-мозговые травмы,
• интоксикации (алкогольная, наркотическая, при инфекциях, передозировке некоторых лекарств),
• эндокринные нарушения (гипогликемия, патология щитовидной железы),
• патология позвоночника (остеохондроз, травмы, повреждения позвоночных артерий).

Симптомы низкого давления:

• головокружение, потеря сознания, слабость, снижение памяти, внимания, работоспособности,
• головная боль (в висках, в области лба),
• тахикардия (учащенный пульс),
• боли в области сердца (длится больше 30 минут),
• тошнота, рвота, метеоризм, запоры.

Чтобы установить причину данных симптомов и поставить диагноз необходимо дообследование (ЭКГ, УЗИ сердца и сосудов, ФГДС) и консультация и наблюдение врачей (терапевт, эндокринолог, невролог, гастроэнтеролог). 

Нужно ли лечить низкое давление?

Многие люди не чувствуют повышения и понижения своего АД. Так устроен наш организм – он приспосабливается к умеренным изменениям АД благодаря сложным внутренним механизмам. Однако это не значит, что такие состояния не опасны.

Все знают, что артериальная гипертензия часто сопровождается инсультами и инфарктами. Однако не многим известно, что гипотензия имеет такие же осложнения!

А низкое давление в молодости может привести к артериальной гипертензии в зрелом и пожилом возрасте. Поэтому гипотония – это абсолютно реальная проблема. Для пожилых людей гипотония и вовсе опасна: страдает головной мозг от недостатка кислорода и питательных веществ (вкупе с атеросклерозом может развиться ишемический инсульт), а заболевания сердца (атерокардиосклероз и стенокардия) при гипотонии прогрессируют стремительнее.

Для беременных низкое артериальное давление – крайне опасное состояние. Плод недополучает питательные вещества и кислород (возникают из-за этого врожденные пороки развития, и возможны преждевременные роды или невынашивание беременности. 

Что делать при низком давлении?

Физиологическая гипотония не требует особенных мер, если не вызывает жалоб у здорового человека. При снижении физических нагрузок пониженное артериальное давление приходит к нормальным значениям.

Если гипотония хроническая первичная, то необходимо устранить психическую или физическую перегрузку. Помогают в этом массаж, плавание, прогулки на свежем воздухе и все то, что позволяет человеку забыть о проблемах насущных и расслабиться. В домашних условиях рекомендуется добавить в пищу приправы и пряности (гвоздика, корица), кофеинсодержащие напитки. При неэффективности необходима консультация врача и, возможно, прием лекарственных препаратов.

Если гипотония хроническая вторичная, то необходимо лечение заболевания, ее вызвавшее.

Для наблюдения за состоянием сердечно-сосудистой системы рекомендуется использовать тонометры Microlife, оснащенные современными технологиями и дополнительными функциями. Раннее выявление гипотензии позволяет предпринять повышающие АД мероприятия и спасти жизнь.

Низкое давление: причины, способы коррекции, профилактика

Гипотония и ее причины Пониженным артериальным давлением (врачи называют его еще артериальной гипотензией) считается такое состояние, при котором артериальное давление опускается ниже 100/60 мм рт.ст. у мужчин и ниже 95/60 мм рт.ст. у женщин. Для пожилых давление ниже 105/65 мм рт.ст. уже считается пониженным. Не обязательно пониженное давление будет признаком нарушенного здоровья. Встречается и так называемая физиологическая гипотония. При этом на фоне пониженного давления человек чувствует себя прекрасно, у него нормальная работоспособность, нет никаких жалоб.
Патологическое низкое артериальное давление приносит людям множество проблем. Зачастую предрасположенность к пониженному давлению передается по наследству от родителей, которые страдали этим недугом. В большинстве случаев эта проблема беспокоит женщин. Склонность к пониженному давлению, как правило, наблюдается с детства. Такие дети вялы, малоподвижны, быстро устают в играх со своими сверстниками. Для гипотоников-взрослых характерна так называемая астеническая конституция – высокий рост и небольшой вес. В большинстве это худощавые люди с бледной кожей.
Кто же болеет гипотонической болезнью? В подавляющем большинстве эти люди, которые подвергались сильному и длительному психоэмоциональному напряжению. Другой возможной причиной может быть длительное умственное напряжение, в результате которого организм попадает в состояние декомпенсации. Перенесенная черепно-мозговая травма также может оставить после себя след в виде пониженного давления. Производственные вредности, такие как высокий уровень шума, вибрация, перегревание, могут в свою очередь привести к нарушению в работе сосудодвигательных центров. Многие гипотоники в детском возрасте перенесли тяжелые инфекции или их питание было нарушено. Патологически низкое давление часто регистрируют у людей, подвергшихся ионизирующему облучению. Наиболее частой причиной развития гипотонии является вегетативная сосудистая дисфункция. Следующая по частоте причина – патология эндокринных желез.

Основные симптомы. Большинство неприятных симптомов при пониженном артериальном давлении связаны с нарушением кровообращения в сосудах мозга. При этом ощущается пульсирующая боль в висках, реже в области затылка. Но может беспокоить и боль другой локализации (в области лба, тяжесть в висках). Нередко встречаются и мигренеподобные боли, локализирующиеся в одной половине головы. Они могут сопровождаться тошнотой, рвотой. Боль носит тупой, постоянный характер. Многие отмечают появление жалоб при перемене погоды, в период магнитных бурь. Нередко беспокоит головокружение, потемнение в глазах, особенно при резком вставании с постели. У некоторых гипотоников бывают обмороки, но встречаются они редко. Еще один симптом, который часто встречается у гипотоников, — слабость, быстрая утомляемость. К концу рабочего дня эти люди ощущают снижение работоспособности. Беспокоят рассеянность, снижение памяти. В результате замедления тока крови падает жизненная активность организма. Нередко гипотоники раздражительны, эмоционально неустойчивы, подвержены резким перепадам настроения, склонны к депрессиям.
Пониженный тонус сосудов создает определенные нарушения и в работе сердца, что может проявляться болями за грудиной и в сердечной области. Эти неприятные ощущения носят постоянный характер, могут сопровождаться сердцебиениями и ощущениями перебоев в работе сердца, не связанными с физической или нервной нагрузкой. Гипотоникам как будто не хватает воздуха, они постоянно зевают. Чаще ощущения нехватки воздуха бывают при нагрузке физической. У людей с пониженным давлением часто отмечается похолодание и онемение рук и ног, повышенная чувствительность к жаре и к холоду.

Неотложная помощь при остром падении давления. Что делать, если у человека, находящегося рядом с вами, ухудшилось самочувствие, у него кружится голова, темнеет в глазах, он бледнеет? К сожалению, с гипотониками это иногда случается, особенно в душном помещении, на солнцепеке. В этом случае нужно не растеряться и принять следующие меры:

1. Человека нужно по возможности быстро уложить, так как в таком положении облегчается кровоснабжение головного мозга.

2. Голова должна располагаться как можно ниже, не стоит подкладывать подушку, так как в таком положении затрудняется приток крови к мозгу.

3. Если же нет возможности уложить человека, следует посадить его, опустив голову как можно ниже между коленями. Обязательно необходимо дать выпить воды или чая.

4. Оказывают благоприятное воздействие в такой ситуации пары эфирных масел. Флакон со смесью масел розмарина и камфары или с мятным маслом достаточно поднести к носу человека. Несколько вдохов обычно бывает достаточно для восстановления самочувствия. Можно нанести несколько капель на платок и периодически подносить к носу.

Нормализация артериального давления включает в себя различные процедуры оздоровительного характера: регулярные физические занятия, массаж, водные и воздушные процедуры. Они оказывают положительное, тонизирующее воздействие на организм, нормализуют работу нервной системы, а следовательно, и работу внутренних органов. Хорошо себя зарекомендовали себя при пониженном давлении травы и травяные сборы. Однако, приступая к лечению, необходимо проконсультироваться с врачом.

Фитотерапия.

1. Плоды шиповника коричного – 40 г; трава медуницы лекарственной – 30 г; листья крапивы двудомной – 30 г; плоды смородины черной – 20 г; плоды барбариса обыкновенного – 20 г.

2. Корень цикория обыкновенного – 30 г; листья подорожника ланцетолистного – 30 г; листья смородины черной – 30 г; листья крапивы двудомной – 30 г; корень одуванчика лекарственного – 20 г.

3. Плоды рябины красной – 40 г; корневища пырея ползучего – 30 г; листья земляники лесной – 25 г; трава золототысячника малого – 10 г.

Травяные сборы, описанные в рецептах 1-3, готовят по одной схеме: подготовленные ингредиенты перемешать. Взять 2 ст. ложки травяной смеси и залить их 400 мл крутого кипятка. Оставить настаиваться на 4 часа. Процедить. Принимать по 100 мл 3 раза в день до приема пищи.

4. Листья черной смородины – 30 г; измельченные плоды шиповника коричного – 30 г; листья крапивы двудомной – 30 г; листья березы повислой – 30 г; листья земляники лесной – 20 г.

1 ст. ложку травяного сбора залить 250 мл крутого кипятка. Поставить кипятить на медленном огне на 2 минуты. Затем оставить для настаивания на 1 час. Процедить. Принимать по ½ стакана 3-4 раза в день до приема пищи.

Простые правила для гипотоника

1. Для гипотоника лучшее лекарство – это движение, а не лежание на диване. Физическая нагрузка улучшает снабжение мозга и других органов кислородом. Нагружая свой организм, вы будете лучше спать, а, следовательно, утром будете чувствовать себя бодрее.

2. Питайтесь легко. Переедаете приводит к напряжению пищеварительных процессов и расходу энергии. Ешьте столько, сколько нужно, но не до ощущения сонливости.

3. Не пропускайте приемы пищи, особенно завтрак. Низкое содержание сахара плохо сказывается на работе мозга. Если вы не голодны, можно съесть что-нибудь из фруктов. Это поддержит нужный уровень сахара и насытит организм витаминами и микроэлементами.

4. Будьте осторожны с кофе. Не стоит злоупотреблять этим бодрящим напитком, иначе вы рискуете превратиться в кофемана. Чашка кофе утром для вас, возможно, необходимо. Но она должна следовать за легким завтраком, ни в коем случае не натощак. Старайтесь в день выпивать не более 2 чашек кофе, а после обеда его лучше не употреблять совсем.

5. Для многих гипотоников дневной сон является хорошим лекарством. Не пренебрегайте этим в свободное время. Если вы не страдаете бессонницей, 15-20 минут дневного сна пойдут вам на пользу, восполнят вашу энергию и придадут бодрости.

6. Позволяйте себе расслабляться. Иногда это очень трудно. Но отдых необходим организму, чтобы вновь набраться сил и энергии. Массаж, ароматические ванны не только снимают усталость мышц, но придают энергию.

7. Мыслите позитивно. Наше мышление во многом определяет и наше состояние. Настройтесь на удачу, представьте себе, какие чувства вы будете испытывать, когда добьетесь поставленной цели. Вместо того, чтобы задумываться о неприятностях, связанных с предстоящей работой, подумайте, какое удовольствие вы получите, когда завершите ее.

Как удалить растворитель при пониженном давлении?

Как удалить растворитель при пониженном давлении?

В нефтяной промышленности cbd, первый шаг через оборудование для экстракции (сверхкритическая экстракция CO2 / центрифуга этанола

экстракция / ультразвуковая экстракция) для получения сырой нефти CBD из конопли. Во-вторых, добавьте подходящий растворитель для депарафинизации.

фильтрация, после удаления примесей нам нужно сделать растворитель, удалить .

Обычно вы можете выбрать роторный испаритель или испаритель с протертой пленкой для удаления растворителя.

растворитель при пониженном давлении?

1. Концентрация при пониженном давлении: удалите растворитель и оставьте то, что хотите. Дистиллированный с пониженным содержанием

давление: Выпаривайте то, что хотите. Роторный испаритель — это экономичный метод удаления растворителя, который можно

выберите объем 1 ~ 100 л в соответствии с вашим запросом, совместимый с вакуумным насосом и чиллером.

2. Если вы используете роторный испаритель для удаления растворителя при пониженном давлении, сначала создайте небольшой вакуум (около

0,03 МПа), а затем откройте и поверните, чтобы испарительная колба не соскальзывала. При остановке, пожалуйста, подождите

до тех пор, пока вакуум не упадет примерно до 0,04 МПа перед остановкой вакуумного насоса. Чтобы испарительная колба не упала

прочь и всасывая обратно.

3.Каждый интерфейс, уплотнительная поверхность, уплотнительное кольцо и соединение вашего роторного испарительного оборудования должны быть покрыты

слой вакуумной смазки перед установкой.

4. Перед подачей питания необходимо добавить воду в нагревательную баню ротационного испарителя .

5. Если вязкость вашего образца очень большая, скорость вращения следует уменьшить и вручную повернуть медленно.

для образования новой поверхности жидкости для облегчения испарения растворителя .

6. Если образец чувствителен к воздуху, к выпускному отверстию можно подключить баллон с азотом. Во-первых, всплеск

азот пропускают для выпуска воздуха в роторном испарителе , а затем к роторному пару подключают пробоотборный сосуд.

После обработки паром выпустите азот, чтобы увеличить давление, затем выключите насос и снимите бутыль с образцом.

и запечатайте его.

Не знаю, как выбрать подходящую вакуумную систему, регулятор вакуума, низкотемпературный термостат чиллера,

хотите узнать, как поддерживать свое оборудование, обращайтесь по телефону info @ toptionlab.com бесплатная поддержка.

---

Дистилляция под вакуумом или при пониженном давлении | Дистилляция

Дистилляция при пониженном давлении используется для перегонки жидкостей с небольшим количеством примесей или для фракционирования компонентов жидких смесей с высокими температурами кипения, который разложился бы при перегонке при атмосферном давлении. В модификации дистилляционного аппарата (рис. 15.1), необходимые для пониженного давления перегонкой бывают:

• Источник вакуума: это может быть водяной насос с функцией предотвращения всасывания. ловушка, создающая в лучшем случае разрежение 15-25 мм рт. или роторный вакуум насос (проконсультируйтесь с инструктором по поводу его использования, так как это дорогостоящий оборудование и легко загрязняется или повреждается), которые будут эвакуированы вниз до 0.1 мм рт. Двухступенчатые сухие вакуумные насосы создают разрежение 1-5 мм. Hg, устойчивы к парам органических и кислотных паров и просты в использовании.
• Манометр для измерения давления (вакуума) в аппарате, т.к. точка кипения жидкости зависит от давления. Обычно используются два типа (Рис. 15.3): манометр Anschutz, который дает постоянные показания вакуум во время перегонки, и Vacustat ^® , который используется для возьмите «образец» вакуума в данный момент.Vacustats ^® очень точны и чаще используются в сочетании с роторным масляным насосом.
• Адаптер для отбора, позволяющий собирать несколько фракций. без остановки перегонки менять приемные колбы. А приемный адаптер, называемый «свиньей» (рис. 15.4), можно поворачивать на конце конденсатор для сбора трех фракций.
• Соответствующие меры против ударов: перегонка при пониженном давлении общеизвестно склонны к «ударам» и гранулы, препятствующие ударам, неэффективно.Вы можете использовать магнитную « блоху » в сочетании с мешалкой для посуды. и масляная баня; стравливание воздуха путем извлечения пипетки Пастера в тонкий капилляр с помощью микрогорелки (проконсультируйтесь с инструктором), вставив его в адаптер с завинчивающейся крышкой и поместив во второй горлышко перегонной колбы. Вакуум втягивает тонкий поток воздуха в колбу и образует маленькие пузырьки, которые перемешивают жидкость во время перегонки; или деревянная палочка для кипячения для мелкомасштабной кратковременной перегонки, так как вакуум будет вытягивать воздух из стержня и перемешивать жидкость.
• Трехходовой кран, вставленный между источником вакуума и манометром, так что вы можете контролировать вакуум, подаваемый в систему дистилляции.

Рис. 15.3 Манометры для вакуумной перегонки.

Рис. 15.4 Адаптер приемной колбы типа «Свинья».

Типичная система для перегонки при пониженном давлении показана на рис. 15.5 и процедура с использованием водяного насоса описана во вставке 15.4.

Рис. 15.5 Аппарат для вакуумной перегонки.

Дистилляция Kugelrohr
Это также известно как перегонка по короткому пути или перегонка от колбы к колбе. Это процедура перегонки при пониженном давлении, практически исключающая потери из-за размера устройства и особенно полезен для небольших объемов жидкости.Жидкая проба помещается в небольшую круглодонную колбу, подсоединенную к ряд лампочек (рис. 15.6), которые затем нагреваются и вращаются (для предотвращения ударов) под вакуумом в электрической духовке. Жидкость дистиллируется из колбы внутри духовку к холодной лампочке вне духовки. Поскольку путь дистилляции очень короткий, длина стыка стекла потери сведены к минимуму. Использование нескольких лампочек в качестве колбы-приемники позволяют фракционировать небольшой объем смеси путем изменения температура в духовке.Дистилляты можно удалить из луковиц с помощью либо промывание в другой колбе с растворителем с низкой температурой кипения, либо с использованием «изогнутая» пипетка Пастера (рис. 15.7), поскольку колбы можно держать только горизонтально.

Рис. 15.6 Дистилляционный аппарат Kugelrohr.

Рис. 15.7 «Изогнутая» пипетка Пастера.

Паровая дистилляция
Этот процесс можно использовать для разделения нерастворимых в воде ковалентных соединений. из сырых реакционных смесей или для выделения летучих природных продуктов, например терпены из растительной ткани. Неочищенную смесь нагревают водой и паром. и летучий парообразный материал эо-дистиллируется с паром и затем конденсируется с водой и собирается. Затем вам нужно будет провести экстракция для разделения воды и нерастворимого компонента.

Рис. 15.8 Номограмма для оценки точки кипения при пониженном давлении. Чтобы использовать его, проведите линию между зарегистрированным давлением и точкой кипения при 760 мм рт. Ст., А затем продлите линию до шкалы наблюдаемых точек кипения. Это точка кипения при пониженном давлении. В этом примере жидкость b.pt. 250QCat 760 мм рт. ст. будет кипеть при 118 ° C и 10 мм рт.

Фиг.15.9 Аппараты для паровой дистилляции.

Пар, необходимый для паровой дистилляции, может быть обеспечен внешним источник, такой как трубопроводный пар в лаборатории или пар, образующийся при нагревании вода в колбе, которая затем подается в перегонную колбу. Steam очень опасный и самый безопасный способ получения пара — нагревание смеси огромный избыток воды в перегонной колбе: пар образуется на месте. В Оборудование для паровой дистилляции показано на рис.15.9 и порядок действий описан во вставке 15.5.

* Примечание: Никогда не пытайтесь перегонять полностью закрытая система. Всегда проверяйте, чтобы расширяющиеся пары могли улетучиваться.

термодинамика — Пониженное давление и охлаждение

термодинамика — Пониженное давление и охлаждение — Physics Stack Exchange

Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange

2. 0
3. +0
6. Авторизоваться Подписаться

Physics Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для активных исследователей, ученых и студентов-физиков.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил 5 лет, 6 месяцев назад

Просмотрено 961 раз

$ \ begingroup $

Привет, знающие люди,

Т.к. точка кипения жидкости может быть снижена за счет снижения давления.Мне было интересно, возможно ли это: Добавьте немного жидкости (спирт или воду) в контейнер, уменьшите давление внутри контейнера так, чтобы, скажем, жидкость внутри могла закипеть, скажем, при температуре 10 градусов по Цельсию (50 градусов по Фаренгейту), и герметично закройте контейнер. Теперь, если я хорошо изолирую контейнер и наверху контейнера поместите охлаждающее устройство (пельтье, лед, холодная вода — которое может обеспечить охлаждение, скажем, на 5 градусов Цельсия / 41 градус Фаренгейта). Замерзнет ли / может ли вода / спирт внутри контейнера замерзнуть ?.Я думал, так как в контейнере низкое давление, и если пар внутри можно многократно конденсировать с помощью охлаждения — что приведет к вакуумированию, и жидкость внутри может закипеть и замерзнуть — возможно ли это (это был бы простой холодильник) — поскольку теперь один из них сделал это, возможно, есть что-то, чего я должен упустить, и я хотел знать, что это такое.

Большое спасибо за ваше время и обмен.

Береги себя.

Создан 09 фев.

$ \ endgroup $ $ \ begingroup $

Эксперимент, который вы описываете, показан в этом видео примерно через 8 минут.

Это называется испарительным охлаждением и действительно использовалось для охлаждения на протяжении всей зарегистрированной истории. действительно, если у вас есть потовые железы, ваше собственное тело использует испарительное охлаждение. На самом деле в вашем холодильнике также используется испарительное охлаждение, но он удерживает испаряющуюся жидкость внутри герметичной системы.

Снижение давления увеличивает эффективность испарительного охлаждения, но вы должны использовать энергию для откачки воздуха, чтобы не получить дополнительное охлаждение бесплатно.

Создан 09 фев.

Джон РенниДжон Ренни

317k100100 золотых знаков659659 серебряных знаков928928 бронзовых знаков

$ \ endgroup $ 3 Physics Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в ​​отношении файлов cookie.

Принимать все файлы cookie Настроить параметры

воды — Студенты | Britannica Kids

Введение

NASA / JPLantoineede / iStock / Getty Images Plus Encyclopædia Britannica, Inc.

Почти три четверти поверхности Земли покрыто водой. Пожалуй, самая важная жидкость в мире, воду обычно легко получить из дождя, источников, колодцев, ручьев, рек, прудов и озер. Он заполняет бескрайнее дно океана. В виде пара вода также присутствует в воздухе, где она часто конденсируется в облака. Тела большинства живых существ содержат большую часть воды. Например, вода составляет около 60 процентов веса человеческого тела.

Вода необходима для жизни.Несколько миллиардов лет назад первые формы жизни на Земле выросли в море. Хотя сегодня многие растения и животные могут жить на суше, им по-прежнему нужна вода. Эта поддерживающая жизнь жидкость составляет большую часть крови животных или сока растений, которые питают живые ткани.

Земная вода постоянно циркулирует в гидросфере, той части Земли, которая включает в себя всю жидкую воду на, чуть ниже и чуть выше поверхности планеты. Человек, пьющий воду сегодня, может пить ту же воду, которая давала освежение людям, жившим тысячи лет назад.Хотя вода постоянно циркулирует в гидросфере, во многих областях на Земле ее не хватает.

Земляные воды сильно влияют на то, где и как живут люди. От фермерских общин до самых маленьких деревень и крупных городов — доступ к воде помогал определять структуру человеческих поселений на протяжении всей истории. Домашний скот и урожай зависят от воды. Одно полностью выращенное растение кукурузы (кукурузы) потребляет более галлона воды в день. Для выращивания одного акра хлопка требуется около 800 000 галлонов (3 028 300 литров) воды.На климат Земли влияет вода. Благодаря эрозии и очищающему действию ледников вода изменяет поверхность земли.

© Papo / Fotolia © Лиза Любин — www.llworldtour.com

Хотя вся вода важна, для поддержания жизни необходима пресная вода. Большая часть воды на Земле — примерно 97,3 процента — представляет собой соленую воду и находится в основном в океанах. Остальные 2,7 процента воды на Земле — это пресная вода, однако большая часть ее заморожена в полярных ледяных шапках и ледниках или заблокирована под землей в виде грунтовых вод.Менее 1 процента пресной воды Земли составляет поверхностная вода, вода, доступная для использования живыми существами.

Британская энциклопедия, Inc.

По своим физическим свойствам вода сильно отличается от большинства других жидкостей. Вода, например, имеет редкое свойство быть легче в твердом виде, чем в жидком. Если бы лед (твердая вода) был тяжелее воды, замороженная вода в озере опускалась бы на дно и накапливалась до самого верха, убивая всю морскую жизнь. Способность воды накапливать большое количество тепла помогает живым существам выжить при резких перепадах температуры.Количество тепла, производимого мужчиной в течение одного дня, было бы достаточно для повышения температуры его тела на целых 300 ° F, если бы не вода в его тканях.

Вода в повседневной жизни

© Ingram Publishing / Thinkstock

Ткани человека требуют около 2 ¹ / ₂ литров воды в день. Большинство людей выпивают около литра воды каждый день. Остальное обеспечивает содержание воды в продуктах. Например, яйцо на 74% состоит из воды; арбуз — 92 процента; и кусок нежирного мяса, около 70 процентов.Такие напитки, как молоко, кофе, чай и безалкогольные напитки, в основном состоят из воды.

Некоторые упакованные продукты обезвожены; другие лиофилизированы. В обоих процессах из них удаляется вода, чтобы предотвратить порчу ( см. обработка пищевых продуктов). Вода необходима для приготовления многих других продуктов.

Британская энциклопедия, Inc.

В среднем каждый человек в Соединенных Штатах использует от 80 до 100 галлонов (от 300 до 380 литров) воды в день для личных и домашних нужд.К ним относятся питье, мытье, приготовление пищи и удаление мусора. На ванну в ванне требуется около 30 галлонов (115 литров) воды. Около 5 галлонов (19 литров) воды расходуется каждую минуту, когда принимается душ, хотя водосберегающие насадки для душа могут снизить этот показатель до 2 галлонов (8 литров) в минуту. Большое количество воды также используется для орошения газонов и садов, а также для работы кондиционеров и систем отопления во многих домах, магазинах и офисных зданиях.

Вода очень важна для промышленности.Он вращает турбины гидроэлектростанций, вырабатывающих электричество, на свет, тепло и электроэнергию для многих заводов и населенных пунктов. В некоторых отраслях промышленности, например в нефтяной, для приготовления продукции требуется вода. Например, 10 галлонов (38 литров) воды необходимы для очистки 1 галлона (4 литра) бензина. Озера, реки и океаны являются важными водными путями для товаров судоходной отрасли.

© Джим Паркин / Fotolia

В засушливых районах фермеры должны орошать свои земли для выращивания сельскохозяйственных культур.Благодаря проектам ирригации в регионах, которые когда-то были пустынями, появились плодородные земли. К началу 21 века более 100 триллионов галлонов (380 триллионов литров) пресной воды ежедневно использовалось для орошения пахотных земель в Соединенных Штатах.

Пол Морс / Белый дом

Хотя вода обычно полезна для людей, она также может быть разрушительной. Ежегодно наводнения, мокрый снег, град, снег и сильные дожди наносят ущерб на миллионы долларов. Эти разрушительные наводнения и штормы также приводят к травмам и гибели людей.

Происхождение

Миллиарды лет назад Земля представляла собой массу горячих, вихревых газов и пыли. Среди газов были водород и кислород, строители воды. Когда Земля начала остывать, атомы водорода и кислорода соединились, образуя воду. Однако Земля была еще слишком горячей, чтобы вода могла существовать в жидком состоянии. Водяной пар, который представляет собой воду в газообразном состоянии, поднялся с Земли и охладился, конденсируясь в густые облака над ней. Всякий раз, когда некоторые из капель воды в этих облаках падали на Землю, они немедленно закипали обратно в облака.

Наконец, Земля остыла достаточно, чтобы образовались горные породы, а часть воды осталась жидкой. Когда это произошло, огромное количество водяного пара в облаках конденсировалось и упало на Землю. Ученые считают, что первый дождь мог идти за сотни лет. Впадины на поверхности Земли начали заполняться водой. Потоки воды потекли по скалам Земли и начали формировать континенты. ( См. Также геология.)

Состав и физические состояния

Encyclopædia Britannica, Inc.© fotofuerst / Fotolia

Молекула воды (химическая формула, H ₂ O) содержит два атома водорода и один атом кислорода. Поскольку он намного тяжелее водорода, кислород составляет около 89 процентов веса молекулы воды. Вне зависимости от того, находится ли вода в жидком, твердом (лед) или газообразном состоянии (водяной пар или пар), ее химический состав остается неизменным. Три физических состояния воды зависят от движения молекул воды, которое, в свою очередь, зависит от тепла.Например, во льду молекулы воды потеряли столько тепла, что движутся медленно. Тогда электрическое притяжение между молекулами становится достаточно сильным, чтобы связать их вместе в фиксированном порядке с небольшим движением молекул; таким образом лед сохраняет свою форму.

Когда вода находится в жидкой форме, ее молекулы приобрели достаточно тепла, чтобы они двигались быстрее, чем во льду. Этого увеличенного движения достаточно, чтобы преодолеть большую часть электрического притяжения между молекулами и позволить им довольно свободно перемещаться.Поскольку молекулы воды в жидком состоянии не удерживаются в жесткой структуре, вода принимает форму того контейнера, в котором она находится. Когда вода существует в виде пара или пара, ее молекулы движутся так быстро — из-за дальнейшего увеличения тепла — что притяжение полностью преодолевается.

Атмосферное давление также влияет на изменение физического состояния воды. При давлении на уровне моря в одну стандартную атмосферу (760 миллиметров ртутного столба) чистая вода превращается в лед при температуре 32 ° F (0 ° C) и превращается в пар при температуре 212 ° F (100 ° C).Над уровнем моря, где давление понижено, вода закипает при более низких температурах и замерзает при более высоких температурах.

Плотность и вес

Вода достигает максимальной плотности (веса на единицу объема) при 39,2 ° F (4,0 ° C). Плотность чистой воды при 39,2 ° F составляет один грамм на кубический сантиметр. Эта величина является основой для определения удельного веса вещества. Удельный вес любого вещества определяется как отношение его плотности к плотности воды, равное 39.2 ° F. Плотность золота, например, 19,3 грамма на кубический сантиметр; таким образом, его удельный вес составляет 19,3. Это означает, что золото в 19,3 раза плотнее (тяжелее) воды. Вещества с удельным весом более 1.000 тонут в воде; те, у кого меньше 1.000, плавают на воде.

Каждый кубический фут воды весит 62,4 фунта. Галлон (231 кубический дюйм) воды весит около 8 ¹ / ₃ фунтов. Морская вода обычно на 3 ¹ / ₂ процентов тяжелее пресной воды, потому что она содержит около 35 фунтов соли на каждые 1000 фунтов воды.Вес воды, конечно, увеличивает давление с глубиной. В Мировом океане давление увеличивается более чем на 4 ¹ / ₃ фунтов на квадратный дюйм на каждые 10 футов глубины. При такой скорости давление в океане на милю составляет более 2300 фунтов на квадратный дюйм. ( См. Также подводное погружение .)

Как вода замерзает и расширяется

Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц

При давлении на уровне моря пресная вода замерзает при температуре 32 ° F (0 ° C).Морская вода замерзает при температуре около 28 ° F (–2 ° C), потому что соли в этой воде понижают ее точку замерзания. В пресной и соленой воде, когда температура опускается до точки замерзания, движение молекул воды замедляется. При превращении в лед вода остается на 32 ° F, но продолжает отдавать тепло. Когда лед тает, полученная смесь льда и воды остается при температуре 32 ° F, пока весь лед не растает ( см. материя, «Атомная теория и состояния материи»). К тому времени вода поглотила столько же тепла, сколько потеряла при замерзании.Количество тепла, которое выделяется или поглощается без изменения температуры, называется скрытой теплотой плавления. На каждый грамм воды приходится около 80 калорий.

Вода расширяется почти на одну десятую своего объема при замерзании. Таким образом, 1 кубический фут воды превращается в 1,09 кубического фута льда. Следовательно, лед становится менее плотным (легче), чем вода при той же температуре, и лед плавает.

Замерзшая вода расширяется с огромной силой — до тонн на квадратный дюйм в зависимости от скорости замерзания и других факторов.Незащищенные водопроводные трубы часто лопаются холодными ночами из-за этой огромной силы расширения. Более тяжелые водопроводные трубы были бы бесполезны, потому что ученые показали, что заполненный водой чугунный сосуд с толщиной стенок в несколько дюймов все равно лопнет, когда вода замерзнет. Если смесители могут работать с капельной скоростью, часто трение движущейся воды производит достаточно тепла, чтобы предотвратить разрывы труб.

Как вода испаряется и закипает

Тепло превращает воду из жидкости в газ.Все вещества удерживают тепло, и все их молекулы находятся в движении. Молекулы в жидкой воде движутся недостаточно быстро, чтобы убежать. Однако на поверхности воды некоторые молекулы сталкиваются с молекулами под ними и, таким образом, приобретают достаточную скорость, чтобы оторваться и взлететь в воздух. Этот постоянный уход поверхностных молекул называется испарением.

© Toa555 / Dreamstime.com

С повышением температуры воды испарение ускоряется, потому что молекулы движутся быстрее. Если повышение температуры достаточно велико, даже молекулы глубоко под поверхностью оторвутся от своих соседей и сформируют пузырьки пара.Эти пузыри затем поднимаются на поверхность и разлетаются в виде пара. Температура, которая достаточно высока, чтобы вызвать эту активность, называется точкой кипения. Температура кипения воды на уровне моря составляет 212 ° F (100 ° C).

Когда жидкая вода превращается в пар или пар, вода поглощает тепло без повышения температуры. Когда два равных количества воды превращаются в пар, одно медленно при обычном испарении, а другое быстро при кипении, количество тепла, которое в конечном итоге поглощается каждым из них, примерно равно. В отсутствие пламени или другого источника тепла испаряющаяся вода забирает тепло из окружающей среды.При этом он охлаждает все, что находится рядом с ним. Люди в теплом климате часто сохраняют воду прохладной, помещая ее в большой холщовый мешок или пористый керамический кувшин, который становится влажным по мере того, как через него просачивается часть воды. Поскольку испарение происходит с влажной поверхности, тепло отбирается от воды, находящейся внутри, и, таким образом, вода охлаждается.

Вода, превращающаяся в пар, поглощает тепло. Количество тепла, необходимое для превращения одного грамма воды при температуре 212 ° F и давлении на уровне моря в пар, составляет около 540 калорий.Это полезное свойство воды, называемое скрытой теплотой парообразования. Его эффект велик. Когда кубический фут воды при давлении на уровне моря выкипает, получается около 1700 кубических футов пара. Поскольку быстро движущиеся молекулы воды разлетаются в виде пара, они могут передавать значительную энергию окружающим объектам. Эта энергия используется в системах отопления, паровых двигателях и турбинах.

Давление влияет на точку кипения

Encyclopædia Britannica, Inc.

Атмосферное давление влияет на температуру кипения воды.Когда атмосферное давление увеличивается, точка кипения становится выше, а когда атмосферное давление понижается (как это происходит при повышении высоты), точка кипения становится ниже.

Давление на поверхность воды имеет тенденцию удерживать молекулы воды. По мере увеличения давления молекулам воды требуется дополнительное тепло, чтобы набрать скорость, необходимую для выхода. По такому принципу работают скороварки. Когда манометр для скороварки показывает давление 100 фунтов на квадратный дюйм, температура внутри скороварки составляет более 300 ° F (149 ° C).

Понижение давления снижает температуру кипения, поскольку молекулам требуется меньшая скорость для выхода. Низкое атмосферное давление на высокогорье снижает температуру кипения до такой степени, что вода не может достаточно нагреться для удовлетворительного сваривания яиц.

Более чем один вид воды

Ученые сначала думали, что все молекулы воды похожи. Позже они узнали, что у водорода есть три изотопа, а у кислорода шесть изотопов. Эти девять изотопов могут сочетаться различными способами, образуя молекулы воды разного веса.Однако только один из изотопов кислорода обычно участвует в образовании воды, потому что этот изотоп составляет более 99 процентов кислорода в мире. Изотопы водорода гораздо важнее. Химики называют эти изотопы протием (водород с одной массой), дейтерий (водород с двойной массой) и тритием (водород с тройной массой). Протий соединяется с кислородом с образованием легкой воды; дейтерий и кислород образуют тяжелую воду; а тритий и кислород производят сверхтяжелую воду.

Обычная вода, встречающаяся в природе, состоит в основном из легкой разновидности и имеет формулу H ₂ O.Химики называют тяжелую воду оксидом дейтерия (D ₂ O). Он примерно на 10 процентов тяжелее H ₂ O. Только одна часть тяжелой воды содержится примерно в 5000 частях обычной воды. Тяжелую воду можно отделить от легкой путем испарения, но химики обычно используют более эффективный процесс, называемый электролизом. Поскольку D ₂ O медленнее реагирует на электролиз, чем H ₂ O, тяжелая вода остается после того, как легкая вода исчезает. Ученые используют тяжелую воду для замедления быстродвижущихся нейтронов в ядерных реакторах.

Сверхтяжелая вода называется оксидом трития (T ₂ O). Мало что известно о его свойствах, потому что его трудно разделить и он очень нестабилен. Поскольку тритий радиоактивен, ученые используют следы T ₂ O, чтобы наблюдать влияние воды на различные органические соединения. Радиоактивный тритий можно обнаружить и проследить с помощью специальных приборов.

Чистая вода никогда не встречается в природе, потому что вода является отличным растворителем для многих минералов. Он также собирает частицы материи, куда бы она ни текла.Химики должны дистиллировать воду, чтобы получить чистую воду для тонких химических процессов. Химические термины, содержащие приставку hydr- (от греческого слова hydor , что означает «вода»), такие как гидрат, гидрид и гидроксид, показывают, что вода содержится в веществе. Безводный и обезвоженный означает, что вода, обычно присутствующая в веществе, была удалена.

Как вода циркулирует во всем мире

Вода должна быть легко доступной для поддержания жизни и ее деятельности.На первый взгляд может показаться, что вода всегда доступна, поскольку Земля буквально окружена водой: до 4 процентов атмосферы у поверхности земли может состоять из водяного пара. Кроме того, по поверхности Земли разбросаны многие тысячи озер, рек и ручьев. Огромные океаны, почти бесконечный источник воды, покрывают около 140 миллионов квадратных миль и содержат около 320 миллионов кубических миль воды. Тем не менее, со всей этой водой есть части Земли, которые выжжены и засушливы. То, как вода циркулирует между Землей и атмосферой, определяет, где можно найти и использовать достаточные запасы воды.

Круговорот воды

Создано и произведено QA International. © QA International, 2010. Все права защищены. www.qa-international.com © Дэвид Томлинсон / NHPA

Если бы не действовали никакие силы, кроме гравитации, мировая вода осела бы в океанских бассейнах и осталась бы там. Поверхности суши превратятся в безжизненные пустыни. Однако вода в океанах не застаивается. Он постоянно испаряется из океанов и других водоемов под воздействием солнечного тепла и разносится ветрами по морю и суше.Таким образом, огромное количество воды всегда находится во взвешенном состоянии в атмосфере в виде пара. Когда в атмосфере преобладают определенные погодные условия, часть водяного пара конденсируется в капли жидкой воды, кристаллы льда или и то, и другое, образуя облака. Когда в таких облаках накапливается больше влаги, чем они могут удерживать, вода возвращается на землю в виде дождя или снега. Этот процесс перемещения воды из океанов в атмосферу и обратно на сушу и в океаны называется круговоротом воды или гидрологическим круговоротом.

Британская энциклопедия, Inc.

Солнце, воздух, вода и сила тяжести работают вместе, чтобы поддерживать круговорот воды. Основные этапы цикла включают: испарение воды под действием солнечного тепла и испарение воды растениями; конденсация водяного пара холодным воздухом; осаждение воды самотеком; и возвращение воды под действием силы тяжести в океаны. Часть воды испаряется в воздух из рек, озер, влажной почвы и растений, но большая часть воды, которая движется по поверхности Земли, поступает из океанов и в конечном итоге возвращается в океаны.

Поверхностные и подземные воды

Почва, покрывающая Землю, действует как гигантское решето. Между частицами почвы есть крошечные промежутки, которые позволяют воде стекать в почву. Когда случаются сильные дожди, эти крошечные пространства в почве быстро заполняются водой, а избыток воды, называемой поверхностной водой, стекает по поверхности почвы. Такой поверхностный сток течет как тонкий, едва заметный слой воды, пока не достигнет углубления в земле, такого как желоб или русло, где вода может удерживаться.Там он больше не течет как слой воды, а как четко очерченный канал воды, движущийся вниз к океану.

Изображение любезно предоставлено Отделом наук о Земле и дистанционного зондирования Космического центра имени Джонсона НАСА Encyclopædia Britannica, Inc.

Вода, которая проникает в почву, медленно стекает вниз или просачивается через поры и трещины в почве и камнях. Слои или слои горных пород и почва, способная удерживать воду, называются водоносными горизонтами. В конце концов, вода достигает уровня, на котором она не может идти дальше, потому что коренная порода образует основу.По мере того, как накапливается все больше и больше воды, водоносный горизонт насыщается (заполняется) водой и больше не может удерживаться. Вода, содержащаяся в водоносных горизонтах, называется грунтовыми водами. Глубина залегания грунтовых вод варьируется, поскольку твердое основание коренных пород существует на разных уровнях. Подземные воды — основной источник пресной воды. С помощью колодцев люди выносят эту воду на поверхность, чтобы удовлетворить свою потребность в воде. Часть грунтовых вод перемещается к поверхности почвы за счет капиллярного действия и испаряется в воздух.Растения черпают воду из увлажненной земли. Вода проходит через корни растения к его листьям и испаряется. Этот процесс называется транспирацией. Взрослый дуб может потреблять около 100 галлонов (380 литров) воды в день. Летом с акра кукурузы (кукурузы) ежедневно требуется от 3 000 до 4 000 галлонов (от 11 360 до 15 140 литров) воды.

Водный стол

Британская энциклопедия, Inc.

Самый верхний уровень грунтовых вод называется уровнем грунтовых вод; ниже этого уровня почва переувлажнена.Если вырыть яму достаточно глубоко в почве, она может достичь уровня грунтовых вод. Уровень грунтовых вод не везде находится на одном уровне. В одних местах он может быть близко к поверхности, а в других — на глубине сотен футов под землей. Иногда глубокий разрез в земле обнажает уровень грунтовых вод. Затем грунтовые воды стекают ручьем или рекой.

© jiongkai zhang / Fotolia

Изменения климатических условий и количества осадков, используемых растительностью, могут вызвать повышение или понижение уровня грунтовых вод.Сильные дожди могут поднять уровень грунтовых вод. Если уровень станет слишком высоким, это может привести к повреждению растений. Во время редких дождей почва становится чрезвычайно сухой, а грунтовые воды, которые просачиваются на поверхность и испаряются, не заменяются. Уровень грунтовых вод становится ниже. Если в ближайшее время не восстановить большую часть потерянной воды, может произойти засуха.

Вода, забираемая из колодцев, может повлиять на уровень грунтовых вод в данном районе. Когда грунтовые воды перекачиваются на поверхность, уровень воды в колодце становится немного ниже, чем окружающий уровень грунтовых вод.Затем грунтовые воды стекают вниз до уровня воды в колодце, вызывая конус депрессии на уровне грунтовых вод. Это немного понижает уровень грунтовых вод. Если вода будет быстро забираться из нескольких колодцев в одном районе, уровень грунтовых вод может значительно снизиться. Уровень грунтовых вод может снова подняться при выпадении достаточного количества осадков или при уменьшении количества воды, забираемой из колодцев.

Движение воды

Как грунтовые, так и поверхностные воды движутся вниз по склону. Часть грунтовых вод может застрять в твердых породах.Он остается там — под давлением, потому что грунтовые воды над захваченной водой давят на него. Скважины, пробуренные в бассейне с захваченной водой, выпускают воду, и она устремляется на поверхность без откачки. Такие колодцы называются артезианскими.

Обычно грунтовые воды медленно движутся вниз по склону, распространяясь и сплющиваясь в пористой почве. В конечном итоге он впадает в постоянные, непрерывно текущие потоки, которые, в свою очередь, впадают в большие реки, впадающие в океан.

Как населенные пункты снабжаются водой

© Bronwyn Photo / Fotolia

Людям требуется запас пресной воды для поддержания жизни.Системы водоснабжения обеспечивают водой орошение, дома, предприятия, промышленность и вывоз мусора. Вода также необходима для общественных нужд, таких как пожаротушение, промывка гидрантов и уборка улиц. Системы городского водоснабжения обычно включают работы по сбору, передаче, очистке, хранению и распределению воды.

Кайо-ду-Валле

Некоторые города получают воду, перекачивая ее из озера, реки или прудов. Другие общины качают воду из колодцев. Резервуары для хранения или дамбы иногда сооружаются в точках сбора воды или рядом с ними, чтобы обеспечить надежную подачу воды.Многие водохранилища имеют множество применений, включая водоснабжение, орошение, навигацию, гидроэнергетику, борьбу с наводнениями и отдых. Вода часто транспортируется к гидротехническим сооружениям по каналам, акведукам или туннелям. Также используются трубопроводы, по которым вода течет самотеком или под давлением. Другой метод получения пресной воды — обессоливание морской воды, обычно называемое опреснением. Опреснительные установки обычно располагаются на прибрежных территориях.

Перед раздачей воды для использования ее обычно обрабатывают, чтобы сделать ее гигиенически безопасной, привлекательной и приятной на вкус.Насосная станция, регулирующая количество подаваемой воды, и система очистки воды называются гидротехническими сооружениями.

Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц

Разные города поставляют своим гражданам разное количество воды, но средний объем воды, потребляемой городским жителем в Соединенных Штатах, составляет около 150 галлонов (570 литров) каждый день. Эта цифра включает воду, используемую для таких целей, как пожаротушение, вывоз мусора, уборка улиц и промышленность. Большинство городов не могут платить наличными за строительство дорогостоящих гидротехнических сооружений, поэтому они выпускают облигации, чтобы собрать деньги.Чтобы погасить эти облигации и поддержать систему водоснабжения, города когда-то облагали налогом владельцев собственности. Сегодня в большинстве городов требуются счетчики в каждом здании, а с потребителя взимается плата за использованный объем воды. Основные улучшения и дополнения к системе часто финансируются за счет доходных облигаций, которые оплачиваются водопользователями.

Очистка воды и другие виды обработки

© huimin / Fotolia

Простые водные системы — те, которые передают воду напрямую от источника к пользователю без обработки — работают хорошо, если источник обеспечивает относительно чистую воду.Однако немногие города могут найти источник такой воды. Сточные воды или отходы скотного двора могут переносить болезнетворные организмы в систему водоснабжения. Неочищенные промышленные отходы часто загрязняют поставки. Вода может содержать грязь, ил и растворенные минералы. Гидравлические станции удаляют такие загрязнения перед тем, как направить воду в водопровод. Гидравлические станции обрабатывают воду по-разному, в зависимости от источника воды и предполагаемого использования. Перед очисткой воду обычно прокачивают через грубые фильтры, улавливающие крупные предметы.Затем насосы нагнетают просеянную воду в смесительный резервуар. Там в воду добавляют химические вещества, называемые коагулянтами. Коагулянты соединяются с бактериями, грязью и илом, образуя липкие комки, называемые хлопьями. Затем вода попадает в глубокие широкие отстойники или отстойники. Поскольку вода медленно проходит через резервуары, хлопья оседают на дно. Они удаляются со дна резервуара механическими скребками.

Вода из отстойников фильтруется через песок или другой пористый материал.Фильтр улавливает все оставшиеся взвешенные вещества. Чаще всего используются быстрые песочные фильтры. Песок разбрасывается на глубину от 24 до 36 дюймов (от 61 до 91 сантиметра) в фильтрующем резервуаре, который может занимать несколько акров. Каждый акр (0,4 га) фильтра может обрабатывать до 125 миллионов галлонов (473 миллиона литров) воды в день.

Песок для фильтров не просто механически фильтрует воду. Постепенно примеси образуют на песке желеобразный поверхностный мат. Бактерии и взвешенные вещества прилипают к поверхности мата по мере прохождения воды.Реверсирование потока воды смывает накопившиеся отходы. Некоторые фильтрационные установки используют мелкоизмельченный антрацит или каменный уголь в качестве фильтра вместо песка.

Многие системы водоснабжения не имеют сложных фильтровальных установок. Но даже в системах со сложными фильтрационными установками бактерии могут пройти через очистные устройства. Поэтому воду обычно стерилизуют химическими веществами, чтобы ее можно было пить. Хлор — самый распространенный стерилизатор. Для уничтожения бактерий достаточно небольшого количества хлора.Если вода не содержит осадка, только одна или две части хлора нужно добавить к 10 миллионам частей воды. Иногда вода под давлением выталкивается в воздух в процессе, называемом аэрацией. Кислород в воздухе несколько очищает воду.

Фторирование

Многие общины добавляют небольшие количества фторидов в воду, хотя такие действия в некоторых случаях вызывают споры. Было показано, что правильно отрегулированное количество фторидов в воде безопасно и снижает разрушение зубов у детей, делая зубную эмаль более устойчивой к кислотам, производимым бактериями во рту, и препятствуя росту бактерий.Однако чрезмерное количество фтора может вызвать пятнистость на зубах, которая, хотя и не вызывает проблем со здоровьем, вызывает непривлекательный внешний вид.

Жесткая вода

В некоторых местах требуется дополнительное мыло для стирки таких предметов, как одежда, поскольку вода жесткая. Жесткая вода содержит определенные растворенные минералы, такие как бикарбонат кальция, бикарбонат магния и сульфат кальция, которые затрудняют вспенивание мыла.

Один из методов умягчения воды, известково-содовый процесс, позволяет удалять из воды отвердители.В воду добавляют известь (оксид кальция) и кальцинированную соду (соль угольной кислоты). Они соединяются с отверждающими материалами с образованием осажденных соединений, таких как карбонат кальция. Другой метод, катионообменный или цеолитный, также химически изменяет материалы, отверждаемые водой. Жесткая вода поступает в резервуар с цеолитом, минералом, который содержит ионы натрия (электрически заряженные частицы). Эти ионы меняются местами с ионами кальция или магния, образуя соединения натрия, не затвердевающие воду.Рассол, содержащий ионы натрия и хлора, затем закачивается в цеолит для замены потерянных ионов натрия. Ионы кальция и магния высвобождаются и соединяются с ионами хлора с образованием хлоридов, которые выводятся.

Опреснение

© Ирина Белоуса / FotoliaAlastair Grant / AP

Поскольку конкуренция за водные ресурсы становится более интенсивной, все большее внимание уделяется водам, которые широко доступны, но непригодны для использования из-за содержания в них солей. Опреснение — это процесс, с помощью которого пресная вода может быть получена из морской воды.Первый наземный завод по опреснению морской воды был построен в Кувейте в 1949 году. С тех пор стоимость опреснения значительно снизилась из-за строительства более крупного завода и использования улучшенных материалов и процессов на отдельных заводах. К началу 21 века в мире насчитывалось более 18 000 опреснительных заводов, обеспечивающих опресненной водой более 300 миллионов человек.

Есть несколько способов удалить соль из соленой воды. Дистилляция — наиболее широко используемый процесс.Процесс дистилляции включает нагревание морской воды до тех пор, пока пресная вода не испарится, оставляя твердые соли. Пресная вода затем получается путем конденсации пара пресной воды. При мгновенном испарении нагретая морская вода распыляется в резервуар, содержащий воздух при пониженном давлении. Поскольку жидкости кипят при все более низких температурах по мере уменьшения давления на них, требуется меньше тепла и, следовательно, меньше топлива.

Мембранные процессы опреснения используются в основном на Ближнем Востоке, где производится около половины опресненной воды в мире.Один мембранный процесс называется обратным осмосом. В этом процессе соленая вода под давлением прижимается к мембране. Пресная вода проходит через мембрану, а концентрированные минеральные соли остаются. ( См. Также коммунальное хозяйство; рекультивация; водоснабжение.)

Распределение

Для распределения воды из гидротехнических сооружений используются большие трубы, называемые магистральными. Они несут воду под землей во все части города или поселка. Распределительные трубы изготавливаются из чугуна, высокопрочного чугуна, стали или бетона; металлические трубы часто покрываются покрытием для защиты от коррозии.Меньшие трубы или водопроводные линии, по которым вода поступает к потребителям, могут быть сделаны из меди или прочного пластика. Поскольку свинец даже в очень малых количествах вреден для человека, особенно для детей, его использование в стыках труб сейчас запрещено во многих местах ( см. отравление свинцом). Пожарные краны вдоль улиц запитываются по трубам от магистрали.

Город или частная компания водоснабжения должны обеспечить способ нагнетания воды по водопроводу в здания. Город или поселок могут поставить резервуар на холме или на вершине высокой башни и закачивать в него воду.Вода из бака сбрасывается в сеть, стекая вниз под действием силы тяжести. Большая высота и вес воды в баке создают давление в водопроводной сети. Это действие подает воду к пожарным гидрантам и всем кранам ниже резервуара или башни. ( См. Также насос и компрессор .)

Гидравлические станции направляют воду в сеть под давлением от 30 до 100 фунтов на квадратный дюйм (от 2 до 7 килограммов на квадратный сантиметр). Это давление переносит воду во многие здания без дополнительной откачки.

Вода для удаления отходов

Система водоснабжения также должна удалять отходы из домов и промышленных предприятий. Эти отходы транспортируются по огромным трубам и канализационным коллекторам, частично заполненным водой, и сбрасываются вдали от водозаборов питьевой воды. Перед сбросом отходы также обычно обрабатываются для удаления ядовитых веществ.

Канализация также отводит ливневую воду, чтобы предотвратить затопление улиц и домов. Воду в канализацию перекачивают редко, потому что отходы часто настолько объемны, что могут засорить насосы.Вместо этого канализационные трубы укладываются под таким углом, чтобы канализационная вода под действием силы тяжести стекала вниз к выпускному отверстию.

Ранние системы водоснабжения и распределения

Кочевники доисторических времен странствовали в поисках хороших водопоев и зеленых пастбищ. Они разбили свои лагеря у воды и двинулись дальше, когда близлежащие пастбища были исчерпаны. В пустынях, таких как Сахара, они селились возле оазисов, надежных источников воды. Сегодня кочевники живут примерно так же. Реки или озера, вероятно, были первыми постоянными источниками воды для человечества.Небольшие деревушки поднимались у воды, и люди черпали воду из полых раковин, черепов животных или кожаных сумок.

Люди узнали, что, когда небольшие водоемы и ручьи высыхают, часть воды остается под дном и может быть достигнута путем рытья неглубоких ям. Более глубокие скважины, которые достигли более стабильного уровня грунтовых вод, привели к образованию постоянных скважин.

Со временем люди научились перекрывать ручьи, чтобы образовывать водохранилища, обеспечивая постоянное водоснабжение. Многие из первых городов мира построили открытые резервуары для сбора и хранения дождевой воды.Когда поверхностных вод стало не хватать, люди использовали накопленную дождевую воду.

© Карел Галлас / Shutterstock.com

По мере того, как население ранних городов росло, водоснабжения становилось недостаточно. В Египте, Ассирии и Вавилонии были вырыты открытые каналы, по которым речная вода поступала в города. Когда города подвергались нападениям, они часто падали из-за того, что у них заканчивались запасы воды. В VII веке до нашей эры правитель греческого острова Самос приказал прорыть туннель в горе, чтобы подвести воду в его укрепленный город.По тем временам это было огромное инженерное достижение. Во многих ранних городах была создана система акведуков, а Рим прославился своими обширными и хорошо построенными акведуками. Когда-то в Риме было 11 крупных кирпичных или каменных акведуков, снабжавших городские фонтаны, общественные бани и общественные здания.

В средние века многие системы водоснабжения Европы, первоначально построенные римлянами, были разрушены. Городское водоснабжение было ограниченным и часто загрязненным. Такая вода часто вызывала тиф, дизентерию и холеру.В 1550 году житель Парижа, Франция, мог рассчитывать только на 1 литр (0,9 литра) воды в день. К 1700 году предложение увеличилось, но только до 2,5 литров (2,4 литра) на человека в день.

Историки считают, что первые современные гидротехнические сооружения были построены в Лондоне, Англия, в 1582 году. В этой системе насосы заполняли резервуар, и сила тяжести заставляла воду проходить через деревянную магистраль. Позже, в 1613 году, компания водоснабжения Нью-Ривер доставляла в Лондон воду из различных источников, расположенных за пределами города. Первые частные водопроводные станции в Америке были построены в Бостоне, штат Массачусетс, в 1652 году.

В ранних распределительных системах в качестве сети использовались полые бревна. Конический конец одного бревна входит в полый конец следующего. Эти первые гидротехнические сооружения перекачивали воду только часть дня. Давление было настолько низким, что воду нельзя было поднять над первыми этажами домов. Застойная вода может просочиться в водопровод и загрязнить водопровод. К 1800 году железные трубы заменили деревянные магистрали. Изобретение паровой машины и ее применение в водяных насосах привело к большим улучшениям. Сегодня гигантские насосы на гидротехнических сооружениях приводятся в действие электричеством или турбинами.

Сохранение

В отличие от многих природных ресурсов мира, вода является пополняемым ресурсом ( см. осадков). Однако жизненно важно, чтобы люди экономили воду и помогали поддерживать качество воды, прекращая методы, которые загрязняют и загрязняют воду быстрее, чем она может восполнить себя.

В то время как в некоторых областях, таких как штаты США и канадские провинции, граничащие с Великими озерами, достаточно воды, другие области должны зависеть от рек, небольших озер и колодцев.Проблема получения достаточного количества воды стоит во многих частях мира. Например, во многих регионах длинное сухое лето и короткие сезоны сильных дождей или снега. Поверхностный сток в результате этих проливных дождей или снегов затопляет реки, и инженеры должны ускорить сток в море, чтобы предотвратить обширный ущерб ( см. борьба с наводнениями).

Британская энциклопедия, Inc.

Неочищенные сточные воды, сельскохозяйственные стоки и промышленные отходы, попадающие в водопроводные сети, снижают качество воды.Радиоактивные вещества в воде из промышленных или исследовательских центров излучают потенциально опасное излучение. Такие продукты, как моющие средства, искусственные удобрения и инсектициды, могут стать загрязнителями при попадании в системы водоснабжения. Повышение эффективности очистных сооружений и разработка относительно безопасных для окружающей среды продуктов, таких как биоразлагаемые моющие средства, могут помочь устранить эти загрязнители. Чтобы помочь проектам по контролю за загрязнением воды в Соединенных Штатах, Конгресс принял Закон о безопасной питьевой воде в 1974 году и внес в него поправки в 1986 и 1996 годах.

© Efinfoto / Fotolia

Частные лица, предприятия и правительства могут помочь сберечь воду. Эта цель может быть достигнута за счет простых личных изменений и более сложных муниципальных действий. Способы экономии воды включают сокращение потребления воды, повторное использование так называемых сточных вод и использование систем сбора дождевой воды. Уменьшение расхода воды может быть достигнуто разными способами, включая ремонт протекающих кранов, использование водосберегающих насадок для душа и ограничение времени принятия душа, а также озеленение с использованием засухоустойчивых растений.Серая вода — сточные воды из раковин, душевых, ванн и стиральных машин в ванных комнатах — можно обрабатывать и использовать для непитьевых мероприятий, например для полива растений. Сбор дождевой воды — это сбор, обработка и использование дождевой воды. Системы варьируются от простых дождевых бочек до более сложных конструкций с насосами, резервуарами и системами очистки. Воду из этих систем можно использовать для орошения озеленения, смыва туалетов, мытья машин и стирки одежды и даже ее можно очищать для потребления человеком.

Исправлено и обновлено Робертом М.Кларк

Ред.

Дополнительная литература

Бейнс, Джон. Вода (Thomson Learning, 1993). Блуфорд, Дж. Р. и другие. Круговорот воды: дар Земли (Math Science Nucleus, 1992). Кэмпбелл, Стю. Домашнее водоснабжение: как его найти, фильтровать, хранить и сберегать (Storey Communications, 1983). В ролях, C.V. Откуда берется вода? (Barron’s, 1992). Черемисинов, П. Управление водными ресурсами и водоснабжение (Прентис, 1993).Кларк, Робин. Вода: Международный кризис (MIT Press, 1993). Девоншир, Хилари и Клайн, Марджори, ред. Вода (Уоттс, 1992). Глейк, П.Х., изд. Вода в кризисе: справочник мировых ресурсов пресной воды (Oxford Science Publications, 1993). Грин, Кэрол. Забота о нашей воде (Enslow, 1991). Лидз, Джейн. Вода по замыслу (Abrams, 1994). Мерфи, Брайан. Эксперимент с водой (Lerner, 1991). Твист, Клинт. Дождь в плотинах: проекты с водой (Уоттс, 1990). Уолдботт Г.Л. и другие. Фторирование: Великая дилемма (Coronado Press, 1991).

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

границ | Рост бактерий при низком давлении: краткий обзор

Введение

Недостаточно данных о том, как микроорганизмы справляются с низким давлением. По мере развития космической микробиологии и появления практических приложений этой областью больше нельзя пренебрегать.

Среди этих приложений — разработка биологических систем жизнеобеспечения (BLSS), критическими компонентами которых могут быть микроорганизмы (Godia et al., 2002; Hendrickx and Mergeay, 2007; Verseux et al., 2016a). Во-первых, если они помещены в отсеки с экипажем, например, чтобы способствовать оживлению воздуха, они могут подвергаться воздействию атмосферных условий, отличных от земных: космические аппараты будущего, а также места обитания на Луне и Марсе могут полагаться на более низкое общее давление и повышенное содержание O ₂ концентрация (например,г., 0,55 бар, 32% O ₂ ; NASA, 2006) для инженерных соображений (в частности, для уменьшения массы конструктивных компонентов), для уменьшения количества необходимых расходных материалов для газа и для облегчения работы вне корабля при сохранении низкого риска декомпрессионной болезни (например, NASA, 2006; Norcross et al. ., 2013). Во-вторых, если модули BLSS развернуты снаружи для распределения по более крупным поверхностям, полагаться на местные ресурсы или и то, и другое, они лучше всего будут полагаться на низкое давление, чтобы повысить рентабельность, снизить технические ограничения и минимизировать риски внешнего загрязнения (e .г., Бостон, 1981; Richards et al., 2006). На Марсе, полагаясь на состав газа, близкий к окружающему, можно более эффективно использовать атмосферный углерод и азот (Verseux et al., 2016b).

Знания о поведении бактерий в гипобарических условиях также могут помочь оценить обитаемость Марса, как для определения мест, где могут существовать коренные жители, так и для разработки соответствующих стратегий планетарной защиты. Измеренные значения давления на поверхности Марса варьируются от ~ 6 до 11 гПа (в среднем по солнцу) с большими сезонными и суточными вариациями (см. Harri et al., 2014; Мартинес и др., 2017). Помимо того, что они ограничивают стабильность жидкой воды при температурах Марса (см. Рисунок 1; может ли жидкая вода сохраняться на поверхности или под поверхностью, это в значительной степени обсуждается в других источниках, например, в Haberle et al., 2001; Orosei et al., 2018 ; Hecht, 2002; Sori and Bramson, 2019), низкое давление может ограничивать метаболизм микробов в потенциальных марсианских средах обитания.

Рисунок 1 . Фазовая диаграмма воды с приблизительными диапазонами давления и температуры на поверхности Земли и Марса.Изменено из Verseux (2018).

Обоснование изучения нижних пределов давления бактерий выходит за рамки астробиологии. Например, для аэробиологии: жизнеспособные микробы (особенно бактерии) изобилуют в тропосфере (DeLeon-Rodriguez et al., 2013), а некоторые были изолированы из стратосферы и мезосферы (Smith et al., 2010; Smith, 2013). Распространение через воздух может быть важной частью жизненного цикла многих микроорганизмов (Morris et al., 2011) и, в свою очередь, может оказывать значительное влияние на химический состав атмосферы и гидрологические циклы (DeLeon-Rodriguez et al., 2013). Неясно, являются ли микроорганизмы, переносимые по воздуху, метаболически активными. Желательно лучшее понимание способности микробов справляться с высокими атмосферными условиями, включая низкое давление.

Различные другие применения на Земле и за ее пределами, от упаковки пищевых продуктов (Arashisar et al., 2004; Burg, 2004) до экопоэза (McKay et al., 1991; Thomas et al., 2006), выиграют от исследований микробного метаболизма в низкое давление.

К сожалению, в этой области мало работ.Тем не менее элементы ответов можно извлечь из различных исследований; они кратко излагаются ниже с целью предоставить исследователям, занимающимся микробиологией hypobare, обзор этой области и, возможно, некоторых направлений исследований. Примечательно, что, когда эта короткая статья находилась на последней стадии написания, Schwendner и Schuerger (2020) опубликовали обзор микробной активности при низком давлении, с которым читателю предлагается ознакомиться для получения дополнительной информации (в частности, об экспериментальных методах).Здесь основное внимание уделяется бактериям, время от времени сравниваемым с грибами или эукариотическими микроводорослями. Читателя, интересующегося растениями в условиях гипобарии, отсылаем к обзору Пола и Ферла (2006).

Рост бактерий как функция атмосферного давления

Вакуум

Микроорганизмы неоднократно подвергались воздействию давления ниже тройной точки воды (6,1 мбар, 0,01 ° C; Haynes, 2017) как в космосе, так и на земле (например, Cottin et al., 2017; Martins et al., 2017; де Вера и др., 2019). При таком давлении вода либо твердая, либо газообразная (в зависимости от температуры), и в большинстве микробиологических экспериментов такой вакуум приводил к высыханию. Хотя некоторые бактерии могут выжить при высыхании (см., Например, Billi and Potts, 2002; Cortesão et al., 2019; Beblo-Vranesevic et al., 2020), редкие виды микробов способны метаболизировать при активности воды ниже 0,6 (Stevenson et al. ., 2017; Steinle et al., 2018), большинство из них неактивны ниже 0,9 a _w (Stevenson et al., 2015).

Марсоподобное давление

Выше своей тройной точки вода остается стабильной по отношению к кипению и замерзанию в диапазоне температур.Сообщалось о росте на твердой среде при 7 мбар (в гипобарическом эксикаторе, продуваемом CO ₂ и поддерживаемом при 0 ° C) для видов бактерий из различных родов: Carnobacterium (Nicholson et al., 2013; Schuerger and Nicholson, 2016). ), Serratia (Schuerger et al., 2013; Schuerger, Nicholson, 2016), Bacillus, Clostridium, Cryobacterium, Paenibacillus, Rhodococccus, Streptomyces, Carnobacterium, Exiguobacterium , и cichocolus, Schuerger.

Из образцов окружающей среды, в которых были обнаружены эти организмы, не было выделено грибов или архей, которые могли бы расти при давлении 7 мбар, что позволяет предположить, что эта способность ограничена бактериями (Schuerger and Nicholson, 2016). Однако сообщалось о метаболической активности (хотя и без роста) у лишайников при столь же низком давлении. Xanthoria elegans , по-видимому, поддерживает фотосинтетическую активность (по оценке с помощью PAM-флуорометрии) как в окружающей среде, так и в атмосфере 95% -CO ₂ вплоть до 6 мбар (de Vera et al., 2010). Авторы предположили, что в зависимости от состава окружающего воздуха грибной симбионт мог быть источником CO ₂ для фотосинтеза. Другой лишайник, Pleopsidium chlorophanum , показал аналогичные способности при 95% CO. ₂ при общем давлении 800 мбар. Фотосинтетическая активность со временем даже увеличивалась, что свидетельствует о физиологической адаптации (de Vera et al., 2014). Эта способность, скорее всего, необычна для фотосинтезирующих микроорганизмов, о чем свидетельствует неспособность цианобактерии Plectonema boryanum (не являющейся частью лишайника) производить измеримый O ₂ в аналогичных атмосферных условиях (Kleina et al., 2019).

от 25 до 100 мбар

Все больше и больше видов могут расти по мере увеличения давления, но среди большого числа протестированных бактериальных штаммов (за исключением упомянутых выше) лишь немногие смогли расти при 25 мбар либо при высоком уровне CO ₂ , либо в составе окружающего воздуха (Schuerger et al. ., 2013). Для тех, кто мог (принадлежащих к родам Escherichia, Bacillus, Enterococcus, Proteus, Staphylococcus и Paenibacillus ), 25 мбар было близко к нижнему пределу (Schuerger and Nicholson, 2006; Schuerger et al., 2006, 2013; Николсон и др., 2010). В одном эксперименте, где Escherichia coli и Serratia liquefaciens были выращены при 20 ° C в атмосфере CO ₂ , плотности клеток через 7 дней были одинаковыми при значениях 1013, 100 и 25 мбар (Berry et al., 2010) . Однако промежуточный подсчет клеток не проводился, и, следовательно, нельзя было сравнивать скорости роста.

Между 25 и 100 мбар подавление роста большинства бактерий, по-видимому, уменьшается с увеличением давления.Например, скорость роста и количество клеток через 24 часа Bacillus subtilis 168 снизились полулогарифмически при понижении давления от 100 до 75 и 50 мбар (Nicholson et al., 2010).

от 100 мбар до 1 бара

Между 100 мбар и 1 бар подавление роста бактерий гипобарией кажется в лучшем случае слабым, как показано на следующих примерах. (i) В исследовании Schuerger et al. (2013) с участием 26 бактериальных штаммов 22 видов, все показали интенсивный рост при 100 мбар.(ii) Окончательный подсчет клеток штаммов E. coli и B. subtilis через 19 дней при давлении 1 бар, 670 мбар и 330 мбар не показал четкой тенденции (но скорость роста не оценивалась) (Pokorny et al., 2005). (iii) Темпы роста B. subtilis 168 были аналогичными при 100 мбар и 1 бар атмосферного воздуха (Nicholson et al., 2010). (iv) На общее количество бактериальных клеток в гидропонном растворе растений не повлияло снижение давления до 100 мбар, хотя физиологические профили на уровне сообщества (способность микробного сообщества метаболизировать отдельные источники углерода) были изменены (MacIntyre, 2013).(v) При неограничивающих парциальных давлениях CO ₂ цианобактерии Synechocystis sp., Arthrospira platensis и Anabaena cylindrica могли расти как минимум так же эффективно при давлении 100 мбар, как и при давлении 1 бар (Kanervo et al. ., 2005; Мурукесан и др., 2015).

Соответственно, метаболизм у S. liquefaciens был постоянным в диапазоне от 1 до 100 мбар окружающего воздуха, но в значительной степени пострадал ниже (Schwendner and Schuerger, 2018). B. subtilis также индуцировал глобальный стресс-ответ, опосредованный SigB, при давлении 100 мбар и ниже, но не при 250 мбар или выше (Waters et al., 2014).

У грибов может быть похожий порог: ингибирование (снижение роста мицелия и задержка прорастания) у различных видов возрастало при снижении давления со 133 мбар атмосферного воздуха, но поведение было постоянным между 200 мбар и 1 бар (Апельбаум и Баркай-Голан, 1977). ; Romanazzi et al., 2001). При давлении 33 мбар рост или прорастание не происходило, хотя при 67 мбар оно происходило (Апельбаум и Баркай-Голан, 1977).

Интересно, что 100 мбар — это примерно самое низкое давление в тропосфере (Holton et al., 1995), где много бактерий (DeLeon-Rodriguez et al., 2013) и выше которого плотность микроорганизмов, как ожидается, будет низкой (поскольку температурная инверсия сильно ограничивает подъем аэрозолей через тропопаузу). Здесь также стоит отметить, что в начале эксперимента Viking Labeled Release (после первой инъекции питательного вещества), показанного в наземных испытаниях для поддержки метаболизма многочисленных наземных микроорганизмов, давление составляло около 92 мбар (Levin and Straat, 1976 , 1979).

Грубая сводка роста бактерий в зависимости от давления, как описано выше, приведена на Рисунке 2.

Рисунок 2 . Упрощенный обзор роста бактерий как функции давления. К этой информации следует относиться с осторожностью, учитывая недостаток данных в этой области на сегодняшний день. Подробности см. В тексте.

Механизмы, с помощью которых низкое давление влияет на рост бактерий

Высыхание

Наиболее очевидным механизмом воздействия низкого давления может быть высыхание.Когда вода не кипит, она все еще может испаряться, если газовая фаза выше не насыщена водой, со скоростью, увеличивающейся с понижением давления. Однако это не единственная причина бактериального ингибирования при низких давлениях: рост E. coli K12 и B. subtilis 168 в жидкой среде был нарушен ниже 100 мбар, а рост последних был близок к пределу обнаружения. при 25 мбар (Schuerger et al., 2006, 2013; Nicholson et al., 2010).

Парциальное давление

Частично эффекты низкого давления можно отнести к низким парциальным давлениям неинертных газов, которые снижаются примерно пропорционально общему давлению (закон Дальтона), что приводит к (опять же, примерно пропорционально) пониженным концентрациям растворенных газов. в жидких фазах (закон Генри).

К сожалению, исследования низкого давления часто не выделяют влияния парциальных давлений вовлеченных газов. Qin et al. (2014), например, показали, что рост цианобактерий ( Microcystis aeruginosa, Merismopedia sp. И Anabaena spp.) В богатой нитратами среде снижался при 0,5 бар атмосферного воздуха по сравнению с 1 бар. Однако состав атмосферы не изменился, что привело, в частности, к уменьшению вдвое pCO ₂ — и pCO ₂ ограничено даже в окружающей атмосфере ниже примерно 4 мбар (Murukesan et al., 2015). В качестве другого примера, эксперимент, демонстрирующий более низкие скорости метаногенеза при 50 мбар по сравнению с 400 мбар для 3 гидрогенотрофных метаногенов, Methanothermobacter wolfeii, Methanosarcina barkeri и Methanobacterium formicicum (Kral et al., 2011), опирался на 50 : 50 смесь H ₂ : CO ₂ в обоих случаях. Хотя исследования показывают, что пороги парциального давления для использования H ₂ и CO ₂ гидрогенотрофными метаногенами, соответственно, находятся в пределах 0.1–50 мбар — в зависимости от видов и условий культивирования (Lovley, 1985; Lee and Zinder, 1988; Conrad, Wetter, 1990; Kral et al., 1998; Sprenger et al., 2007) — и ниже 6 мбар (Chen et al. al., 2019), оба газа становятся ограничивающими из-за гораздо более высоких парциальных давлений (например, Agneessens et al., 2017; Chen et al., 2019).

Однако в нескольких исследованиях изучалась роль парциального давления определенных газов в опосредовании воздействия на микроорганизмы низкого общего давления.

Одно из самых ярких свидетельств — микроводоросли.В отличие от результатов Qin et al. (2014), эксперименты с Chlorella spp. где pCO ₂ поддерживалось постоянным (общее давление регулировалось с использованием инертного газа, природа которого, похоже, не имеет значения для Chlorella spp .; Ammann and Lynch, 1966; Orcutt et al., 1970) предположили положительное влияние понижения давления до 250 мбар (Orcutt et al., 1970) и не показали отрицательного воздействия его понижения до 565 мбар, когда pO ₂ также поддерживалось постоянным (Niederwieser et al., 2019). Хлорелла виды являются эукариотами, но аналогичные результаты наблюдались с цианобактериями: снижение давления до 100 мбар подавляло рост Synechocystis sp. в условиях состава окружающего воздуха, но не снизил его рост или рост других видов цианобактерий, когда CO ₂ не был ограничивающим (Kanervo et al., 2005; Murukesan et al., 2015).

Хотя одна из этих цианобактерий, A. cylindrica , является диазотрофной, в среде были предусмотрены нитраты; Можно задаться вопросом, как снижение общего давления с помощью неограничивающего CO ₂ повлияет на диазотрофный рост азотфиксаторов.При общем давлении 1 бар pN ₂ становится ограничивающим для роста A. cylindrica и A. variabilis ниже 500 мбар, но рост все еще был сильным при 100 мбар (Silverman et al., 2018). Эти результаты согласуются со значениями, полученными другими с нецианобактериальными азотфиксаторами: Klingler et al. (1989) показали, что скорость роста Azotobacter vinelandii и Azomonas agilis снижалась с уменьшением pN ₂ примерно с 400 мбар, но фиксация азота все еще возможна при 5 мбар (хотя и не при 1 мбар), а MacRae (1977) обнаружили увеличение азотфиксации у Beijerinckia indica и B.lacticogenes с pN ₂ , увеличивающимся от 5 до 400 мбар. Соответственно, фиксация азота с помощью Bradyrhizobium japonicum была зарегистрирована при pN ₂ , равном 190 мбар, при общем давлении 250 мбар (MacIntyre, 2013), хотя количественные результаты не были представлены.

Дополнительное доказательство роли парциального давления исходит из того факта, что ингибирование роста E. coli K12 в LB при 50 и 25 мбар ослаблялось добавлением субстратов для анаэробного метаболизма (Schuerger et al., 2013), предполагая роль снижения доступности кислорода в эффекте снижения общего давления.

Может возникнуть соблазн заключить, что воздействие гипобарии на бактерии происходит из-за изменений парциального давления неинертных газов, а в твердых средах — из-за высыхания. Однако данные свидетельствуют о том, что эффекты не зависят от того и другого. Добавление субстратов для анаэробного метаболизма не снимало или почти не снимало подавление роста, вызванное низким давлением, у Bacillus spp. как это было для E.coli K12, хотя первые также способны к анаэробному метаболизму (Schuerger, Nicholson, 2006; Schuerger et al., 2013). Кроме того, эндоспоры 2 факультативно анаэробных видов Bacillus , B. nealsonii и B. licheniformis могли прорасти при давлении 1 бар атмосферы с высоким содержанием CO ₂ , но не при 25 мбар состава окружающей среды или высоком уровне. CO ₂ (Schuerger and Nicholson, 2006), что также указывает на независимые от pO ₂ эффекты низкого давления.Соответственно, штамм B. subtilis эволюционировал в сторону более высокой пригодности при 5 кПа, не имел преимущества при 1 бар в условиях ограниченного кислорода (Nicholson et al., 2010), а ген des он активировал при низком давлении (и дезактивация которых снижает его приспособленность на 5 кПа) не регулируется низким уровнем кислорода (Fajardo-Cavazos et al., 2012).

Доказательства, которые менее убедительны, но тем не менее заслуживают упоминания здесь, были получены с другими организмами. Разные Serratia spp.и Carnobacterium spp. было показано, что они растут лучше при 7 мбар атмосферы с высоким содержанием CO ₂ , чем при давлении 1 бар при том же составе, а в случае Carnobacterium spp. лучше, чем в окружающей атмосфере (Nicholson et al., 2013; Schuerger et al., 2013; Schuerger, Nicholson, 2016). Однако на основе представленных данных нельзя исключить, что эти наблюдения связаны с токсичностью CO ₂ при высоких парциальных давлениях (например, Dixon and Kell, 1989; Kimura et al., 1999; Thomas et al., 2005), а для Carnobacterium spp. — благодаря преимуществу снижения pO ₂ (компенсируется токсичностью CO ₂ в 1 бар, контроль с высоким содержанием CO ₂ ). Повышение концентраций O ₂ ослабляло ингибирование роста при низком давлении у некоторых видов грибов, но не полностью: ингибирование ниже 67 мбар при pO ₂ 8 мбар было выше, чем при 1 бар с тем же pO ₂ (Apelbaum and Баркай-Голан, 1977). В другом исследовании рост грибков замедлился из-за пониженного давления (135 мбар) окружающего воздуха, чем при атмосферном давлении при аналогичном pO ₂ (Wu and Salunkhe, 1972).Однако эти результаты могут быть результатом снижения pCO ₂ , а не общего давления (см., Например, Bahn and Mühlschlegel, 2006).

pCO ₂ -независимых эффектов общего давления сообщалось в микроводорослях. Во-первых, темпы роста Synechocystis sp. были примерно в 5 раз выше в пределах 60–150 мбар в атмосфере 100% -CO ₂ , чем в атмосфере окружающего воздуха, рост выше, чем можно объяснить одним только pCO ₂ : при предположительно неограничивающем значении 4 мбар, рост увеличился всего на 3.В 5 раз (Мурукесан и др., 2015). Однако pO ₂ не было постоянным, и отсутствие фотодыхания (которое уменьшило бы фиксацию углерода) могло бы объяснить такие результаты. Во-вторых, рост Chlamydomonas reinhardtii снизился при давлении от 1 до 700 мбар при высоких концентрациях CO ₂ (Wagner and Posten, 2017). Однако следует отметить, что, хотя CO ₂ предположительно не является ограничивающим даже при самых низких испытанных давлениях, его концентрация (4.8% об. / Об.) В барботирующем газе — а не его парциальное давление — было постоянным между образцами.

Физико-химические эффекты низкого полного давления

Эффекты самого низкого давления, не учитываемые осушением и парциальными давлениями составляющих газов, могут быть описаны только ориентировочно: данных мало.

Как предполагают другие (Nicholson et al., 2010; Waters et al., 2014; Schwendner and Schuerger, 2018, 2020), можно сделать предварительные выводы из исследований воздействия высокого давления на микроорганизмы.Уменьшение объема, вызванное высоким давлением, приводит к структурным изменениям в биомолекулах, тем самым влияя на многочисленные клеточные процессы и угрожая целостности клетки. Мембраны особенно чувствительны — их жесткость имеет тенденцию увеличиваться с давлением (Macdonald, 1984; Winter and Jeworrek, 2009), но также могут быть затронуты различные биомолекулы, особенно белки и нуклеиновые кислоты (см. Bartlett, 2002; Oger and Jebbar, 2010; Mota et al., 2013). Давление также влияет на химическое равновесие и скорость реакции: следуя принципу Ле Шателье, более высокие давления стабилизируют состояние, соответствующее наименьшему объему (см., Например, Smeller, 2002).При снижении давления можно ожидать противоположных влияний, таких как тенденция к увеличению объема молекулярных и клеточных структур (последовательно, Wagner and Posten, 2017 наблюдали набухание клеток C. reinhardtii при резком понижении давления), ведущее, особенно , к разжижению плазматических мембран.

Дальнейшие эффекты могут быть опосредованы изменениями диффузии газа и растворимости. Благоприятное влияние снижения давления при сохранении парциального давления газов, поддерживающих метаболизм (например,г., Orcutt et al., 1970; Murukesan et al., 2015) может быть связано с тем, что коэффициенты диффузии увеличиваются пропорционально уменьшению давления (например, Chen and Othmer, 1962). Таким образом, газообмен может быть усилен, и микросреда вокруг клеток станет более благоприятной для метаболизма. Это положительное влияние систематически не наблюдается, возможно, потому, что диффузия не всегда ограничивает (например, Niederwieser et al., 2019) или потому, что другие эффекты могут уравновесить его. По аналогичным причинам можно было ожидать воздействия температуры (с повышением температуры скорость диффузии увеличивается, но растворимость снижается) и солей (увеличение концентрации соли обычно снижает растворимость газа; Schumpe, 1993), когда доступность некоторых газов приближается к пороговому значению, при котором они становятся ограничивающей реакцией бактерий на низкое общее давление.

Взаимодействие между давлением, температурой и соленостью более сложное, чем можно было предположить из вышеизложенного. Schuerger и Nicholson (2006) отметили интерактивные эффекты низкого давления, температуры и состава газа, которые вряд ли можно объяснить только диффузией и растворимостью. Берри и др. (2010) показали, что рост в атмосфере CO ₂ штамма E. coli подавлялся 5% MgCl ₂ или 5% NaCl при давлении 1 бар, но не при 100 или 25 мбар. Хотя можно предположить, что ингибирование роста происходит из-за комбинированной токсичности высоких концентраций CO ₂ и высоких концентраций соли, причем первая уменьшается при более низких давлениях, представленные данные не позволяют сделать вывод.В более широком плане многое еще предстоит определить, например, роль, которую играет хаотропность солей (см. Hallsworth et al., 2003, и Ball and Hallsworth, 2015 для обзора того, как хаотропные соединения влияют на бактерии, и Rummel et al., 2014 для понимания в контексте марсианской обитаемости), или совместный результат влияния температуры и низкого давления на текучесть мембран.

Наконец, бактериальные изоляты, включая Streptomyces, spp. росли при 7 мбар (высокое содержание CO ₂ , 0 ° C) в присутствии почвы из исходной среды, но не смогли расти в таких условиях после полосковой очистки, что позволяет предположить, что геохимические или биологические компоненты из исходной среды необходимы для справиться с низким давлением (Schuerger and Nicholson, 2016).

Таким образом, гипобария, по-видимому, влияет на клетки даже тогда, когда предотвращается высыхание и когда парциальные давления неинертных газов постоянны, что зависит от различных других физико-химических факторов. Из-за своей сложности и нехватки связанных данных эти способы остаются плохо изученными.

Бактериостатическое или бактерицидное?

Если оставить в стороне осушение, эффекты низкого давления кажутся скорее бактериостатическими, чем бактерицидными: подавление роста при низком давлении имеет тенденцию ослабляться, когда давление возвращается к норме (Kanervo et al., 2005; Schuerger and Nicholson, 2006; Николсон и др., 2010, 2013; Schuerger et al., 2013). Аналогичное наблюдение было сделано для грибов (Апельбаум, Баркай-Голан, 1977). Однако сообщалось об исключениях: S. liquefaciens , инкубированный в течение 49 дней при 7 мбар атмосферы с высоким содержанием CO. ₂ атмосферы, при 0 ° C, не вернулись к полностью нормальной метаболической активности при возврате к 1 бар атмосферного воздуха, при 30 ° C (Schwendner and Schuerger, 2018) и B. subtilis 168, предварительно инкубированные при 50 мбар, росли медленнее при возвращении в окружающий воздух, чем клетки, ранее не подвергавшиеся низкому давлению (Nicholson et al., 2010). В последнем случае рост (который остановился при низкой плотности при 50 мбар) возобновился без задержки при возвращении в окружающий воздух, что свидетельствует о том, что низкие давления обратимо инактивируют некоторые биомолекулы. С другой стороны, более медленная скорость роста указывает на длительное физиологическое изменение, возможно, опосредованное повреждением компонентов клетки, которое требует времени восстановления (Nicholson et al., 2010).

Бактериальная адаптация к гипобарии

Не все бактерии равны перед лицом низкого давления.Из почти 10 ⁴ колоний из образцов вечной мерзлоты только 6, все Carnobacterium spp., Выросли при давлении CO ₂ под давлением 7 мбар (Nicholson et al., 2013). Многие виды кажутся неспособными расти при давлении 25 мбар (Schuerger et al., 2013). Широкие различия могут быть обнаружены даже внутри рода: штамм B. subtilis мог прорасти и вырасти при нормальном для Земли давлении 35 мбар, но не в атмосфере с высоким содержанием CO ₂ , в то время как для B верно обратное. . nealsonii и B.licheniformis (Schuerger, Nicholson, 2006). Двое из 8 протестировали Serratia spp. штаммы не могли расти ниже 7 мбар CO ₂ (Schuerger and Nicholson, 2016). Важна и дифференцировка клеток: при нормальном для Земли составе воздуха ниже 25 мбар вегетативные клетки 7 Bacillus spp. росли, но эндоспоры тех же штаммов не прорастали (Schuerger and Nicholson, 2006).

Неясно, почему одни бактерии справляются лучше, чем другие. Ниже примерно 25 мбар температура должна быть понижена ниже оптимальных значений для мезофилов, чтобы уменьшить испарение (скорость которого уменьшается с давлением и увеличивается с температурой) и предотвращает кипение.При марсианском давлении температура должна быть настолько низкой — точка кипения чистой воды составляет, например, около 2,4 ° C при 7 мбар — что для роста необходимы психрофильные или психротрофические свойства. Столь же очевидно, что микроорганизм, зависящий от данного газа, не может расти, если общее давление ниже порога парциального давления для использования этого газа. Например, можно с уверенностью предположить, что порог низкого давления для диазотрофного или фотосинтетического роста ограничен pN ₂ или pCO ₂ .В соответствии с обоими соображениями, все бактерии, выросшие ниже 10 мбар, были облигатными или факультативными анаэробами, и многие из них прибыли из холодных сред (Nicholson et al., 2013; Schuerger and Nicholson, 2016).

Помимо этого, описание стратегий выживания является предварительным. Поверхность Земли в основном лишена сред, в которых способность расти при низких давлениях дает преимущество: ее самое низкое давление на вершине Эвереста превышает 0,3 бар (West, 1999). Некоторые микроорганизмы могут развивать механизмы, благоприятствующие деятельности в тропосфере (Morris et al., 2011; DeLeon-Rodriguez et al., 2013) — это подтверждается пороговым значением для эффекта при 100 мбар, описанным выше, что примерно соответствует самому низкому давлению в тропосфере, — но давление отбора может больше способствовать выживанию и эффективности транспортировки (например, пригодности для перенос воздушными массами или способность способствовать выпадению осадков для более быстрого выпадения осадков; Smith, 2013), чем размножение. Даже в этом случае выбор будет происходить только до 100 мбар.

Таким образом, можно ожидать, что реакция на очень низкое давление будет неадаптивной.Анализы транскрипции согласуются с этим. Выращивание B. subtilis при 50 мбар, а не при 1 бар изменило уровни 363 транскриптов из нескольких глобальных регулонов. Наиболее заметной была сильная индукция при низком давлении регулона общего стрессового ответа, опосредованного SigB, что казалось неоптимальным: инактивация sigB не приводила к значительному изменению приспособленности при любом давлении (Waters et al., 2014). В атмосфере с высоким содержанием CO ₂ при 0 ° C экспрессия 184 генов в S.liquefaciens значительно различались между 7 мбар и 1 бар (Fajardo-Cavazos et al., 2018). Не было идентифицировано генов, которые могли бы способствовать росту при низком давлении. Некоторые из наиболее активированных были вовлечены в транспорт и утилизацию различных сахаров (ни один из которых не присутствовал в среде), а наиболее сильно подавленные были вовлечены в транспорт сульфата или серосодержащей аминокислоты цистеина, который здесь снова предполагалось, что это произошло из-за неадекватного ответа.

В более широком смысле, об оптимизированном ответе для низкого давления не сообщалось. Schuerger et al. (2013) предположили, что организмы, которые могут лучше всего справляться с низким давлением, — это, а не специализированные экстремофилы, способные адаптироваться к широкому спектру условий окружающей среды.

Можно задаться вопросом, происходит ли это только из-за того, что гипобария не играет роли в естественном отборе, и может ли микроорганизм развиться в сторону более высокой толерантности при воздействии низкого давления на протяжении нескольких поколений.Исследования предлагают положительный ответ: пригодность B. subtilis при 50 мбар атмосферного воздуха увеличилась после 1000 поколений (Nicholson et al., 2010) и в значительной степени в течение первых 200 поколений (Waters et al., 2015). ).

К сожалению, молекулярная основа этой адаптации неясна. Анализ микроматрицы выявил более высокую транскрипцию генов des, desK и desR , кодирующих, соответственно, десатуразу жирных кислот Des мембраны, сенсорную киназу DesK и регулятор ответа DesR.Соответственно, пониженное давление вызывает повышенную регуляцию уровней мРНК des только в эволюционировавшем штамме, а деактивация гена des немного снижает его приспособленность при 50 мбар (Fajardo-Cavazos et al., 2012). Такой результат несколько удивителен: снижение давления имеет тенденцию к увеличению текучести мембран (Macdonald, 1984), а система des-des -desKR опосредует острую реакцию, которая разжижает мембраны при понижении температуры, уравновешивая склонность холода к их жесткости (Aguilar et al. ., 2001). У предкового штамма снижение давления приводило к кажущимся противоречивым ответам: увеличение доли насыщенных жирных кислот (которые имели бы тенденцию к увеличению жесткости), сопровождаемое увеличением доли антеизо-жирных кислот (которые имели бы тенденцию к увеличению текучести). ). При 50 мбар состав мембран жирных кислот был подобен у предковых и эволюционировавших штаммов, что позволяет предположить, что адаптация не исходила оттуда (хотя у эволюционировавшего штамма была более низкая доля антеизо-жирных кислот при 1 бар, что может дать первоначальное преимущество после падение давления).

Полногеномное секвенирование показало, что адаптированный штамм имел мутации, изменяющие аминокислоты в кодирующих последовательностях 7 генов, 2 из которых участвуют в поддержании целостности клеточной стенки, и делеция 9 нуклеотидов в рамке считывания в rnjB Ген , кодирующий компонент деградосомы РНК, нокаут которого повысил конкурентоспособность B. subtilis как при низком давлении, так и при давлении 1 бар (Waters et al., 2015). Однако еще предстоит выяснить, могут ли эти различные мутации усиливать рост при низком давлении и каким образом, и большая часть повышения приспособленности произошла до того, как эти мутации распространятся в развивающейся популяции.

Заключительные замечания

Последствия для потенциального метаболизма на Марсе и в тропосфере способности бактерий расти при низком давлении обсуждались в других работах (Nicholson et al., 2013; Schuerger et al., 2013; Waters et al., 2014; Schuerger and Nicholson, 2016; Schwendner and Schuerger, 2020), но в меньшей степени возможности BLSS. Представленные выше результаты предполагают, что микробные модули в отсеках экипажа будущего космического корабля и среды обитания будут мало затронуты предполагаемым пониженным давлением (НАСА, 2006); более важным будет парциальное давление составляющих газов.

Более низкие давления могут дать преимущества для BLSS, развернутого снаружи, например, для систем на основе цианобактерий (CyBLiSS): утверждалось, что некоторые виды диазотрофных цианобактерий, выветривающих горные породы, могут быть использованы в качестве основы для систем жизнеобеспечения на Марсе, которые будут полагаться на местные ресурсы — атмосферные газы, воду, добываемую на месте, и минеральные питательные вещества из реголита — тем самым значительно сокращая массу расходных материалов, отправляемых с Земли (Verseux et al., 2016b). Одним из факторов, определяющих эффективность CyBLiSS, является поведение цианобактерий в атмосфере, отличной от Земли.С одной стороны, их выращивание в атмосферных условиях, близких к марсианским (низкое общее давление, высокое pCO ₂ , низкое pN ₂ ), упростит систему, минимизирует массу конструкционных материалов и расходных материалов и снизит риск органических утечка вещества (Lehto et al., 2006; Verseux et al., 2016b). С другой стороны, изменения в составе газа и давлении влияют на поведение цианобактерий. Открытие культур непосредственно в атмосферу Марса, конечно, исключено: и полное давление, и pN ₂ слишком низки.Однако изменения соотношения CO ₂ / N ₂ и небольшого повышения давления, которые могут быть выполнены с помощью технологий, обычно используемых на Земле, может быть достаточно. Ожидается, что общее давление 100 мбар или ниже с несколькими процентами CO ₂ не будет ограничивать как таковое ; рост предположительно будет в значительной степени зависеть от атмосферы от pN ₂ . Какие атмосферные условия предлагают наиболее подходящий компромисс между инженерией и биологией, в настоящее время исследуется.

В целом, хотя воздействие экстремальных условий на бактерии было достаточно интенсивно изучено (например, Rothschild and Mancinelli, 2001; Harrison et al., 2013), высокой гипобарией в значительной степени пренебрегали, в значительной степени из-за ее отсутствия на поверхности Земли. и потребность в специфическом экспериментальном оборудовании. Только ограниченное количество организмов, изолированных из небольшого набора сред, было измерено против него. Механизмы, опосредующие эффекты низкого давления, и их взаимодействие плохо изучены.Насколько далеко могут быть расширены границы низкого давления бактерий с помощью генной инженерии или направленной эволюции, неизвестно. Многое еще предстоит открыть в области микробиологии низкого давления. Вот призыв к заинтересованным исследователям присоединиться к этому исследованию.

Авторские взносы

CV задумал и написал рукопись.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

CV выражает признательность за финансирование от Фонда Александра фон Гумбольдта и благодарит обоих рецензентов за их ценные комментарии.

Список литературы

Агниссенс, Л. М., Оттосен, Л. Д. М., Войт, Н. В., Нильсен, Дж. Л., де Йонге, Н., Фишер, К. Х. и др. (2017). In-situ Обогащение биогаза с помощью импульса H ₂ добавок: актуальность адаптации метаногена и уровня неорганического углерода. Биоресурсы. Технол . 233, 256–263.DOI: 10.1016 / j.biortech.2017.02.016

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Агилар, П.С., Эрнандес-Арриага, А.М., Цибульски, Л.Е., Эразо, А.С., и Де Мендоса, Д. (2001). Молекулярная основа термочувствительности: термометр с двухкомпонентной трансдукцией сигнала в Bacillus subtilis . EMBO J. 20, 1681–1691. DOI: 10.1093 / emboj / 20.7.1681

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Амманн, Э.К. Б. и Линч В. Х. (1966). Газообмен водорослей. II. Влияние кислорода, гелия и аргона на фотосинтез Chlorella pyrenoidosa. Заявл. Microbiol. 14, 552–557. DOI: 10.1128 / AEM.14.4.552-557.1966

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Апельбаум А. и Баркай-Голан Р. (1977). Прорастание спор и рост мицелия послеуборочных патогенов под гипобарическим давлением. Фитопатология 67, 400–403. DOI: 10.1094 / Phyto-67-400

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Арашисар, С., Хисар, О., Кая, М., Яник, Т. (2004). Влияние модифицированной атмосферы и вакуумной упаковки на микробиологические и химические свойства филе радужной форели ( Oncorynchus mykiss ). Внутр. J. Food Microbiol . 97, 209–214. DOI: 10.1016 / j.ijfoodmicro.2004.05.024

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Болл П. и Холлсворт Дж. Э. (2015). Структура воды и хаотропность: их использование, злоупотребления и биологические последствия. Phys.Chem. Chem. Phys. 17, 8297–8305. DOI: 10.1039 / C4CP04564E

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бебло-Вранешевич, К., Бомайер, М., Шлеймер, С., Раббоу, Э., Перрас, А. К., Мойсль-Эйхингер, К. и др. (2020). Влияние смоделированных марсианских условий на (факультативно) анаэробные штаммы бактерий из разных мест, являющихся аналогами Марса. Curr. Вопросы Мол. Биол. 38, 103–122. DOI: 10.21775 / cimb.038.103

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Берри, Б.Дж., Дженкинс, Д. Г., и Шергер, А. С. (2010). Влияние смоделированных условий Марса на выживание и рост Escherichia coli и Serratia liquefaciens . Заявл. Environ. Микробиол . 76, 2377–2386. DOI: 10.1128 / AEM.02147-09

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бостон, П. Дж. (1981). Теплицы и растения низкого давления для пилотируемой исследовательской станции на Марсе. J. Br. Межпланета. Soc . 34: 189.

Google Scholar

Бург, С.П. (2004). Послеуборочная физиология и гипобарическое хранение свежих продуктов . Кембридж, Массачусетс: Cabi Pulishing. DOI: 10.1079 / 9780851998015.0000

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен Н. Х. и Отмер Д. Ф. (1962). Новое обобщенное уравнение для коэффициента диффузии газа. J. Chem. Англ. Данные 7, 37–41. DOI: 10.1021 / je60012a011

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, X., Оттосен, Л. Д. М., и Кофоед, М. В. В. (2019).Насколько низко вы можете опуститься: производство метана Methanobacterium congolense при низких концентрациях CO ₂ . Фронт. Bioeng. Biotechnol. 7:34. DOI: 10.3389 / fbioe.2019.00034

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Конрад Р. и Веттер Б. (1990). Влияние температуры на энергетику водородного обмена у гомоацетогенных, метаногенных и других анаэробных бактерий. Arch. Микробиол . 155, 94–98. DOI: 10.1007 / BF002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кортесао, М., Fuchs, F. M., Commichau, F. M., Eichenberger, P., Schuerger, A. C., Nicholson, W. L., et al. (2019). Bacillus subtilis устойчивость спор к смоделированным условиям поверхности Марса. Фронт. Microbiol. 10: 333. DOI: 10.3389 / fmicb.2019.00333

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cottin, H., Kotler, J.M., Bartik, K., Cleaves, H.J., Cockell, C.S., de Vera, J.-P., et al. (2017). Астробиология и возможность жизни на Земле и в других местах. Space Sci. Ред. 209, 1–42. DOI: 10.1007 / s11214-015-0196-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

de Vera, J.-P., Alawi, M., Backhaus, T., Baqué, M., Billi, D., Böttger, U., et al. (2019). Пределы жизни и обитаемости Марса: космический эксперимент ЕКА BIOMEX на МКС. Астробиология 19, 145–157. DOI: 10.1089 / аст.2018.1897

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

де Вера, Ж.-П., Мёльманн, Д., Бутина, Ф., Лорек, А., Вернеке, Р., Отт, С. (2010). Выживаемость и фотосинтетическая активность лишайников в марсианских условиях: лабораторное исследование. Астробиология 10, 215–227. DOI: 10.1089 / ast.2009.0362

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

de Vera, J.-P., Schulze-Makuch, D., Khan, A., Lorek, A., Koncz, A., Möhlmann, D., et al. (2014). Адаптация антарктического лишайника к условиям марсианской ниши может произойти в течение 34 дней. Планета.Космические науки . 98, 182–190. DOI: 10.1016 / j.pss.2013.07.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

DeLeon-Rodriguez, N., Lathem, T. L., Rodriguez, -R L.M, Barazesh, J.M., Anderson, B.E., et al. (2013). Микробиом верхней тропосферы: видовой состав и преобладание, влияние тропических штормов и атмосферные последствия. Proc. Natl. Акад. Sci. США . 110, 2575–2580. DOI: 10.1073 / pnas.1212089110

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Диксон, Н.М., и Келл, Д. Б. (1989). Подавление CO ₂ роста и метаболизма микроорганизмов. J. Appl. Бактериол. 67, 109–136. DOI: 10.1111 / j.1365-2672.1989.tb03387.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фахардо-Кавасос, П., Моррисон, М. Д., Миллер, К. М., Шуэргер, А. К., и Николсон, В. Л. (2018). Транскриптомные ответы клеток Serratia liquefaciens , выращенных в смоделированных марсианских условиях низкой температуры, низкого давления и аноксической атмосферы, обогащенной CO ₂ . Sci. Репутация . 8: 14938. DOI: 10.1038 / s41598-018-33140-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фахардо-Кавасос, П., Уотерс, С. М., Шергер, А. К., Джордж, С., Маруа, Дж. Дж., И Николсон, В. Л. (2012). Эволюция Bacillus subtilis к усиленному росту при низком давлении: усиленная транскрипция des-desKR , кодирующего систему десатуразы жирных кислот. Астробиология 12, 258–270. DOI: 10.1089 / ast.2011.0728

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Годия, Ф., Альбиол, Дж., Монтесинос, Дж. Л., и Перес, Дж. (2002). MELISSA: петля взаимосвязанных биореакторов для создания систем жизнеобеспечения в космосе. J. Biotechnol. 99, 319–330. DOI: 10.1016 / S0168-1656 (02) 00222-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хаберле Р. М., Маккей К. П., Шеффер Дж., Каброл Н. А., Грин Э. А., Зент А. П. и др. (2001). О возможности жидкой воды на современном Марсе. J. Geophys. Res . 106, 317–326. DOI: 10.1029 / 2000JE001360

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Холлсворт, Дж. Э., Хейм, С., и Тиммис, К. Н. (2003). Хаотропные растворенные вещества вызывают водный стресс у Pseudomonas putida . Environ. Микробиол . 5, 1270–1280. DOI: 10.1111 / j.1462-2920.2003.00478.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Харри А. М., Гензер М., Кемппинен О., Каханпяя Х., Гомес-Эльвира Дж., Родригес-Манфреди Дж. А. и др. (2014). Наблюдения за давлением марсоходом Curiosity: первые результаты. J. Geophys. Res. E Planets 119, 82–92. DOI: 10.1002 / 2013JE004423

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Харрисон, Дж. П., Гирарт, Н., Цигельницкий, Д., и Кокелл, К. С. (2013). Пределы жизни при множественных крайностях. Trends Microbiol . 21, 204–212. DOI: 10.1016 / j.tim.2013.01.006

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хейнс, У. М. (ред.). (2017). CRC Справочник по химии и физике.97-й Эдн . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. DOI: 10.1201 / 9781315380476

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хендрикс, Л., и Мергей, М. (2007). От морских глубин к звездам: жизнеобеспечение человека через минимальные сообщества. Curr. Opin. Микробиол . 10, 231–237. DOI: 10.1016 / j.mib.2007.05.007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Холтон, Дж. Р., Хейнс, П. Х., Макинтайр, М. Э., Дуглас, А. Р., и Руд, Б.(1995). Обмен стратосферой и тропосферой. Rev. Geophys. 33, 403–439. DOI: 10.1029 / 95RG02097

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Канерво, Э., Лехто, К., Столе, К., Лехто, Х., и Мяенпяя, П. (2005). Характеристика роста и фотосинтеза Synechocystis sp. Культуры PCC 6803 при пониженном атмосферном давлении и повышенных уровнях CO ₂ . Внутр. J. Astrobiol. 4, 97–100. DOI: 10.1017 / S1473550405002466

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кимура, Б., Йошияма, Т., и Фуджи, Т. (1999). Ингибирование углекислым газом Escherichia coli и Staphylococcus aureus на поверхности с установленным pH в модельной системе. J. Food Sci . 64, 367–370. DOI: 10.1111 / j.1365-2621.1999.tb15902.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Клейна А., Перич М., Васневски К. и Качмаржик М. (2019). Сине-зеленые цианобактерии Plectonema boryanum UTEX B 485 Выращивание в анаэробных условиях низкого давления (с высоким содержанием углекислого газа), имитирующих атмосферу Марса. IAC 2019, 21–25.

Клинглер, Дж. М., Мансинелли, Р. Л., и Уайт, М. Р. (1989). Биологическая фиксация азота при первичном марсианском парциальном давлении диазота. Adv. Space Res. 9, 173–176. DOI: 10.1016 / 0273-1177 (89)

-1

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Крал, Т., Алтейде, Т. С., Людерс, А. Э. и Шергер, А. С. (2011). Влияние низкого давления и высыхания на метаногены: последствия для жизни на Марсе. Планета. Космические науки. 59, 264–270. DOI: 10.1016 / j.pss.2010.07.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Крал Т. А., Бринк К. М., Миллер С. Л. и Маккей К. П. (1998). Потребление водорода метаногенами на ранней Земле. Origins Life Evol Biosph. 28, 311–319. DOI: 10.1023 / A: 1006552412928

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, М. Дж., И Зиндер, С. Х. (1988). Парциальные давления водорода в термофильной метаногенной культуре, окисляющей ацетат. Заявл. Environ. Микробиол . 54, 1457–1461. DOI: 10.1128 / AEM.54.6.1457-1461.1988

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лехто, К. М., Лехто, Х. Дж., И Канерво, Э. А. (2006). Пригодность различных фотосинтезирующих организмов для внеземной биологической системы жизнеобеспечения. Res. Микробиол . 157, 69–76. DOI: 10.1016 / j.resmic.2005.07.011

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Левин Г. В., Страат П.А. (1979). Лабораторное моделирование эксперимента по высвобождению с меткой Viking: кинетика после второй инъекции питательного вещества и природа газообразного конечного продукта. J. Mol. Evol . 14, 185–197. DOI: 10.1007 / BF01732377

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Макдональд А.Г. (1984). Влияние давления на молекулярную структуру и физиологические функции клеточных мембран. Philos. Пер. R. Soc. Лондон. B Biol. Sci. 304, 47–68.DOI: 10.1098 / rstb.1984.0008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Макинтайр, О. Дж. (2013). Динамика микробов и взаимодействия растений и микробов в гипобарической камере высших растений: значение для усовершенствованного жизнеобеспечения в космосе . (Докторская диссертация), Университет Гвельфов, Гвельф, Онтарио: Канада

Google Scholar

Макрей, И. К. (1977). Влияние парциальных давлений ацетилена и азота на нитрогеназную активность видов Beijerinckia . Aust. J. Biol. Sci . 30, 593–596. DOI: 10.1071 / BI9770593

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартинес, Г. М., Ньюман, К. Н., Де Висенте-Ретортильо, А., Фишер, Э., Ренно, Н. О., Ричардсон, М. И. и др. (2017). Современный приповерхностный марсианский климат: обзор метеорологических данных на месте, от Viking до Curiosity. Space Sci. Ред. 212, 295–338. DOI: 10.1007 / s11214-017-0360-x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартинс, З., Коттин, Х., Котлер, Дж. М., Карраско, Н., Кокелл, С. С., де ла Торре, Ноетцель, Р. и др. (2017). Земля как инструмент астробиологии — европейская перспектива. Space Sci. Ред. . 209, 43–81. DOI: 10.1007 / s11214-017-0369-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Моррис, К. Э., Сэндс, Д. К., Бардин, М., Янике, Р., Фогель, Б., Лейронас, К., и др. (2011). Микробиология и атмосферные процессы: проблемы исследования воздействия переносимых по воздуху микроорганизмов на атмосферу и климат. Biogeosciences 8, 17–25. DOI: 10.5194 / bg-8-17-2011

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мота, М. Дж., Лопес, Р. П., Дельгадилло, И., и Сараива, Дж. А. (2013). Микроорганизмы под высоким давлением — адаптация, рост и биотехнологический потенциал. Biotechnol. Adv . 31, 1426–1434. DOI: 10.1016 / j.biotechadv.2013.06.007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мурукесан, Г., Лейно, Х., Мяенпяя, П., Стохле, К., Raksajit, W., Lehto, H.J., et al. (2015). Сжатая марсианская чистая атмосфера CO ₂ поддерживает интенсивный рост цианобактерий и вызывает значительные изменения в их метаболизме. Origins Life Evol. Biosph. 46, 119–131. DOI: 10.1007 / s11084-015-9458-x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

НАСА (2006). Рекомендации по исследованию внутренней атмосферы космического корабля: Заключительный отчет рабочей группы NASA по исследованию атмосфер (EAWG) JSC-63309 .Хьюстон.

Николсон, В. Л., Фахардо-Кавасос, П., Феденко, Дж., Ортис-Луго, Дж. Л., Ривас-Кастильо, А., Уотерс, С. М. и др. (2010). Изучение предела роста при низком давлении: эволюция Bacillus subtilis в лаборатории к усиленному росту при 5 кПа. Заявл. Environ. Микробиол . 76, 7559–7565. DOI: 10.1128 / AEM.01126-10

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Николсон В.Л., Кривушин К., Гиличинский Д., и Schuerger, A.C. (2013). Рост Carnobacterium spp. из вечной мерзлоты при низком давлении, температуре и бескислородной атмосфере имеет последствия для земных микробов на Марсе. Proc. Natl. Акад. Sci. США 110, 666–671. DOI: 10.1073 / pnas.1209793110

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Niederwieser, T., Kociolek, P., Hoehn, A., and Klaus, D. (2019). Влияние измененного парциального давления азота на Chlorellaceae для космических полетов. Algal Res. 41: 101543. DOI: 10.1016 / j.algal.2019.101543

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Норкросс, Дж., Норск, П., Лоу, Дж., Ариас, Д., Конкин, Дж., Перчонок, М., и др. (2013). Воздействие атмосферы 8 psia / 32% O ₂ на человека в условиях космического полета. НАСА / TM-2013-217377 . Доступно в Интернете по адресу: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20130013505.pdf (по состоянию на 22 февраля 2020 г.).

Google Scholar

Оркатт, Д.М., Ричардсон Б. и Холден Р. Д. (1970). Влияние гипобарической и гипербарической атмосферы гелия на рост Chlorella sorokiniana . Заявл. Microbiol. 19, 182–83. DOI: 10.1128 / AEM.19.1.182-183.1970

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Орозеи, Р., Лауро, С. Э., Петтинелли, Э., Чиккетти, А., Корадини, М., Косциотти, Б., и др. (2018). Радиолокационные свидетельства наличия подледниковой жидкой воды на Марсе. Наука 361, 490–493.DOI: 10.1126 / science.aar7268

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пол, Л.-А., и Ферл, Р. Дж. (2006). Биология низкого атмосферного давления — значение для разработки исследовательских миссий и усовершенствованного жизнеобеспечения. Gravit. Space Biol. 19, 3–18.

Google Scholar

Покорный, Н. Дж., Бултер-Битцер, Дж. И., Харт, М. М., Стори, Л., Ли, Х. и Треворс, Дж. Т. (2005). Гипобарическая бактериология: рост, поляризация цитоплазматической мембраны и общие клеточные жирные кислоты в Escherichia coli и Bacillus subtilis . Внутр. J. Astrobiol. 4, 187–193. DOI: 10.1017 / S1473550405002727

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цинь, Л., Ю, К., Ай, В., Тан, Ю., Рен, Дж., И Го, С. (2014). Реакция цианобактерий на низкое атмосферное давление. Life Sci. Space Res. 3, 55–62. DOI: 10.1016 / j.lssr.2014.09.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ричардс, Дж. Т., Кори, К. А., и Пол, А. Л. (2006). Воздействие Arabidopsis thaliana на гипобарическую среду: последствия для биорегенеративных систем жизнеобеспечения низкого давления для исследовательских миссий и терраформирования человека. Астробиология 6, 851–66. DOI: 10.1089 / ast.2006.6.851

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Романацци Г., Нигро Ф., Ипполито А. и Салерно М. (2001). Влияние кратковременных гипобарических обработок на послеуборочные гнили черешни, клубники и столового винограда. Postharvest Biol. Technol. 22, 1–6. DOI: 10.1016 / S0925-5214 (00) 00188-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Раммель, Дж. Д., Бити, Д. В., Jones, M.A., Bakermans, C., Barlow, N.G., Boston, P.J. и др. (2014). Новый анализ «особых регионов» Марса: результаты второй научной аналитической группы по особым регионам MEPAG (SR-SAG2). Астробиология 14, 887–968. DOI: 10.1089 / ast.2014.1227

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шергер А.С., Берри Б. и Николсон В. Л. (2006). «Земные бактерии, обычно извлекаемые с марсианских космических кораблей, по-видимому, не могут расти в смоделированных марсианских условиях», in Lunar and Planetary Science XXXVII (Houston, TX: Lunar and Planetary Institute), 37.

Google Scholar

Schuerger, A.C., и Nicholson, W. L. (2006). Взаимодействие гипобарии, низкой температуры и атмосферы CO ₂ подавляет рост мезофильных Bacillus spp. в смоделированных марсианских условиях. Икар 185, 143–152. DOI: 10.1016 / j.icarus.2006.06.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Schuerger, A. C., and Nicholson, W. L. (2016). Двадцать видов гипобарофильных бактерий, извлеченных из различных почв, демонстрируют рост в смоделированных марсианских условиях при 0.7 кПа. Астробиология 16, 964–976. DOI: 10.1089 / ast.2016.1587

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шуэргер А.С., Ульрих Р., Берри Б. Дж. И Николсон В. Л. (2013). Рост Serratia liquefaciens при давлении 7 мбар, 0 ° C и в бескислородной атмосфере, обогащенной CO ₂ . Астробиология 13, 115–131. DOI: 10.1089 / ast.2011.0811

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шумпе А. (1993). Оценка растворимости газа в солевых растворах. Chem. Англ. Sci . 48, 153–158. DOI: 10.1016 / 0009-2509 (93) 80291-W

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Schwendner, P., and Schuerger, A.C. (2018). Метаболические отпечатки пальцев Serratia liquefaciens в смоделированных марсианских условиях с использованием биологических микрочипов GN2. Sci. Репутация . 8, 1–14. DOI: 10.1038 / s41598-018-33856-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сильверман, С. Н., Копф, С. Х., Бебут, Б.М., Гордон, Р., Сом, С. М. (2018). Морфологические и изотопные изменения гетероцистных цианобактерий в ответ на парциальное давление N ₂ . Геобиология 17, 60–75. DOI: 10.1111 / gbi.12312

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Смит, Д. Дж., Гриффин, Д. В., и Шергер, А. С. (2010). Стратосферная микробиология в 20 км над Тихим океаном. Aerobiologia 26, 35–46. DOI: 10.1007 / s10453-009-9141-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сори, М.М., Брамсон А. М. (2019). Вода на Марсе, с долей скептицизма: сегодня для базального таяния льда на южном полюсе требуются местные тепловые аномалии. Geophys. Res. Lett . 46, 1222–1231. DOI: 10.1029 / 2018GL080985

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шпренгер, В. В., Хакштейн, Дж. Х. П., и Кельтьенс, Дж. Т. (2007). Конкурентный успех Methanomicrococcus blatticola , доминирующего метилотрофного метаногена в кишечнике тараканов, подтверждается высоким сродством к субстрату и благоприятной термодинамикой. FEMS Microbiol. Экол . 60, 266–275. DOI: 10.1111 / j.1574-6941.2007.00287.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Steinle, A., Knittel, K., Felber, N., Casalino, C., de Lange, G., Tessarolo, C., et al. (2018). Жизнь на грани: активные микробные сообщества в бассейне рассола Криос MgCl ₂ при очень низкой активности воды. ISME J . 12, 1414–1426. DOI: 10.1038 / s41396-018-0107-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стивенсон, А., Burkhardt, J., Cockell, C. S., Cray, J. A., Dijksterhuis, J., Fox-Powell, M., et al. (2015). Размножение микробов с активностью воды ниже 0,690: последствия для наземной и внеземной жизни. Environ. Микробиол . 17, 257–277. DOI: 10.1111 / 1462-2920.12598

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стивенсон А., Хэмилл П. Г., Кейн, К. Дж. О., Кминек, Г., Раммель, Дж. Д., Войтек, М. А. и др. (2017). Aspergillus penicillioides дифференцировка и деление клеток на 0.585 активность воды. Environ. Микробиол . 19. 687–697. DOI: 10.1111 / 1462-2920.13597

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Thomas, D. J., Boling, J., Boston, P. J., Campbell, K. A., McSpadden, T., McWilliams, L., et al. (2006). Экстремофилы для экопоэза: желательные черты и выживаемость первых марсианских организмов. Gravit. Space Biol. 19, 91–104.

Google Scholar

Verseux, C. (2018). Устойчивость цианобактерий к условиям космоса и Марса в рамках космического полета EXPOSE-R2 и за его пределами .(Докторская диссертация), Римский университет «Тор Вергата», Рим, Италия.

Verseux, C., Baqué, M., Lehto, K., de Vera, J.-P., Rothschild, L.J, and Billi, D. (2016b). Устойчивое жизнеобеспечение на Марсе — потенциальная роль цианобактерий. Внутр. J. Astrobiol. 15, 65–92. DOI: 10.1017 / S147355041500021X

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Verseux, C., Paulino-Lima, I., Baqué, M., Billi, D., and Rothschild, L.J. (2016a). «Синтетическая биология для исследования космоса: обещания и социальные последствия» в Ambivalences of Creating Life.Социальные и философские аспекты синтетической биологии , ред. К. Хаген, М. Энгельхард и Г. Топфер (Cham: Springer-Verlag), 73–100. DOI: 10.1007 / 978-3-319-21088-9_4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вагнер И., Постен К. (2017). Снижение давления влияет на рост и морфологию Chlamydomonas reinhardtii . Eng. Наука о жизни . 17, 552–560. DOI: 10.1002 / elsc.201600131

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уотерс, С.М., Роблес-Мартинес, Дж. А., и Николсон, В. Л. (2014). Воздействие на Bacillus subtilis низкого давления (5 кПа) индуцирует несколько глобальных регулонов, включая те, которые участвуют в SigB-опосредованном общем стрессовом ответе. Заявл. Environ. Микробиол . 80, 4788–4794. DOI: 10.1128 / AEM.00885-14

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уотерс, С. М., Цейглер, Д. Р., Николсон, В. Л. (2015). Экспериментальная эволюция ускоренного роста Bacillus subtilis при низком атмосферном давлении: геномные изменения, выявленные с помощью полногеномного секвенирования. Заявл. Environ. Микробиол . 81, 7525–7532. DOI: 10.1128 / AEM.01690-15

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Калькулятор точки кипения

Калькулятор точки кипения

эфир, гексаны, сероуглерод, хлористый метилен ацетон, бензол, ацетонитрил, бром, хлороформ, циклогексан, этилацетат, триэтиламин диоксан, метанол, этанол азотная кислота, нитрометан пиридин, оксихлорид фосфора вода, бутанолы, пропанолы анилин, толуол, бромоформ диметилформамид ДМСО, нитробензол, октанолы, серная кислота ртуть, формамид, гликоль высокомолекулярные или высококипящие соединения

Использование калькулятора

Предположим, вы собираетесь провести перегонку при пониженном давлении.Ты знайте, что ваше вещество закипает при температуре 89 ° C под давлением 1 торр. К сожалению, ваша помпа не может опуститься так низко. Это может только достичь 5 Торр вакуума. Какая будет точка кипения вашего соединение под этим давлением? Калькулятор может помочь. Обычно три корпусов можно выделить:

1. Вы знаете только одно значение точки кипения для вашего вещество. В этом случае просто заполните два верхних поля с ценностями, которые вы знаете. Теперь вы можете примерно оценить его температуру кипения.Возьмем, к примеру, воду. Введите 760 (миллиметры ртути, или 1013 гПа — ед. не имеет значения) как значение давления и 100 как точка кипения. Теперь вы можете рассчитать его температуру кипения при любом давлении. Введите 15 в второе левое поле и 18 появится во втором правом поле. Это ответ. Вода закипает при 18 ° C при давлении менее 15 миллиметров ртутного столба. Просто, не правда ли? Вы можете сделать обратное расчет тоже. Вы хотите знать, какое давление необходимо для получения воды кипятить при 50 ° C. Введите 50 во втором правом поле и отобразится результат (89).

2. Если вам известна теплота испарения вашего вещества , вы можете введите его в соответствующее поле. Это должно помочь получить более точные результаты. Если вам неизвестна теплота испарения, нажмите кнопку ВЫБРАТЬ и попробуйте выберите ваше (или подобное) соединение из списка.

3. Вы знаете как минимум две точки кипения при двух разных давлениях. ценности. Иногда их можно найти в журнале или в таблицах. Ты тогда повезло. Нажмите кнопку КАЛИБРОВКА и заполните форма.Теплота испарения вашего вещества будет рассчитана, когда ВЫ ПРИНИМАЕТЕ эти данные. Это означает, что вы можете получить очень точные результаты сейчас. Возьмем, к примеру, кротоновую кислоту: она кипит при 185 ° C и ниже 760 ° C. мм рт. ст. (атмосферное давление) и при 80 ° C ниже 10 мм рт. Введите эти данные в форму калибровки и примите их. Теплота испарения будет рассчитано и отображено (55,5 кДж / моль). Вы можете оценить температуру кипения кротоновой кислоты довольно точно сейчас.