tap chi so 10 hoan chinh -...

MỤC LỤC

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

1. Hà Hữu Sơn, Nguyễn Thị Yến, Nguyễn Văn Vinh

Thử nghiệm đánh giá khả năng bảo vệ của dung dịch cromat trong glyxerin sử dụng niêm cất két làm mát xe ô tô

03

2. Nguyễn Văn Tính, Nguyễn Văn Tuân, Nguyễn Duy Quân

Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến độ nhớt xenlulo bông tinh chế thủy phân dùng để điều chế nitroxenlulo số 1 và số 2

11

3. Nguyễn Thị Yến

Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng photpho đến tính chất lớp phủ Ni-P và đánh giá khả năng chống ăn mòn của lớp phủ Ni-P đa lớp đen

19

4. Умнова Н.В., Сычева Л.П., Коваленко М.А., Журков В.С., Румак В.С., Во Вьет Кыонг, Фам Кхак Линь

Результаты оценки цитогенетического статуса у мужчин из двух вьетнамских деревень с разной экотоксикологической ситуацией

28

5.. Pavlov D.A., Emel’yanova N.G., Võ Thị Hà

Аномалии в состоянии ячников трёх видов семейства Mullidae залива Нячанг

43

6. Lê Xuân Đắc, Đặng Hùng Cường, Trần Thị Thanh Hương, Trần Thị Nhàn

Kết quả bước đầu nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của cây Chùm ngây (Moringa oleifera L.) trồng trên một số đảo Đông Bắc Việt Nam

51

7. Nguyễn Thị Vân

Nghiên cứu khả năng thích ứng với điều kiện ánh sáng của loài Sâm lông (Cyclea barbata Miers) trồng thử nghiệm từ hạt và rễ tại Vườn Quốc gia Cát Tiên

61

8. Nguyễn Hồng Quang, Chupin V.V., Svet V.I., Kovtun V.Yu., Grebenyuk A.N.

Nghiên cứu hiệu quả chống phóng xạ của các hạt nano cầu vô định hình vận chuyển chất chống oxy hóa genistein

71

9. Chử Văn Mến, Nguyễn Trọng Dân

Đánh giá độc tính cấp và bán trường diễn của chế phẩm chống hôi chân

79

10. Võ Thị Hoài Thu, Nguyễn Trọng Dân, Đinh Thị Thu Trang, Nguyễn Trường Giang, Đỗ Thị Thúy

Nghiên cứu chế tạo sản phẩm chống nấm mốc cho giày da quân nhu từ nguyên liệu quế

87

THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

11. Karpov V.A., Svitich A.A., Sereda V.N., Golikova E.R., Nguyễn Duy Phương, Phạm Duy Nam

Kết quả nghiên cứu về độ tin cậy của các khối thiết bị vô tuyến điện trên máy bay Su-30MK2 trong điều kiện nhiệt đới

95

12. Kovalchuk Iu.L., Nguyễn Văn Chi, Lê Thị Mỹ Hiệp, Philichev N.L., Nguyễn Đức Anh

Thử nghiệm tự nhiên đánh giá hiệu quả chống hà đối với một số hệ sơn men của Liên bang Nga

102

Nghiên cứu khoa học công nghệ

Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 10, 06 - 2016 3

THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG BẢO VỆ CỦA DUNG DỊCH CROMAT TRONG GLYXERIN SỬ DỤNG

NIÊM CẤT KÉT LÀM MÁT XE Ô TÔ

HÀ HỮU SƠN, NGUYỄN THỊ YẾN, NGUYỄN VĂN VINH

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Dung dịch ức chế ba thành phần dùng để niêm cất két làm mát gồm có kali bicromat, natri nitrit và natri photphat đã được nghiên cứu và ứng dụng vào công tác niêm cất dài hạn hệ thống làm mát xe quân sự [1]. Tuy nhiên, việc áp dụng hệ ức chế này tại các đơn vị kho niêm cất xe máy trong thời gian qua cho thấy một số bất cập, trong đó có hiện tượng ăn mòn cổ nhôm, có thể do nhôm hoạt động nhất trong hệ thống và bị ăn mòn điện hóa. Theo tài liệu tiêu chuẩn niêm cất xe máy của Liên bang Nga, hệ dung dịch ức chế cromat trong glyxerin cũng được quy định sử dụng trong công tác bảo quản, niêm cất hệ thống làm mát của ô tô, xe máy quân sự [2, 3]. Ngoài ra, tiêu chuẩn JIS-K 2234:2006 cũng cho phép đánh giá khả năng bảo vệ của dung dịch bảo vệ khi có sự tiếp xúc của các kim loại khác nhau trong hệ thống. Bài báo trình bày những kết quả lựa chọn thành phần của dung dịch cromat trong glyxerin dự kiến dùng để niêm cất hệ thống làm mát cho két nước xe Zil 131 và sử dụng tiêu chuẩn JIS-K 2234:2006 nhằm thử nghiệm dự báo khả năng bảo vệ két nước này và các chi tiết kim loại làm từ thép, nhôm hay hợp kim hàn. Từ đó đánh giá khả năng ứng dụng dung dịch cromat trong glyxerin vào công tác niêm cất dài hạn hệ thống làm mát cho xe ô tô quân sự.

2. VẬT TƯ SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Mẫu kim loại dùng cho các thử nghiệm

Đối tượng nghiên cứu là két làm mát của xe Zil 131 được chế tạo từ hợp kim đồng - kẽm (còn gọi là đồng thau). Tuy nhiên, với mục đích nghiên cứu là chế tạo hệ niêm cất bảo vệ cho toàn bộ hệ thống làm mát nên đã tiến hành khảo sát với năm loại vật liệu kim loại khác nhau đại diện cho các kim loại được sử dụng trong cấu tạo hệ thống làm mát xe ô tô. Năm loại vật liệu kim loại khác nhau được sử dụng làm các mẫu nghiên cứu có thành phần như sau:

- Đồng thau (lấy từ két làm mát xe Zil 131) với thành phần %: Zn 35,6476; Cu 64,266; Pb 0,0015; Fe 0,0094; Cr 0,003; As 0,0052; Cd 0,003; Ag 0,0052; tạp chất khác.

- Thép CT3 với thành phần %: Fe 99,238; C 0,084; Mn 0,5214; Si 0,0239; tạp chất khác.

- Đồng đỏ M1 với thành phần %: Cu 99,904; Zn <0,003; Pb 0,0044; Fe <0,008; P 0,0047; Cr 0,0001; S 0,0023; Sn 0,0015; tạp chất khác.

- Nhôm với thành phần %: Al 97,603; Si 0,119; Cu 0,763; Fe 0,321; Mn 0,899; Cr 0,021; Zn 0,016; Ti 0,082; tạp chất khác.

- Hợp kim hàn với thành phần %: Sn 57,837; Pb 41,548; P 0,075; S 0,015; tạp chất khác.



2.2. Các dung dịch niêm cất dùng trong nghiên cứu

Theo tiêu chuẩn, dung dịch dùng cho niêm cất có thể có trong thành phần 2÷6% K2Cr2O7, 0,4÷1,5% Na2CO3, 80% glyxerin, còn lại là nước. Các dung dịch niêm cất được lựa chọn dùng trong nghiên cứu là glyxerin có chứa K2Cr2O7, Na2CO3, H2O, có thành phần như được giới thiệu trong bảng 1.

Bảng 1. Nồng độ thành phần của các dung dịch niêm cất, %

Tên dung dịch K2Cr2O7 Glyxerin Na2CO3 H2O C1 2 80 1 17 C2 3 80 1 16 C3 4 80 1 15 C4 5 80 1 14 C5 6 80 1 13 C7 5 80 1,5 13,5 C8 5 80 0,8 14,2 C9 5 80 0,4 14,6

2.3. Phương pháp đo đường cong phân cực

Các mẫu đo đường cong phân cực có diện tích 1 cm2, được làm sạch và tẩy dầu mỡ. Sau đó được nhúng trong các dung dịch niêm cất khác nhau trong khoảng thời gian 10 phút. Các mẫu được đo trực tiếp trong dung dịch niêm cất để đánh giá dòng ăn mòn của dung dịch trên các loại vật liệu nhằm lựa chọn thành phần dung dịch. Phép đo được thực hiện trên thiết bị Autolab PGSTAT30, khoảng quét thế ±50 mV của Ecb, tốc độ quét 5 mV/s.

2.4. Phương pháp thử nghiệm theo JIS-K 2234:2006

Các mẫu kim loại và dung dịch thử nghiệm được chuẩn bị theo đúng yêu cầu của tiêu chuẩn JIS-K 2234:2006. Các mẫu kim loại được xâu lại bằng bu-lông, một số mẫu tiếp xúc với nhau thông qua long đen bằng kim loại, được ngâm trong dung dịch thử nghiệm với thành phần gồm 30% dung dịch niêm cất và 70% dung dịch hỗn hợp các muối Na2SO4, NaCl, NaHCO3, được gia nhiệt ở 88oC có sục khí khô liên tục trong (336 ± 2) giờ. Mức độ ăn mòn của mỗi kim loại được tính dựa trên sự thay đổi khối lượng các mẫu trước và sau thử nghiệm.

2.5. Đánh giá khả năng bảo vệ kim loại

Tốc độ ăn mòn kim loại ρ đối với từng loại vật liệu sau thử nghiệm được xác

định [7]: 20 [g/m .h]. .

m m m

S t S tρ − Δ= =

Từ ρ tính toán tốc độ ăn mòn theo chiều sâu trung bình P [3]:

8,76.Pd

ρ= [mm/năm]



Trong đó:

8,76 - hệ số chuyển đổi;

S - diện tích bề mặt mẫu, m2;

t - thời gian thử nghiệm mẫu, giờ;

mo - khối lượng mẫu kim loại trước thử nghiệm, g;

m - khối lượng mẫu kim loại sau thời gian thử nghiệm t giờ, g;

d - khối lượng riêng của mẫu kim loại, g/cm3.

Khối lượng riêng của hợp kim đồng thau, đồng, thép, nhôm và hợp kim hàn lần lượt là 8,2 g/cm3; 8,94 g/cm3; 7,85 g/cm3; 2,7 g/cm3 và 7,365 g/cm3. Dựa vào thang phân loại độ bền chống ăn mòn của vật liệu kim loại, đánh giá mức độ ăn mòn kim loại trong từng dung dịch niêm cất được tham khảo theo tài liệu [7].

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Lựa chọn nồng độ cromat cho dung dịch niêm cất

Kết quả tính giá trị dòng ăn mòn (iăm) và tốc độ ăn mòn theo chiều sâu P của các mẫu trong dung dịch cromat trong glyxerin với hàm lượng cromat từ 2÷6% và glyxerin 80% được trình bày trong bảng 2.

Bảng 2. Kết quả kiểm tra ăn mòn các kim loại trong các dung dịch cromat với nồng độ khác nhau

Mẫu Tên dung dịch iăm

(A/cm2) Pmm/năm

(mm/năm) Đánh giá

Thép

C1 2,74E-08 2,13E-04 Siêu bền C2 1,26E-08 9,78E-05 Siêu bền C3 8,64E-09 6,71E-05 Siêu bền C4 3,66E-08 2,85E-04 Siêu bền C5 9,16E-08 7,12E-04 Siêu bền

Đồng thau

C1 2,41E-08 2,90E-04 Siêu bền C2 9,09E-09 1,09E-04 Siêu bền C3 1,93E-08 2,32E-04 Siêu bền C4 3,6E-08 4,33E-04 Siêu bền C5 6,71E-07 8,07E-03 Độ bền cao

Nhôm


Hợp kim hàn




Có thể thấy các dung dịch niêm cất C1÷C5 đều có khả năng chống ăn mòn rất tốt đối với 4 loại kim loại khảo sát. Các kim loại khi bảo quản trong các dung dịch này đều ở mức rất bền, hay các dung dịch cromat này không gây ăn mòn cho các mác kim loại nói trên. Khoảng nồng độ từ 3÷5% cromat cho thấy các giá trị iăm khác biệt không đáng kể đối với cả bốn loại kim loại và thích hợp để bảo vệ đối với tổ hợp các kim loại nói trên. Tuy nhiên để lựa chọn nồng độ phù hợp nhất để bảo vệ cho cả 4 loại kim loại, đặc biệt là đối với hợp kim nhôm thì nồng độ cromat thích hợp là 5%.

3.2. Lựa chọn nồng độ Na2CO3 cho dung dịch niêm cất

Kết quả tính giá trị dòng ăn mòn iăm và tốc độ ăn mòn theo chiều sâu P của các mẫu kim loại trong dung dịch cromat trong glyxerin với hàm lượng cromat 5% và Na2CO3 với hàm lượng 0,4÷1,5% khối lượng được trình bày trong bảng 3.

Bảng 3. Kết quả kiểm tra ăn mòn các mẫu kim loại trong các dung dịch niêm cất với hàm lượng Na2CO3 khác nhau

Mẫu Dung dịch Na2CO3

(%)

iăm

(A/cm2)

Pmm/năm


Nhôm

C7 1,5 1,01E-06 1,10E-02 Độ bền cao

C4 1,0 4,57E-09 4,98E-05 Siêu bền

C8 0,8 6,19E-09 6,75E-05 Siêu bền

C9 0,4 3,52E-08 3,83E-04 Siêu bền

Đồng thau

C7 1,5 2,9E-08 3,48E-04 Siêu bền

C4 1,0 3,6E-08 4,33E-04 Siêu bền

C8 0,8 2,09E-08 2,51E-04 Siêu bền

C9 0,4 5,01E-08 6,02E-04 Siêu bền

Thép

C7 1,5 3,66E-08 2,85E-04 Siêu bền

C4 1,0 2,81E-08 2,19E-04 Siêu bền

C8 0,8 3,27E-08 2,54E-04 Siêu bền

C9 0,4 3,16E-08 2,45E-04 Siêu bền

Hợp kim hàn

C7 1,5 3,3E-08 4,34E-04 Siêu bền

C4 1,0 2,2E-08 2,89E-04 Siêu bền

C8 0,8 2,99E-08 3,94E-04 Siêu bền

C9 0,4 3,51E-08 4,62E-04 Siêu bền



Có thể thấy rằng hàm lượng Na2CO3 tối ưu đối với các kim loại khảo sát là 1%. Mỗi dung dịch cromat hóa đều có một giá trị pH thích hợp mà ở đó tốc độ tạo màng cromat hóa đạt cực đại [8]. Hơn nữa, ở khoảng nồng độ đã khảo sát thì ảnh hưởng của hàm lượng Na2CO3 đến khả năng chống ăn mòn cho hợp kim nhôm là mạnh nhất (khi lượng Na2CO3 tăng đến 1,5% thì khả năng bảo vệ nhôm lại giảm).

Như vậy, qua kết quả đo đường cong phân cực thành phần dung dịch niêm cất phù hợp nhất là: 5% K2Cr2O7, 1% Na2CO3, 80% glyxerin và 14% H2O.

3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng bảo vệ của dung dịch niêm cất

Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng chống ăn mòn của dung dịch cromat trong glyxerin với hàm lượng tối ưu: 5% cromat, 1% Na2CO3, 80% glyxerin, 14% nước cất được trình bày trong bảng 4.

Bảng 4. Kết quả kiểm tra ăn mòn các mẫu kim loại trong các dung dịch niêm cất với nhiệt độ khác nhau

Mẫu Tên dung dịch iăm

(A/cm2) Pmm/năm


Nhôm

5oC 8,71E-09 9,49E-05 Siêu bền

25oC 6,04E-09 6,58E-05 Siêu bền

40oC 5,81E-08 6,33E-04 Siêu bền

Đồng thau

5oC 3,57E-08 4,29E-04 Siêu bền

25oC 3,16E-08 3,80E-04 Siêu bền

40oC 3,22E-08 3,87E-04 Siêu bền

Thép 5oC 3,88E-08 3,01E-04 Siêu bền

25oC 3,91E-08 3,04E-04 Siêu bền 40oC 2,45E-08 1,90E-04 Siêu bền

Hợp kim hàn

5oC 2,11E-08 2,78E-04 Siêu bền

25oC 2,2E-08 2,89E-04 Siêu bền

40oC 1,53E-08 2,01E-04 Siêu bền

Có thể thấy rằng ở các nhiệt độ khác nhau thì sự chênh lệch giữa các giá trị iăm là không đáng kể. Nói cách khác là nhiệt độ ít ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ của dung dịch cromat trong glyxerin. Chính vì vậy, khi áp dụng bảo quản hệ thống làm mát trên thực tế có thể sử dụng dung dịch ở những điều kiện nhiệt độ khác nhau mà không quan ngại đến chất lượng bảo quản của dung dịch.

3.4. Kết quả thử nghiệm khả năng gây ăn mòn của dung dịch niêm cất cromat trong glyxerin khi có sự tiếp xúc của các kim loại

Kết quả thử nghiệm của các mẫu kim loại khi giữa chúng có sự tiếp xúc trong dung dịch cromat trong glyxerin theo tiêu chuẩn JIS-K 2234:2006 được trình bày trong hình 3 và hình 4.



Hình 3. Hình ảnh mẫu thử trước khi thử nghiệm trong dung dịch cromat trong glyxerin theo JIS-K 2234:2006

Hình 4. Bề mặt mẫu thử sau khi thử nghiệm trong dung dịch cromat trong glyxerin theo JIS-K 2234:2006

Về mặt ngoại quan, các mẫu thử sau thử nghiệm đều không có sự thay đổi đáng kể so với trước khi thử nghiệm. Trên bề mặt mẫu không có xuất hiện các điểm ăn mòn. Theo tiêu chuẩn JIS-K 2234:2006, dung dịch niêm cất cromat trong glyxerin hoàn toàn đáp ứng chỉ tiêu về ngoại quan.

Bảng 5. Kết quả thử nghiệm JIS-K 2234:2006 đối với dung dịch niêm cất cromat trong glyxerin

Tên vật liệu Tổn hao khối

lượng ∆m

(g)

Thay đổi khối

lượng của kim loại

(mg/cm2)

Hiệu suất bảo vệ

(%)

Quy định theo JIS-K2234

(mg/cm2)

Đồng thau 0,0034 0,139 99,6 ± 0,15

Đồng đỏ 0,0020 0,0825 99,8 ± 0,15

Hợp kim hàn 0,0075 0,306 99,3 ± 0,30

Thép 0,0009 0,035 99,9 ± 0,15

Nhôm 0,0040 0,1625 99,6 ± 0,30



Về tốc độ ăn mòn kim loại: Kết quả thử nghiệm cho thấy chỉ số ăn mòn của 5 loại mác kim loại đều thấp hơn hoặc bằng với mức quy định của tiêu chuẩn JIS-K 2234:2006. Hiệu suất bảo vệ đều đạt hơn 99%. Như vậy, dung dịch niêm cất cromat trong glyxerin đáp ứng toàn bộ các chỉ tiêu mà tiêu chuẩn JIS-K 2234:2006 đặt ra cả về mặt ngoại quan cũng như về tổn hao khối lượng trên đơn vị diện tích mẫu thử nghiệm.

Áp dụng cách tính toán và phân loại được nêu trong mục 2.5 để tính toán tốc độ ăn mòn đều theo chiều sâu đối với các dung dịch. Kết quả được đưa trong bảng 6.

Bảng 6. Đánh giá phân loại độ bền chống ăn mòn

của các dung dịch niêm cất theo P

Tên kim loại P (mm/năm) Đánh giá độ bền

Đồng thau 0,0041 Siêu bền

Đồng đỏ 0,0022 Siêu bền

Hợp kim hàn 0,0072 Siêu bền

Thép 0,0033 Siêu bền

Nhôm 0,0153 Cao

Có thể thấy hầu hết các mẫu kim loại đều không bị ăn mòn, có trạng thái siêu bền theo cách đánh giá về độ bền ăn mòn, ngoại trừ nhôm ở trạng thái có độ bền cao.

Như vậy, tất cả các chỉ số như trạng thái bề mặt mẫu, độ hao hụt khối lượng do ăn mòn và tốc độ ăn mòn đều theo chiều sâu cho thấy dung dịch cromat trong glyxerin thể hiện khả năng bảo vệ kim loại tốt, kể cả trong trường hợp giữa chúng có sự tiếp xúc thuận lợi cho ăn mòn điện hóa.

Chính vì vậy, phương án sử dụng dung dịch niêm cất cromat trong glyxerin để bảo quản hệ thống làm mát có thể là một lựa chọn để niêm cất hệ thống làm mát và tăng cường bảo quản các hợp kim hoạt động mà hệ thống tiếp xúc như nhôm.

4. KẾT LUẬN

Có thể lựa chọn dung dịch với hàm lượng tối ưu là 5% cromat, 1% Na2CO3, 80% glyxerin, 14% nước dùng để niêm cất hệ thống làm mát cho xe Zil 131.

Việc sử dụng sử dụng tiêu chuẩn JIS-K 2234:2006 nhằm đánh giá khả năng dùng để niêm cất cho thấy dung dịch cromat trong glyxerin đáp ứng được các chỉ tiêu về tính chất chống ăn mòn kim loại kể cả khi trong hệ thống giữa các kim loại có tính chất hoạt động khác nhau có sự tiếp xúc.



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Quy trình 789/KT, Cục Xe Máy, Tổng Cục kỹ thuật.

2. ГОСТ 9.014-78, Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования.

3. Министерство обороны СССР, Хранение автомобильной техники и имущества в СА и ВМФ, Руководство.

4. ГОСТ 28084-89, Жидкости охлаждающие низкозамерзающие, Общие технические условия.

5. JIS-K 2234:2006, Engine Antifreeze Coolants.

6. ASTM D 1384, Standard Test Method for Corrosion Test for Engine Coolants in Glassware.

7. Trịnh Xuân Sén, Ăn mòn và bảo vệ kim loại, Nxb. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2006.

8. Lưu Hoàng Tâm, Báo cáo luận văn “Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn thép và hợp kim đồng bởi một số chất ức chế ăn mòn thương mại trong hệ thống làm mát”, Đại học Bách Khoa Tp.HCM, 2009.

SUMMARY

TESTING THE PROTECTIVE EFFICIENCY OF CHROMATE - GLYCERIN

SOLUTION USED IN PRESERVING AUTOMOTIVE COOLING SYSTEM

This paper investigates the protective efficiency of chromate - glycerin solution

used in preserving automotive cooling system. Standard JIS-K 2234:2006 is used as

a testing method. The study results show that the chromate - glycerin solution is

suitable for long-term preservation of automotive cooling system with highly

protective efficiency (> 99%).

Từ khóa: Corrosion, cooling system, chromate-glycerin, ăn mòn, hệ thống làm mát.

Nhận bài ngày 12 tháng 4 năm 2016

Hoàn thiện ngày 12 tháng 6 năm 2016

Viện Độ bền nhiệt đới, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga



NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN ĐỘ NHỚT XENLULO BÔNG TINH CHẾ THỦY PHÂN DÙNG ĐỂ ĐIỀU CHẾ NITROXENLULO SỐ 1 VÀ SỐ 2

NGUYỄN VĂN TÍNH (1), NGUYỄN VĂN TUÂN (1), NGUYỄN DUY QUÂN (2)


Ở nước ta hiện nay, nguyên liệu chính là xenlulo bông, xenlulo gỗ dùng để sản xuất thuốc phóng (TP) đều phải nhập ngoại: xenlulo bông tinh chế dùng để chế tạo TP balistit được nhập khẩu từ Trung Quốc (TQ), Uzebekistan, Pakistan, còn xenlulo gỗ dùng để chế tạo TP pirocxilin được nhập khẩu từ Canađa và Mỹ. Để giảm phụ thuộc vào nhập khẩu, đã có một số nghiên cứu bước đầu sử dụng xenlulo bông và gỗ trong nước để chế tạo nitroxenlulo (NC) [1, 3, 4].

Mục đích nội dung của bài báo là nghiên cứu quá trình thủy phân xenlulo bông tinh chế thay thế xenlulo gỗ để sử dụng điều chế NC số 1 (NC-1) và NC số 2 (NC-2) dùng cho chế tạo TP pirocxilin. Trong đó, để đáp ứng yêu cầu của công nghệ sản xuất và nâng cao chất lượng NC, nhóm tác giả đã tiến hành thủy phân xenlulo bông tinh chế trong môi trường axit yếu với mục đích làm giảm độ nhớt xenlulo trước khi nitro hóa để giảm thời gian nấu an định NC và tăng mức độ đồng nhất của NC. Đây là vấn đề mà việc sử dụng xenlulo bông thông thường để điều chế NC-1 và NC-2 gặp phải và nhất thiết phải xử lý [11, 12].

2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

Xenlulo bông tinh chế của TQ và Pakistan có các đặc trưng kỹ thuật được nêu trong bảng 1. Nghiên cứu quá trình thủy phân xenlulo bông và điều chế NC-1 và NC-2 đáp ứng yêu cầu kỹ thuật [5, 6, 7] dùng để chế tạo TP pirocxilin.

Bảng 1. Chỉ tiêu kỹ thuật của bông tinh chế TQ và Pakistan

TT Chỉ tiêu kỹ thuật Bông tinh chế Yêu cầu

kỹ thuật TQ Pakistan

1 Hàm lượng α-xenlulo, % 98,23 97,18 ≥ 95,0

2 Độ hút nước, g/15g mẫu 142,0 135,0 ≥ 110

3 Độ nhớt, cP 27,25 30,27 10 ÷ 40

4 Hàm lượng tro, % 0,12 0,23 ≤ 0,5

5 Cặn không tan trong H2SO4 0,11 0,14 ≤ 0,5

6 Hàm lượng ẩm, % 7,71 7,45 ≤ 10,0



2.2. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thủy phân xenlulo bông tinh chế được tiến hành trong môi trường axit sunfuric loãng (1,5±0,3)%, mođun 30, nhiệt độ 60÷100oC, thời gian 20÷140 phút. Xenlulo được rửa bằng nước đến môi trường trung tính và sấy khô ở nhiệt độ 90÷110oC, sau đó xác định các chỉ tiêu kỹ thuật để nitro hóa tạo NC [11, 12].

Quá trình điều chế NC từ xenlulo bông tinh chế thủy phân được tiến hành bằng phương pháp nitro hoá trong hỗn hợp axit sunfuric, nitric và nước (tỷ lệ khối lượng H2SO4:HNO3 nằm trong khoảng 2/1 ÷ 3/1) và phương pháp nấu ổn định NC trong môi trường axit và kiềm [6, 7, 8]. Sử dụng phương pháp kiểm tra, xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của xenlulo và NC theo tài liệu [6, 8].

2.3. Dụng cụ và hóa chất thí nghiệm

- Dụng cụ thí nghiệm: Nhiệt lượng cháy được đo trên thiết bị Parr 6200 (Mỹ).

- Hóa chất thí nghiệm: Hỗn hợp melanzơ, axit H2SO4 95÷98%, axit HNO3 65÷68% và Na2CO3 tinh thể.

3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân bông

Trong quá trình nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân, đã tiến hành khảo sát trong khoảng nhiệt độ từ 50÷100oC và cố định thời gian là 60 phút, nồng độ H2SO4 1,5%, mođun 30. Kết quả xác định một số chỉ tiêu kỹ thuật của xenlulo bông TQ và Pakistan sau khi thủy phân được trình bày trong bảng 2 và hình 1.

Bảng 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến chỉ tiêu kỹ thuật của xenlulo bông

TT Chỉ tiêu

kỹ thuật Ban đầu

Nhiệt độ thủy phân, oC

50 60 70 80 90 100

Xenlulo bông TQ

1 α-xenlulo, % 98,23 98,37 98,45 98,47 98,29 98,28 98,34

2 Độ hút nước, g/15g

142,0 145,0 146,0 143,0 144,0 145,0 144,0

3 Độ nhớt, cP 27,25 21,57 17,42 14,25 11,76 9,16 8,42

Xenlulo bông Pakistan

1 α-xenlulo, % 97,18 97,48 97,45 97,52 97,38 97,46 97,51

2 Độ hút nước, g/15g

135,0 138,0 139,0 137,0 139,0 139,0 138,0

3 Độ nhớt, cP 30,27 25,42 20,25 16,43 13,55 11,03 9,56



Hình 1. Sự phụ thuộc độ nhớt của xenlulo vào nhiệt độ thủy phân

Kết quả dữ liệu trong bảng 2 và hình 1 cho thấy, chỉ có chỉ tiêu kỹ thuật về độ nhớt là thay đổi nhiều, còn các chỉ tiêu khác hầu như không thay đổi hoặc thay đổi rất ít. Khi nhiệt độ thủy phân tăng từ 50oC đến 100oC thì độ nhớt của xenlulo bông TQ giảm từ 21,57 cP xuống còn 8,42 cP, còn của xenlulo bông Pakistan giảm từ 25,42 cP xuống 9,56 cP.

Như vậy, nhiệt độ càng tăng thì độ nhớt càng giảm. Điều này chứng tỏ rằng trong quá trình thủy phân mức độ polime hóa giảm dần; có thể các polime có mức độ polime hóa cao (khối lượng phân tử lớn) bị ngắt mạch các thành phần có mức độ polime hóa nhỏ hơn (khối lượng phân tử thấp hơn) và xenlulo sẽ đồng đều hơn về mặt khối lượng phân tử.

3.2. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân

Để nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến đặc trưng độ nhớt của xenlulo bông, cố định nồng độ H2SO4 1,5%, nhiệt độ 60oC, mođun 30 và thời gian từ 20÷140 phút. Kết quả trong bảng 3 và hình 2 cho thấy, tốc độ thủy phân được đặc trưng theo sự giảm độ nhớt của xenlulo. Sự giảm độ nhớt xảy ra nhanh nhất ở giai đoạn đầu của quá trình thủy phân (20 phút đầu): độ nhớt của xenlulo bông TQ độ nhớt giảm từ 27,25 cP xuống còn 19,67 cP, của xenlulo bông Pakistan giảm từ 30,27 cP xuống còn 21,14 cP.

Khi thời gian thủy phân tăng, tốc độ giảm độ nhớt giảm dần. Nguyên nhân là ở giai đoạn đầu của quá trình thủy phân, tác nhân phản ứng chủ yếu tấn công vào các vị trí liên kết “yếu” trong mạch đại phân tử xenlulo và phần vô định hình nên quá trình này xảy ra nhanh, còn lại giai đoạn sau, quá trình đứt các liên kết gluco chỉ xảy ra ở đại phân tử xenlulo phân bố trên bề mặt của cấu trúc tinh thể (phần định hình) với tốc độ chậm hơn đáng kể. Khi thời gian thủy phân tiếp tục tăng lên thì giá trị độ nhớt sẽ gần như đạt giá trị không đổi và giá trị này được gọi là độ nhớt giới hạn (mức độ polime hóa giới hạn). Trên cơ sở kết quả nghiên cứu và tài liệu tham khảo [11, 12], nhóm tác giả đã lựa chọn thời gian thủy phân là 60 phút để khảo sát các phần tiếp theo.



Bảng 3. Sự phụ thuộc độ nhớt của Hình 2. Ảnh hưởng của thời gian thủy

xenlulo bông vào thời gian thủy phân phân đến độ nhớt của xenlulo bông

TT Thời gian, phút

Độ nhớt của xenlulo bông, cP TQ Pakistan

1 0 27,25 30,27

2 20 19,67 21,14

3 40 18,36 20,76

4 60 17,42 20,25

5 80 17,12 19,12

6 100 16,87 18,76

7 120 16,42 18,45

8 140 16,18 18,21

3.3. Ảnh hưởng của nồng độ axit sunfuric

Để nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ axit sunfuric, tiến hành thủy phân ở các nồng độ khác nhau là 0,5%; 1,0%; 1,5%; 2,0%; 2,5%; 3,0%, thời gian 60 phút, nhiệt độ 60oC.

Kết quả phân tích độ nhớt (hình 3) cho thấy, nồng độ axit càng tăng thì độ nhớt của xenlulo càng giảm: Ở nồng độ 0,5% độ nhớt giảm không đáng kể, khi tăng nồng độ đến 3,0% thì độ nhớt của xenlulo bông TQ giảm còn 7,75 cP; của Pakistan là 8,82 cP. Nếu tiếp tục tăng nồng độ axit sunfuric lên cao thì quá trình thủy phân sẽ xảy ra hoàn toàn và sản phẩm cuối cùng sẽ là gluco [10].

Hình 3. Sự phụ thuộc của độ nhớt xenlulo bông vào nồng độ axit sunfuric



Để quá trình thủy phân xảy ra trong điều kiện “mềm” nhất và thuận lợi cho quá trình điều chế NC, nhóm tác giả lựa chọn nồng độ axit sunfuric để nghiên cứu là (1,5±0,3)% [10, 11, 12]. Để tối ưu được các thông số thủy phân xenlulo bông (nhiệt độ, thời gian, nồng độ axit) cần phải tiến hành điều chế NC-1, NC-2 đạt được yêu cầu kỹ thuật, từ đó sẽ lựa chọn được thông số thủy phân phù hợp cho từng loại NC.

3.4. Nghiên cứu điều chế NC-1 và NC-2 từ thủy phân xenlulo bông

Kết quả nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ thuỷ phân xenlulo bông đến các đặc trưng cơ bản của NC-1 và NC-2 được trình bày trong bảng 4.

Bảng 4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân lên các chỉ tiêu kỹ thuật của NC

TT

Xenlulo Các chỉ tiêu kỹ thuật của NC

Ghi chú Nhiệt độ thủy phân

oC

Độ nhớt, cP

Hàm lượng nitơ, % (oxit nitơ, mlNO/g)

Độ nhớt, oE

Độ an định ở 132oC, mlNO/g

1 Ban đầu 27,25 13,25 (211,60) 10,36 2,29 NC-1

12,25 (195,63) 6,74 1,68 NC-2

2 100oC 8,42 13,27 (211,92) 4,91 2,15 NC-1

12,21 (194,99) 2,17 1,57 NC-2

3 90oC 9,16 13,29 (212,24) 5,34 2,13 NC-1

12,35 (197,23) 2,97 1,54 NC-2

4 80oC 11,76 13,29 (212,24) 6,32 2,12 NC-1

12,10 (193,24) 3,52 1,52 NC-2

5 70oC 14,25 13,30 (212,40) 7,71 1,95 NC-1

12,28 (196,11) 4,94 1,41 NC-2

6 60oC 17,42 13,31 (212,56) 9,50 1,85 NC-1

12,32 (196,75) 6,23 1,42 NC-2

7 50oC 21,57 13,29 (212,24) 9,75 2,02 NC-1

12,24 (195,47) 6,32 1,47 NC-2

Dữ liệu trong bảng 4 cho thấy, đối với NC điều chế từ xenlulo bông tinh chế thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau có hàm lượng nitơ trong NC không thay đổi nhiều và đều nằm trong giới hạn yêu cầu kỹ thuật dùng để điều chế TP: đối với NC-1 có hàm lượng nitơ từ 13,25÷13,31%, NC-2 có hàm lượng nitơ từ 12,10÷12,40%.

Việc thay đổi nhiệt độ thủy phân từ 50÷100oC cho thấy, đối với NC-1 có độ nhớt thay đổi lớn, từ 9,75oE đến 4,91oE; đối với NC-2 thay đổi từ 7,42oE đến 2,17oE. Tuy nhiên, để điều chế được NC-1 và NC-2 đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật thì chỉ có mẫu xenlulo thủy phân ở nhiệt độ từ 50÷70oC là phù hợp nhất vì có sự cân bằng giữa độ nhớt và độ an định.



NC điều chế được từ bông thủy phân sau khi nghiền đều đạt các yêu cầu kỹ thuật về độ tan trong cồn - ete đối với NC-1 từ 4,0÷8,5%, NC-2 từ 98,0÷99,5%, độ nghiền đạt ≤ 90ml, độ kiềm 0,03%. Tổng thời gian nấu an định NC điều chế từ xenlulo thủy phân là 45 giờ đối với NC-1, 27 giờ đối với NC-2; so với thời gian an định NC-1 điều chế từ xenlulo không thủy phân là 60 giờ, 30 giờ đối với NC-2 [2] đã rút ngắn được 15 giờ đối với NC-1 và 3 giờ đối với NC-2. Ngoài ra, thời gian nghiền của NC điều chế từ xenlulo thủy phân cũng rút ngắn từ 1÷2 giờ [2].

3.5. Kết quả phân tích đánh giá độ đồng nhất của NC

Nhằm đánh giá mức độ đồng nhất của NC về khối lượng phân tử, nhóm tác giả đã tiến hành phân tích 05 mẫu NC được điều chế từ xenlulo tinh chế và xenlulo thủy phân ở chế độ nhiệt độ khác nhau. Các mẫu NC được hòa tan vào dung môi axeton với nồng độ lần lượt là 0,05 g/cm3; 0,1 g/cm3; 0,15 g/cm3 và 0,2 g/cm3 ở nhiệt độ 21oC, sau đó tiến hành đo độ nhớt của từng dung dịch trên nhớt kế mao quản. Mức độ đồng nhất theo phân bố khối lượng phân tử của NC được đánh giá theo giá trị góc nghiêng (tgα) của đường thẳng biểu diễn sự phụ thuộc của độ nhớt riêng vào nồng độ dung dịch NC trong axeton. Kết quả được thể hiện trên bảng 5 và hình 4.

Bảng 5. Giá trị góc nghiêng (tgα) và mức độ polime hóa trung bình

TT Dạng nitroxenlulo tgα Mức độ polime hóa trung bình

1 NC-1 điều chế từ xenlulo bông Pakistan 1,486 373

2 NC-1 điều chế từ xenlulo bông TQ 0,908 358

3 NC-1 điều chế từ xenlulo bông TQ thủy phân ở 80oC 0,144 330



Hình 4. Sự phụ thuộc độ nhớt riêng vào nồng độ của NC trong axeton

1 - Mẫu NC điều chế từ xenlulo bông Pakistan;

2 - Mẫu NC điều chế từ xenlulo bông TQ;

3 - Mẫu NC điều chế từ xenlulo bông TQ thủy phân ở 80oC;

4 - Mẫu NC điều chế từ xenlulo bông TQ thủy phân ở 70oC;

5 - Mẫu NC điều chế từ xenlulo bông TQ thủy phân ở 60oC.



Các dữ liệu cho thấy, đối với NC điều chế từ xenlulo bông tinh chế thủy phân ở các nhiệt độ 60oC, 70oC, 80oC có góc nghiêng tgα (độ dốc) lần lượt là 0,164; 0,12; 0,144 (đường số 3, 4, 5), còn đối với NC điều chế từ xenlulo bông là 1,486 và 0,908 (đường số 1, 2). Như vậy, góc nghiêng tgα của đường thẳng biểu diễn mẫu NC điều chế từ xenlulo bông thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau luôn nhỏ hơn. Kết quả này chứng tỏ mức độ đồng nhất về khối lượng phân tử của NC điều chế từ xenlulo bông thủy phân cao hơn, điều này có ảnh hưởng tốt đến tính năng công nghệ khi chế tạo TP, đặc biệt là quá trình nén ép định hình nguyên tố TP và tính ổn định của sản phẩm trong quá trình bảo quản lâu dài.

4. KẾT LUẬN

Các kết quả nghiên cứu đã đưa ra cách nhìn và giải pháp mới về nguyên liệu dùng để điều chế NC-1 và NC-2 trong sản xuất TP pirocxilin, đó là sử dụng xenlulo bông thủy phân trong môi trường axit loãng làm nguyên liệu để làm giảm độ nhớt của xenlulo trước khi nitro hóa, làm tăng được độ đồng nhất của NC điều chế được và rút ngắn được thời gian nấu an định và nghiền. Như vậy, có thể sử dụng xenlulo bông tinh chế làm nguyên liệu để điều chế NC-1 và NC-2.


1. Đỗ Ngọc Khuê, Ngô Văn Giao, Nghiên cứu khả năng chế tạo thuốc phóng cầu bằng nitroxenlulo từ xenlulo bông Việt Nam, Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật, Học viện KTQS, 2001, Số 94.

2. Nguyễn Văn Tính, Nguyễn Văn Tuân, Nguyễn Duy Quân, Nghiên cứu điều chế nitroxenlulo số 1 và số 2 từ xenlulo bông tinh chế của Trung Quốc, Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật, Học viện KTQS, 4/2016, Số 175.

3. Phan Đức Nhân, Hoá học và công nghệ nitroxenlulo, Học viện KTQS, Hà Nội, 2011.

4. Phan Đức Nhân, Đoàn Minh Khai,... Nghiên cứu điều chế nitroxenlulo từ bột gỗ tinh chế của Việt Nam, Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật, Học viện KTQS, 2013, Số 149.

5. Tài liệu điều kiện kỹ thuật “Quy trình công nghệ tinh chế bông - nghiền bột gỗ, sản xuất nitroxenlulo và sản xuất thuốc phóng một gốc”, Tổng cục CNQP, 2004.

6. Tài liệu điều kiện kỹ thuật “Các quy trình phân tích bông tinh chế, thuốc phóng một gốc”, Tổng cục CNQP, 2004.

7. Tài liệu điều kiện kỹ thuật “Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp kiểm tra nitroxenlulo”, Tổng cục CNQP, 2004.

8. Дубина В.П., Фиошина М.А., Пономарёв Б.А., Руководство к лабораторному практикуму по нитроцеллюлозе, Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева, Москва, 1991 г.



9. Галицкая Н.М., Дубина В.П., Шидяков С.И., Методы получения, анализа и испытаний нитроцеллюлозы, ЦНИИНТИ, Москва, 1990 г.

10. Гиндич В.И., Забелин Л.В., Марченко Г.Н., Производство нитратов целлюлозы, Технология и оборудования, М.: ЦНИИНТИ, 1984.

11. Пономарёв Б.А, Нгуен Ван Тинь, Абрамов Я.К, Гафиятуллин Р.В. Разработка научно-технических мероприятий по улучшению качества нитроцеллюлозы из различного целлюлозного сырья и повышения экономической эффективности производства, Материалы докладов МНТК, Казань “Современные проблемы технической химии”, 2004, с.228-235

12. Пономарёв Б.А., Русин Д.Л., Нгуен Ван Тинь и др., Исследование влияния гидролиза исходных целлюлоз различного типа на свойства их нитратов, Сборник трудов “Успехи в химии и химической технологии, М: РХТУ им.Д.И. Менделеева 2005, часть 3, стр. 68-72.

SUMMARY

STUDY ON THE EFFECTS OF SOME FACTORS ON THE HYDROLYTIC

PROCESS OF REFINED CELLULOSE COTTON USED TO PREPARE

NITROCELLULOSE No.1 AND No.2

The article presents the research results of the effects of some factors on the

hydrolytic process of refined cellulose cotton utilized in preparing nitrocellulose

No.1 and No.2 for manufacturing single-based propellant. The experimental results

indicate that the hydrolysis of refined cellulose cotton in dilute acid solution can

reduce the viscosity of the cellulose and the cotton can be used as a raw material to

produce nitrocellulose No.1 and No.2 with a high level of uniformity.

Từ khóa: Xenlulo, nitroxenlulo, thủy phân, thuốc phóng.



(1) Học viện Kỹ thuật Quân sự

(2) Nhà máy Z195, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng



KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG PHOTPHO ĐẾN TÍNH CHẤT LỚP PHỦ Ni-P VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒN CỦA LỚP PHỦ Ni-P ĐA LỚP ĐEN

NGUYỄN THỊ YẾN


Lớp phủ màu đen được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như quang học, vật liệu, hàng không, quân sự... bao gồm lớp phủ niken đen, kẽm, crom đen, phophat, thép nhuộm đen [5]. Thép nhuộm đen bằng phương pháp oxy hóa được sử dụng nhiều trong quân sự vì giá thành sản xuất rẻ, nhưng khả năng bảo vệ ăn mòn kém, trong quá trình sử dụng và bảo quản thiết bị cần được lau dầu, mỡ thường xuyên.

Gần đây nhiều nghiên cứu đã chỉ ra lớp phủ Ni-P có khả năng chống ăn mòn tốt [3, 7]. Việc kết hợp nhiều lớp Ni-P với hàm lượng photpho khác nhau và thêm lớp phủ màu đen ngoài cùng đã tạo ra vật liệu bảo vệ tốt trong môi trường nước biển [6]. Việc khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng photpho trong lớp phủ Ni-P và đánh giá các yếu tố tạo thành lớp phủ đa lớp Ni-P đã thu được điều kiện tối ưu để cho lớp phủ đa lớp Ni-P có khả năng bảo vệ tốt nhất, đặc biệt trong môi trường nước biển [1, 2, 4].

Bài báo trình bày nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay đổi hàm lượng NaH2PO2 trong dung dịch để kết tủa điện hóa đến thành phần, tính chất, khả năng bảo vệ chống ăn mòn của lớp phủ Ni-P thu được. Bài báo cũng đưa ra kết quả đánh giá khả năng bảo vệ ăn mòn của lớp phủ đa lớp Ni-P màu đen.

2. THỰC NGHIỆM

2.1. Chuẩn bị

- Hóa chất sử dụng: NiSO4, NaCl, H3BO3, H2SO4, NaOH, NaH2PO2, Na2CO3, HNO3, H3PO4, Na2SO4. Toàn bộ là hóa chất tinh khiết loại PA.

- Dung dịch để khảo sát ảnh hưởng của nồng độ NaH2PO2 đến hàm lượng P thu được trong lớp phủ có thành phần: NiSO4 50g/l, NaCl 20g/l, H3BO3 15g/l và NaH2PO2 lần lượt 0g/l, 5g/l, 10g/l, 15g/l, 20g/l, 40g/l.

Sử dụng phương pháp mạ dòng một chiều ổn định có mật độ dòng 1A/dm2, ở nhiệt độ 60oC.

- Các phương pháp tạo lớp màu đen ngoài cùng:

+ Phương pháp 1: Nhuộm đen bằng cách oxy hóa trong dung dịch HNO3 4M trong 30s [3, 5].

+ Phương pháp 2: Thêm lớp phủ đen Ni-Zn-P trong dung dịch có thành phần: NiSO4 50g/l, NaCl 20g/l, H3BO3 15g/l, NH4SCN 15g/l, ZnSO4 20g/l, NaH2PO2 20g/l tại mật độ dòng DK = 0,1 A/dm2; 25oC [6, 7].

- Mẫu nền: Thép CT3.



2.2. Tiến hành

- Xử lí mẫu theo các bước: Cắt mẫu, mài mẫu, rửa sạch rồi cho qua dung dịch tẩy dầu mỡ (NaOH 10g/l + Na2CO3 20g/l) ở 70oC. Sau khoảng 5 phút nhấc mẫu ra, rửa sạch và nhúng vào dung dịch axit (HCl ~200g/l) đến khi hết gỉ. Rửa sạch lại mẫu rồi đưa đi mạ.

- Mạ theo các điều kiện ở mục 2.1.

- Tạo lớp phủ đen ngoài cùng theo 2 phương pháp.

2.3. Đánh giá lớp phủ

- Độ bám dính của lớp phủ [8]: Sử dụng hai phương pháp là phương pháp dao vạch và phương pháp sốc nhiệt trong tiêu chuẩn ASTM B571-97.

- Phân tích SEM/EDX: Phép phân tích được tiến hành trên máy S4800 của hãng Hitachi tại Đại học Bách khoa Hà Nội.

- Đánh giá khả năng chống ăn mòn của lớp phủ bằng phương pháp đo đường cong phân cực trong dung dịch NaCl 5%. Sử dụng bình đo điện hóa 3 điện cực (điện cực làm việc - mẫu cần phân tích có diện tích 1 cm2, điện cực đối - Pt, điện cực so sánh Ag/AgCl). Ngoại suy Tafel đường cong phân cực thu được tốc độ ăn mòn của mẫu phân tích.

- Đánh giá khả năng bảo vệ bằng phương pháp thử nghiệm gia tốc mù muối theo ASTM B117 [9]. Sử dụng thiết bị tủ thử nghiệm mù muối SC450 của Phòng Thử nghiệm tổng hợp, Viện Độ bền nhiệt đới, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga.


3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ NaH2PO2 đến đặc tính của lớp phủ Ni-P cơ sở

3.1.1. Kết quả SEM/EDX

Hình 1. Hình ảnh SEM/EDX bề mặt lớp phủ được mạ: (a) - Trong dung dịch có hàm lượng P = 5g/l

(b) - Trong dung dịch có hàm lượng P = 10g/l (c) - Trong dung dịch có hàm lượng P = 20g/l

(a) (b) (c)



Hình 1 biểu diễn kết quả phân tích SEM/EDX lần lượt 3 mẫu Ni-P thu được từ 3 dung dịch với hàm lượng NaH2PO2 thay đổi tương ứng là 5g/l, 10g/l, và 20g/l với độ phóng đại gấp 2000 lần. Từ hình ảnh ta đánh giá được độ kín, mịn cũng như đồng đều của bề mặt lớp phủ Ni-P thu được:

- Khi nồng độ NaH2PO2 thấp (trường hợp 5g/l): Bề mặt lớp phủ có cấu trúc dạng hạt, kích thước hạt cỡ 1μm, sau khi sấy khô thường xuất hiện những đường nứt nhỏ. Hiện tượng này có thể làm giảm khả năng chống ăn mòn của vật liệu.

- Khi nồng độ NaH2PO2 trung bình (trường hợp 10g/l): Bề mặt lớp phủ Ni-P tạo ra mịn và đồng đều hơn, tuy nhiên vẫn xuất hiện dạng hạt nằm xen kẽ.

- Khi nồng độ NaH2PO2 cao (trường hợp lớn hơn 20g/l): Bề mặt lớp phủ Ni-P thu được dạng cấu trúc mịn nhất, không có cấu trúc dạng hạt hay các vết nứt.

Kết quả EDX được biểu diễn chi tiết trong đồ thị ở hình 2.

Hình 2. Đồ thị biểu diễn quan hệ của hàm lượng photpho trong lớp phủ Ni-P

phụ thuộc vào nồng độ NaH2PO2 trong dung dịch

Đồ thị này biểu diễn mối quan hệ của hàm lượng P trong lớp phủ Ni-P thu được với nồng độ muối sử dụng. Kết quả chỉ ra hàm lượng photpho trong lớp phủ Ni-P tăng tuyến tính từ 0÷13% khi nồng độ muối NaH2PO2 trong dung dịch tăng trong khoảng từ 0÷20g/l và đạt tối đa 13%. Khi nồng độ NaH2PO2 lớn hơn 20g/l thì hầu như hàm lượng P không tăng nữa và đạt giá trị ổn định ở khoảng 12÷13%. Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của tác giả Fang Zhaoheng [2].

Từ kết quả SEM/EDX nhận thấy hàm lượng P trong lớp phủ Ni-P tăng tỉ lệ với nồng độ NaH2PO2 trong dung dịch, đồng thời trạng thái bề mặt chuyển từ dạng liên kết hạt thô sang dạng bề mặt mịn, kín và xít chặt. Hàm lượng P trong lớp phủ lớn nhất có thể đạt 13% khi nồng độ NaH2PO2 trên 20g/l.



3.1.2. Kết quả đo đường cong phân cực

Hình 3 biểu diễn đường cong phân cực của mẫu thép và mẫu thép phủ Ni-P với hàm lượng photpho thay đổi từ 0÷13%, được chế tạo từ dung dịch có nồng độ NaH2PO2 khác nhau.

Hình 3. Đường cong phân cực của mẫu thép và mẫu thép phủ Ni-P với hàm lượng photpho khác nhau

Ngoại suy Tafel nhận được giá trị thế ăn mòn và dòng ăn mòn, từ đó tính được tốc độ ăn mòn của các mẫu thử nghiệm, được trình bày trong bảng 1.

Bảng 1. Tốc độ ăn mòn của lớp phủ phụ thuộc hàm lượng P

Lớp phủ Thế ăn mòn

(V) Dòng ăn mòn

(A/cm2) Tốc độ ăn mòn

(mm/năm) Fe thường -0,581 2.01E-04 0,197

Ni -0,475 1.05E-05 0,119 Ni + 2%P -0,447 8.90E-06 0,031

Ni + 5.5%P -0,429 7.89E-06 0,028 Ni + 8%P -0,394 4.35E-06 0,028 Ni + 13%P -0,342 2.04E-06 0,019

Khi tăng hàm lượng photpho trong lớp phủ, điện thế cân bằng dịch chuyển về phía dương, dòng ăn mòn giảm khi tăng hàm lượng P theo thứ tự Fe > Ni > Ni-P2% > Ni-P5% > Ni-P8% > Ni-P13%. Sự tăng khả năng bảo vệ chống ăn mòn được giải thích là do khi tăng hàm lượng P trong lớp phủ, trạng thái bề mặt chuyển dịch từ dạng có cấu trúc hạt sang dạng bề mặt mịn, xít chặt hơn. Kết quả này phù hợp với kết quả phân tích SEM/EDX ở trên. Ngoài ra, một yêu cầu quan trọng cho các vật liệu bảo vệ dạng catot là điện thế cân bằng của lớp phủ dương hơn so với điện thế cân bằng của nền. Sự chênh lệch điện thế giữa lớp phủ chứa hàm lượng P cao với lớp phủ Ni thông thường hoặc lớp phủ Ni có hàm lượng P thấp và nền thép luôn lớn hơn 0,1V.

Như vậy khi mạ với dung dịch nồng độ NaH2PO2 20g/l sẽ thu được lớp phủ có khả năng chống ăn mòn tốt nhất.



3.2. Nghiên cứu khả năng chống ăn mòn của lớp phủ ba lớp màu đen - Để tăng khả năng chống ăn mòn cho lớp phủ Ni-P, cần tạo ra hệ đa lớp có sự

chênh lệch điện thế phù hợp. Tác giả đã chế tạo hệ đa lớp có thành phần từng lớp tương ứng Fe/Ni-P cao/Ni-P thấp. Việc mạ đa lớp có tác dụng làm tăng độ kín của lớp bảo vệ. Ngoài ra, lớp Ni-P thấp bên ngoài là lớp bảo vệ dạng anot so với lớp Ni-P cao bên trong, nên khi có tác nhân ăn mòn tấn công, lớp Ni-P thấp sẽ bị ăn mòn dần dần. Nền thép vẫn được lớp Ni-P cao ngăn cách và bảo vệ.

- Đối với một vài ứng dụng đặc biệt, cần tạo màu đen cho lớp phủ đa lớp Ni-P. Tác giả cũng đã tạo lớp màu đen ngoài cùng theo hai phương pháp là nhuộm đen (phương pháp 1) trong dung dịch HNO3 và mạ lớp hợp kim Ni-Zn-P (phương pháp 2). Trong phần tiếp theo của bài báo sẽ so sánh khả năng chống ăn mòn của lớp phủ đa lớp khi được tạo lớp màu đen ngoài cùng.

- Đã sử dụng phương pháp đo đường cong phân cực Tafel và phương pháp thử nghiệm gia tốc mù muối để đánh giá tốc độ ăn mòn của các lớp phủ được tạo thành.

3.2.1. Kết quả đo đường cong phân cực Biểu diễn đường cong phân cực của các lớp phủ Ni-P hai lớp thường, lớp phủ

Ni-P hai lớp thường được tạo đen theo hai phương pháp trên hình 4.

Hình 4. Đường cong phân cực của lớp phủ Ni-P hai lớp thường và Ni-P hai lớp thường có tạo đen bằng hai phương pháp

Kết quả trên đồ thị cho thấy bằng cả hai phương pháp tạo màng đen cho lớp phủ Ni-P hai lớp đều làm điện thế cân bằng chuyển dịch về phía âm hơn, tốc độ ăn mòn bị tăng lên, nhưng vẫn đảm bảo khả năng bảo vệ nền thép.

Bảng 2. Tốc độ ăn mòn của các lớp phủ

Điều kiện Dòng ăn mòn (A/cm2) Tốc độ ăn mòn (mm/năm)

Fe thường 2,01E-04 0,197

Ni-P đa lớp 8,18E-08 0,001 Ni-P nhuộm đen theo

phương pháp 1 9,41E-07 0,051

Ni-P phủ Ni-Zn-P 6,42E-07 0,03



Bảng 2 đưa ra giá trị dòng ăn mòn và tốc độ ăn mòn cụ thể được ngoại suy từ đồ thị 4. Theo đó, lớp phủ Ni-P được tạo màng đen bằng phương pháp 2 cho tốc độ ăn mòn thấp hơn lớp phủ Ni-P được tạo màng bằng oxy hóa theo phương pháp 1. Vậy xét về phương diện bảo vệ ăn mòn thì cách tạo lớp phủ đen Ni-Zn-P tỏ ra ưu việt hơn phương pháp nhuộm đen trong dung dịch axit HNO3.

3.2.2. Thử nghiệm gia tốc mù muối

Bảng 3. Thời gian và hình ảnh mẫu lớp phủ sau khi phun mù muối

Mẫu Thời gian Hình ảnh

trước thử nghiệm

Hình ảnh

sau thử nghiệm

Thép CT3 < 4h

Thép CT3 nhuộm đen

thông thường < 4h

Lớp phủ Ni-P đa lớp

> 48h

Lớp phủ nhuộm đen

theo phương pháp 1

= 24h

Lớp phủ nhuộm đen

theo phương pháp 2

> 24h



Kết quả thử nghiệm gia tốc mù muối sau 48h được chỉ ra trong bảng 3 cũng có xu hướng tương tự kết quả xác định tốc độ ăn mòn từ phép đo đường cong phân cực. Lớp phủ hai lớp Ni-P thông thường có độ bền ăn mòn cao nhất (> 48h). Cả hai phương pháp nhuộm đen cho Ni-P đều cho lớp phủ mới có khả năng chống ăn mòn kém hơn lớp phủ hai lớp không nhuộm đen, song tốt hơn lớp nhuộm đen sắt bằng hóa chất công nghiệp. Ngoài ra, phương pháp tạo Ni-Zn-P thích hợp hơn, cho khả năng chống ăn mòn tốt hơn phương pháp oxy hóa trong HNO3.

Như vậy kết hợp cả hai phương pháp nghiên cứu ăn mòn có thể kết luận lớp phủ hai lớp có thêm màng màu đen Ni-P-Zn cho khả năng bảo vệ tốt hơn.

3.3. Khảo sát độ dày, độ bám dính của lớp phủ hai lớp đen

3.3.1 Độ dày

Hình 5. Hình ảnh SEM xác định chiều dày lớp phủ

Chiều dày của mẫu Ni-P hai lớp có màu đen được đo bằng hình ảnh SEM (hình 5) có kích thước 11,1 + 7,4 + 8,9 = 27,4 μm.

3.3.2. Độ bám dính

- Phương pháp dao vạch: Hình ảnh lớp phủ sau khi cắt với độ phóng đại 150 lần cho thấy các đường vạch có màu sắc gần tương đồng với lớp phủ, không phát hiện thấy sự bong tróc của lớp phủ (hình 6a).

- Phương pháp sốc nhiệt: Sau khi sấy khô mẫu ta thấy, mẫu không bị phồng rộp, bong tróc, không có vết nứt (hình 6b).

(a) (b)

Hình 6. Bề mặt lớp phủ Ni-P sau tác động với độ phóng đại 150 lần

(a) Phương pháp sử dụng dao vạch; (b) Phương pháp sốc nhiệt

Như vậy có thể đánh giá lớp phủ Ni-P hai lớp đen có độ bám dính với nền thép đạt yêu cầu.

Nền thép Ni-P cao Ni-P-Zn

Ni-P thấp



4. KẾT LUẬN

- Có thể tạo lớp mạ Ni-P có hàm lượng P khác nhau bằng phương pháp điện hóa khi thay đổi nồng độ Na2H2PO2 trong dung dịch. Khi tăng nồng độ muối Na2H2PO2 trong dung dịch, hàm lượng P trong lớp phủ tăng, bề mặt lớp phủ ngày càng mịn, khả năng chống ăn mòn ngày càng tăng.

- Đã chế tạo lớp mạ đa lớp trên nền thép gồm Fe/Ni-P cao/Ni-P thấp/Ni-P-Zn có màu đen dày 27 μm, độ bám dính đạt theo tiêu chuẩn ASTM 571-97 và có khả năng chống ăn mòn gấp 6 lần so với lớp mạ đen thông thường (so sánh bằng thử nghiệm mù muối theo tiêu chuẩn ASTM B117). Lớp mạ đa lớp Ni-P có thể được sử dụng để bảo vệ các trang thiết bị trong môi trường biển đảo.


1. Changdong Gu, Jianshe Lian, Guangyu Li, Liyuan Niu, Zhonghao Jiang, High corrosion-resistant Ni-P/Ni/Ni-P multilayer coatings on steel, Surface & Coatings Technology, 2005, 197:61-67.

2. Fang Zhaoheng, Electrodeposition of amorphous Ni-P alloy coatings, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 1997, 7:148-151.

3. Fei Xing, Borui Zhao, Wenying Shi, Study on tunable fabrication of the ultra-black Ni-P film and its blacking mechanism, Electrochimica Acta, 2013, 100:157-163.

4. Hsien-Chung Huang, Sung-Ting Chung, Szu-Jung Pan, Wen-Ta Tsai, Chao-Sung Lin, Microstructure evolution and hardening mechanisms of Ni-P electrodeposits, Surface & Coatings Technology, 2010, 205:2097-2103.

5. Takadoum J., Black coating, The European Physical Journal Applied Physics, 2010, 3, p.52.

6. Nie S., Cai X. & Xiong S., Corrosion resistance of alternatively deposited layers of electroless Ni-P and electroplated Zn-Ni on cast steel substrate in neutral 5 wt-%NaCl solution, Corrosion Engineering, Science and Technology, 2006, 41:51-56.

7. Bachvarov V., Peshova M., Vitkova S., Boshkov N., Electrodeposition, structure and composition of ternary Zn-Ni-P alloys, Materials Chemistry and Physics, 2012, 136:999-1007.

8. ASTM B 571-97 (Reapproved 2003), Standard Practice for Qualitative Adhesion Testing of Metallic Coatings.

9. ASTM B117, Standard Practive of Operating Salt Spray (fog) Apparatus.

10. ASTM B 504-90, Standard Test Method for Measurement of Thickness of Metallic Coatings by the Coulometric Method.



SUMMARY

INVESTIGATE THE EFFECTS OF PHOSPHORUS CONTENT ON

PROPERTIES OF Ni-P COATING AND EVALUATE THE CORROSION

RESISTANCE OF BLACK MULTILAYER Ni-P COATING

The paper presents the effects of NaH2PO2 concentrations in electrodeposition

solution on phosphorus contents and corrosion resistance of Ni-P layer. The results

of SEM/EDX show that when the concentration of NaH2PO2 in solution increases,

the content of phosphorus and corrosion resistance of the layer also increase and the

alloy's state changes from coarse granules to a smooth surface. The paper also

describes the electrodeposition method to make black Ni-P multilayer coating. The

corrosion resistance of black multilayer Ni-P alloys including Ni-P (high

phosphorus)/Ni-P (low phosphorus)/black Ni-P-Zn is 6 times higher than that of

blackened steel when testing using salt spray methods.

Từ khóa: Ni-P multilayer, black, phosphorus content.



Viện Độ bền nhiệt đới, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga



РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОГО СТАТУСА У МУЖЧИИ ИЗ ДВУХ ВЬЕТНАМСКИХ ДЕРЕВЕНЬ С РАЗНОЙ

ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИЕЙ

УМНОВА Н.В. (1), СЫЧЕВА Л.П. (2), КОВАЛЕНКО М.А. (2), ЖУРКОВ В.С. (2),

РУМАК В.С. (1), ВО ВЬЕТ КЫОНГ (3), ФАМ КХАК ЛИНЬ (3)

ВВЕДЕНИЕ

Загрязнение окружающей среды диоксинами негативно сказывается на

здоровье населения, приводя к системным нарушениям, объединенным

понятием «диоксиновая патология» [3]. Серьезные нарушения здоровья у

детей и взрослого населения выявлены во Вьетнаме на территориях, где

применяли дефолиант «Оранжевый агент», содержавший феноксигербициды и

диоксины, включая 2, 3, 7, 9-тетрахлордибензо-п-диоксин (ТХДД) [3, 4, 15].

Индикаторами негативных эффектов от воздействия различных факторов

до проявления клинических симптомов заболеваний являются показатели

изменений клеточных процессов. Такими индикаторами служат параметры

цитогенетического статуса [13, 10, 6]. Важной для нас оказалась возможность

оценки этих параметров с помощью неинвазивного кариологического теста на

клетках буккального и назального эпителия, тем более, что кожа и слизистые

оболочки являются тканями-мишенями канцерогенного и токсического

действия ТХДД [16].

Целью данного исследования была оценка состояния эпителиальных

клеток слизистых оболочек у взрослого населения двух вьетнамских деревень

с отличающимися по экотоксикологической ситуации условиями проживания.

Одна из деревень расположена на территории применения в 1962÷1971 гг.

«Оранжевого агента» и загрязнена диоксинами (ЗД), вторая - на контрольной

территории. Влияние экспозиции экотоксикантами (проживания в ЗД) на

цитогенетический статус мужчин оценивали сравнивая средние значения

изучаемых показателей в группах воздействия и контроля в зависимости от

экспозиции, и контактов с факторами риска, профессиональной нагрузки,

длительности проживания в деревне, возраста.



МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Население. Сравнение показателей цитогенетического статуса провели в двух группах взрослых мужчин из провинции Биньзыонг во Вьетнаме - среди экспонированного населения ЗД (45 человек из деревни Биньми) и контрольной деревни Чаньми (43 человека), где «Оранжевый агент» во время войны не применяли. Группы воздействия и контроля представлены мужчинами одной национальности - кинь (вьеты) в возрасте 18÷61 года. В контрольной деревне 35 человек проживали в течение жизни, остальные - более 10 лет; в ЗД - 36 человек проживали в течение всей жизни, остальные - более 5 лет. Административные и подобные (не связанные с интенсивными контактами с сельскохозяйственными химикатами) должности занимали 69,8% мужчин в Чаньми и 51,1% в Биньми, остальные значительную часть времени занимались сельскохозяйственными работами. От каждого индивида было получено согласие на проведение обследования. Для учета сопутствующих факторов проведено анкетирование. По показателям возраста, вредным привычкам, профессии и условиям жизни группы были сходными, за рядом исключений. Обследования были выполнены в 2008÷2009 году.

Факторы. На период обследования средний уровень загрязнения почвы (до глубины 15 см) ТХДД в ЗД составлял 2,6 (0,7÷10,4) нг/кг; в контрольном районе - 0,18 нг/кг [4]. Уровень ТХДД в крови мужчин из ЗД на период обследования составлял 8,9 пг/г липидов, в контроле - 3,7 пг/г липидов [4]. Разделение групп на подгруппы относительно курения оказалось неравномерным -курящих мужчин оказалось больше в контрольной деревне (около 80%, против 60% в Биньми), что, вполне возможно, отражает различия в состоянии здоровья мужчин из этих деревень. Среди обследованных в Биньми оказалось вдвое больше молодых (до 39 лет) мужчин, родившихся уже после войны - 71.1%.

Методы. Отбор проб слизистой, приготовление и анализ препаратов проводили в соответствии с методами, разработанными в НИИ ЭЧиГОС, специалистами этого института [1, 6, 8]. Деревянным шпателем собирали клетки со слизистой оболочки щеки и готовили мазки. Ватной палочкой собирали клетки полости носа и готовили отпечатки. Препараты фиксировали этанолом и уксусной кислотой в соотношении 3:1, хроматин окрашивали 2,5% раствором ацетоорсеина («Merck») при 37°С, цитоплазму докрашивали 1% раствором светлого зеленого («ICN Biomedicals Inc.) при 20°С в течение 30 секунд. Препараты шифровали и проводили микроскопический анализ при



увеличении х 103 (масляная иммерсия) с использованием микроскопа Olympus BX-41. Анализировали по 1000 клеток от каждого индивида при исследовании каждого органа. В соответствии с рекомендациями [11] и классификацией [6] учитывали несколько типов кариологических показателей, биологическое значение, критерии определения и значимость которых описаны ранее [6]. В анализируемый перечень (Табл. 2) входили: цитогенетические показатели (частота клеток с микроядрами, протрузиями, ядрами атипичной формы); показатели пролиферации (частота двуядерных клеток и клеток со сдвоенными ядрами); показатели ранней стадии деструкции ядра (частоту клеток с перинуклеарными вакуолями, повреждением ядерной мембраны, конденсацией, вакуолизацией хроматина, началом кариолизиса); показатели поздней стадии деструкции ядра (кариопикноз, кариорексис, полный кариолизис).

Статистическую обработку результатов проводили методами непараметрического анализа с использованием показателя Манна-Уитни и рангового коэффициента корреляции Спирмена. Достоверность изменений оценивали при значимости p < 0,05 и ниже.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Влияние экспозиции (проживания на загрязненных диоксинами территориях) на показатели цитогенетического статуса.

Сравнение двух групп мужчин по цитогенетическим показателям и показателям пролиферации слизистых оболочек обоих органов не выявило значимых отличий (Табл. 1). Статистически значимые отличия выявлены по показателям деструкции ядра, как на ранней, так и на поздней стадии гибели клеток в обоих органах (Табл. 1). В слизистой оболочке ротовой полости жителей ЗД в 2,7 раза повышена частота встречаемости клеток с повреждением ядерной мембраны. Выявлено изменение соотношения путей деструкции ядра. Так, в 2,2 раза снижена встречаемость клеток с конденсацией хроматина и в 1,2 раза - с кариопикнозом, и, напротив, увеличена частота клеток с началом кариолизиса (в 2,2 раза) и завершенным кариолизисом (в 2,8 раза). Отмечено незначимое повышение суммарного апоптотического индекса в группе мужчин из ЗД. При исследовании эпителиальных клеток слизистой оболочки носа отмечены близкие изменения. У жителей ЗД почти все показатели деструкции ядра (кроме клеток с перинуклеарной вакуолью и пикнозом) оказались в 1,3÷2 раза выше по сравнению с контролем и, в основном, различия были статистически достоверны (Табл. 1).



Влияние курения на показатели цитогенетического статуса.

Среди обследованных в контрольной деревне мужчин оказалось всего 7 некурящих, в то время как с ЗД некурящих мужчин было почти 40%. Сопоставление анализируемых показателей отдельно среди групп курящих и некурящих мужчин из двух деревень приблизительно отражало тенденции, наблюдаемые в общих группах. Тем не менее, следует отметить, что для ряда показателей пролиферации и деструкции назальных эпителиоцитов в группе курящих значимость изменений была снижена относительно некурящих, тогда как цитогенетические показатели (встречаемость протрузии) оказались значимыми (Табл. 2). Аналогично изменялись показатели для буккальных клеток, хотя стоит отметить значимое влияние курения на их пролиферацию в группе мужчин из ЗД (Табл. 1).

Влияние профессиональных факторов на показатели цитогенетического статуса.

Большая часть обследованных мужчин были крестьянами с ежедневным трудом с применением обычных для них земледельческих технологий. Однако, часть мужчин больше занималась административной работой (в органах управления, образовательных учреждениях, торговле и т.п. - группа АР).

Сравнение цитогенетического статуса мужчин, не занимающихся сельским хозяйством.

Учитывая возможность негативного влияния определяемых крестьянской практикой факторов на состояние здоровья сравнили средние значения показателей в двух группах индивидов, которые не были постоянно заняты в сельском хозяйстве (группы АР - 30 человек в Чаньми и 23 человека в Биньми). По цитогенетическим показателям и показателям пролиферации эпителиальных клеток ротовой полости и носа отличий не выявили. Показатели деструкции ядра эпителиоцитов значимо отличались в группах из двух деревень. При анализе буккальных клеток - по частоте клеток с: перинуклеарными вакуолями (P<0,05); повреждением ядерной мембраны (P<0,01); конденсацией хроматина (P<0,001); началом кариолизиса (P<0,05); завершенным кариолизисом (P<0,001); суммарной частоте клеток на поздних стадиях деструкции ядра (P<0,001); апоптотическому индексу (P<0,05). При анализе назальных клеток отличия выявлены по частоте клеток с конденсацией хроматина (P<0,05); карирексисом (P<0,05); завершенным кариолизисом (P<0,01) суммарной частоте клеток на поздних стадиях деструкции ядра (P<0,01). Направленность изменений показателей в группе АР из ЗД - по сравнению с АР контролем была аналогичной, наблюдаемой при сравнении всех мужчин в двух деревнях.



Таблица 1. Результаты сравнительного анализа показателей цитогенетического статуса в двух группах вьетнамских мужчин из двух деревень с разной экотоксикологической ситуацией в зависимости от курения

Показатели

Деревня Чаньми (CM) Деревня Биньми (BM) P,

некурящие

P,

курящие

P,

Всего Некурящие,

n = 7

Курящие,

n = 35

Всего,

n = 43

Некурящие,

n = 17

Курящие,

n = 26

Всего,

n = 45

Назальные эпителиоциты

Микроядра (МЯ) 0.29 ± 0.18 0.54 ± 0.12 0.49 ± 0.10 0.17 ± 0.09 0.42 ± 0.13 0.33 ± 0.08 0.513 0.495 0.261

Протрузии (ПР) 2.71 ± 0.75 3.4 ± 0.28 3.23 ± 0.26 3.56 ± 0.53 2.65 ± 0.37 3.02 ± 0.31 0.358 0.046* 0.390

Сумма МЯ и ПР 3.00 ± 0.82 3.94 ± 0.34 3.72 ± 0.33 3.72 ± 0.57 3.11 ± 0.39 3.38 ± 0.32 0.444 0.119 0.438

Двуядерные 1.14 ± 0.40 1.29 ± 0.2 1.26 ± 0.17 1.33 ± 0.31 1 ± 0.16 1.13 ± 0.16 0.850 0.448 0.644

Сдвоенные 1.71 ± 0.36 1.29 ± 0.17 1.24 ± 0.15 1.39 ± 0.20 1.04 ± 0.19 1.33 ± 0.21 0.362 0.766 0.893

Конденсация хроматина

64.29 ± 15.87 76.97 ± 6.24 73.74 ± 5.77 106.83 ± 8.09 98.23 ± 9.28 101.76 ± 6.23 0.027* 0.069 0.002**

Кариолизис ранний

44.57 ± 11.91 80.2 ± 7.32 72.77 ± 6.70 91.78 ± 10.56 99.19 ± 7.36 95.60 ± 5.97 0.021* 0.105 0.024*

Кариопикноз 10.57 ± 1.63 10.66 ± 1.04 10.51 ± 0.89 13.17 ± 2.08 9.65 ± 1.2 11.09 ± 1.10 0.761 0.401 0.887

Кариорексис 2.43 ± 0.84 5.2 ± 0.63 4.67 ± 051 10.06 ± 1.75 7.85 ± 1.12 8.76 ± 0.96 0.001** 0.079 0.000**

Кариолизис поздний

6.14 ± 2.63 11.54 ± 1.69 10.40 ± 1.48 17.72 ± 2.28 22.12 ± 2.61 20.36 ± 1.78 0.019* 0.000** 0.000**

Ранний апоптоз 130.00 ± 25.13 176 ± 12.01 165.6 ± 11.14 215.94 ±16.26 216.58 ± 15.1 215.51 ± 10.79 0.013* 0.038* 0.002**

Поздний апоптоз 19.14 ± 3.38 27.4 ± 2.67 25.58 ± 2.32 40.94 ± 4.83 39.62 ± 3.5 40.20 ± 2.76 0.011* 0.011* 0.000**



Буккальные эпителиоциты

Микроядра (МЯ) 0.71 ± 0.36 0.91±0.25 0.86 ± 0.21 6.22 ± 5.53 0.65±0.19 2.27 ± 2.21 0.832 0.908 0.800

Протрузии (ПР) 2.00 ± 0.93 2.29 ± 0.34 2.21 ± 0.31 1.82 ± 0.38 1.65 ± 0.77 1.70 ± 0.47 0.820 0.012* 0.056

Сумма МЯ и ПР 2.57 ± 0.92 3.2 ± 0.17 8.05 ± 0.40 2.53 ± 0.53 2.31 ± 0.84 2.36 ± 0.54 0.974 0.029* 0.063

Двуядерные 1.86 ± 0.59 2.57 ± 0.4 2.47 ± 0.34 3.47 ± 0.56 2.65 ± 0.55 2.95 ± 0.39 0.146 0.917 0.382

Сдвоенные 3.00 ±0.87 3.45 ± 0.44 3.56 ± 0.42 4.18 ± 0.67 5.38 ± 0.71 4.84 ± 0.50 0.520 0.034* 0.073

Перинуклеарная вакуоль

3.29 ± 1.30 9.31 ± 1.51 8.30 ± 1.29 6.88 ± 2.33 3.96 ± 0.76 5.80 ± 1.22 0.456 0.012* 0.076

Повреждение мембраны

20.14 ± 11.45 51.66 ± 11.02 49.23 ± 9.71 186.29 ± 27.16 102.31 ± 14.09 133.80 ± 14.68 0.004** 0.002** 0.000**

Кариолизис ранний

287.71 ± 84.44 309.03 ± 31.86 304.49 ± 28.94 336.53 ± 37.50 394.92 ± 24.77 374.07 ± 20.89 0.525 0.023* 0.000**

Конденсация хроматина

173.43 ± 32.28 245.86 ± 23.45 231.05 ± 20.27 90.00 ± 13.88 118.38 ± 15.42 105.52 ± 10.79 0.039* 0.000** 0.000**

Кариопикноз 18.57 ± 5.71 34.14 ± 3.97 31.56 ±3.45 15.35 ± 3.36 24.15 ± 3.33 21.11 ± 2.46 0.504 0.113 0.023*

Кариорексис 62.57 ± 16.38 31.94 ± 6.14 36.42 ± 5.88 25.76 ± 5.22 19.77 ± 4.32 21.75 ± 3.27 0.013* 0.105 0.059

Кариолизис поздний

113.14 ± 69.84 78.31 ± 15.43 87.16 ± 16.84 241.18 ± 31.02 246.26 ± 30.33 247.95 ± 21.47 0.017* 0.000** 0.000**

Ранний апоптоз 484.57 ±79.75 615.87 ± 34.17 593.07 ± 31.21 585.28 ± 50.45 619.58 ± 30.49 605.42 ± 26.55 0.183 0.765 0.900

Поздний апоптоз 194.29 ± 62.53 144.4 ± 16.67 155.14 ± 16.97 266.61 ± 33.27 292.19 ± 30.42 284.36 ± 22.03 0.109 0.000** 0.000**

Примечание:

# - информация о курении отсутствует для нескольких обследованных;

* P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001 - достоверность различий частоты показателей слизистой оболочки щеки или носа (но не между органами) у мужчин Чаньми и Биньми по критерию Манна-Уитни.



Влияние сельскохозяйственных работ на цитогенетический статус

В контроле не выявили влияния факторов, связанных с сельскохозяйственными работами (контактов с удобрениями, пестицидами и т.п.). На рисунке 1 показано (контрольные значения на рисунке отражены прямой линией), что кариологические показатели слизистых оболочек щеки и носа не различались между группами АР (30 человек) и мужчин, работающих с удобрениями и пестицидами (10 человек); АР и мужчин, работающих с удобрениями, пестицидами и животными (12 человек).

Рис. 1. Сравнение кариологических показателей у жителей деревни Биньми, работающих и не работающих в сельском хозяйстве (только статитстически

значимые изменения). Указано количество человек в группе воздействия и контроля

В группе мужчин из ЗД три показателя ранней стадии деструкции ядра статистически значимо отличались у работающих в сельском хозяйстве мужчин и АР (рис. 1). Частота буккальных эпителиальных клеток с повреждением ядерной мембраны была значимо выше при контактах с пестицидами и удобрениями (17 человек; P=0,023); с пестицидами, удобрениями и животными (18 человек; P=0,014); с пестицидами, удобрениями, животными и гевеей (24 человека; P=0,040). Частота буккальных клеток с началом кариолизиса была значимо ниже при таких контактах - с пестицидами и удобрениями (17 человек; P=0,014); с пестицидами, удобрениями и животными (18 человек; P=0,008); с пестицидами, удобрениями, животными и гевеей (24 человека; P=0,040). Частота эпителиальных клеток слизистой оболочки носа на ранней стадии деструкции ядра была значимо выше при контактах с пестицидами и удобрениями (17 человек; P=0,014); с пестицидами, удобрениями и животными (18 человек; P=0,010); с пестицидами, удобрениями, животными и гевеей (24 человека; P=0,034).



Влияние длительности экспозиции экотоксикантами (проживания

на загрязненной территории) и возраста на цитогенетический статус.

В таблице 2 представлены значимые корреляции (P<0,05), которые

выявлены только у жителей ЗД. С длительностью экспозиции коррелировало

несколько показателей пролиферации буккальных клеток (со сдвоенными

ядрами, R = 0,41; сумма двуядерных клеток и клеток со сдвоенными ядрами,

R= 0,35) и назальных клеток с перинуклеарными вакуолями, R = 0,42 (табл. 2).

Более того частота двуядерных клеток была повышена в 2 раза только у

жителей, которые родились в период войны и длительное время (почти 40 лет)

проживали в ЗД. В контроле такие отличия не выявлены.

Ухудшение с возрастом некоторых цитогенетических показателей,

показателей пролиферации и апоптоза отмечено в обеих группах

(коэффициент корреляции в пределах 0,30÷0,42, табл. 2). В контрольной

группе отмечено повышение с возрастом частоты клеток буккального

эпителия с протрузиями ядра, конденсацией хроматина и пикнозом,

назального эпителия с кариорексисом. В ЗД выявлена взаимосвязь с возрастом

другого спектра показателей и большего их количества.

Сравнение клеточных показателей в двух слизистых оболочках.

Результаты, представленные в таблице 2, показывают, что каждый вид

эпителия (буккальный и назальный) имеет характерные особенности, хотя

уровень частот их кариологических показателей приблизительно одинаков и

направленность изменений также для большинства показателей совпадает.

Частота клеток с микроядрами в назальном эпителии приблизительно в 2

раза ниже, а клеток с протрузиями в каждой деревне была в 1,5 раза выше, чем

в эпителии щеки. Среди показателей деструкции ядра в эпителии носа чаще

встречаются клетки с перинуклеарными вакуолями, в то время как частоты

других показателей деструкции ядра ниже, чем в эпителии щеки. Почти все

показатели гибели клеток в ЗД выше, чем в контроле. Характерное для

буккального эпителия изменение соотношения между конденсацией

хроматина и кариолизисом в назальном эпителии не выявлено. Значимые

корреляции в обеих тканях отмечены между частотными характеристиками:

микроядер (N=87; R=0,26; P=0,015); суммарной частоты цитогенетических

показателей (микроядер и протрузий, N=87; R=0,24; P=0,022); кариорексиса

(N=87; R=0,22; P=0,039); кариолизиса (N=87; R=0,24; P=0,022).



ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние экспозиции экотоксикантами (прежде всего, диоксинами) на

показатели цитогенетического статуса у вьетнамского населения мы

исследуем с 1991 года и выявили повышенную нестабильность генома

жителей загрязненных территорий [17, 7, 4, 21]. Наиболее выраженные

изменения были отмечены у женщин, обследованных в 1994÷1997 гг. [17],

когда частота эпителиальных клеток с микроядрами в загрязненной деревне

была в 3 раза выше, чем в контроле. При обследовании детей в 2005 году [7]

было зафиксировано трехкратное повышение уровня цитогенетических

нарушений (за счет протрузий ядра) по сравнению с контролем, почти

двукратное повышение частоты двуядерных клеток (P<0,05) и небольшое, но

статистически значимое, снижение частоты клеток в апоптозе.

Содержание ТХДД в почве деревни и крови жителей к моменту сбора

анализируемых в этой статье проб снизилось по сравнению с послевоенным

периодом [4]. Средние показатели частоты цитогенетических нарушений у

мужчин из двух деревень практически не различались, причем вне

зависимости от контактов с сопутствующими факторами риска (Табл. 2).

Прямого генотоксического действия конгенеры диоксинов не оказывают

[16]. Полученные нами данные не подтверждают возможность

непосредственного повреждения ДНК с последующим повышением частоты

клеток с микроядрами в ЗД. Ранее также не были выявлены отличия по частоте

буккальных клеток с микроядрами и лимфоцитов с аберрациями хромосом при

обследовании российских женщин, проживающих в условиях разной

экспозиции диоксинами в г.Чапаевске [19]. Частота двуядерных клеток, как

косвенный показатель пролиферации, статистически значимо не различались

между сравниваемыми группами мужчин. Вместе с тем, практически

двукратное повышение частоты двуядерных клеток слизистой ротовой полости

наблюдали в старшей возрастной группе мужчин на загрязненной территории.



Таблица 2. Зависимость кариологических показателей и продолжительности проживания в деревне и возраста обследуемых. Результаты корреляционного анализа с использованием рангового коэффициента корреляции Спирмена

Фактор Показатель Орган Группа из деревни

Количество обсле-дуемых

Коэффи-циент корреляции (R)

Уровень значимости

(P)

Длительность экспозиции

(проживания)

Клетки со сдвоенными ядрами Щека Биньми 44 0,410 0,006

Сумма двуядерных клеток и клеток со сдвоенными ядрами

Щека Биньми 44 0,348 0,021

Клетки с перинуклеарными вакуолями Нос Биньми 45 0,415 0,005

Возраст

Клетки с протрузиями ядра Щека Чаньми 42 0,333 0,031

Клетки со сдвоенными ядрами Щека Биньми 44 0,376 0,012

Сумма двуядерных клеток с клеток со сдвоенными ядрами

Щека Биньми 44 0,389 0,009

Клетки с конденсацией хроматина Щека Чаньми 42 0,318 0,040

Клетки с кариопикнозом Щека Чаньми 42 0,361 0,019

Клетки с микроядрами Нос Биньми 45 0,311 0,037

Клетки с протрузиями ядра Нос Биньми 45 -0,37 0,012

Клетки с перинуклеарными вакуолями Нос Биньми 45 0,405 0,006

Клетки с началом кариолизиса Нос Биньми 45 0,357 0,016

Клетки с кариорексисом Нос Чаньми 42 0,377 0,014

Клетки на ранней стадии деструкции ядра Нос Биньми 45 0,303 0,043



В сравниваемых группах мужчин выявлены свидетельства изменений соотношений стадий деструкции ядра в процессе гибели клеток. В группе ЗД были повышены показатели частоты буккальных клеток с повреждением кариолеммы (в 2,7 раза), с началом кариолизиса (в 1,2 раза); с полным кариолизисом ядра (в 2,9 раза). Одновременно были снижены показатели частоты буккальных клеток с конденсацией хроматина, пикнозом и кариорексисом (в 1,5÷2 раза). В целом в группе мужчин из ЗД зарегистрирован рост показателей ранних и поздних стадий апоптоза, так как среди всех стадий деструкции ядра преобладала доля клеток с кариолизисом.

Отличия цитогенетического статуса у обследованных нами мужчин и детей могут быть связаны как с уровнем экспозиции, так и с более высокой чувствительностью детского организма к воздействиям различных факторов [9, 4]. Заметим, что современный цитогенетический статус мужчин оказался более «нормализованным», возможно указывая на тенденцию к улучшению общего и цитогенетического статуса жителей ЗД.

Влияние ряда сопутствующих факторов (длительности экспозиции/проживания, профессиональной вредности, возраста) на цитогенетический статус всех обследованных мужчин определили с применением корреляционного анализа. Значимые коэффициенты корреляции при оценке влияния экспозиции и занятия сельским хозяйством определены только в группе мужчин ЗД (Табл. 2) по отдельным показателям пролиферации и/или деструкции ядра клеток (повреждению ядерной мембраны, клеток со сдвоенными ядрами, клеток с перинуклеарными вакуолями). В основном эти показатели характеризуют состояние ядерной мембраны (кариолеммы) и говорят о нарушении ее формирования, образования вакуолей между двумя мембранами или об их повреждении с выходом хроматина в цитоплазму.

Полученные данные об усилении деструктивных процессов в эпителиальных клетках слизистых оболочек жителей загрязненной экотоксикантами территории свидетельствуют о явных изменениях у них регуляции процессов клеточного цикла и апоптоза, важную роль в которых играют диоксиновые рецепторы - AhR [16]. Перенос в ядро и взаимодействие комплекса ТХДД-AhR с диоксинчувствительными элементами ДНК индуцирует экспрессию множества генов, прежде всего - CYP1A1- и CYP1A2-зависимых ферментов, участвующих в метаболизме многих токсикантов [18].

Хроническая интоксикация организма человека диоксинами может приводить к усилению негативного влияния множества сопутствующих химических и биологических факторов [4]. Усиление метаболизма ксенобиотиков в присутствии ТХДД включает цепочку молекулярных



событий, приводящих к избыточному образованию свободных радикалов, накоплению пероксида водорода [2]. Они взаимодействуют с фосфолипидами клеточных мембран и субклеточных образований, активируют перекисное их окисление и вызывают структурные нарушения мембран в результате окислительного стресса [16]. Данные о влиянии ТХДД на апоптоз противоречивы. Стимуляция пролиферации и ингибирование апоптоза определено при исследовании печени животных [20], в буккальном эпителии детей [7]. ТХДД вызывает рак молочной железы, и считают, что в данном случае механизм канцерогенного действия также заключается в ингибировании апоптоза [12]. Однако ТХДД оказывал антипролиферативное и апоптогенное действие на клетки тимуса крыс, характеризующиеся высоким митотическим потенциалом [5]. По-видимому, индукция или ингибирование апоптоза определяется концентрацией ТХДД в тканях. Причины в сдвигах соотношения процессов деструкции ядра (конденсации хроматина и кариолизиса) пока не ясны и требуют дополнительных исследований. Ухудшение показателей цитогенетического статуса населения ЗД с возрастом и длительностью экспозиции может быть связано с аккумуляцией диоксинов в жировой ткани и печени, медленным выведением из организма [22].

Впервые проведен анализ цитогенетического статуса населения по показателям назального эпителия. Подготовка препаратов к исследованию для этой ткани сложнее в сравнении с буккальным эпителием, однако можно предположить, что экспозиция при ингаляционном воздействии химических соединений на клетки носа может быть выше [1, 14]. Мы проверили гипотезу о более выраженном в ЗД эффекте факторов на эпителий носа, однако отличия в чувствительности двух тканей оказались приблизительно сходными. В основном отмечена одинаковая направленность изменений исследуемых показателей. Однако в слизистой оболочке носа были определены изменения ряда дополнительных показателей деструкции, что подтвердило гипотезу о более выраженном проявлении эффектов в слизистой оболочке носа. Вместе с тем, методология оценки цитогенетического статуса буккального эпителия значительно лучше разработана и предпочтительно использовать именно ее.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

У проживающих на загрязненных диоксинами территориях вьетнамских мужчин выявлено небольшое изменение цитогенетического статуса, характеризуемое повышением в назальном эпителии уровня апоптоза (по всем показателям); изменением в буккальном эпителии соотношения отдельных процессов программируемой гибели клеток (снижением конденсации хроматина и пикноза при повышении кариолизиса). Частота клеток с микроядрами, протрузиями, двумя ядрами у экспонированных мужчин не отличалась от контроля.



В условиях экспозиции диоксинами отмечено ухудшение показателей цитогенетического статуса при занятии сельскохозяйственными работами (контакты с пестицидами, удобрениями, животными, гевеей), что может свидетельствовать о модифицирующем действии сопутствующих химических и биологических факторов на загрязненных территориях. Усиление негативного влияния экспозиции на цитогенетический статус обследуемых связано с повышением частоты клеток со сдвоенными ядрами в эпителии щеки и клеток с перинуклеарными вакуолями в эпителии носа. Ухудшение ряда показателей цитогенетического статуса с возрастом отмечено преимущественно в условиях экспозиции диоксинами (при варьировании коэффициента корреляции в пределах 30÷40%).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Беляева Н.Н., Сычева Л.П. и др., Оценка цитологического и цитогенетического статуса слизистых оболочек полости носа и рта у человека, Методические рекомендации, М.: ГУНИИ ЭЧиГОС им.А.Н.Сысина РАМН, 2005.

2. Голиков С.Н., Румак В.С., Софронов Г.А., Умнова Н.В., Отдаленные эколого-генетические последствия воздействия диоксинсодержащих экотоксикантов, Вестник РАМН, 1998, № 1, c.42-50.

3. Позняков С.П., Румак В.С., Софронов Г.А., Умнова Н.В., Диоксины и здоровье человека, Научные основы выявления диоксиновой патологии. Под ред. Д.С.Павлова, Н.П.Бочкова, Г.А.Софронова, СПб.: Наука, 2006, 274с.

4. Румак В.С., Умнова Н.В., Софронов Г.А., Молекулярные и клеточные аспекты токсичности диоксинов, Вестник РАМН, 2014, №3-4, c.77-84.

5. Сибиряк, Д.С., Влияние супериндуктора цитохрома Р4501А 1,2,3,7,8-тетрахлордибензо-р-диоксина на пролиферативную активность и апоптоз лимфоцитов, Автореф.дисс. к.м.н., М. 2005, 113 с.

6. Сычева Л.П., Биологическое значение, критерии определения и пределы варьирования полного спектра кариологических показателей при оценке цитогенетического статуса человека, Медицинская генетика, 2007, 11:3-11.

7. Сычева Л.П., Можаева Т.Е., Умнова Н.В. и др., Оценка цитогенетических и других кариологических показателей в эксфолиативных буккальных клетках вьетнамских детей из района применения диоксинсодержащих гербицидов, Вестник РАМН, 2008, №1, c.19-23.

8. Сычева Л.П., Цитогенетический мониторинг для оценки безопасности среды обитания человека, Гигиена и санитария, 2012, №6, c.68-72.



9. Умнова Н.В., Жученко Н.А., Лазаренко Д.Ю., Ву Хонг Зиеп, Хоанг Ань Тует, Нгуен Куок Ан, Румак В.С., Эколого-генетические исследования здоровья послевоенных поколений в провинциях Куанг Чи и Бинь Зыонг, В кн.: Окружающая среда и здоровье человека в загрязненных диоксинами регионах Вьетнама, М.: Товарищество научных изданий КМК, 2011, c.130-185.

10. Bolognesi C., Knasmueller S., Nersesyan A., Thomas P., Fenech M., The HUMNxl scoring criteria for different cell types and nuclear anomalies in the buccal micronucleus cytome assay - an update and expanded photogallery, Mutat. Res., 2013, 753(2):100-113.

11. Bonassi S., Biasotti B., Kirsch-Volders M.et al., State of the art survey of the buccal micronucleus assay-a first stage in the HUMN(XL) project initiative, Mutagenesis, 2009, 24:295-302.

12. Davis J.W., Melendez K., Salas V.M. et al., 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) inhibits grows factor withdrawal-induced apoptosis in the human mammary epithelial cell line, MCF-10A, Carcinogenesis, 2000, 21(5):881-886.

13. Holland N.,Bolognesi C., Kirsch-Volders M., Bonassi S., Zeiger E., Knasmueller S., Fenech M., The micronucleus assay in human buccal cells as a tool for biomonitoring DNA damage: the HUMN project perspective on current status and knowledge gaps, Mutat. Res., 2008, 659(1-2):93-108.

14. Knasmueller S., Holland N., Wultsch G., Jandl B., Burgaz S., Misık M., Nersesyan A., Use of nasal cells in micronucleus assays and other genotoxicity studies, Mutagenesis, 2011, 26(1):231-238.

15. Nishijo M., Pham T.T., Nguyen A.T., Tran N.N., Nakagawa H., Hoang L.V.,Tran A.H., Morikawa Y., Ho M.D., Kido T., Nguyen M.N., Nguyen H.M., Nishijo H., 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin in breast milk increases autistic traits of 3-year-old children in Vietnam, Mol Psychiatry, 2014, 19(11):1220-1226.

16. NTP TR 521. NTP technical report on the toxicology and carcinogenesis studies of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) (CAS No. 1746-01-6) in female Harlan Sprague-Dawley rats (Gavage Studies). National Toxicology Program, Natl. Toxicol, Program Tech. Rep. Ser., 2006, 521:4-232.

17. Oumnova N., Roumak V., Ecogenetic consequences of the Agent Orange and dioxin-containing ecotoxicological factor exposure, Organohalogen Compounds, 1998, 38:341-344.

18. Puga A., Ma C., Marlowe J.L., The aryl hydrocarbon receptor cross-talks with multiple signal transduction pathways, Biochem Pharmacol, 2009, 77(4):713-722.

19. Revazova J., Yurchenko V., Sycheva L., Khripach L., Ingel F., Tsutsman T., Zhurkov V., Katosova L., Platonova V., Cytogenetic investigation of women exposed to different levels of dioxins in Chapaevsk town, Chemosphere, 2001, 43(4-7):999-1004.



20. Stinchcombe S., Buchmann A., Bock K.W., Schwarz M., Ingibition of apoptosis during 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin-mediated tumour promotion in rat liver, Carcinogenesis, 1995, 16(6):1271-1275.

21. Sycheva L.P., Umnova N.V., Kovalenko M.A., Zhurkov V.S., Shelepchikov A.A., Roumak V.S., Dioxins and cytogenetic status of villagers after 40 years of agent Orange application in Vietnam, Chemosphere, 2016, 144:1415-1420.

22. Tritscher A.M., Mahler J., Portier C.J., Lucier G.W. and Walker N.J., Induction of lung lesions in female rats following chronic exposure to 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin, Toxicol Pathol, 2000, 28:761-769.

SUMMARY

CYTOGENETIC STATUS INVESTIGATION AMONG TWO MALE GROUPS FROM VILLAGES WITH DIFFERENT ECOTOXICOLOGICAL SITUATION

Human epidemiological and clinical studies demonstrated development of dioxin pathology among population living in the ecocide area - territory sprayed with Agent Orange almost 40 years ago. Strengthening of destructive processes’ effects in mucous epithelial cells (membranes) among residents of dioxin-contaminated territory indicated obvious changes in regulation of cell cycle and apoptosis, and in situation of population chronic exposure to low doses of dioxins this could modify systemic effects and affect the health and reactivity.

Ключевые слова: цитогенетический статус, микроядра, двуядерные клетки, апоптоз, буккальный эпителий, назальный эпителий, диоксины, экотоксикологическая ситуация.



(1) Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Москва, РФ (2) Институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина, Москва, РФ (3) Российско-Вьетнамский Тропический центр, Ханой, СРВ



АНОМАЛИИ В СОСТОЯНИИ ЯЧНИКОВ ТРЁХ ВИДОВ СЕМЕЙСТВА Mullidae ЗАЛИВА НЯЧАНГ

PAVLOV D.A. (1), EMEL’YANOVA N.G. (1), VÕ THỊ HÀ (2)

ВВЕДЕНИЕ

Деградация прибрежной зоны, практически повсеместно наблюдаемая в последние годы в морях низких широт, в значительной мере связана с антропогенными факторами [1, 6]. Залив Нячанг (южная часть Центрального Вьетнама) - известное место отдыха туристов, включающее охраняемую зону (Marine Protected Area, MPA), основанную в 2002 г. Ежедневно тысячи кубометров сточных вод проникают в залив, преимущественно из рек Кай и Бе. Около 90% сточных вод Нячанга поступают непосредственно в реки без очистки и затем распространяются по эстуарию залива [8]. Поллютанты и, в частности, тяжёлые металлы, накапливаются в донных осадках [12].

Некоторые морские организмы, чётко реагирующие на изменения экосистемы, могут быть использованы в качестве индикаторов состояния биотопов. Репродуктивная система рыб чутко реагирует на любые изменения условий окружающей среды. Изменения гидрологического и гидрохимического режимов водоёмов вызывают модификации годовых биологических циклов рыб и могут приводить к нарушениям процессов воспроизводства, в частности нормального развития гонад и половых клеток [20, 16]. Гистологическое состояние ооцитов и гонад - один из широко применяемых и надёжных показателей антропогенных изменений в экосистемах [20, 19, 16].

Рыбы семейства Mullidae широко распространены в тропической, субтропической и умеренной зонах. Они рассматриваются как ключевые виды в прибрежных биотопах вследствие их специфического пищевого поведения. Рыбы перемешивают донные осадки посредством пары усиков, расположенных на подбородке. Такое поведение привлекает другие виды, возникают многовидовые пищевые агрегации рыб, а биогены возвращаются из донных осадков во внешнюю среду. Барабулевые рыбы обладают высокими вкусовыми качествами и повсеместно используются как объекты рыболовства. В связи с донным образом жизни, перекапыванием донных осадков и использованием их компонентов в пищу, эти рыбы могут быть особенно чувствительны к загрязнению среды [16, 13].

Цель работы - оценка гистологической структуры ооцитов у трёх видов барабулевых рыб, широко распространённых в зал. Нячанг: Parupeneus multifasciatus, Upeneus tragula и U. margarethae (Рис. 1).



МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Работы проведены на базе Приморского отделения Российско-Вьетнамского Тропического Центра на протяжения 2010÷2013. Рыбы отловлены местными рыбаками в буферной зоне MPA зал. Нячанг, преимущественно к северу от острова Hon Tre. Использовали легководолазное снаряжение и накидное сети длиной до 50 м с размером ячеи не более 1,5 см. Живых рыб доставляли в лабораторию, после чего их подвергали биологическому анализу. Биологический анализ включал измерение длины тела (стандартная длина SL, длина до развилки хвостового плавника по Смиту AC и общая длина TL), определение полной массы тела (W), массы тела без внутренностей (w) и массы яичников (g), а фрагменты яичников фиксировали в жидкости Буэна. Объём материала представлен в таблице 1. Гистологическая обработка проведена в соответствии с общепринятыми методами [17].

Рис. 1. Объекты исследования: a) Parupeneus multifasciatus, 17.2 см FL;

b) Upeneus tragula, 13.1 см FL; c) Upeneus margarethae, 11.2 см FL.



РЕЗУЛЬТАТЫ

У подавляющего большинства исследованных особей трёх видов яичники характеризуются нормальным состоянием ооцитов и находятся на IV и IV÷V стадиях зрелости. Микроструктура как нормальных, так и аномальных ооцитов у этих видов, очень сходна, в связи с чем на рис. 2a÷2c представлены фрагменты гонад и ооцитов одного из них - P. multifasciatus. Старшая генерация половых клеток рыб, имеющих гонады IV стадии зрелости, состоит из ооцитов завершивших вителлогенез. Имеются также многочисленные ооциты разных фаз развития (превителлогенные ооциты и оогонии). Такая структура яичников свойственна видам, характеризующимся многопорционным нерестом и непрерывным оогенезом. У особей с гонадами IV÷V стадии зрелости встречаются поляризованные ооциты с ядром, расположенным на анимальном полюсе (Рис. 2a), и клетки близкие к овуляции, в которых произошло слияние гранул желтка, липидных капель и наблюдается оводнение цитоплазмы. В клетках завершивших вителлогенез с центрально расположенным ядром хорошо заметны липидные капли, локализующиеся в околоядерной и центральной зонах цитоплазмы, и округлые гранулы желтка (Рис. 2b). В ооцитах с ядром, почти сместившимся к анимальному полюсу, гранулы желтка начинают укрупняться (Рис. 2c).

Гистологический анализ яичников показал, что аномальная морфология ооцитов наблюдается у значительного числа самок всех трёх видов на протяжении периодов созревания, вителлогенеза и (в некоторых случаях) превителлогенеза (Рис. 2d÷2f). Число самок с аномальным состоянием ооцитов приведено в таблице 1.

Рис. 2. Нормальное (a, b, c) и аномальное (d, e, f) состояние ооцитов самок Parupeneus multifasciatus на протяжении периодов вителлогенеза и созревания:



(a) фрагмент яичника на стадии IV÷V, видны ооциты с ядром, расположенным на анимальном полюсе; (b) ооциты заполненные желтком, жировые капли расположены вокруг ядра; (c) поляризованный ооцит на протяжении периода созревания; (d) деструкция ооцитов на протяжении периода созревания; (e) стерильный фрагмент яичника; (f) резорбция ооцита, дезинтеграция zona radiata, гипертрофия фолликулярных клеток.

Зарегистрированы следующие аномалии: частичная деструкция цитоплазмы и её разрыхление, утолщение лучистой оболочки (zona radiata) и её значительная изрезанность, уменьшение размеров желточных гранул и разрушение некоторых из них, неравномерное распределение липидных вакуолей и уплотнение нуклеоплазмы. У части особей в ооцитах периода вителлогенеза отмечена полная деструкция содержимого с образованием клеточного детрита большей или меньшей плотности. У других самок наблюдается резорбция ооцитов с признаками частичного разрушения желточных гранул и липидных вакуолей при почти полной дезинтеграции zona radiata, утолщении её отдельных фрагментов и увеличении высоты клеток активизировавшегося фолликулярного эпителия. В ооцитах с завершающимся процессом резорбции полностью отсутствуют ядро и цитоплазматические включения, представленные рыхлым содержимым. Как правило, аномальная структура ооцитов отмечена в большинстве клеток (>80%) фрагментов яичника.

Помимо деструктивных изменений ооцитов периодов созревания и вителлогенеза, в ряде случае наблюдается деструкция превителлогенных ооцитов, осуществляющаяся клетками кровеносной системы, сильно васкуляризированной в этих участках. На месте разрушенных ооцитов частично сохраняется клеточный детрит.

У двух самок P. multifasciatus выявлены стерильные фрагменты гонад, представленные, в основном, коллагеновыми волокнами и единичными превителлогенными ооцитами (Рис. 2e).

ОБСУЖДЕНИЕ

Оценка качества среды путем определения содержания каждого загрязнителя и его токсичности крайне дорогостояща и часто невозможна [18]. Биотестирование водной среды с помощью рыб как тест-объектов позволяет наладить относительно простую и доступную систему контроля. Для наблюдений за состоянием отдельных популяций рыб, а также среды их обитания, используются различные биомаркеры применительно к наиболее массовым и доступным видам-биоиндикаторам [4]. К широко используемым биомаркерам относятся аномалии оогенеза у рыб на протяжении нерестового сезона. Реакции репродуктивной системы рыб на изменения условий обитания могут проявляться в замедлении процесса развития ооцитов, и, соответственно, в удлинении срока полового созревания, в сокращении (путем резорбции) числа ооцитов, вступивших в период вителлогенеза, в приостановлении нереста или преждевременном его прекращении [14, 15].



Результаты данной работы свидетельствуют о том, что разные виды сем. Mullidae сходным образом реагируют на неблагоприятные условия среды. Похожие аномалии оогенеза недавно описаны у салаки Clupea harengus membras [9]. Как предполагают авторы, они связаны главным образом со слишком высокой преднерестовой температурой воды. Аномалии гонад, включающие изменения их внешней морфологии, включая появление интерсексов, описаны у некоторых морских видов и, как полагают авторы, являются следствием загрязнения среды [7, 5, 11].

По мнению авторов, аномалии, обнаруженные у трёх видов рыб сем. Mullidae, обусловлены, главным образом, загрязнением акватории. Наиболее вероятные агенты, вызывающие деструкцию ооцитов - тяжёлые металлы, распределённые в донных осадках. Последовательность их воздействия может быть следующей: аккумуляция в беспозвоночных (объектах питания барабулевых рыб); распределение в крови рыб и накопление в печени; накопление в вителлогенинах (белках, являющихся предшественниками желтка и синтезирующихся в печени) и ооцитах. Ионы металла могут нарушать клеточный метаболизм и проникать в ядро ооцита, вызывая повреждение ДНК [12]. Аналогичная ситуация наблюдается у ряда видов рыб Чёрного моря. Максимальный процент рыб с резорбционными процессами в яичниках наблюдался в 80÷90-е годы, когда отмечено и максимальное антропогенное воздействие на экосистему, подтверждённое многочисленными гидробиологическими, океанологическими и ихтиологическими исследованиями [16]. В конце 90-х - начале 2000-х годов началось снижение антропогенного пресса, вызванное сокращением сельскохозяйственного и промышленного производства. В то же время уменьшилась доля рыб с резорбирующимися ооцитами.

Таким образом, мониторинговые исследования состояния воспроизводительной системы массовых видов семейства Mullidae, очевидно, окажутся полезными для оценки степени загрязнённости отдельных регионов морской акватории.

Таблица 1. Число самок трёх видов семейства Mullidae с аномальной структурой ооцитов в MPA зал. Нячанг

Вид Самки с аномальной структурой ооцитов,

%

Общее число самок

Годы исследования

Ссылки

Parupeneus multifasciatus

20 44 2010 [3]

Upeneus tragula 15 80 2008 ÷ 2013 [2]

Upeneus margarethae

20 20 2012 ÷ 2013 [10]



ВЫВОДЫ

1. У трёх видов барабулевых рыб (Parupeneus multifasciatus, Upeneus

tragula и U. margarethae) обнаружены аномалии морфологии ооцитов периодов

созревания, вителлогенеза и (в некоторых случаях) превителлогенеза.

2. Пропорция самок с морфологическими нарушениями ооцитов

составила 15÷20%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Bellwood D.R., Hughes T.P., Folke C. et al., Confronting the coral reef crisis,

Nature, 2004, 429(6994)827-833.

2. Emel’yanova N.G., Pavlov D.A., Luong Thi Bich Thuan, Vo Thi Ha, Gonadal

condition, sperm motility, and initial stages of embryonic development in freckled

goatfish Upeneus tragula (Mullidae), J. Ichthyology, 2015, 55(2):240-250.

3. Emel’yanova N.G., Pavlov D.A., Pavlov E.D., Luong Thi Bich Thuan, Vo Thi

Ha, Anomalies in ovarian condition of manybar goatfish Parupeneus

multifasciatus (Mullidae) from the coastal zone of south Central Vietnam, J.

Ichthyology, 2014, 54(1):76-84.

4. Goksøyr A., Beyer J., Egaas E. et al., Biomarker responses in flounder

(Platichthys flesus) use in population monitoring, Mar. Pollut. Bull., 1996,

33(1-6):36-45.

5. Hashimoto S., Bessho H., Hara A., Nakamura M., Iguchi T., Fujita K.,

Elevated serum vitellogenin levels and gonadal abnormalities in wild male

flounder (Pleuronectes yokohamae) from Tokyo Bay, Japan, Mar. Environ.

Res., 2000, 49:37-53.

6. Hughes T.P., Baird A.H., Bellwood D.R. et al., Climate change, human

impacts, and the resilience of coral reefs, Science, 2003, 301(5635):929-933.

7. Mohan R.S.L., Gonadal abnormalities in the sciaenid fish Pennahia aneus

(Bloch), J. Marine Biol. Association of India., 1970, 12:163-165.

8. Nguyen D.M., Hoang T.B.M., Tran C.P. et al., Water quality in Hon Mun

marine protected area − Nha Trang Bay, Khanh Hoa province, J. Fish. Sci.

Technol., 2007, 3:3-10.



9. Ojaveer H., Tomkiewicz J., Arula T., Klais R., Female ovarian abnormalities and reproductive failure of autumn-spawning herring (Clupea harengus membras) in the Baltic Sea, ICES J. Mar. Sci. DOI: 10.1093/icesjms/fsv103, 2005.

10. Pavlov D.A., Emel’yanova N.G., Reproductive features of Upeneus margarethae (Mullidae), a species recorded in the coastal zone of Vietnam for the first time, J. Ichthyology, 2016, 56(4) (в печати).

11. Tomkiewicz J, Strand J., Prevalence of intersex in eelpout (Zoarces viviparus) as an ecosystem status indicator, 4th Workshop on Gonadal Histology of Fishes, El Puerto de Santa Maria, Cadiz, Spain 16-19 June 2009, Workshop Program & Abstracts, p.26.

12. Tran Thi Mai Phuong, Bioaccumulation of heavy metals in Nha Trang bay, Khanh Hoa, Viet Nam, Dissertation, doctor of sciences. Université Nice Sophia Antipolis, 2014, p.240.

13. Uiblein F., Goatfishes (Mullidae) as indicators in tropical and temperate coastal habitat monitoring and management, Mar. Biol. Res., 2007, 3:275-288.

14. Баденко Л.В., Голованенко Л.Ф., Мелешко А.А., Резорбция половых клеток у азовских рыб как индикатор их биологического состояния, Тр. ВНИРО., 1973, 94:57-71.

15. Кошелев Б.В., Экология размножения рыб, М.: Наука, 1984, 309 c.

16. Овен Л.С., Специфика развития половых клеток морских рыб в период размножения как показатель типа нереста и реакции на условия среды обитания, М.: Изд-во ВНИРО, 2004, 186 с.

17. Роскин Г.И., Левинсон Л.Б., Микроскопическая техника, М.: Сов. Наука, 1957, 467 с.

18. Савваитова К.А., Чеботарёва Ю.В., Пичугин М.Ю., Максимов С.В., Аномалии в строении рыб как показатели состояния природной среды, Вопр. ихтиологии, 1995, 35(2):182-188.

19. Шарова Ю.Н., Кауфман З.С., Лукин А.А., Оогенез рыб Европейского Севера России при технологическом загрязнении, Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, , 2003, 130 с.

20. Шатуновский М.И., Акимова Н.В., Рубан Г.И., Реакция воспроизводительной системы рыб на антропогенные воздействия, Вопр. ихтиологии, 1996, 36(2):229-238.



TÓM TẮT

NHỮNG BẤT THƯỜNG VỀ CẤU TRÚC VÀ HÌNH THÁI

BUỒNG TRỨNG CỦA BA LOÀI CÁ PHÈN THUỘC

HỌ Mullidae Ở VỊNH NHA TRANG

Cá phèn (thuộc họ Mullidae) được xem là những loài quan trọng trong các sinh cảnh biển ven bờ. Việc chúng sử dụng cặp râu trên cằm khuấy trộn bùn đáy nhằm thu hút những con cá khác cùng tạo thành đàn để tìm kiếm thức ăn được xem là một đặc tính dinh dưỡng đặc biệt. Cá phèn vừa có giá trị kinh tế vừa là loài chỉ thị cho các biến đổi sinh cảnh do tác động của nhiều yếu tố khác nhau bao gồm cả áp lực do con người gây ra. Nghiên cứu được thực hiện trên 3 loài cá phèn phổ biến (Parupeneus multifasciatus, Upeneus tragula và Upeneus margarethae) thu được tại vùng đệm của khu bảo tồn biển Vịnh Nha Trang nhằm xác định những bất thường trong cấu trúc, hình thái buồng trứng. Dựa trên phân tích mô học các mẫu buồng trứng cho thấy, tỷ lệ xuất hiện những bất thường chiếm 15÷20% số cá thể. Các bất thường được quan sát thấy ở 3 loài nghiên cứu vào giai đoạn cá thành thục và giai đoạn hình thành noãn hoàng. Trong một số trường hợp, hiện tượng bất thường này bắt gặp vào giai đoạn trước khi hình thành noãn hoàng.

Từ khóa: Parupeneus multifasciatus, Upeneus tragula, Upeneus margarethae, bất thường, buồng trứng.



(1) Khoa Sinh học, Trường Đại học Tổng hợp Quốc gia Matxcova, Liên bang Nga

(2) Chi nhánh Ven biển, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga.



KẾT QUẢ BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY CHÙM NGÂY (Moringa Oleifera L.)

TRỒNG TRÊN MỘT SỐ ĐẢO ĐÔNG BẮC VIỆT NAM

LÊ XUÂN ĐẮC, ĐẶNG HÙNG CƯỜNG

TRẦN THỊ THANH HƯƠNG, TRẦN THỊ NHÀN


Cây Chùm ngây (Moringa oleifera L.) thuộc họ Chùm ngây (Moringaceae),

xuất xứ từ vùng Nam Á. Hầu hết các bộ phận như lá, hoa, quả, hạt, rễ, thân của nó

đều được sử dụng như là nguồn thực phẩm cung cấp dinh dưỡng có giá trị cao cho

con người. Trong lá tươi có hơn 90 hợp chất dinh dưỡng tổng hợp, trong đó có hơn

32 hợp chất có tác dụng tăng cường dinh dưỡng và chống ôxy hóa như các hợp chất

chứa canxi, vitamin A, vitamin C, các hợp chất chứa sắt và đồng, đặc biệt trong lá

tươi có chứa hàm lượng khá cao các axit amin không thay thế như leucine,

methionine, threonine, tryptophan [1, 8, 9]. Ngoài sử dụng hoa, quả non và lá làm

rau xanh, các sản phẩm được chế biến từ cây Chùm ngây cũng được phổ biến khá

rộng rãi là dầu hạt, trà, nước uống dinh dưỡng, mỹ phẩm và thực phẩm chức năng.

Cây Chùm ngây đã được trồng trên 80 quốc gia trên thế giới. Ở Việt Nam, cây

Chùm ngây phân bố ở khu vực Nam Trung Bộ và miền Nam, và đã bắt đầu được

trồng tại một số địa phương phía Bắc như Hà Nội, Vĩnh Phúc, Bắc Giang.

Xuất phát từ nhu cầu đảm bảo rau xanh và các loại thực phẩm khác cho bộ

đội và người dân sống trên biển đảo, bài báo này cung cấp những dẫn liệu ban đầu

về nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của cây Chùm ngây được trồng

trên đảo Cô Tô và đảo Trần, nhằm góp phần khẳng định có thể trồng cây Chùm ngây

trên các đảo Đông Bắc.

2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu

- Cây Chùm ngây được trồng trên một số đảo Đông Bắc, giống cây do Trung

tâm Lâm nghiệp Quảng Ninh cung cấp.

Cây được ươm trong bầu đất, vỏ bầu là túi nilon màu đen chuyên dụng, kích

thước bầu cao 12 cm, đường kính bầu 7cm, cây cao 16÷17 cm, có 3÷4 lá thật.

- Địa điểm thực hiện: Đảo Cô Tô và đảo Trần, huyện Cô Tô, tỉnh Quảng Ninh.

- Thời gian thực hiện: Từ tháng 10/2014 đến tháng 12/2015.



2.2. Phương pháp

2.2.1. Thiết kế mô hình, kỹ thuật trồng và chăm sóc cây Chùm ngây trên đảo

Trên các đảo có diện tích đất canh tác ít, nghiên cứu này thực hiện hai mô hình

trồng tập trung và trồng xen để tận dụng diện tích đất. Căn cứ vào điều kiện cụ thể để

xây dựng mô hình cho phù hợp [1, 2, 6]:

- Mô hình trồng tập trung: Trồng liên tục theo hàng trên một diện tích nhất

định, mật độ trồng 1 x 1,5 m (cây cách cây 1m, hàng cách hàng 1,5 m)

- Mô hình trồng xen: Tận dụng quỹ đất cần trồng xen với các cây khác hoặc

trồng mỗi khu vực từng nhóm, nhưng khoảng cách cây cách cây ít nhất 1 m. Chọn

địa điểm tương đối bằng phẳng, có tầng đất canh tác dày, ít bị ảnh hưởng của các

cây xung quanh, thuận tiện cho chăm sóc và thu hoạch.

Kỹ thuật trồng và chăm sóc [1, 5, 7]:

- Chuẩn bị đất: Làm vệ sinh sạch sẽ khu vực trồng cây, làm luống hoặc không

tùy thuộc vào từng điều kiện cụ thể, đào hố trồng cây kích thước 40 x 40 x 40 cm.

- Chuẩn bị phân bón lót: Trước khi trồng, chuẩn bị mỗi hố 5 kg phân chuồng

hoai mục, 0,5 kg phân hữu cơ vi sinh và 0,1 kg NPK trộn đều với đất, bón lót vào hố.

- Cách trồng: Trồng cây vào buổi chiều mát, phủ một lớp đất mỏng 2÷3 cm

lên trên lớp phân đã bón lót, đặt bầu cây vào giữa hố sao cho bầu và cây thẳng đứng.

Tưới nước, cắm cọc và buộc dây chống đổ cho cây.

- Định kỳ 30 ngày thì làm cỏ, xáo váng cho cây, chú ý không được chạm đến

gốc và bộ rễ của cây. Bón thúc: Sau 3 tháng bón thúc cho mỗi cây 0,25 kg phân hữu

cơ vi sinh và 0,1 kg NPK.

- Sau khi trồng 3÷5 tháng, khi cây đạt chiều cao 80÷100 cm, dùng kéo cắt 2÷3 cm

ngọn để cây cây phát sinh nhiều chồi bên, tạo tán và tăng năng suất sinh khối.

- Sau mỗi lần thu hoạch cần bón tăng cường phân chuồng và NPK, chăm sóc

cắt tỉa cành, tạo tán cho đều.

2.2.2. Đánh giá sự sinh trưởng và phát triển cây Chùm ngây

Đánh giá sự sinh trưởng, phát triển của cây theo các giai đoạn 2, 4 và 6 tháng

tuổi về các chỉ tiêu như chiều cao cây, đường kính gốc, số lá trên cây, số nhánh trên

cây, năng suất lá [1, 2, 6].



+ Đối với mô hình trồng tập trung: Chọn 3 điểm, mỗi điểm đo đếm số liệu

của 10 cây.

+ Đối với mô hình trồng xen: Đo ngẫu nhiên lấy số liệu của 30 cây.

- Tỷ lệ cây cây sống sau khi trồng 2 tháng: Đếm số lượng cây sống sau 2 tháng

của mỗi địa điểm. TLS (%): = SCS x 100/TCT (TLS: tỷ lệ sống; SCS: số cây sống;

TCT: tổng số cây trồng của mỗi địa điểm).

- Chiều cao cây: Sử dụng thước dây, đo chiều cao cây từ mặt đất đến đỉnh

sinh trưởng ngọn. CCC (cm) = TCC/TSC (CCC: chiều cao cây; TCC: tổng số đo

chiều cao của các cây; TSC: tổng số cây được đo chiều cao).

- Đường kính gốc: Sử dụng thước kẹp, đo đường kính gốc cách mặt đất 5cm.

ĐKG (cm) = TĐK/TSC (ĐKG: đường kính gốc; TĐK: tổng số đo đường kính của các

cây; TSC: tổng số cây được đo đường kính).

- Số lá trên cây: Đếm tất cả các lá có màu xanh trên thân, những lá non phần

trên ngọn chỉ tính các lá đã mở rộng hết các lá chét. SLC (lá/cây) = TLC/TSC (SLC:

số lá trên cây; TLC: tổng số lá của các cây; TSC: tổng số cây được đếm lá).

- Số cành trên cây: Đếm số cành cấp 1 trên thân (các cành trực tiếp từ thân

cây, có chiều dài lớn hơn 20 cm). SCC (cành/cây) = TCC/TSC (SCC: số cành trên

cây; TCC: tổng số cành của các cây; TSC: tổng số cây được đếm cành).

- Năng suất lá: Thu toàn bộ lá có màu xanh của mỗi cây (bao gồm cả cuống lá),

những lá non phần trên ngọn chỉ tính các lá đã mở rộng hết các lá chét, chỉ thu của

những cây có 3÷5 cành cấp 1, thời điểm thu vào lúc trời tạnh ráo, 8÷9 giờ sáng, sử

dụng cân đồng hồ loại 2 kg để cân khối lượng lá. NSC (kg) = KLC/TSC (NSC: năng

suất lá trên cây; KLC: khối lượng lá các cây; TSC: tổng số cây được thu lá).

- Khối lượng khô của lá: Thu lá của các cây được trộn hỗn lại với nhau, lấy

ngẫu nhiên để cân 3 mẫu, sử dụng cân kỹ thuật loại 2.000g để cân mỗi mẫu

1.000g, tách lá và cuống riêng rẽ, cân khối lượng tươi của lá và cuống. Sấy lá và

cuống ở nhiệt độ 60oC, chế độ gió 20%, thời gian 15÷18 giờ, cho đến khi đạt khối

lượng không đổi. KLK (g) = KLT - KLN (KLK: khối lượng lá khô; KLT: khối

lượng lá tươi; KLN: khối lượng nước trong lá).



2.2.3. Theo dõi phát triển của sâu bệnh và biện pháp phòng trừ

- Thường xuyên theo dõi, phát hiện các loại sâu bệnh hại;

- Đếm số lượng và loại sâu hại/cây trên mỗi giai đoạn. TSB (%) = CSB x 100/TC (TSB: tỷ lệ cây bị sâu bệnh hại; CSB: số cây bị sâu bệnh hại; TSC: tổng số cây của mỗi địa điểm). MĐS (con/cây) = TSS/TC (MĐS: mật độ sâu hại; TSS: tổng số sâu của các cây bị hại; TSC: tổng số cây bị sâu hại).

- Các biện pháp phòng trừ tùy thuộc vào từng loại loại sâu bệnh hại [1, 2].

2.2.4. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu

Các số liệu được xử lý thống kê bằng chương trình excel 2010, sai số chuẩn được tính theo hàm SE.


3.1. Lựa chọn địa điểm

Qua khảo sát để lựa chọn địa điểm trồng thử nghiệm cây Chùm ngây, nhóm tác giả đã lựa chọn 3 khu vực:

- Trên đảo Cô Tô: Khu vực được lựa chọn có phía Tây, Nam và Bắc được che chắn bởi đồi núi, phía Đông hướng ra biển nhưng được che chắn bởi rừng phi lao và cồn cát, cách bãi biển Hồng Vàn 800 m, nên ảnh hưởng của gió bão và hơi nước biển không lớn, khu vực này đang trồng các loại rau xanh tương đối tốt. Khu vực trồng tập trung (Cô Tô 1) là một bãi đất trống, cao và bằng phẳng, thuận tiện nước tưới và chăm sóc. Khu vực trồng xen (Cô Tô 2) là một dải đất rộng, phía trên là rừng thứ sinh, đang trồng ổi, na, chuối… với mật độ thưa và không liên tục.

- Khu vực trên đảo Trần (Đảo Trần): Địa hình trên đảo Trần không bằng phẳng, đất có thể trồng được cây rất ít nên phải chọn nhiều địa điểm khác nhau, chủ yếu là trồng xen để tận dụng các khoảng đất trống, toàn bộ khu vực này nằm trọn trong thung lũng nên không bị ảnh hưởng nhiều của gió và hơi nước biển.

3.2. Đánh giá sự sinh trưởng và phát triển cây Chùm ngây

Tỷ lệ sống của cây con sau khi trồng 2 tháng tuổi

Cây Chùm ngây giống ươm trong bầu đất đạt chiều cao 16÷17 cm, có 3÷4 lá thật được trồng trên trên đảo Cô Tô và đảo Trần. Trên đảo Cô Tô trồng với mật độ thưa và không liên tục. Trên đảo Trần trồng xen với khoảng cách giữa các cây không nhỏ hơn 1,0 m hoặc trồng theo nhóm, mỗi nhóm từ 10÷20 cây. Kết quả thu được trong bảng 1 cho thấy tỷ lệ cây Chùm ngây sống sau khi trồng 2 tháng tuổi là khá cao, cao nhất ở mô hình trồng tập trung trên đảo Cô Tô (91,5%) và thấp nhất ở mô hình trồng xen trên đảo Trần (82,0%).



Bảng 1. Tỷ lệ cây Chùm ngây sống sau khi trồng 2 tháng tuổi

Địa điểm Tổng số cây trồng Số cây sống Tỷ lệ cây sống (%)

Cô Tô 1 150 137 91,5

Cô Tô 2 150 129 86,0

Đảo Trần 200 164 82,0

Cây Chùm ngây trồng tại các mô hình có tỷ lệ sống trong giai đoạn đầu khá cao cho thấy khả năng thích nghi của cây khá tốt, hơn nữa đây là cây được ươm trong bầu nên chất lượng cây giống tương đối đồng đều. Tỷ lệ cây sống ở mô hình trồng xen có thấp hơn mô hình trồng tập trung, có thể do trồng rải rác nên sự chăm sóc không được đồng đều.

Sinh trưởng và phát triển của cây sau khi trồng 2 tháng tuổi

Cây Chùm ngây sau khi trồng 2 tháng được đánh giá một số chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển như chiều cao cây, đường kính gốc và số lá trên cây để đánh giá khả năng thích nghi và tiềm năng năng suất của cây được trồng trên các đảo Đông Bắc. Kết quả thu được ở bảng 2 cho thấy tại 3 địa điểm trồng thử nghiệm, cây Chùm ngây đều sinh trưởng và phát triển khá đồng đều, sau 2 tháng tuổi chiều cao cây đã đạt 49,70÷53,70 cm, đường kính gốc trung bình ở địa điểm Cô Tô 1 là cao nhất (1,93 cm) và số lá trung bình đạt từ 5,05÷6,10 lá/cây.

Bảng 2. Đánh giá một số chỉ tiêu sinh trưởng

và phát triển của cây Chùm ngây (2 tháng tuổi)

Địa điểm Chiều cao cây (cm) Đường kính gốc (cm) Số lá trên cây (lá)

Cô Tô 1 53,70 ± 0,78 1,93 ± 0,34 6,10 ± 0,13

Cô Tô 2 51,13 ± 0,81 1,86 ± 0,32 5,80 ± 0,12

Đảo Trần 49,70 ± 0,70 1,78 ± 0,31 5,05 ± 0,10

Qua theo dõi, nhận thấy tại 3 địa điểm nhìn chung cây sinh trưởng giai đoạn đầu khá tốt, thân cây thẳng đều chưa phân cành, cây có bộ lá xanh mướt. Cây Chùm ngây là cây thân gỗ nhưng khả năng sinh trưởng khá nhanh, thích nghi tốt khi trồng trên các đảo.

Sinh trưởng và phát triển của cây sau khi trồng 4 tháng tuổi

Qua theo dõi sự sinh trưởng, phát triển của cây Chùm ngây trên các địa điểm triển khai mô hình, sau khi trồng 4 tháng tuổi đã thu được kết quả chỉ ra ở bảng 3.



Bảng 3. Đánh giá một số chỉ tiêu sinh trưởng

và phát triển của cây Chùm ngây (4 tháng tuổi)

Địa điểm Chiều cao cây (cm) Đường kính gốc (cm) Số lá trên cây (lá)

Cô Tô 1 88,13 ± 0,77 2,83 ± 0,45 10,23 ± 0,21

Cô Tô 2 87,80 ± 0,60 2,71 ± 0,61 10,10 ± 0,20

Đảo Trần 90,10 ± 0,63 2,87 ± 0,46 10,30 ± 0,17

Số liệu thu được ở bảng 3 cho thấy, sau 4 tháng tuổi cây sinh trưởng phát triển

khá tốt, các chỉ tiêu về chiều cao, đường kính gốc và số lá trên cây tại 3 địa điểm

không có sự sai khác nhiều, chiều cao cây đạt 87,80÷90,10 cm, đường kính gốc từ

2,71÷2,87 cm. Chỉ số lá trên cây cũng khá đồng đều, số lá trên cây đạt 10,10÷10,30

lá/cây. Giai đoạn này, một số cây đã bắt đầu phân cành nhưng không đều. Tuy

nhiên, qua quan sát nhận thấy ở mô hình trồng xen trên đảo Cô Tô cây có bộ lá kém

tươi tốt hơn, có thể ở khu vực này do ở sườn đồi, chất lượng đất không tốt, khả năng

giữ ẩm của đất kém, nên đã ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây.

Năng suất lá sau 6 tháng tuổi

Cây Chùm ngây trồng sau 4 tháng đã đạt chiều cao 87,80÷90,10 cm được cắt

ngọn để kích thích chồi bên phát triển, tạo cho cây ra nhiều cành và lá, sản phẩn thu

hoạch chủ yếu là lá, kết quả đánh giá sự phân cành và năng suất lá thu được sau 2

tháng cắt ngọn (6 tháng sau khi trồng) được chỉ ra ở bảng 4.

Bảng 4. Khả năng phân cành và năng suất lá 6 tháng tuổi

Địa điểm Số cành

(cành/cây)

Năng suất lá tươi

(kg/cây)

Cô Tô 1 4,27 ± 0,18 1,37 ± 0,05

Cô Tô 2 4,20 ± 0,17 1,24 ± 0,05

Đảo Trần 4,73 ± 0,15 1,51 ± 0,04

Kết quả thu được ở bảng 4 cho thấy, sau khi cắt ngọn 2 tháng cây Chùm ngây

đã phát sinh nhiều cành, số cành nhiều nhất tại mô hình trồng xen ở đảo Trần là 4,73

cành/cây và ít nhất là mô hình trồng xen ở đảo Cô Tô là 4,2 cành/cây.



Năng suất lá tươi tại các địa điểm trồng cây Chùm ngây cũng có sự khác nhau

ở lần thu hoạch đầu tiên sau 2 tháng cắt ngọn. Mô hình trồng xen trên đảo Trần có

năng suất cao nhất là 1,51 kg/cây, trong khi đó trên đảo Cô Tô với hai mô hình

trồng tập trung và trồng xen thu được năng suất lần lượt là 1,27 và 1,24 kg/cây.

Theo công bố thì nếu trồng cây trên đất liền, sau 3÷4 tháng có thể thu hoạch lá

được từ 0,2÷0,3 kg, từ lần thu hoạch thứ 3 trở đi cứ mỗi một tháng có thể thu được

năng suất khoảng 0,5÷0,9 kg lá tươi trên một cây. Do cây trồng trên các đảo phải

chịu nhiều yếu tố bất lợi, để tạo điều kiện cho cây phát triển khỏe mạnh, thân to

mập, bộ lá xanh tốt nên giai đoạn đầu (3÷4 tháng) không tiến hành thu hoạch lá hay

cắt ngọn, cho đến tháng thứ 6 mới thu hoạch lá lần đầu tiên nên năng suất một lần

thu hoạch là tương đối cao so với cây trồng trong đất liền [5, 8, 9, 10].

Cây Chùm ngây được trồng với mục đích lấy lá và ngọn non làm rau xanh,

phần sử dụng trực tiếp là lá chét (lá cấp 3) với phần phiến lá được tách khỏi cuống lá.

Lá Chùm ngây là lá kép lông chim 3 lần. Để xác định khối lượng giá trị sử dụng thực

tế của lá Chùm ngây phục vụ cho những nghiên cứu tiếp theo, nhóm tác giả đã xác

định khối lượng tươi và khối lượng khô tuyệt đối của phần cuống và lá chét riêng rẽ.

Bảng 5. Khối lượng khô lá Chùm ngây

Loại mẫu Khối lượng tươi

(g)

Khối lượng khô

(g)

Tỷ lệ khô

(%)

Tỷ lệ nước

(%)

Toàn bộ lá 1000 81,83 ± 1,98 8,18 91,82

Lá chét 612,67 ± 3,71 56,54 ± 0,99 9,23 90,77

Cuống lá 387,33 ± 3,72 25,29 ± 1,04 6,53 93,47

Kết quả thu được ở bảng 5 cho thấy, trong toàn bộ lá hoặc khi tách từng phần

lá chét và cuống lá riêng rẽ đều có tỷ lệ nước khá cao 90,77÷93,47%, trong khi đó

tỷ lệ khô tuyệt đối của toàn bộ lá và các phần khi tách riêng rẽ sau khi sấy chỉ

chiếm từ 6,53÷9,23%. Theo một số công bố thì tỷ lệ nước trong lá Chùm ngây

chiếm khoảng 75÷78%, trong khi đó công bố của Dương Tiến Đức, 2012 khi phân

tích các mẫu lá Chùm ngây được trồng ở Việt Nam thì tỷ lệ nước chiếm khoảng

93%. Tuy nhiên, tỷ lệ nước cũng như hàm lượng các chất ở thực vật có sự dao

động nhất định và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời điểm thu mẫu, phương

pháp thu và xử lý mẫu [1, 4, 5, 9].



3.3. Theo dõi sâu bệnh

Qua theo dõi phát triển của sâu bệnh hại, có thể thấy cây Chùm ngây từ khi trồng đến 4 tháng tuổi không phát hiện có loại sâu bệnh hại nào. Đến tháng thứ 6 chỉ xuất hiện một loại sâu hại là sâu xanh ăn lá trên cả hai mô hình trồng tập trung và trồng xen ở đảo Cô Tô, còn trên đảo Trần chưa phát hiện loại sâu bệnh hại nào. Trên đảo Cô Tô, tỷ lệ bị nhiễm sâu xanh là 6,0% (18 cây bị hại/300 cây) và mật độ là 3,4 con/cây (62 con/18 cây bị hại). Như vậy, cây Chùm ngây được trồng trên các đảo Cô Tô và đảo Trần khá sạch bệnh. Đặc điểm sâu xanh ăn lá Chùm ngây trên đảo Cô Tô: Sâu trưởng thành có màu xanh, mềm, dài khoảng 3÷4 cm, đường kính thân khoảng 0,2 cm, mặt bụng có nhiều đôi chân màu xám nhạt, có bộ hàm khỏe. Khi ăn lá, sâu làm thủng toàn bộ hoặc một phần lá, để lại các chấm to màu nâu, mỗi cây có từ 2 con trở lên. Theo các công bố thì cây Chùm ngây là cây ít bị sâu bệnh hại, gần như là “miễn dịch” với sâu bọ. Tuy nhiên vẫn có một số loại sâu bọ hại đối với cây Chùm ngây như: Ốc sên hại thân lá, sâu xanh hại lá, sâu xám, nhện đỏ, rệp sáp chích hút nhựa [1, 3].

Như vậy, kết quả nghiên cứu trên đảo Cô Tô và đảo Trần đã cho thấy cây sinh trưởng và phát triển bình thường, khá sạch bệnh, khả năng thích nghi của cây Chùm ngây trong điền kiện ở đảo khá tốt.

4. KẾT LUẬN

- Việc trồng tập trung và trồng xen để thử nghiệm trồng cây Chùm ngây trên đảo Cô Tô và đảo Trần cho tỷ lệ cây sống sau 2 tháng đạt 82,0÷91,5%.

- Cây Chùm ngây trồng trên đảo Cô Tô và đảo Trần sinh trưởng và phát triển tốt, khả năng thích nghi với điều kiện ở đảo khá cao, sau 2 tháng chiều cao cây đạt 49,70÷53,70 cm, đường kính gốc đạt 1,78÷1,93 cm, số lá từ 5,05÷6,10 lá/cây. Sau 4 tháng chiều cao cây đạt 87,80÷90,10 cm, đường kính gốc đạt 2,71÷2,87 cm, số lá từ 10,10÷10,30 lá/cây.

Hình 1. Cây Chùm ngây trồng trên đảo Cô Tô và đảo Trần A: cây 2 tháng tuổi; B: cây 4 tháng tuổi; C: cây 6 tháng tuổi

A B C



- Năng suất lá tươi thu hoạch lần đầu sau khi trồng 6 tháng đạt 1,24÷1,51 kg/cây,

với số cành từ 4,20÷4,73 cành/cây, tỷ lệ nước trong lá chiếm 91,82% và tỷ lệ lá khô

là 8,18%. Cây ít bị sâu bệnh hại, chỉ xuất hiện một loại sâu xanh ăn lá có tỷ lệ là 6%

cây bị hại với mật độ 3, 4 con/cây bị hại.


1. Dương Tiến Đức, Nghiên cứu đặc điểm lâm học và khả năng gây trồng loài

Chùm ngây (Moringa oleifera L.) quy mô hộ gia đình, trang trại tại vùng

duyên hải Nam Trung Bộ và Tây Nguyên, Báo cáo tổng kết đề tài Khoa học

Công nghệ vay vốn ODA, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2012.

2. Bùi Bảo Hoàn, Đào Thanh Vân, Giáo trình cây rau, Nxb. Nông nghiệp, Hà

Nội, 2000.

3. Phạm Hoàng Hộ, Cây cỏ Việt Nam, Nxb. Trẻ, TP Hồ Chí Minh, 1999.

4. Bosch C.H., Moringa oleifera L. In: Grubben GJH, Denton OA (Ed.), PROTA

(Plant Resources of Tropical Africa), Wageningen, Netherlands, 2004.

5. Maroyi A., Traditional homegardens and rural livelihoods in Nhema, Zimbabwe:

a sustainable agroforestry system, Int J Sust Develop World Ecol, 2009, 16:1-8.

6. Radovich T., Farm and forestry production and marketing profile for Moringa,

In: Elevitch CR (Ed.), Specialty crops for Pacific Island agroforestry,

Permanent agriculture resources (PAR), Holualoa, Hawaii, 2013.

7. Raja S., Bagle B.G., More T.A., Drumstick (Moringa oleifera L.) improvement

for semiarid and arid ecosystem: Analysis of environmental stability for

yield, J. of Plant Breeding and Crop Science, 2013, 5(8):164-170.

8. Ramachandran C., Peter K.V., Gopalakrishnan P.K., Drumstick (Moringa

oleifera L.): A multipurpose Indian vegetable, Economic Botany, 1980,

34(3):276-283.

9. Sultana N., Alimon A.R., Haque K.S., Sazili A.Q., Yaakub H., Hossain S.M.J.,

The effect of cutting interval on yield and nutrient composition of different plant

fractions of Moringa oleifera L., Tree, J. Food, Agric. Env., 2014, 12(2):599-604.



SUMMARY

PRELIMINARY STUDIES ON THE DEVELOPMENT AND GROWTH OF Moringa oleifera L. IN NORTHEASTERN ISLANDS OF VIETNAM

Moringa oleifera L. (Moringaceae) is a highly-valued plant distributed in the

South and South Central of Vietnam. The results of this study show that the plants

grow very well on the Northeastern islands (Co To and Tran islands): after two

months of planting, survival rate of the plants is 82.0÷91.5% , plant height is

49.70÷53.70 cm, stem diameter is 1.78÷1.93 cm and number of leaves is 5.05÷6.10

leaves/tree. After 4 months, the plant height is 87.80÷90.10 cm, the stem diameter is

2.71÷2.87 cm and the number of leaves is 10.10÷10.30 leaves/tree. Fresh leaf yield

after 6 months planting is 1.24÷1.51 kg/tree. The fresh leaves contain 91.82% water

and 8.18% dry matter. The features reveal that the plants are able to grow normally

in the ecological conditions of the islands.

Từ khóa: Moringa oleifera L., Moringaceae, Chùm ngây, sinh trưởng, phát triển.



Viện Sinh thái nhiệt đới, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga



NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THÍCH ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN ÁNH SÁNG CỦA LOÀI SÂM LÔNG (Cyclea barbata Miers) TRỒNG THỬ NGHIỆM TỪ HẠT VÀ RỄ TẠI VƯỜN QUỐC GIA CÁT TIÊN

NGUYỄN THỊ VÂN


Sâm lông (Cyclea barbata Miers) là một cây thuốc được sử dụng từ rất lâu ở

Việt Nam cũng như một số nước ở Đông Nam Á, được khai thác và sử dụng tất cả

các bộ phận của nó. Lá vò nát làm thạch, thành một thức uống giải khát vào những

ngày nắng nóng. Rễ làm thuốc trị một số bệnh về tiêu hóa, chống sốt. Lá và rễ được

khai thác chủ yếu từ tự nhiên, phần còn lại trồng bằng rễ hoặc bằng hạt. Việc khai

thác quá mức từ tự nhiên đã làm cho trữ lượng loài này giảm sút đáng kể. Sâm lông

là một loài dây leo, trong tự nhiên thường mọc dưới tán rừng, nơi điều kiện ánh sáng

bị hạn chế. Trong khi đó, Sâm lông được trồng bởi người dân địa phương trong điều

kiện không che bóng. Câu hỏi đặt ra là điều kiện ánh sáng ảnh hưởng như thế nào

đến tăng trưởng và phân bố sinh khối của Sâm lông. Giả thiết đặt ra là loài Sâm lông

có biên độ ánh sáng rộng, trong giai đoạn trưởng thành thích nghi được với điều

kiện chiếu sáng cao. Do đó, nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lý của loài Sâm lông ở

các điều kiện ánh sáng khác nhau là cần thiết, là cơ sở để đề xuất giải pháp bảo tồn

ngoài tự nhiên cũng như chuyển vị cây từ môi trường hoang dại sang môi trường

gây trồng nhằm chủ động khai thác và bảo tồn bền vững, phục vụ tốt nhất cho lợi ích

của con người.

Sau nhiều chuyến khảo sát ngoài thực địa tại Vườn Quốc gia Cát Tiên (VQGCT)

đã thu nhận được một số lượng cá thể Sâm lông mọc tự nhiên ở những sinh cảnh

khác nhau. Tác giả đã tiến hành các nghiên cứu thí nghiệm tại đây để đánh giá ảnh

hưởng của ánh sáng tự nhiên lên sinh trưởng và phân bố của loài này.

2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng, thời gian, địa điểm nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Loài Sâm lông Cyclea babarta Miers thuộc Họ Tiết dê-

Menispermaceae (hình 1).

Thời gian nghiên cứu: Từ năm 2012 đến năm 2013.

Địa điểm nghiên cứu: VQGCT; Phòng Nghiên cứu sinh thái cạn, Phòng

Nghiên cứu phân tích môi trường thuộc Chi nhánh Phía Nam, Trung tâm Nhiệt đới

Việt - Nga, Bộ Quốc phòng.



Hình 1. Sâm lông (Cyclea barbata Miers)

2.2. Nội dung nghiên cứu

Khảo sát một số yếu tố khí hậu, môi trường khu vực thu mẫu và trồng thí

nghiệm Sâm lông tại VQGCT; xác định các chỉ tiêu sinh lý của loài Sâm lông trồng

từ hạt và từ rễ ở điều kiện 100% và 60% ánh sáng tự nhiên.

2.3. Phương pháp nghiên cứu, bố trí thí nghiệm, xử lý số liệu

Phương pháp nghiên cứu: Rễ và hạt Sâm lông thu ngẫu nhiên từ các sinh

cảnh khác nhau ngoài thực địa. Rễ được chọn lọc cắt thành những đoạn dài 8 cm

ươm vào bầu ươm loại 2 kg với đất trồng thí nghiệm. Hạt già đã phơi khô, ngâm

nước 72 giờ, khi nứt vỏ đem ươm vào bầu tương tự như bầu ươm rễ. Sau khi hạt nảy

mầm, cây con có 4 lá thì cắt túi bầu và đem trồng ra luống. Mỗi nghiệm thức trồng

100 cây. Đợt 1 thu hoạch 50 cây khi cây được khoảng 12÷15 lá (khoảng 2 tháng sau

khi ươm) và đợt 2 thu hoạch 50 cây còn lại tại thời điểm cây cho thu hoạch lá thành

phẩm (khi cây trồng ra luống được khoảng 3÷3,5 tháng).

Các chỉ tiêu theo dõi bao gồm khối lượng tươi và khô của lá, thân, rễ và toàn

cây; diện tích lá, thân cây. Lá thu hoạch được bảo quản trong túi Zip để tránh sự mất

hơi nước làm giảm khối lượng, được cân khối lượng và scan ngay bằng máy scan,

sau đó tính diện tích lá bằng phần mềm ImageJ 1.46 của National Institutes of

Health, USA. Khối lượng được cân bằng cân phân tích có độ chính xác 10-4 g. Mẫu

tươi được sấy khô ở 80oC cho đến khi cân khối lượng khô 2 lần liên tiếp không thay

đổi thì ngừng sấy.



Đo diện tích thân: Dùng một ống đong chứa một thể tích nước xác định đủ

lớn, sao cho toàn bộ thân Sâm lông chìm trong đó, đo chiều cao phần nước dâng lên

và tính diện tích xung quanh ống đong phần nước dâng lên sẽ được diện tích thân.

Sau khi đo diện tích thân và lá, cân khối lượng tươi và khô của lá, khối lượng

tươi và khô của phần trên mặt đất và phần dưới mặt đất của Sâm lông, dùng các số

liệu này để tính toán các chỉ tiêu sinh lý. Các chỉ số cần tính:

Tỷ lệ diện tích lá LAR (Leaf area ratio)

LAR = Tổng diện tích lá của cây/tổng khối lượng khô, m2/kg

Chỉ số LAR cho biết cây cho nhiều hay ít lá. Đây là chỉ số liên quan đến hiệu

quả của cây trong sử dụng năng lượng quang hợp. Trên lý thuyết, chỉ số này sẽ tăng

khi cây mọc trong điều kiện thiếu ánh sáng.

Chỉ số độ dày lá SLA (Specific leaf area)

SLA = diện tích lá/sinh khối lá, m2/g

Là tác nhân chính ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng tương đối (RGR), chỉ thị

cho chiến lược thích nghi của cây trong điều kiện thiếu sáng, là một trong những chỉ

số quan trọng trong nghiên cứu đặc điểm chức năng của lá.

Tốc độ tăng trưởng tương đối RGR (Relative Growth Rate) của một cây là

tốc độ tăng trưởng về sinh khối khô trong 1 đơn vị thời gian

RGR = (lnW2 - lnW1)/T, mg/g/ngày

Trong đó:

W1, W2 - sinh khối khô đợt 1, 2;

T - thời gian thí nghiệm.

Suất đồng hóa thuần NAR (Net assimilation rate) là sự cân bằng giữa quang

hợp và hô hấp của toàn bộ cây

NAR = (W2 - W1) / (A2 - A1) x (lnA2 - lnA1)/Thời gian thí nghiệm

Trong đó: A1, A2 là tổng diện tích của cây khi bắt đầu và kết thúc thí nghiệm.

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với sự khác biệt về

cường độ ánh sáng ở 100% và 60% ánh sáng tự nhiên. Ánh sáng sẽ được điều chỉnh

bằng cách thiết lập ô thí nghiệm che lưới có độ che sáng 40%. Thí nghiệm gồm 4

nghiệm thức là: Trồng từ hạt ở điều kiện 100% ánh sáng tự nhiên (H100); Trồng từ



hạt ở điều kiện 60% ánh sáng tự nhiên (H60); Trồng từ rễ ở điều kiện 100% ánh sáng

tự nhiên (R100); Trồng từ rễ ở điều kiện 60% ánh sáng tự nhiên (R60). Mật độ trồng:

Cây cách cây 30 cm, hàng cách hàng 50 cm. Giàn leo cao 1 m. Giàn che cao 2,2 m.

Xử lý số liệu: Các số liệu được xử lý bằng phần mềm SPSS 11.5. Giá trị trung

bình và sai số có ý nghĩa được tính theo phương pháp thống kê mô tả và phân tích

phương sai một yếu tố one way ANOVA. So sánh tương quan các giá trị trung bình

được tính theo phương pháp của Dunnett và Tamhane’s T2 (P ≤ 0,05).


3.1. Các yếu tố môi trường khu vực trồng thí nghiệm

Nhiệt độ không khí trung bình tháng tại VQGCT (đo ở độ cao 2 m so với mặt

đất) các tháng trong năm dao động từ 23,3÷27,7oC. Tháng 1 có nhiệt độ trung bình

thấp nhất là 23,3oC, tháng 3 có nhiệt độ trung bình cao nhất là 27,7oC. Kết quả này

cho thấy nhiệt độ thích nghi của Sâm lông cũng phù hợp với nhiều loại cây trồng

khác ở vùng nhiệt đới 23÷27oC.

Độ ẩm tương đối các tháng trong năm (%) tại VQGCT thấp nhất vào các tháng

mùa khô. Tháng 10 và 11 độ ẩm dao động trong khoảng 72% đến gần 74%; cao nhất

vào tháng mùa mưa, tháng 5, 6 và 7 với độ ẩm từ 96÷98%.

Độ ẩm đất khu vực đất xám tại trung tâm trụ sở VQGCT nơi thu mẫu và trồng

các lô thí nghiệm (kí hiệu S1) có độ ẩm thấp hơn khu vực đất đỏ tại tuyến khảo sát

thu mẫu đồi Đất Đỏ (kí hiệu S2). Cụ thể, S1 có độ ẩm trung bình khoảng gần 20%

trong khi S2 có độ ẩm trung bình 24%. Nếu theo những kết quả của tác giả Ngô Sỹ

Giai và cộng sự [1] thì loại đất được khảo sát đều có mức độ ẩm rất ẩm (24% so với

22÷26%) và ẩm tối ưu (20% so với 19÷22%). Đây là hai mức độ ẩm phù hợp cho

nhiều loại cây trồng.

Độ pH đất tại khu vực S2: pH = 4,8 và khu vực S1: pH = 6,8.

Cường độ ánh sáng tự nhiên đo được tại khu vực thí nghiệm tại VQGCT khi

trời nắng, trong, không có hoặc có rất ít mây trong khoảng từ 10÷13 giờ dao động từ

52.540÷77.760 lux trong điều kiện 100% ánh sáng tự nhiên. Cường độ ánh sáng bị

cản trở 40% độ rọi bằng lưới che dao động trong khoảng 31.960÷46.900 lux. Cường

độ ánh sáng tại vị trí xuất hiện mẫu mọc tự nhiên trong rừng có độ chiếu sáng hoàn

toàn đo được là 65.140 lux, chỉ số này nằm trong khoảng cường độ ánh sáng của khu

vực trồng thí nghiệm.



3.2. So sánh các chỉ tiêu sinh lý LAR, SLA

Kết quả thí nghiệm về chỉ số tỷ lệ diện tích lá LAR và độ dày lá SLA của Sâm

lông được trình bày trong các hình 2 và 3.

Hình 2. Tỷ lệ diện tích lá LAR của Sâm lông trong các điều kiện trồng thí nghiệm

Hình 3. Độ dày lá SLA của Sâm lông trong các điều kiện trồng thí nghiệm

Dữ liệu chỉ ra rằng, tỷ lệ diện tích lá LAR và độ dày lá SLA của những cây trồng từ hạt cao hơn gấp nhiều lần so với những cây trồng từ rễ trong cùng điều kiện.

Qua kết quả phân tích thống kê từ hình 2 có thể thấy không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về LAR của cây trồng từ rễ ở 100% và 60% ánh sáng tự nhiên. Trong khi đó, LAR của cây trồng từ hạt có sự khác biệt có ý nghĩa khi trồng trong hai điều kiện ánh sáng khác nhau (p = 0.000). Cây trồng từ hạt có LAR cao hơn nhiều lần so với cây trồng từ rễ (LAR = 388,1 m2/kg từ hạt so với 71,9 m2/kg từ rễ và tương tự 298,5 m2/kg so với 53,7 m2/kg) với p = 0,000. Cây trồng từ rễ cho lá ít hơn cây trồng từ hạt, ít hơn trung bình từ 13÷28 lá nhưng tổng khối lượng lá nặng hơn từ 3,3÷28,4 lần so với tổng khối lượng lá của cây trồng từ hạt dẫn đến LAR của cây trồng từ hạt cao hơn cây trồng từ rễ.



Theo nghiên cứu của Poorter và Nagel, 2000 [6], Pallison R.R., Goldstein G.,

Ares A., 1998 [5] về thích ứng của thực vật trong các môi trường ánh sáng khác

nhau trong rừng nhiệt đới, các tác giả nhận định chung là khi điều kiện ánh sáng

tăng, thực vật sẽ giảm LAR nhưng tăng khả năng đồng hóa CO2. Tuy nhiên, một số

tác giả khác như Le và cộng sự, 2007 [4] trong trường hợp nghiên cứu loài cây bụi

Graptophyllum excelsum tại rừng nhiệt đới bang Queesnland (Úc) cho thấy LAR của

loài này không có sự khác biệt khi trồng trong 2 điều kiện khác nhau là 12% và 75%

ánh sáng. Nghiên cứu các đặc điểm sinh lý, sinh thái của loài này, nhóm tác giả trên

phát hiện đây là loài thích nghi với điều kiện ánh sáng cao, có khả năng mở rộng

vùng phân bố ra khỏi tán rừng khi có điều kiện thuận lợi. Như vậy, tương tự như loài

Graptophyllum excelsum, bước đầu có thể nhận định loài Sâm lông có khả năng

thích ứng với điều kiện ánh sáng cao và biên độ ánh sáng rộng.

Dữ liệu trên hình 3 cho thấy rằng có sự khác biệt lớn về chỉ số SLA giữa cây

trồng từ hạt và cây trồng từ rễ. Tương tự với chỉ số LAR, cây trồng từ hạt có chỉ số

SLA lớn hơn cây trồng từ rễ ở cả hai điều kiện ánh sáng khác nhau. Cây trồng từ hạt ở

điều kiện 100% và 60% ánh sáng tự nhiên có chỉ số SLA cao hơn lần lượt là 6 và 9 lần

so với cây trồng từ rễ ở cùng điều kiện ánh sáng. Các khác biệt này đều có ý nghĩa

thống kê với p ≤ 0,05. Tuy nhiên, không có sự khác biệt về SLA giữa cây trồng từ

cùng một hình thức sinh sản trong hai điều kiện ánh sáng khác nhau (p = 0,516).

Theo Shipley, 2002 [10] thì chỉ số độ dày lá SLA phản ánh kích thước lá và nó

sẽ thay đổi để đáp ứng với sự thay đổi điều kiện ánh sáng. SLA thường tăng nhanh

khi điều kiện ánh sáng giảm, sự gia tăng SLA do ánh sáng giảm được kết hợp với sự

thay đổi về hình thái giải phẫu lá như kích thước và số lượng tế bào diệp lục dẫn đến

giảm độ dày của lá. SLA của thực vật dưới bóng cao hơn SLA của thực vật không bị

che bóng. Theo Poorter, 1999 [8], trong điều kiện ánh sáng thấp, thực vật tăng

cường khả năng hấp thu ánh sáng bằng cách mở rộng diện tích lá và hình thành lá

mỏng, dẫn đến chỉ số SLA cao. Kết quả ghi nhận về chỉ số SLA phù hợp với các giả

thiết đặt ra, đó là Sâm lông có khả năng thích ứng với điều kiện ánh sáng cao và biên

độ ánh sáng rộng.

3.3. So sánh các chỉ tiêu RGR và NAR

Kết quả ghi nhận về tốc độ tăng trưởng tương đối RGR (tốc độ tăng trưởng về

sinh khối khô trong 1 đơn vị thời gian) và suất đồng hóa thuần NAR được trình bày

trong hình 4 và 5.



Hình 4. Tốc độ

tăng trưởng

tương đối RGR

của Sâm lông

trong các điều

kiện trồng thí

nghiệm

Hình 5. Suất

đồng hóa thuần

NAR của Sâm

lông trong các

điều kiện trồng

thí nghiệm

Dữ liệu trên hình 4 và 5 cho thấy, đối với mỗi phương thức trồng từ rễ hoặc từ hạt ở điều kiện 100% và 60% ánh sáng tự nhiên, RGR và NAR không có sự khác biệt nhiều, nhưng giữa 2 phương thức thì có sự chênh lệch gấp nhiều lần.

Trong cùng một thời gian gieo trồng, cùng một điều kiện chăm sóc, cây trồng từ rễ có tỷ lệ RGR cao hơn (cho năng suất cao hơn) cây trồng từ hạt. Kết quả cũng cho thấy cây Sâm lông là cây có khả năng thích ứng với điều kiện ánh sáng cao. Cây trồng từ rễ có RGR ở điều kiện 100% ánh sáng cao hơn cây trồng ở điều kiện 60% ánh sáng tự nhiên, tuy sự khác biệt này không có ý nghĩa thống kê. Kết quả này phù hợp với một số nghiên cứu trước đây của các tác giả nước ngoài.

Theo Poorter và Remkes, 1990 [7] khi phân tích tăng trưởng của 24 loài thực vật mọc tự nhiên dưới tán rừng được trồng từ hạt trong điều kiện cung cấp dinh dưỡng tối ưu thì tốc độ tăng trưởng tương đối RGR có mối tương quan cao với tỷ lệ diện tích lá LAR. Mối tương quan tích cực này chủ yếu là do độ dày lá SLA. Đây là đặc tính của những loài chịu bóng. Theo Lambers và cộng sự, 1998 [3], thực vật thích nghi với môi trường ánh sáng thấp sẽ giảm RGR khi trồng ở điều kiện ánh sáng cao, trong khi đó, cây thích nghi với điều kiện ánh sáng cao sẽ tăng RGR khi trồng ở điều kiện ánh sáng cao hơn. Kết quả thí nghiệm của đề tài cho thấy ở biên độ ánh sáng 60% và 100% ánh sáng tự nhiên tốc độ tăng trưởng của Sâm lông ít bị ảnh hưởng.



Như vậy, tuy loài Sâm lông dùng trồng thí nghiệm chủ yếu phân bố dưới tán rừng của VQGCT, nhưng loài này có khả năng phát triển trong điều kiện ánh sáng cao, thích hợp với việc gây trồng trong vườn của người dân địa phương. Theo lý thuyết về tam giác CRS: C (competitor - cạnh tranh), R (ruderal - cây mọc nơi cây lớn đổ), S (stress tolerator - cây chịu đựng) thì kết quả ghi nhận từ nghiên cứu trong tự nhiên và thí nghiệm tại VQGCT cho thấy Sâm lông thuộc nhóm R. Trong điều kiện tự nhiên dưới tán rừng, loài này có khả năng chiếm lĩnh các khu vực cây lớn gãy đổ hay có tác động của con người.

Từ hình 5 có thể thấy, suất đồng hóa thuần NAR của cây trồng từ rễ cao gấp 8÷9 lần so với cây trồng từ hạt. Theo Poorter và Remkes, 1990 [7], suất đồng hóa thuần là kết quả tăng cacbon ròng trong quang hợp và mất cacbon trong hô hấp, tiết dịch, thoát hơi nước tính trên đơn vị diện tích lá. NAR cao trong trường hợp điều kiện ánh sáng đủ, do đó các thực vật chỉ phát triển tốt nhờ khả năng quang hợp tốt (Poorter, 1999) [8]. Trong lý thuyết về phân tích tăng trưởng, cũng theo Poorter và Remkes, 1990 [7] thì RGR có thể được tính bằng công thức:

RGR = LAR x NAR.

Chỉ số này chỉ có thể sử dụng khi hai giá trị sinh khối khô của lá và diện tích lá của cây có quan hệ tuyến tính với nhau.

Kết quả thí nghiệm cho thấy, chỉ số LAR của Sâm lông trồng thí nghiệm không tỷ lệ thuận với chỉ số RGR, sự khác biệt về RGR được quyết định bởi chỉ số NAR. Như vậy, Sâm lông thích ứng với điều kiện ánh sáng cao bằng cách điều chỉnh sinh lý, khả năng tăng tốc độ đồng hóa CO2, không phải bằng các hình thức biến đổi hình thái lá.

Theo Shipley, 2000 [9] nghiên cứu về sự biến đổi của tốc độ tăng trưởng tương đối RGR và các thành phần của RGR như LAR và NAR khi thay đổi bức xạ ánh sáng của 2 loài thân thảo lâu năm Lythrum salicaria và Epilobium glandulosum, việc trồng cây trong điều kiện hạn chế ánh sáng bằng cách che bóng làm giảm RGR và NAR, trong khi LAR không thay đổi. Các tác giả trên phát hiện NAR tăng tuyến tính và SLA giảm theo cấp số nhân theo sự biến thiên của RGR. Kết quả tương tự cũng được tìm thấy trong thử nghiệm trồng Sâm lông ở điều kiện 100% và điều kiện 60% ánh sáng tự nhiên, NAR tăng tương ứng khi RGR tăng.

Theo kết quả nghiên cứu Hunt và Cornelissen, 1997 [2], LAR biến thiên khá mạnh đối với thực vật sống ở ngưỡng ánh sáng thấp. Khi nghiên cứu thành phần của tốc độ tăng trưởng tương đối và mối tương quan của 59 loài thực vật thuộc ba nhóm loài (21 loài thân thảo một lá mầm, 22 loài thân thảo hai lá mầm và 16 loài cây gỗ hai lá mầm) cho thấy trong ngưỡng ánh sáng thấp từ 125÷250 μmol/m2/s, tốc độ tăng trưởng tương đối RGR của các loài tăng không đáng kể, trong khi tỷ lệ diện tích lá giảm rất mạnh. Như vậy, đối với Sâm lông, các thích ứng về hình thái có thể xảy ra khi trồng thí nghiệm ở điều kiện ánh sáng thấp, như dưới tán rừng nhiệt đới với biên độ ánh sáng từ 2÷25% ánh sáng mặt trời trực tiếp.



Sự khác biệt lớn về các chỉ tiêu sinh lý giữa cây trồng từ hạt và cây trồng từ rễ cho thấy sự tăng trưởng của loài Sâm lông trong hai điều kiện 100% và 60% ánh sáng tự nhiên được quyết định bằng hình thức sinh sản sinh dưỡng hay sinh sản hữu tính. Cây sinh sản sinh dưỡng có tốc độ tăng trưởng cao hơn. Tuy nhiên, để có thêm cơ sở khẳng định khả năng sinh trưởng, phát triển, tốc độ tăng trưởng, cần tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đối với Sâm lông trong ngưỡng thấp hơn, nhất là từ 2÷25% ánh sáng tự nhiên từ giai đoạn nảy mầm đến khi trưởng thành.

4. KẾT LUẬN

Các chỉ tiêu sinh lý LAR, SLA, NAR và tốc độ tăng trưởng tương đối RGR của Sâm lông không có sự khác biệt đáng kể khi trồng trong hai điều kiện 100% và 60% ánh sáng tự nhiên; Bước đầu có thể nhận định loài Sâm lông có biên độ ánh sáng rộng và cây trưởng thành có khả năng thích ứng với điều kiện ánh sáng cao.

Sự hiện diện của loài Sâm lông dưới tán rừng trong khu vực Nam Cát Tiên có thể phù hợp với giả thiết là loài Sâm lông thuộc nhóm loài cơ hội thuộc đỉnh R của Tam giác CRS (theo lý thuyết của Grime, 1979), dễ thích nghi với điều kiện xáo trộn và có khả năng nhanh chóng chiếm không gian khu vực cây gãy đổ.

Sự khác biệt lớn về các chỉ tiêu sinh lý giữa cây trồng từ hạt và cây trồng từ rễ cho thấy tốc độ tăng trưởng của Sâm lông trồng từ rễ cao hơn trồng từ hạt.


1. Ngô Sỹ Giai và cộng sự, Nghiên cứu các điều kiện độ ẩm đất phục vụ phát triển các vùng trồng cây ăn quả, cây công nghiệp ngắn và dài ngày, cây cỏ chăn nuôi ở các vùng trung du, miền núi Việt Nam, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường, 2004.

2. Hunt R. and Cornelissen J. H. C., Components of relative growth rate and their interrelations in 59 temperate plant species, New Phytologist, 1997, 135(3):359-417.

3. Lambers H., Chapin F.S. and Pons T.L., Plant physiological ecology, Journalof Agronomy and Crop Science, 1998, 184(2):143-144.

4. Lê Bửu Thạch, Ecophysiology of Graptophyllum species in Australia. Ph.D Dissertation, The University of Queensland, Brisbane, Australia, 2007.

5. Pattison R.R., Goldstein G., Ares A., Growth, biomass allocation and photosynthesis of invasive and native Hawaiian rainforest species, Oecologia, 1998, 117:449-459.

6. Poorter H. and Nagel Oscar, The role of biomass allocation in the growth response of plants to different levels of light, CO2, nutrients and water: a quantitative review, Australian Journal of Plant Physiology, 2000, 27:595-607.



7. Poorter H. and Remkes C., Leaf erea ratio and net assimilation rate of 24 wild species differing in relative growth rate, Oecologia, 1990, 83:553-559.

8. Poorter L., Growth responses of 15 rain-forest tree species to a light gradient: the relative importance of morphological and physiological traits, Functional Ecology, 1999, 13:296-410.

9. Shipley B., Plasticity in relative growth rate and its components following a change in inrradiance, Plant, Cell and Environment, 2000, 23:1207-1216.

10. Shipley B., Trade-offs between net assimilation rate and specific leaf area in determining relative growth rate: relationship with daily irradiance, Functional Ecology, 2002, 16:682-689.

SUMMARY

THE STUDY OF THE ADAPTATION OF Cyclea barbata Miers TO

NATURAL LIGHTING CONDITIONS IN FIELD TRIALS OF

SEEDS AND ROOTS IN CAT TIEN NATIONAL PARK

The study is conducted to survey the influences of 100% and 60% natural

lighting on Cyclea barbata Miers in field trials of seeds and roots. The physiological

parameters such as LAR, SLA, NAR as well as relative growth rate RGR found in

the two conditions of lighting are not significantly different, which shows that the

Cyclea barbata has a wide range of lighting condition and the mature plants can

acclimate to a high lighting condition. Moreover, Cyclea barbata Miers growing up

under the forest canopy in Nam Cat Tien is supposed to belong to the truderal plant

at top R of CRS triangle and the plants of roots grow better than the plants of seeds.

Từ khóa: Sâm lông, Cyclea barbata Miers; LAR, SLA, NAR, RGR, ánh sáng.



Phòng Sinh thái cạn, Chi nhánh Phía Nam, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga



NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ CHỐNG PHÓNG XẠ CỦA CÁC HẠT NANO CẦU VÔ ĐỊNH HÌNH VẬN CHUYỂN CHẤT

CHỐNG OXY HÓA GENISTEIN

NGUYỄN HỒNG QUANG (1), CHUPIN V.V (2), SVET V.I (2), KOVTUN V.YU (3), GREBENYUK A.N (4)


Hiện nay, nhu cầu nghiên cứu bảo vệ con người khỏi hậu quả của các tác nhân phóng xạ đang là một vấn đề quan trọng và cấp thiết. Các chất chống oxy hóa đang được nghiên cứu và sử dụng rất nhiều trong việc bào chế các chế phẩm chống các bệnh nhiễm phóng xạ. Các hợp chất này có khả năng bổ sung điện tích cho các gốc tự do hoặc trung hòa các dạng oxy hoạt động được hình thành trong cơ thể khi nhiễm xạ để triệt tiêu khả năng phá hủy các thành phần tế bào của các tác nhân này. Một trong số các hoạt chất chống oxi hóa tiềm năng đang được tập trung nghiên cứu là genistein được tách chiết từ hạt của một số cây họ đậu là chất có thể sử dụng để bào chế thành chế phẩm chống phóng xạ hiệu quả nhờ có hoạt tính chống oxy hóa mạnh và không biểu hiện độc tính cũng như tác dụng phụ khi đưa vào cơ thể [1, 2].

Tuy nhiên việc bào chế các chế phẩm từ hợp chất genistein dạng tự do gặp phải những khó khăn do tính kỵ nước mạnh của nó. Để khắc phục vấn đề này, phương án bào chế chất mang genistein dạng nano đã được nhóm tác giả cân nhắc và thực hiện. Ngoài ra, cho đến thời điểm hiện tại, các nghiên cứu về dạng nano của genistein vẫn còn rất hạn chế và việc xem xét hiệu quả chống phóng xạ của chế phẩm nano từ genistein đang là một hướng nghiên cứu nhiều tiềm năng.


2.1. Hóa chất, thiết bị nghiên cứu

Các hóa chất bao gồm: Hỗn hợp triterpenoid của lớp vỏ cây bạch dương (CTB) được tách chiết tại trường đại học tổng hợp kỹ thuật Moscow - Liên bang Nga; Cholesterin hemisucsinat (CHS) có hàm lượng ≥ 99% (Sigma - Aldrich) dùng làm chất làm ổn định lớp màng hạt nano; Na2HPO4 (Sigma - Aldrich); NaH2PO4 (Sigma - Aldrich); Tetrahydrofuran (THF) (Sigma - Aldrich); Hợp chất genistein với độ tinh sạch ≥ 99% được tách chiết tại trung tâm khoa học “Farmzasit” thuộc Viện Hàn Lâm khoa học Liên bang Nga; Nước cất được lọc qua bộ lọc với kích thước lỗ 22 nm (Millipore - Mỹ).

Nghiên cứu đã sử dụng các thiết bị: Hệ thống máy cô cất quay Laborota 4000 (Heidolph, Đức); máy khuấy từ IkaRHbasic (IkaLabortechnik, Đức); bể siêu âm SonorexTK-52 (Bandelin, Đức), máy quang phổ UV-VIS Biowave (Biochrom US, Mỹ); máy Vortex LabDancer (IkaLabortechnik, Đức); máy ly tâm CM-6M (ELMI, Latvia). Hệ thống hiển vi điện tử Joel 100СХ (Nhật) với độ phóng đại 20000 lần. Hệ thống phân tích kích thước các hạt cầu và xác định điện thế zeta bề mặt Delsa™ Nаnо (Вескmаn Coulter, Inc.). Hệ thống quang phổ tự tương quan “Nanosizer” (Submicron Particale Sizer Nicomp 380- Mỹ).



2.2. Phương pháp thu nhận chế phẩm nano cầu vô định hình (Spherical amorphous nanoparticles - SaNP) tải genistein

Vật liệu nano dành cho việc bào chế được nhóm tác giả sử dụng là các cấu trúc nano SaNP được tạo thành từ hỗn hợp triterpenoid của lớp vỏ cây bạch dương (hình 1). Hỗn hợp này có ba thành phần chính với tỉ lệ hàm lượng lần lượt là: betulin 60%; lupeol 30% và kofeat betulin 10%, trong đó chỉ có kofeat betulin với cấu trúc hóa học hai đầu khác nhau (một kỵ nước, một ưa nước) có khả năng cuộn tròn trong môi trường nước thành các SaNP [3]. Các hạt SaNP có kích thước trung bình từ 100÷200nm, không có độc tính và nhờ cấu trúc đặc biệt của mình có thể bao bọc và vận chuyển được các hợp chất thuốc kỵ nước, trong đó có genistein.

(а) (b) (c)

Hình 1. Các thành phần chính của hỗn hợp triterpenoid của lớp vỏ cây bạch dương: (a) - betulin 60%; (b) - lupeol 30%; (c) - kofeat betulin 10%

Các thành phần cần thiết để bào chế chế phẩm nano bao gồm: hỗn hợp CTB hòa tan trong THF 5mg/ml (A); hợp chất genistein hòa tan trong THF 1mg/ml (B); CHS hòa tan trong THF 1mg/ml (C); đệm phophat nồng độ 10-2 M, pH 7,5.

Phương pháp bào chế: Trong bình cầu thể tích 100 ml hòa trộn 1 ml dung dịch A và 0,5 ml dung dịch B (hàm lượng genistein tương ứng với 10% theo tỉ lệ với hàm lượng CTB). Để ổn định cấu trúc lớp màng và gia tăng tính ổn định bề mặt cho các hạt nano, bổ sung thêm 0,1 ml dung dịch C (hàm lượng tương ứng với 2% theo tỉ lệ với hàm lượng CTB). Hỗn hợp các dung dịch trên được khuấy trộn bằng máy khuấy từ trong 1 phút, sau đó bổ sung thêm 25 ml dung dịch đệm phophat và tiếp tục khuấy trong thời gian từ 7÷10 phút ở nhiệt độ phòng. Tiếp theo, làm bay hơi dung môi và nước trong hỗn hợp bằng cô cất quay ở 35oC đến thể tích còn 10 ml. Phần thể tích trong bình sau khi bay hơi được ly tâm để lắng kết tủa, loại bỏ toàn bộ kết tủa và thu lấy phần lỏng phía trên là thể phân tán chứa các hạt nano tải hợp chất thuốc genistein.

2.3. Đối tượng thử nghiệm

Các thử nghiệm sinh học được tiến hành trên các cá thể chuột bạch đực không thuần chủng lấy từ trại nuôi “Rappolovo” - Ngoại ô thành phố St. Petersburg - Liên bang Nga. Chỉ lựa chọn các cá thể có khối lượng cơ thể từ 20÷22g để đáp ứng tốt được liều lượng chế phẩm nano sử dụng. Mỗi nhóm nghiên cứu có không ít hơn 10 cá thể (các nhóm đối chứng 10÷12 cá thể, các nhóm thực nghiệm 10÷15 cá thể).



Để tạo ra sự nhiễm phóng xạ, chuột thử nghiệm phải chịu sự chiếu xạ của các tia rơngen. Chiếu xạ tia rơngen lên chuột được thực hiện trên hệ thống thiết bị PUM-17 với các điều kiện: Điện thế 180 kV; cường độ dòng điện 10 mA; bộ lọc 0,5 mm Cu + 1 mm Al, công suất liều lượng 38,2 Roentgen/phút; khoảng cách tiếp xúc với da 50 cm. Các tia rơngen được chiếu theo một hướng đồng nhất từ lưng đến ngực. Liều lượng chiếu xạ 7,5 Grey. Hiệu quả chống phóng xạ của chế phẩm nano được đánh giá bằng các chỉ số về khả năng sống sót của các con chuột nhiễm xạ (%) trong 30 ngày theo dõi và so sánh thời gian sống trung bình của các cá thể đối chứng cũng như các cá thể có sử dụng chế phẩm nano.

2.4. Phác đồ điều trị thử nghiệm

Để đưa vào thử nghiệm, thể phân tán nano SaNP tải genistein thu nhận được pha loãng với nước cất 2 lần để tạo ra liều lượng thích hợp của thuốc. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã chuẩn bị các mẫu thuốc với hai liều lượng 150 mg/kg và 500 mg/kg đưa vào cơ thể chuột bằng đường tiêm ổ bụng. Các liều lượng trên được xác định theo sự tính toán tương ứng với khối lượng của các cá thể chuột thử nghiệm [4]. Quy trình thử nghiệm được tiến hành với hai phác đồ điều trị:

- Phác đồ phòng ngừa: khảo sát hiệu quả chống phóng xạ khi đưa thuốc vào ở 3 thời điểm trước khi chiếu xạ, bao gồm: 24h, 1h và tiêm kế tiếp ở cả hai thời điểm (½ liều đầu ở thời điểm 24h, ½ liều còn lại ở thời điểm 1h).

- Phác đồ điều trị nhiễm xạ: khảo sát hiệu quả chống phóng xạ khi đưa thuốc vào ở hai thời điểm 1h và 4h sau khi chiếu xạ.

Các cá thể chuột thuộc nhóm đối chứng sẽ được tiêm một thế tích nước muối sinh lý tương đương để so sánh với các cá thể của nhóm nghiên cứu. Việc sử dụng hợp chất genistein ở dạng tự do để làm mẫu đối chứng chưa được thực hiện trong nghiên cứu này bởi việc bào chế dạng dung dịch tiêm truyền rất khó khăn và tốn kém, cũng như phải sử dụng các hệ dung môi hữu cơ có khả năng gây độc cho các đối tượng thử nghiệm.

3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1. Các đặc điểm hóa lý của chế phẩm nano

Các đặc điểm hóa lý của hạt nano SaNP tải genistein được biểu thị trên hình 2.

(a) (b) (c) Hình 2. Các đặc điểm hóa lý của hạt nano SaNP tải genistein:

(a) - kích thước trung bình của hạt; (b) - điện tích zeta bề mặt hạt; (c) - quang phổ hấp thụ UV-VIS của genistein trong mẫu dịch nano.



Dữ liệu trên hình 2 cho thấy chế phẩm nano SaNP tải genistein chứa các hạt nano với kích thước trung bình đo được là 137 nm và điện tích zeta bề mặt -34,74 mV. Các giá trị này phù hợp với tiêu chuẩn của các hạt nano vận chuyển thuốc để có thể lưu thông và phân tán tốt trong máu. Kết quả đo quang phổ hấp thụ UV-VIS của genistein trong thể phân tán chỉ ra sự có mặt của hợp chất thông qua sự xuất hiện của đỉnh hấp thụ ở bước sóng 262 nm. Dựa trên việc xây dựng đường chuẩn và tính toán nồng độ của genistein trong thể phân tán theo giá trị hấp thụ quang phổ thu được, nhóm tác giả nhận thấy, ở nồng độ thuốc được tải là 10% (tính theo tỷ lệ với hàm lượng CTB sử dụng), 100% hàm lượng thuốc ban đầu đã được tải vào các hạt nano.

Hình ảnh hiển vi (hình 3) chụp các hạt nano trong thể phân tán chỉ ra sự có mặt của 3 thành phần: (I) các hạt nano; (II) vùng huyền phù màu xám và (III) các mảnh tinh thể nằm rải rác. Theo nhận định của nhóm tác giả qua việc so sánh với hình ảnh mẫu đối chứng không chứa thuốc, các mảnh tinh thể là thành phần không tan và không tạo hạt nano của hỗn hợp CTB (betulin và lupeol), phần huyền phù màu xám hiển thị sự có mặt của hợp chất làm ổn định màng CHS bao bọc xung quanh các hạt nano. Hạt nano được tạo thành từ kofeat betulin có dạng cầu tròn, chứa các phân tử thuốc bám trên các bề mặt và trong pha kỵ nước giữa lớp màng kép của hạt. Sự liên kết giữa các phân tử thuốc genistein với các hạt nano là do sự tương tác kỵ nước giữa thuốc và các thành phần trong pha kỵ nước của hạt nano.

(а) (b)

Hình 3. Hình ảnh hiển vi điện tử của hỗn dịch nano SaNP:

(a) - SaNP + 2% CHS không tải genistein;

(b) - SaNP tải 10% genistein + 2% CHS.

3.2. Đánh giá hiệu quả chống phóng xạ của chế phẩm nano SaNP tải genistein ở phác đồ phòng ngừa

Ở phác đồ phòng ngừa, các kết quả trên hình 4a chỉ ra rằng, việc đưa chế phẩm nano vào chuột theo đường tiêm ổ bụng với liều lượng 150 mg/kg ở thời điểm 24h trước khi bị nhiễm xạ không mang đến hiệu quả chống phóng xạ mà ngược lại khả sống sót của các con chuột còn kém hơn rất nhiều so với nhóm đối chứng chỉ được tiêm nước muối sinh lý thông thường. Trong khi đó, việc sử dụng thuốc ở thời điểm 1h và tiêm kế tiếp hai thời điểm (1h và 24h) trước khi chiếu xạ đã mang đến sự gia tăng rõ rệt khả năng chống phóng xạ và tỷ lệ sống sót của các cá thể chuột với 50% khi tiêm trước 1h và 30% khi tiêm kế tiếp hai thời điểm.



(a) (b)

Hình 4. Hiệu quả chống phóng xạ của chế phẩm nano liều lượng 150 mg/kg ở phác đồ phòng ngừa:

(a) - khả năng sống sót sau 30 ngày; (b) - thời gian sống trung bình.

Nhóm tác giả cũng đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc theo phác đồ phòng ngừa ở liều lượng 150 mg/kg đến thời gian sống trung bình của các con chuột nhiễm phóng xạ. Các kết quả trên hình 4b cho thấy, việc tiêm thuốc ở thời điểm 24h và tiêm kế tiếp hai thời điểm cũng mang đến thời gian sống trung bình ngắn hơn so với nhóm đối chứng. Chỉ có các con chuột được tiêm thuốc ở thời điểm 1h trước khi chiếu xạ là có thời gian sống trung bình tăng lên 3 ngày.

Với liều lượng thuốc 500 mg/kg, nhóm tác giả tiếp tục tiến hành các thử nghiệm như với liều 150 mg/kg (hình 5).

(a) (b)

Hình 5. Hiệu quả chống phóng xạ của chế phẩm nano liều lượng 500 mg/kg ở phác đồ phòng ngừa:


Các kết quả thu nhận trên hình 5a cho thấy, ở cả 3 thời điểm đưa thuốc vào đều biểu hiện hiệu quả chống phóng xạ tương đối tốt với sự gia tăng tỷ lệ sống sót của các con chuột thuộc nhóm nghiên cứu từ 30÷40% so với nhóm đối chứng. Kết quả khảo sát thời gian sống trung bình (hình 5b) cũng chỉ ra sự gia tăng đồng đều của các con chuột được tiêm thuốc so với nhóm đối chứng. Theo đó, tiêm thuốc với liều 500 mg/kg ở thời điểm 1h và 24h trước khi nhiễm xạ có thể kéo dài thời gian sống trung bình của các con chuột lên đến 5 và 6 ngày.

Như vậy, ở phác đồ điều trị phòng ngừa, hiệu quả chống phóng xạ trên các đối tượng thử nghiệm được biểu hiện rất rõ rệt với khả năng gia tăng tỷ lệ sống sót và thời gian sống trung bình khi sử dụng thuốc ở các liều 150 mg/kg và 500 mg/kg. Ở



phác đồ phòng ngừa, nếu xét theo tiêu chí về sự gia tăng khả năng sống sót sống sót của chuột, hiệu quả chống phóng xạ cao nhất được ghi nhận khi sử dụng thuốc với liều lượng 150 mg/kg ở thời điểm 1h trước khi nhiễm phóng xạ với sự gia tăng tỷ lệ đến 50%. Trong khi đó, theo tiêu chí về gia tăng thời gian sống trung bình, sử dụng thuốc ở thời điểm 24h trước khi nhiễm xạ với liều 500 mg/kg cũng mang lại hiệu quả tốt với sự kéo dài thời gian 6 ngày so với nhóm đối chứng. Mặt khác, các kết quả đối lập nhau về hiệu quả chống phóng xạ của chế phẩm khi sử dụng với hai liều lượng 150 mg/kg và 500 mg/kg ở cùng thời điểm 24h trước khi nhiễm xạ có thể liên quan đến cơ chế tác dụng và nồng độ đáp ứng thấp của thuốc khi sử dụng không đủ liều lượng nếu tiêm trước thời gian dài cũng như thuốc có thể đã bị đào thải dần khỏi cơ thể. Vấn đề này sẽ được nhóm tác giả làm rõ hơn trong nghiên cứu tiếp theo.

3.2. Đánh giá hiệu quả chống phóng xạ của chế phẩm nano SaNP tải genistein ở phác đồ điều trị nhiễm xạ

(a) (b)

Hình 6. Hiệu quả chống phóng xạ của chế phẩm nano với liều 150mg/kg ở phác đồ điều trị nhiễm xạ:


Các kết quả trên hình 6a cho thấy việc sử dụng chế phẩm nano với liều lượng 150 mg/kg ở thời điểm 1h và 4h sau khi nhiễm xạ có khả năng mang đến sự gia tăng tỉ lệ sống sót cho các con chuột thử nghiệm đến 30% so với nhóm đối chứng. Kết quả khảo sát thời gian sống trung bình của các nhóm đối tượng (hình 6b) cho thấy không có sự chênh lệch đáng kể giữa việc sử dụng và không sử dụng chế phẩm nano.

(a) (b)

Hình 7. Hiệu quả chống phóng xạ của chế phẩm nano với liều 500 mg/kg ở phác đồ điều trị nhiễm xạ:




Với liều 500 mg/kg, kết quả trên hình 7 cho thấy ở cả hai thời điểm sử dụng thuốc, tỉ lệ sống sót của các đối tượng dùng thuốc không tốt hơn so với nhóm đối chứng, trong khi đó thời gian sống trung bình của nhóm đối chứng cũng cao hơn so với các con chuột được tiêm thuốc.

Như vậy có thể kết luận, ở phác đồ điều trị nhiễm xạ, việc sử dụng chế phẩm nano ở các thời điểm khác nhau sau khi nhiễm phóng xạ với tất cả các liều lượng nghiên cứu hoàn toàn không đạt yêu cầu của cả hai tiêu chí là khả năng sống sót và thời gian sống trung bình của các cá thể bị nhiễm. Kết quả này cũng bước đầu cho thấy việc điều trị bằng thuốc sau khi đã bị nhiễm phóng xạ không mang lại hiệu quả khả thi.

3.3. Đánh giá hiệu quả chống phóng xạ của chế phẩm nano ở các liều lượng phóng xạ khác nhau trong phác đồ phòng ngừa

Để làm rõ hơn về mức độ biểu hiện hiệu quả chống phóng xạ của thuốc, ở giai đoạn nghiên cứu tiếp theo, nhóm tác giả đã tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của việc sử dụng chế phẩm nano theo phác đồ điều trị phòng ngừa đến khả năng sống sót của các đối tượng thí nghiệm nhiễm phóng xạ với các liều lượng khác nhau: 6,5; 7,5 và 8,5 Grey. Chế phẩm nano được tiêm vào các con chuột với liều lượng 150 mg/kg ở 3 thời điểm như khảo sát trong phần 3.1. Quá trình quan sát khả năng sống sót của các cá thể được tiến hành trong thời gian 15 ngày. Các kết nghiên cứu được biểu hiện trên bảng 1.

Bảng 1. Ảnh hưởng của việc sử dụng chế phẩm nano (phác đồ điều trị phòng ngừa với liều 150 mg/kg) đến khả năng sống sót và thời gian sống trung bình của các con chuột nhiễm phóng xạ với các cường độ khác nhau

Điều kiện thí nghiệm

Cường độ phóng xạ,

Grey

Số lượng cá thể sống sót / tổng số cá

thể trong nhóm

Tỷ lệ sống sót,

%

Thời gian sống trung bình, ngày

Đối chứng 6,5 5 / 10 50 9,2 ± 1,4 7,5 4 / 12 30 8,0 ± 2,7 8,5 3 / 15 20 9,0 ± 2,0

Tiêm thuốc 24h trước nhiễm xạ

6,5 6 / 10 60 11,1 ± 1,1 7,5 4 / 12 20 9,6 ± 0,8 8,5 3 / 15 20 9,9 ± 0,6

Tiêm kế tiếp 24h và 1h

trước nhiễm xạ

6,5 6 / 10 60 10,8 ± 0,8 7,5 5 / 12 42 8,8 ± 0,9 8,5 6 / 15 40 9,7 ± 0,5

Tiêm thuốc 1h trước nhiễm xạ

6,5 7 / 10 70 11,7 ± 0,9 7,5 7 / 12 58 10,8 ± 2,0 8,5 5 / 15 33 9,3 ± 1,2

Có thể nhận thấy, mức độ biểu hiện hiệu quả chống phóng xạ cao nhất của chế phẩm nano theo chỉ số về sự gia tăng khả năng sống sót và thời gian sống trung bình của các cá thể nghiên cứu vẫn được thể hiện ở thời điểm dùng thuốc 1h trước khi nhiễm phóng xạ.



4. KẾT LUẬN

- Việc sử dụng hạt nano cầu vô định hình từ hỗn hợp triterpenoid của vỏ cây bạch dương vận chuyển hợp chất genistein ở phác đồ phòng ngừa đã mang đến hiệu quả chống phóng xạ rất rõ rệt, biểu hiện qua sự gia tăng khả năng sống sót và thời gian sống trung bình của các đối tượng thử nghiệm nhiễm phóng xạ được dùng thuốc. Mức độ biểu hiện hiệu quả chống phóng xạ cao nhất được ghi nhận khi dùng chế phẩm ở thời điểm 1h trước khi nhiễm phóng xạ với liều lượng thuốc 150 mg/kg với sự gia tăng khả năng sống sót của nhóm thử nghiệm đến 50%.

- Chế phẩm nano của genistein tỏ ra không hiệu quả khi được sử dụng ở phác đồ điều trị sau khi đã bị nhiễm phóng xạ.


1. Bhatia A., Gaur A., Sharma A., Radiation protection by an isoflavone, genistein: a study on the survivability of mice, Nucl. Techn. Rad. Protect, 2007, 1(22):34-39.

2. Тарумов Р.А., Гребенюк А.Н., Башарин В. А. и др., Биологические свойства фитоэстрогена генистеина, Медицина экстремальных ситуаций, 2014, № 2, c.55-68.

3. Каплун А.П., Безруков Д.А., Попенко В.И., Швец В.И., Сферические аморфные наночастицы из тритерпеноидв бересты. Новый тип субмикронных средств доставки лекарственных субстанций. Биофармацевтический журнал, 2011, 3(2):28-40.

4. Лабораторные животные: Положение и руководство/Под ред. Н.Н. Каркищенко. - М.: Изд-во ВПК, 2003, 138 с.

SUMMARY STUDY ON THE RADIATION PROTECTIVE EFFECTIVENESS OF

SPHERICAL AMORPHOUS NANOPARTICLES, CHARGED WITH

ANTIOXIDANT SUBSTANCE GENISTEIN

This study is devoted to the preparation of the nano drug based on antioxidant substance genistein contained in spherical amorphous nanoparticles (SANp) made up of birch bark triterpenoids mixture. The results of in vivo test show that the highest radiation protective effectiveness is observed if the drug is used an hour before radiation exposure with the dose of 150 mg/kg and the use of the drug after radiation exposure is not effective.

Từ khóa: Hạt nano cầu vô định hình, hỗn hợp triterpenoid lớp vỏ cây bạch dương, genistein, hiệu quả chống phóng xạ, chế phẩm nano.


Hoàn thiện ngày 17 tháng 6 năm 2016 (1) Viện Y sinh nhiệt đới, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga (2) Trường Đại học Tổng hợp kỹ thuật Moscow, Liên bang Nga (3) Trung tâm Khoa học ứng dụng “Farmazasit”, Liên bang Nga (4) Học viện Quân y Kirova C. M., Liên bang Nga



ĐÁNH GIÁ ĐỘC TÍNH CẤP VÀ BÁN TRƯỜNG DIỄN CỦA CHẾ PHẨM CHỐNG HÔI CHÂN

CHỬ VĂN MẾN (1), NGUYỄN TRỌNG DÂN (2)


Hiện nay các chiến sĩ bộ đội đi giày vải gặp phải vấn đề hôi chân. Nguyên nhân gây ra mùi hôi chân là do chân tiết mồ hôi ẩm ướt là điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn phát triển, trong số đó có vi khuẩn Brevibacterium được coi là một nguyên nhân chính gây mùi hôi chân. Loại vi khuẩn này ăn da chết trên bàn chân và protein có trong tuyến mồ hôi, chuyển đổi amino axit methionine thành methanethiol là một chất không màu, có mùi thối [6]. Để khắc phục tình trạng hôi chân, nhóm nghiên cứu đã bào chế chế phẩm chống hôi chân ở dạng bột. Đây là hỗn hợp của các chất: kali nhôm sunfat khan, kẽm laurat, kẽm oxit, axit lauric, kaolin, hương liệu. Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn cho người dùng, việc đánh giá tính an toàn của chế phẩm rất quan trọng và cần thiết. Theo hướng dẫn của Ủy ban Châu Âu về đánh giá tính an toàn của chế phẩm mỹ phẩm [7], cần phải đánh giá tính an toàn của chế phẩm theo đường uống và đánh giá tính kích ứng da. Trong bài báo này, nhóm tác giả công bố kết quả nghiên cứu tính an toàn của chế phẩm theo đường uống. Các kết quả nghiên cứu tính kích ứng da sẽ được công bố trong bài tiếp theo.

2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nguyên liệu nghiên cứu

Chế phẩm chống hôi chân được sản xuất bởi Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga có thành phần như sau: Kali nhôm sulfat khan 42%; kẽm laurat 20%; kẽm oxit 20%; axit lauric 2%; kaolin 16%; hương liệu.

Chuột nhắt trắng thuần chủng dòng swiss 120 con, trọng lượng cơ thể (TLCT) từ 20,0÷22,0 g. Thỏ 36 con (trọng lượng từ 1,8÷2,2 kg/con). Tất cả động vật thí nghiệm do Ban Chăn nuôi, Học viện Quân y cung cấp, được nuôi dưỡng trong điều kiện phòng thí nghiệm của Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng Sinh - Y - Dược học, Học viện Quân y, ăn thức ăn theo tiêu chuẩn thức ăn cho động vật nghiên cứu, nước (đun sôi để nguội) uống tự do. Thiết bị nghiên cứu sử dụng gồm có: Máy xét nghiệm sinh hoá tự động Chemix 180 (Sysmex, Nhật); Máy xét nghiệm huyết học tự động XE2100 (Sysmex, Nhật); Cân phân tích 10-4, model CP224S (Sartorius, Đức); Bộ dụng cụ mổ động vật cỡ nhỏ và một số thiết bị hỗ trợ khác.

Hóa chất: Các kit xét nghiệm huyết học và sinh hóa máu của hãng Sysmex; Các dung môi, hóa chất và thuốc thử khác: formol, etanol, natri hydroxit, bộ kít định lượng protein, cholesterol, creatinin, bilirubin… đạt tiêu chuẩn phân tích.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

* Độc tính cấp: Theo quyết định số 371/BYT-QĐ ngày 12/3/1996 của Bộ Y tế và của WHO về xác định độ an toàn cho các chế phẩm có nguồn gốc thiên nhiên. Chuột được chia ngẫu nhiên thành các lô, mỗi lô 12 con. Trước khi cho chuột uống thuốc, chuột bị bỏ đói trong 16 giờ. Tính liều LD50 theo phương pháp Behrens - Karber [1, 2, 3].



Chế phẩm chống hôi chân được cho uống với các mức liều như sau:

- Lô thử 1: Uống hỗn dịch chế phẩm chống hôi chân liều 1200 mg/kg TLCT/24h.










Sau khi cho uống thuốc, chuột được nuôi dưỡng và theo dõi, ăn thức ăn tổng hợp do xưởng sản xuất thức ăn động vật thí nghiệm cung cấp, nước uống tự do. Thời gian theo dõi liên tục trong 72 giờ và 14 ngày sau đó.

Các chỉ tiêu theo dõi: Số chuột chết, tỷ lệ chuột có bất thường về vận động tự động, co giật, run, vã mồ hôi, tím tái, thay đổi bất thường về tiêu hóa (ỉa chảy), biểu hiện bất thường về tạng gan, lách và thận (quan sát đại thể bằng kính lúp 10X).

* Độc tính bán trường diễn: Theo phương pháp Abraham, quy định của Tổ chức Y tế thế giới và Bộ Y tế về hiệu lực và an toàn thuốc [1, 3, 5]. Thỏ được chia thành 3 lô, mỗi lô 12 con:

- Lô chứng: Uống dung dịch natri clorid 0,9%, liều 2,0 ml/kg/24 h, uống liên tục trong thời gian 42 ngày.

- Lô thử liều 1: Uống hỗn dịch chế phẩm chống hôi chân mức liều 200mg/kg/24h, uống liên tục trong thời gian 42 ngày.

- Lô thử liều 2: Uống hỗn dịch chế phẩm chống hôi chân mức liều 400mg/kg/24h, uống liên tục trong thời gian 42 ngày.

Các chỉ tiêu đánh giá:

- Sinh lý - dược lý: Theo dõi tình trạng chung, hoạt động, ăn uống, đặc biệt là trọng lượng cơ thể, điện tim.

- Huyết học: Hồng cầu, hemoglobin, bạch cầu, tiểu cầu.

- Sinh hóa: AST, ALT, ure, creatinin.

- Thời điểm xét nghiệm: Lấy máu xét nghiệm các chỉ số sinh hóa, huyết học, ghi điện tim, tại 3 thời điểm: Trước thí nghiệm, sau 3 tuần, sau 6 tuần nghiên cứu. Thời gian theo dõi: 6 tuần.



- Mô bệnh học: Vào ngày thứ 42, giết thỏ, quan sát hình ảnh đại thể gan, lách, thận. Sau đó sinh thiết các tạng để nghiên cứu hình ảnh mô bệnh học của tất cả các thỏ thực nghiệm.

* Phương pháp xử lý thống kê: Xử lý các kết quả theo phương pháp thông kê sinh y học, sử dụng phần mềm Microsoft exel, Stat view 501.

Toàn bộ quá trình nghiên cứu được thực hiện tại Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng Sinh - Y - Dược học, Học viện Quân y.

3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN

3.1. Độc tính cấp

Các kết quả nghiên cứu độc tính cấp của chế phẩm chống hôi chân trên chuột nhắt trắng được trình bày trong bảng 1.

Bảng 1. Kết quả nghiên cứu độc tính cấp

STT Liều sử dụng

(mg/kg TLCT/24h) n

Số lượng

động vật chết

Số lượng

động vật sống

1 1200 12 0 12

2 1800 12 0 12

3 2400 12 0 12

4 3000 12 0 12

5 3600 12 0 12

6 4200 12 0 12

7 4800 12 0 12

8 5400 12 0 12

9 6000 12 0 12

10 6600 12 0 12

Chuột nhắt trắng được chia thành 10 lô. Mỗi lô chuột được cho uống hỗn dịch chế phẩm chống hôi chân với mức liều tăng dần từ 1200; 1800; 2400… đến 6600 mg/kg/24h, đây là mức liều tối đa mà chuột có thể uống được. Sau 72 giờ không có chuột nào chết. Chuột chỉ có biểu hiện đi ngoài nhẹ, sau đó hồi phục, sau 72 giờ hết hoàn toàn hiện tượng đi ngoài. Theo dõi đến hết ngày thứ 14, chuột không có biểu hiện bất thường, không có chuột chết.

3.2. Độc tính bán trường diễn

Các kết quả nghiên cứu độc tính bán trường diễn của chế phẩm chống hôi chân trên thỏ được trình bày trong các bảng 2, 3, 4 và 5.



Bảng 2. Biến đổi trọng lượng cơ thể thỏ trước và sau khi uống thuốc

Thời điểm

xét nghiệm Trọng lượng thỏ (kg, x ± SD)

Lô chứng (1) Liều 1 (2) Liều 2 (3) P

Trước thí nghiệm (a) 2,01 ± 0,14 1,98 ± 0,12 1,99 ± 0,14 p2-1 > 0,05

p3-2 > 0,05

p3-1 > 0,05

Sau 3 tuần (b) 2,11 ± 0,15 2,09 ± 0,14 2,10 ± 0,13

Sau 6 tuần (c) 2,23 ± 0,13 2,22 ± 0,13 2,22 ± 0,12

P pb-a < 0,05; pc-b < 0,05; pc-a < 0,05

Từ bảng 2, so sánh trọng lượng cơ thể của thỏ ở 2 lô uống hỗn dịch chế phẩm chống hôi chân với lô chứng sinh học tại các thời điểm thấy thay đổi không có ý nghĩa thống kê với p > 0,05. So sánh giữa các thời điểm sau so với trước thấy TLCT thỏ của 3 lô tăng, sự thay đổi có ý nghĩa thống kê với p < 0,05.

Bảng 3. Điện tim thỏ trước và sau khi uống chế phẩm chống hôi chân

Thời điểm

xét nghiệm Lô chứng (1) Liều 1 (2) Liều 2 (3) P

Tần số tim (CK/phút, x ± SD)

t0(a) 266,82 ± 36,72 263,21 ± 52,35 269,00 ± 34,86 p2-1 > 0,05

p3-2 > 0,05

p3-1 > 0,05

t3(b) 265,02 ± 37,11 264,71 ± 48,24 271,60 ± 26,08

t6(c) 265,82 ± 36,16 262,51 ± 49,06 269,36 ± 33,52

pb-a > 0,05; pc-b > 0,05; pc-a > 0,05 -

QRS (mV)

t0(a) 0,355 ± 0,064 0,354 ± 0,091 0.360 ± 0,064 p2-1 > 0,05

p3-2 > 0,05

p3-1 > 0,05

t3(b) 0,356 ± 0,063 0,359 ± 0,088 0,362 ± 0,066

t6(c) 0,357 ± 0,063 0,358 ± 0,096 0,361 ± 0,055

pb-a > 0,05; pc-b > 0,05; pc-a > 0,05 -

Sóng bất thường

Không Không Không -

*to: Thời điểm trước thí nghiệm, t3: sau 3 tuần; t6: sau 6 tuần

Từ bảng 3, so sánh trong từng lô giữa các thời điểm thí nghiệm và so sánh giữa các lô ở cùng một thời điểm, tần số và biên độ của điện tim thỏ thay đổi không có ý nghĩa thống kê (p > 0,05). Không có sóng bất thường trên điện tim của các lô thỏ tại các thời điểm nghiên cứu.



Bảng 4. Ảnh hưởng của chế phẩm đến một số chỉ tiêu về huyết học của thỏ (n = 12)

Thời điểm

xét nghiệm

Số lượng HC (x 1012/l, x ± SD)


t0(a) 4,65 ± 0,42 4,95 ± 0,72 5,24 ± 0,77 p2-1 > 0,05

p3-2 > 0,05

p3-1 > 0,05

t3(b) 5,05 ± 0,56 4,86 ± 0,58 5,26 ± 0,45

t6(c) 4,97 ± 0,55 4,83 ± 0,49 5,08 ± 0,48

P pc-a > 0,05; pb-a > 0,05; pc-b > 0,05

Hàm lượng huyết sắc tố (xg/l, x ± SD)

t0(a) 106,36 ± 7,38 112,00 ± 12,46 116,52 ± 14,31 p2-1 > 0,05

p3-2 > 0,05

p3-1 > 0,05

t3(b) 114,45 ± 12,24 108,15 ± 10,94 115,34 ± 8,07

t6(c) 112,64 ± 8,65 111,12 ± 6,36 114,72 ± 7,52

P pc-a > 0,05; pb-a > 0,05; pc-b > 0,05

Số lượng Bạch cầu (x 109/l, x ± SD)

t0(a) 5,98 ± 2,12 5,93 ± 2,54 6,94 ± 0,83 p2-1 > 0,05

p3-2 > 0,05

p3-1 > 0,05

t3(b) 6,26 ± 1,85 6,18 ± 1,97 6,95 ± 0,92

t6(c) 6,47 ± 1,82 6,06 ± 1,43 7,03 ± 0,76

P pc-a > 0,05; pb-a > 0,05; pc-b > 0,05

Số lượng Tiểu cầu (x 109/l, x ± SD)

t0(a) 454,26 ± 123,83 438,64 ± 131,81 458,22 ± 125,34 p2-1 > 0,05

p3-2 > 0,05

p3-1 > 0,05

t3(b) 506,48 ± 84,26 444,26 ± 133,38 483,74 ± 205,46

t6(c) 475,24 ± 169,22 452,05 ± 114,54 453,48 ± 88,64

P pc-a > 0,05; pb-a > 0,05; pc-b > 0,05

*to: Thời điểm trước thí nghiệm, t3: sau 3 tuần; t6: sau 6 tuần

Từ bảng 4, so sánh trong từng lô giữa các thời điểm thí nghiệm và so sánh

giữa các lô ở cùng một thời điểm, số lượng hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu và huyết sắc

tố thay đổi không có ý nghĩa thống kê (p > 0,05).



Bảng 5. Ảnh hưởng của chế phẩm đối với chức năng gan, thận của thỏ (n = 12)

Thời điểm xét nghiệm


Hoạt độ enzyme AST (U/l, x ± SD)

t0(a) 58,54 ± 18,98 57,02 ± 19,58 58,69 ± 18,65 p2-1 > 0,05

p3-2 > 0,05

p3-1 > 0,05 t3(b) 57,72 ± 18,08 58,62 ± 17,86 58,45 ± 17,38

t6(c) 57,93 ± 18,81 57,72 ± 18,74 58,94 ± 18,28

P pc-a > 0,05; pb-a > 0,05; pc-b > 0,05

Hoạt độ enzyme ALT (U/l, x ± SD)

t0(a) 110,32 ± 17,52 112,76 ± 16,32 111,53 ± 16,54 p2-1 >0,05

p3-2 > 0,05

p3-1 > 0,05 t3(b) 111,14 ± 19,07 110,84 ± 14,54 111,72 ± 17,05

t6(c) 110,84 ± 22,32 111,24 ± 15,62 112,64 ± 12,46

P pc-a > 0,05; pb-a > 0,05; pc-b > 0,05

Nồng độ creatinin máu (μmol/l, x ± SD)

t0(a) 55,72 ± 8,43 53,22 ± 9,64 54,32 ± 9,63 p2-1 > 0,05

p3-2 > 0,05

p3-1 > 0,05 t3(b) 54,64 ± 8,75 53,14 ± 8,48 53,24 ± 7,32

t6(c) 54,82 ± 8,84 54,23 ± 9,46 55,53 ± 8,41

P pc-a > 0,05;pb-a > 0,05;pc-b > 0,05

Nồng độ ure máu (μmol/l, x ± SD)

t0(a) 3,54 ± 1,06 3,45 ± 1,14 3,45 ± 1,02 p2-1 > 0,05

p3-2 > 0,05

p3-1 > 0,05 t3(b) 3,56 ± 0,95 3,47 ± 0,83 3,48 ± 0,97

t6(c) 3,58 ± 1,14 3,59 ± 0,62 3,49 ± 0,83

P pc-a > 0,05;pb-a > 0,05; pc-b > 0,05 *to: Thời điểm trước thí nghiệm, t3:

sau 3 tuần; t6: sau 6 tuần

Từ bảng 5, so sánh trong từng lô giữa các thời điểm thí nghiệm và so sánh giữa các lô ở cùng một thời điểm, hoạt độ enzyme AST, ALT, hàm lượng creatinin, ure máu, thay đổi không có ý nghĩa thống kê (p > 0,05).

Mô bệnh học gan, thận và lách của thỏ thí nghiệm:

- Quan sát đại thể: Sau khi mổ thỏ, các hình thái của gan, thận bình thường, nguyên vẹn màu sắc ở 2 lô uống hỗn dịch chế phẩm chống hôi chân không khác so với lô chứng.

- Quan sát vi thể: Sau khi quan sát đại thể, cắt rời gan, thận sau đó ngâm vào dung dịch formol 10%, làm tiêu bản và quan sát dưới kính hiển vi.



(a)

(b)

(c)

(a) (b) (c) Hình 1. Hình ảnh vi thể mô bệnh học gan thỏ thực nghiệm (HE, 100X)

(a) - lô dùng liều 1; (b) - lô dùng liều 2; (c) - lô chứng

(a) (b) (c)

Hình 2. Hình ảnh vi thể mô bệnh học thận thỏ thực nghiệm (HE, 100X) (a) - lô dùng liều 1; (b) - lô dùng liều 2; (c) - lô chứng

- Lô chứng: Các bè gan và tiểu thùy gan không thay đổi về cấu trúc. Tế bào gan không có tổn thương thoái hóa, không có xâm nhập viêm. Cấu trúc vùng vỏ, vùng tủy, cầu thận bình thường, không có tổn thương.

- Lô thử (liều 1 và liều 2): Thùy gan và bè gan không thay đổi về cấu trúc. Tế bào gan không có tổn thương thoái hóa. Tĩnh mạch trung tâm không giãn, không xung huyết. Khoang cửa không có xâm nhập viêm. Cấu trúc vùng vỏ, vùng tủy, cầu thận bình thường, không thấy hình ảnh tổn thương.

Như vậy, chế phẩm chống hôi chân được cho thỏ uống liên tục trong 42 ngày, không gây tổn thương trên gan, thận, lách của thỏ.

4. KẾT LUẬN

- Chưa tìm thấy LD50 trên chuột nhắt trắng theo đường uống khi cho chuột uống với mức liều tối đa.

- Thỏ uống hỗn dịch chế phẩm chống hôi chân với liều 200 mg/kg/24h và 400mg/kg/24h uống liên tục trong 42 ngày, không thấy ảnh hưởng đến sự phát triển trọng lượng, không biến đổi điện tim thỏ, không biến đổi các chỉ số huyết học như số lượng hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu và hàm lượng hemoglobin, các chỉ số đánh giá chức năng gan (hoạt độ AST, ALT), thận (nồng độ ure, creatin) trong giới hạn bình thường và tương đương với các chỉ tiêu của lô chứng cùng thời điểm.




1. Bộ Y tế, Quy chế đánh giá tính an toàn và hiệu lực thuốc cổ truyền, Quyết định số 371/BYT- QĐ ngày 12/3/1996.

2. Đỗ Trung Đàm, Phương pháp xác định độc tính cấp của thuốc, Nxb. Y học, 1996, tr.12-55

3. Abrham W.B., Techniques of animal and clinical toxicology, Med. pub. Chicago, 1978, p.55-68.

4. Turner A., Screening methods in pharmacology, Academic Press, New York and London, 1965, p.60-68.

5. WHO, Research guidelines for evaluating the safety and efficacy of herbal medicines, Manila, Philipin, 1993, p.35-41.

6. Palanivel Velmurugan,Sang-Myeong Lee,Min Cho,Jung-Hee Park, Sang-Ki Seo,Hyun Myung, Keuk-Soo Bang, Byung-Taek Oh, Antibacterial activity of silver nanoparticle-coated fabric and leather against odor and skin infection causing bacteria, Appl Microbiol Biotechnol, 2014, 98:8179-8189.

7. European Commission, Scientific Committee on Consumer Safety, “The SCCS's notes of guidance for the testing of cosmetic substances and their safety evaluation 8th revision”, SCCS/1501/12.

SUMMARY

EVALUATION OF THE ACUTE AND SUBCHRONIC TOXICITY OF FOOT ANTI-ODOR PRODUCT

In this study, the acute and subchronic toxicity of foot anti-odor product made

from laurate salt is evaluated. The results show that the median lethal dose, LD50 of

the product hasn’t been found in mice tested with maximum oral dosage . At the

dosage of 200 and 400 mg/kg/24h on rabbit, the continuously oral administration for

42 days doesn’t affect the normal weight increment of rabbit and doesn’t change the

electrocardiogram; hematological indices such as red blood cell, white blood

cell, platelet and hemoglobin content, hepatic indices (AST, ALT activity), renal

indices (urea, creatinine levels) are found within normal limits.

Từ khóa: Foot antiodor product, LD50, subchronic, acute toxicity, chống hôi chân, độc tính cấp, bán trường diễn.


Hoàn thiện ngày 01 tháng 6 năm 2016 (1) Học viện Quân y

(2) Phân viện Công nghệ sinh học, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga



NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SẢN PHẨM CHỐNG NẤM MỐC CHO GIÀY DA QUÂN NHU TỪ NGUYÊN LIỆU QUẾ

VÕ THỊ HOÀI THU, NGUYỄN TRỌNG DÂN, ĐINH THỊ THU TRANG, NGUYỄN TRƯỜNG GIANG, ĐỖ THỊ THÚY


Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm của nước ta, sản phẩm giày da quân nhu trong khi bảo quản và khi cấp phát thường hay bị mốc, làm giảm chất lượng của sản phẩm. Hiện nay giày da quân nhu được chống nấm mốc bằng các túi hút ẩm silicagel. Tuy nhiên, sau một thời gian ngắn để trong không khí ẩm thì silicagel sẽ bão hòa nước, làm mất tác dụng hút ẩm, nên nấm mốc tiếp tục phát triển. Xuất phát từ thực tiễn đó, nhóm tác giả lựa chọn giải pháp dùng chất chống nấm mốc cho giày da quân nhu.

Trong số các chất có hoạt tính chống nấm mốc, α-brom cinnamaldehyde có tác dụng chống nấm mốc phổ rộng [1, 3, 4, 5, 6] và được tổng hợp từ cinnamaldehyde với hiệu suất 68÷91% [6, 7]. Trong nghiên cứu này nhóm tác giả sử dụng tinh dầu quế của Việt Nam để làm nguyên liệu tổng hợp α-brom cinnamaldehyde và từ đó chế tạo sản phẩm chống nấm mốc cho giày da quân nhu.


Tinh dầu quế bán trên thị trường được phân tích có hàm lượng cinnamaldehyde là 85%, chất mang silicagel 60, 0,04÷0,06 mm của hãng Scharlau. Điểm nóng chảy được đo trên máy Bansted Electrothermal 9100 (Anh), tốc độ gia nhiệt 1oC/phút. Hàm lượng chất được đo trên máy UV-VIS 8453 (AGILENT, Mỹ). Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C được đo trên máy ADVANCE Spectrometer (BRUCKER, Germany) ở tần số 500 MHz và 125MHz, dung môi DMSO-d6, phổ IR được đo trên máy FTIR Affinity-1S. Các loại phổ đều được đo tại Trung tâm Các phương pháp phổ ứng dụng, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam. Giày da quân nhu nhiễm nấm mốc thu thập từ các kho bảo quản thuộc Viện Nghiên cứu và ứng dụng quân nhu. Các chủng nấm mốc được phân lập và thử nghiệm tại Phân viện Công nghệ Sinh học, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga. Định danh dựa trên hình thái khuẩn lạc và tế bào tiến hành tại Viện 69, Bộ Tư lệnh Lăng.

2.1. Chuyển hóa tinh dầu quế thành α-brom cinnamaldehyde α-brom cinnamaldehyde được tạo thành từ tinh dầu quế theo các phương trình

phản ứng và quy trình sau:



Cân 61,1 g tinh dầu quế (tương ứng với 0,394 mol cinnamaldehyde) vào bình cầu ba cổ 500 ml, thêm 150 ml axit axetic băng. Đặt bình cầu trên bếp từ có nồi cách thủy có sinh hàn hồi lưu. Bật máy khuấy từ, nhỏ từ từ 21 ml brom (0,395 mol) trong khoảng 15 phút, sau đó khuấy hỗn hợp phản ứng thêm 10 phút (kết thúc phản ứng 1). Tiến hành gia nhiệt hỗn hợp lên 80oC, thêm 32,47 g natri axetat (0,4 mol), khuấy mạnh hỗn hợp phản ứng trong 1 giờ (kết thúc phản ứng 2). Sau đó đổ hỗn hợp vào 500 g đá, lọc sản phẩm trên phễu lọc Buchner, rửa 3 lần x 200 ml nước cất, kết tinh lại toàn bộ sản phẩm trong 250 ml etanol 96% để trong tủ 4oC trong khoảng 12 giờ, lọc sản phẩm và rửa 2 lần x 30 ml etanol 96% lạnh. Làm khô sản phẩm ở 50oC trong 5 giờ thu được 68,2 g α-brom cinnamaldehyde, hiệu suất tính theo cinnamaldehyde là 82%, Tnc = 71,2÷72,3oC. Độ tinh khiết 99,1% theo phương pháp phân tích UV-VIS.

2.2. Phân lập mẫu giày da quân nhu bị nhiễm nấm mốc

Mẫu giày da quân nhu được xác định vùng bị nhiễm nấm, dùng tăm bông sạch đã khử trùng quết lên bề mặt giày bên ngoài và bên trong sau đó cho vào ống nghiệm chứa nước muối sinh lý đã khử trùng. Tiến hành pha loãng đến nồng độ thích hợp. Hút 0,1 ml dung dịch ở một nồng độ pha loãng lựa chọn cho vào đĩa petri chứa môi trường Czapek đã khử trùng. Dùng que trang dàn đều dịch trên bề mặt thạch. Nuôi cấy ở nhiệt độ 30oC, trong thời gian 48÷72 giờ. Quan sát sự phát triển của nấm mốc, chọn khuẩn lạc riêng rẽ cấy sang đĩa thạch khác để thu các chủng nấm thuần khiết và mang định danh.

2.3. Xác định hàm lượng ức chế tối thiểu của α-brom cinnamaldehyde đối với các chủng nấm mốc phân lập được

Sử dụng các chủng nấm mốc phân lập được cùng với chủng Aspergillus niger được sử dụng để nghiên cứu và thu dịch bào tử. Phun đều dịch chứa bào tử nấm mốc đã chuẩn bị lên đĩa môi trường PDA, dùng que trang trải đều, mỗi chủng lặp lại 3 lần ở mỗi nồng độ nghiên cứu. Các đĩa thí nghiệm được đặt vào các hộp nhựa thể tích 5 lít (tương đương với thể tích của hộp đựng giày da quân nhu) có treo giấy đã tẩm chất ức chế nấm mốc α-brom cinnamaldehyde với hàm lượng 1 mg; 3 mg; 5 mg và 7 mg, bổ sung nước để ổn định độ ẩm. Đặt nuôi trong điều kiện môi trường và tiến hành đánh giá sau 28 ngày.

2.4. Chế tạo sản phẩm chống nấm mốc và đánh giá hàm lượng của α-brom cinnamaldehyde theo thời gian

2.4.1. Chế tạo sản phẩm chống nấm mốc trên chất mang silicagel

Cân các lượng α-brom cinnamaldehyde khác nhau là 2,5284 g; 1,7836 g và 1,1223 g cho vào bình cầu 1 cổ 100 ml. Thêm 30 ml axeton và lắc đều cho chất rắn tan hoàn toàn. Thêm 10 g silicagel vào và cất cô quay chân không loại bỏ axeton ở 30oC trong 30 phút. Sau đó đổ chất rắn ra cối sứ và nghiền mịn, cân chính xác 1 gam sản phẩm cho vào túi vải xốp kích thước 3 x 3 cm và hàn kín. Như vậy, với các lượng cân khác nhau ở trên thì mỗi túi sản phẩm tương ứng sẽ chứa 200 mg; 150 mg và 100 mg α-brom cinnamaldehyde.



2.4.2. Đánh giá hàm lượng α-brom cinnamaldehyde của sản phẩm theo thời gian

Các mẫu sản phẩm trong mục 2.4.1 được đặt vào hộp giày da quân nhu thể tích 5,3 lít, đậy kín nắp hộp (đúng với tình trạng đựng giày). Để trong phòng ở nhiệt độ 28÷33oC. Định kỳ phân tích hàm lượng α-brom cinnamaldehyde còn lại trong mẫu sản phẩm theo thời gian bằng phương pháp UV-VIS, từ đó rút ra quy luật tốc độ bay hơi của α-brom cinnamaldehyde trong sản phẩm theo thời gian.

2.5. Thử nghiệm gia tốc đánh giá khả năng ức chế nấm mốc của sản phẩm trên giày da quân nhu

Chuẩn bị dịch bào tử tiến hành tương tự mục 2.3. Mẫu thí nghiệm khác với mẫu đối chứng là được đặt kèm túi mẫu sản phẩm chứa chất chống nấm mốc. Các mẫu giày sau khi được phun bào tử sẽ được đặt vào hộp duy trì độ ẩm khoảng 90% và đặt vào thiết bị ổn nhiệt ở nhiệt độ 30oC. Sau 7, 14 và 28 ngày quan sát và đánh giá sự phát triển của nấm mốc trên bề mặt giày thí nghiệm và đối chứng.


3.1. Chuyển hóa tinh dầu quế thành α-brom cinnamaldehyde

Trong quy trình (mục 2.1) α-brom cinnamaldehyde được tổng hợp trực tiếp từ tinh dầu quế của Việt Nam, dung môi axit axetic, chất bazơ natri axetat. Hiệu suất tổng hợp là 82%, độ tinh khiết 99,1% theo phương pháp phân tích UV-VIS ở bước sóng 298 nm, nhiệt độ nóng của sản phẩm 71,2÷72,3oC. Theo [6] hiệu suất tổng hợp 69÷86%, nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm 70÷72oC. Theo [7] hiệu suất tổng hợp là 91%, nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm 69÷71oC. Như vậy điểm chảy của sản phẩm phù hợp với điểm chảy của α-brom cinnamaldehyde theo các tài liệu đã công bố.

Cấu trúc hóa học của sản phẩm tổng hợp được xác nhận thông qua bộ phổ: Phổ IR (KBr), ῡ(cm-1): 761(C-Br); 1570; 1487; 1446(C=C benzen); 1602(C=C anken); 1689(C=O, strong); 3053(CH=C). Phổ 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δH(ppm), J(Hz): 7,56(dd, 3H, J=2,5; 5); 8,03(dd, 2H, J=2; 6,25); 8,43(s, 1H); 9,41(d, 1H, J=2,5). Phổ 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz), δC(ppm): 123,9; 128,8; 130,6; 131,5; 132,9; 150,4; 188,1. Như vậy, các số liệu phổ IR, 1H-NMR, 13C-NMR của sản phẩm phù hợp với cấu trúc của α-brom cinnamaldehyde. Điều này khẳng định α-brom cinnamaldehyde đã được tổng hợp từ tinh dầu quế.

Quy trình trong mục 2.1 có ưu điểm tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có của Việt Nam, dùng tinh dầu quế làm nguyên liệu phản ứng trực tiếp mà không cần tinh chế để thu nhận cinnamaldehyde tinh khiết sau đó mới tổng hợp α-brom cinnamaldehyde như [6, 7]. Hiệu suất tổng hợp cao (khoảng 82%), quy trình đơn giản, có thể khẳng định việc tổng hợp α-brom cinnamaldehyde từ tinh dầu quế của Việt Nam là hoàn toàn chủ động.



3.2. Phân lập nấm mốc trên giày da quân nhu.

Từ 4 mẫu giày nhiễm nấm mốc, phân lập và thuần khiết được 6 chủng nấm mốc với những đặc điểm màu sắc và hình dạng khuẩn lạc khác nhau. Bằng phương pháp phân loại dựa trên hình thái, màu sắc, kích thước khuẩn lạc và cấu trúc cuống sinh bào tử, các chủng nấm mốc phân lập đã được định tên (bảng 1).

Bảng 1. Thành phần loài của 6 chủng nấm mốc phân lập được trên giày da quân nhu

TT Tên loài Mô tả 1

Aspergillus sulphureus Khuẩn lạc trên môi trường Czapek có màu trắng đến kem hoặc đến màu vàng nhạt do có sự sinh ra nhiều hạch nấm tạo thành lớp dày ở vùng trung tâm khuẩn lạc. Cuống sinh bào tử thường dài có kích thước 500÷600 x 6.0÷8.0μm, thành dày đến 1.0 μm, nhẵn đến ráp.

2

Aspergillus candidus Khuẩn lạc trên môi trường mỏng, hệ sợi chìm, các cấu trúc sinh bào tử sinh trực tiếp từ hệ sợi nền hoặc từ sợi khí sinh, màu trắng hoặc kem; cuống sinh bào tử kích thước thay đổi không màu, nhẵn.

3

Aspergillus sydowi Khuẩn lạc trên môi trường Czapek mọc nhanh. Bề mặt dạng nhung, mịn hoặc xốp nhẹ được sinh ra từ các đám của cuống và đầu sinh bào tử trần, có màu lục lơ đến xanh đậm. Giọt tiết thường nhiều, màu vàng rơm đến nâu đỏ.

4

Paecilomyces variotii Khuẩn lạc bao gồm cuống sinh bào tử tạo thành một lớp dày dạng phấn trên bề mặt khuẩn lạc, có màu nâu vàng đến màu cát. Cuống sinh bào tử gồm nhiều lớp tạo thành các nhánh, mỗi nhánh mang 2÷7 thể bình.

5

Aspergillus versicolor Khuẩn lạc trên môi trường Czapek phát triển chậm màu trắng xám đến lục xám nhạt; hệ sợi nấm màu trắng; mặt trái màu vàng nhạt đến màu nâu kem; cuống sinh bào tử có kích thước 100÷700 x 4.0÷8.5μm, màu nâu nhạt, thành nhẵn.

6

Aspergillus asperescens Khuẩn lạc trên môi trường Czapek màu lục vàng xám đến oliu xám; hệ sợi nấm màu trắng, nâu nhạt đến màu da; mặt trái màu vàng nhạt đến đỏ san hô; cuống sinh bào tử có kích thước 80÷700 x 4.0÷9.5μm, màu nâu vàng nhạt, thành dày, nhẵn.

Các chủng nấm mốc được bảo quản và sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo.



3.3. Hàm lượng ức chế tối thiểu của α-brom cinnamicaldehyde với các chủng nấm mốc phân lập được

Sau 28 ngày thử nghiệm theo mục 2.3 thu được kết quả thử nghiệm như bảng 2.

Bảng 2. Hàm lượng ức chế tối thiểu của α-brom cinnamaldehyde

với một số chủng nấm nấm mốc phân lập được trên giày sau 28 ngày

Tên chủng Hàm lượng ức chế tối

thiểu (mg/5l) Hình ảnh thí nghiệm

Aspergillus candidus

1

Aspergillus sydowi

1

Aspergillus sulphureus

3

Aspergillus asperescens

3

Aspergillus versicolor

3

Paecilomyces variotii

5

Aspergillus niger

5

Mix chủng 5



Kết quả trong bảng 2 cho thấy hàm lượng ức chế tối thiểu đối với các chủng

nấm mốc khác nhau là khác nhau, có những chủng với hàm lượng α-

bromcinnamaldehyde là 1mg đã có tác dụng ức chế hoàn toàn sự phát triển của nấm

mốc trên môi trường thạch (Aspergillus candidus, Aspergillus sydowi), song có

những chủng với hàm lượng chất chống nấm mốc lên đến 3 mg vẫn còn có hiện

tượng nấm mốc phát triển mạnh trên đĩa thạch (Paecilomyces variotii, Aspergillus

niger). Từ kết quả trên lựa chọn hàm lượng ức chế tối thiểu chung cho tập hợp

chủng nấm mốc dùng cho thử nghiệm là 5 mg.

3.4. Hàm lượng α-brom cinnamaldehyde trong sản phẩm theo thời gian

Kết quả hàm lượng của α-brom cinnamaldehyde còn lại trong sản phẩm theo

thời gian thử nghiệm theo mục 2.4.2 được thể hiện trong bảng 3.

Bảng 3. Hàm lượng của α-brom cinnamaldehyde trong sản phẩm theo thời gian

STT Thời gian thử nghiệm

(tháng) Hàm lượng α-brom cinnamaldehyde

(mg)

1 0 200 150 100

2 1 190 139 92

3 2 181 126 81

4 3 170 115 73

5 4 158 110 66

Dựa vào kết quả trong bảng 3 và kết quả thử nghiệm từ mục 3.3 có thể ngoại suy một cách gần đúng thời gian chống nấm mốc của các sản phẩm với giày da quân nhu theo bảng 4.

Bảng 4. Thời gian chống nấm nấm mốc của sản phẩm

STT Sản phẩm tương ứng với

α-brom cinnamaldehyde (mg)

Thời gian chống nấm mốc

(tháng)

1 200 18,8

2 150 13,8

3 100 10,9

Vì thời gian vận chuyển, lưu kho của giày da quân nhu từ 12÷18 tháng nên chọn mẫu sản phẩm có chứa 200 mg α-brom cinnamaldehyde để tiến hành thử nghiệm gia tốc trên giày và sử dụng làm sản phẩm để chống nấm mốc cho giày trong bảo quản sau này.



3.5. Kết quả thử nghiệm gia tốc đánh giá khả năng ức chế nấm mốc trên giày da quân nhu của sản phẩm

Kết quả cho thấy trong quá trình thử nghiệm theo mục 2.5, các chủng nấm mốc đều không sinh trưởng trong điều kiện có α-brom cinnamaldehyde.

Các kết quả thử nghiệm trên giày da quân nhu trong điều kiện gia tốc cho thấy sau 7 ngày đặt thí nghiệm chưa thấy sự xuất hiện của nấm mốc trên cả mẫu đối chứng và mẫu thí nghiệm. Nhưng sau 14 ngày, ở mẫu đối chứng đã thấy rõ sự phát triển của hệ sợi nấm mốc lác đác trên bề mặt giày và sau 28 ngày nấm mốc vẫn phát triển mạnh trên toàn bộ bề mặt giày, đặc biệt tại các đường chỉ may, trong khi đó ở mẫu thí nghiệm chưa thấy sự xuất hiện của nấm mốc. Điều này cho thấy hiệu quả ức chế mạnh của hợp chất α-brom cinnamaldehyde tới sự phát triển của nấm mốc trên giày da quân nhu.

4. KẾT LUẬN

- Đã tổng hợp được α-brom cinnamaldehyde từ tinh dầu quế với hiệu suất khoảng 82%, độ tinh khiết đạt 99,1%. Cấu trúc của nó được xác nhận bằng các phương pháp phổ IR, NMR.

- Phân lập và định tên được 6 chủng nấm mốc từ các mẫu giày da quân nhu nhiễm nấm mốc: Aspergillus sulphureus, Aspergillus candidus, Aspergillus sydowi, Paecilomyces variotii, Aspergillus versicolor, Aspergillus asperescens.

- Chế tạo sản phẩm chống nấm mốc trên chất mang silicagel dưới dạng túi bột có khối lượng 1g, hàm lượng α-brom cinnamaldehyde trong sản phẩm là 200 mg. Kết quả thử nghiệm gia tốc của sản phẩm cho thấy hiệu quả ức chế mạnh của hợp chất α-brom cinnamaldehyde tới sự phát triển của nấm mốc trên mẫu giày da quân nhu.


1. Bùi Xuân Đồng, Hà Huy Kế, Nấm nấm mốc và phương pháp phòng chống, Nxb. Khoa học và Kỹ thuật, 1999.

2. Ngô Văn Thu, Bài giảng dược liệu, tập 1, Trường Đại học Dược Hà Nội, 2011.

3. Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Tiến, Phạm Văn Ty, Vi sinh vật học, Nxb. Giaos dục, 2000.

4. Trần Danh Đáng, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ chống nấm nấm mốc áp dụng trong sản xuất và lưu thông các loại giày vải, giày da xuất khẩu, Báo cáo đề tài KC.06.16.CN, Công ty Da giày Hà Nội, 2005.

5. Rosmoore H. W., Handbook of biocide and preservative use, Springer, Sience and Business media, 1995.

6. Patents CN 101898944 B: Method for preparing alpha-bromo-cinnamaldehyde.

7. Patents CN 1086204 A: Synthetic method for aphla-bromo-cinnamaldehyde.



SUMMARY

STUDY ON PREPARATION OF ANTI-MOULD PRODUCT FOR MILITARY LEATHER SHOES FROM CINNAMON MATERIAL

This paper shows the process of preparation of an anti-mold product

containing α-brom cinnamaldehyde transformed from Vietnam cinnamon oil. The

obtained α-brom cinnamaldehyde in the product is confirmed by modern chemical

physic methods such as: IR, 1H-NMR, 13C-NMR. 6 strains of mould on military

leather shoes are isolated and identified by morphology characters. The obtained

product is examined by acceleration test method. The result indicates strong

inhibitory effect of α-brominated cinnamaldehyde on the development of the mould

destroying military leather shoes.

Từ khóa: Tinh dầu quế, α-brom cinnamaldehyde, nấm mốc, thử nghiệm gia tốc.



Phòng Sinh hóa, Phân viện Công nghệ sinh học, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga

Thông tin khoa học công nghệ


KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC KHỐI THIẾT BỊ VÔ TUYẾN ĐIỆN TRÊN MÁY BAY SU-30MK2

TRONG ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỚI

KARPOV V. A.(1), SVITICH A.A. (2), SEREDA V.N. (2), GOLIKOVA E.R. (2),

NGUYỄN DUY PHƯƠNG (2), PHẠM DUY NAM (2)

1. MỞ ĐẦU

Khí hậu nhiệt đới của Việt Nam được đặc trưng bởi các yếu tố thời tiết khắc nghiệt có tác động mạnh lên trạng thái kỹ thuật của các thiết bị kỹ thuật không quân (TBKT KQ).

Các chuyên gia của Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga khi nghiên cứu về độ bền nhiệt đới của TBKT KQ thường tiến hành kiểm tra trực quan khung máy bay, các hệ thống và các tổ hợp vũ khí tháo lắp được trên những máy bay khai thác có kiểm soát. Sự phá hủy ăn mòn các chi tiết kim loại khung máy bay, các cụm chi tiết và tổ hợp, cũng như trạng thái của các chi tiết polymer được đánh giá bằng việc kiểm tra trực quan tổng thể các bộ phận kết cấu của chi tiết cả bên ngoài và bên trong, ở những vị trí có thể tiếp cận tối đa với việc sử dụng kính lúp có độ phóng đại 4÷7 lần.

Các dạng thiệt hại do ăn mòn, kết quả của sự lão hóa chi tiết polyme và những phá hủy sinh học được chụp ảnh lại và nhập vào các bảng riêng. Ngoài ra, còn tiến hành phân tích thêm danh mục những hư hỏng và sự cố của máy bay tại một trung đoàn không quân theo số liệu một năm gần đây được lấy từ sổ thống kê hỏng hóc và sự cố của Xưởng Bảo dưỡng kỹ thuật thuộc Tiểu đoàn Bảo đảm kỹ thuật hàng không. Tuy nhiên, cho đến nay, vì một số lý do khách quan và chủ quan, hệ thống thu thập, xử lý và phân tích thông tin thống kê về hỏng hóc và sự cố của TBKT KQ trong toàn bộ thời gian khai thác chúng ở vùng nhiệt đới vẫn chưa hoạt động đầy đủ và không cho phép nghiên cứu động học trạng thái kỹ thuật của TBKT KQ trong quá trình khai thác. Vì vậy, với mục đích thể hiện những sự cố (hỏng hóc) liên quan đến tác động của các yếu tố khí hậu nhiệt đới lên TBKT KQ, phương pháp hệ thống hóa thông tin thống kê hiện nay, cần phải được cải tiến.

Để đưa ra một lời giải hợp lý trong nghiên cứu sâu các vật liệu, chi tiết, cụm chi tiết, các khối của máy bay không đủ tin cậy khi khai thác ở điều kiện nhiệt đới, ngoài kết quả nghiên cứu truyền thống về trạng thái kỹ thuật của TBKT KQ, điều quan trọng là phải có thông tin đầy đủ và chính xác về độ tin cậy hoạt động của TBKT KQ, đặc biệt là về sự xuất hiện và tần số hỏng hóc của các hệ thống, các khối và tổ hợp quan trọng có tính sống còn theo toàn bộ thời gian khai thác máy bay chủng loại đó ở vùng nhiệt đới.

2. XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU VỀ HỎNG HÓC VÀ THAY THẾ CÁC KHỐI, TỔ HỢP CỦA MÁY BAY SU-30MK2

Khi xây dựng cơ sở dữ liệu về hỏng hóc và sự cố của hệ thống, khối và tổ hợp của máy bay do ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu nhiệt đới, có thể bổ sung thông tin về sự thay thế các khối và tổ hợp được thực hiện trên tất cả các máy bay cùng loại trong toàn bộ thời gian hoạt động của chúng ở vùng nhiệt đới.



Những vấn đề được đề cập tới ở trên đã khuyến khích phát triển một cơ sở dữ liệu (CSDL) tự động có thể thống kê việc thay thế các khối và tổ hợp của máy bay. chúng có thể được sử dụng một cách hiệu quả để nghiên cứu sâu những vật liệu, chi tiết, cụm chi tiết và các khối không đủ tin cậy của máy bay ở điều kiện nhiệt đới nếu bảo đảm được những yêu cầu cơ bản đối với CSDL như sau:

- Dạng điện tử có giao diện đơn giản và trực quan;

- Nhỏ gọn và di động, có thể sử dụng tại thực địa bằng máy tính xách tay;

- Đầy đủ các thông tin về tên gọi, ký hiệu của các khối và tổ hợp hệ thống của máy bay, phân nhóm theo các chuyên ngành Máy bay động cơ (СД), Thiết bị hàng không (АО), Thiết bị vô tuyến điện tử (РЭО) và Vũ khí hàng không (АВ), nhận biết được các khối và tổ hợp có thời gian khai thác khác với thời gian khai thác của máy bay.

Nguồn thông tin để điền vào CSDL chính là các thông tin về việc thay thế các khối và tổ hợp bị hỏng của máy bay Su-30MK2 trên cơ sở thông tin thống kê được lấy từ các Phụ lục của quyển lý lịch (формуляр) phần 1, quyển 4 “Комплектность” có tại Tiểu đoàn bảo đảm kỹ thuật hàng không của các trung đoàn không quân. Phân tích những kinh nghiệm thu được khi nghiên cứu về độ bền nhiệt đới TBKT KQ của Liên bang Nga cho thấy, trên thực tế trong đa số các trường hợp cần phải có những thông tin thuộc các nhóm như: Ngày tháng khai thác ở vùng nhiệt đới, ngày tháng tiến hành thay thế các khối và tổ hợp; Thời gian làm việc (số giờ bay) kể từ khi bắt đầu khai thác; Các khối, tổ hợp và hệ thống bị hỏng.

Hình 1. Trích đoạn cơ sở dữ liệu thống kê các khối, tổ hợp hỏng và thay thế của máy bay Su-30MK2



Phân tích cũng chỉ ra, nếu xây dựng một định dạng riêng để lưu trữ và xử lý thông tin sẽ tốn nhiều công sức và không hợp lý. Do đó, lựa chọn một trong những định dạng sẵn có và phổ biến để lưu trữ thông tin là thích hợp hơn cả. Bằng việc sử dụng gói xử lý thông tin thống kê chuẩn là Microsoft Excel, đã xây dựng được cấu trúc CSDL về sự thay thế các khối và tổ hợp, bao gồm các thông tin như tên gọi, ký hiệu các khối và tổ hợp của máy bay, được phân nhóm theo các chuyên ngành СД, АО, РЭО và АВ. Trong đó theo từng máy bay, các khối và tổ hợp đã được tiến hành thay thế sẽ được đánh dấu trong các trường tương ứng với năm khai thác. Trích đoạn CSDL xây dựng cho máy bay Su-30MK2 được thể hiện trong hình 1.

3. MỘT SỐ KẾT QUẢ VỀ NGHIÊN CỨU ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC KHỐI THIẾT BỊ VÔ TUYẾN ĐIỆN TRONG ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỚI

Sử dụng CSDL được xây dựng để phân tích danh mục thay thế các khối và tổ hợp của máy bay Su-30MK2 từ tháng 12/2004 đến tháng 8/2014 theo lý lịch cho thấy, trong suốt giai đoạn khai thác máy bay Su-30MK2 ở điều kiện khí hậu nhiệt đới các khối thiết bị vô tuyến điện chính là những khối dễ bị hư hỏng nhất, chiếm khoảng 70% tất cả các hỏng hóc và sự cố của TBKT KQ (hình 2).

Hình 2. Sự phân bố theo % số lượng thay thế các khối và tổ hợp của 24 máy bay Su-30МК2

Trong khoảng thời gian từ tháng giêng đến tháng 12 năm 2013, đã có 50 lần thay thế các khối và tổ hợp trên 03 máy bay chỉ huy được ghi lại trong lý lịch máy bay. Sự phân bố hỏng hóc và sự cố theo chuyên ngành kỹ thuật tính bằng % trong giai đoạn khai thác này (hình 3). Có thể thấy rằng sự phân bố này tương ứng với sự phân bố của toàn bộ thời gian khai thác ở điều kiện nhiệt đới của các máy bay cùng loại.



Hình 3. Sự phân bố theo % số lượng thay thế các khối và tổ hợp trên ba máy bay chỉ huy Su-30MK2

Đồng thời có thể thấy rằng, phần lớn những hỏng hóc và sự cố thuộc các chuyên ngành AO (55%) và РЭО (65%) xác định được trong năm 2013 xảy ra vào mùa mưa được đặc trưng bởi độ ẩm tương đối cao của không khí (hình 4).

Hình 4. Sự phân bố số lượng hỏng hóc các khối РЭО và AO của ba máy bay chỉ huy theo tháng trong năm 2013

Cơ sở dữ liệu thu được đã thống kê sự thay thế các khối và tổ hợp của toàn bộ 24 máy bay Su-30МК2 và cho phép tiến hành phân tích và đưa ra danh mục các khối và tổ hợp hay bị hỏng nhất của máy bay là: Khối nguồn БП-58-01 của hệ thống СДУ-10-У; Bộ phận truyền động đa hướng ПМ-15БА; Bộ hướng quán tính đứng 705-6; Bộ điều khiển động cơ tích hợp КРД-99; Khối nguồn БП-56 của hệ thống điều khiển tự động САУ-10-01; Các khối của hệ thống ngắm radar Н001ВЭП: Н001-25М, khối nguồn Н001-76, Н019-02АЭ, Н001-03ВП2; Chỉ thị trên kính chắn gió ИЛС-31; Khối 1 và 3 của đài vô tuyến Р800Л1Э...



Danh mục đầy đủ các hệ thống, khối và tổ hợp trên máy bay hay hỏng nhất ở điều kiện nhiệt đới được đưa ra trong [1].

Các kết quả nghiên cứu trước đây của Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga [2, 4, 5] cho thấy, trong số những yếu tố tác động bên ngoài quan trọng nhất của khí hậu nhiệt đới gây ảnh hưởng tiêu cực lên trạng thái kỹ thuật của máy bay, có thể kể đến nhiệt độ môi trường và độ ẩm tương đối của không khí ở mức cao, bức xạ mặt trời, các tạp chất hoạt động gây ăn mòn có trong không khí (các clorua, sulfua, nitơ oxit...) và yếu tố sinh học thể hiện ở những vi sinh vật đa đạng như nấm mốc, vi khuẩn, mối mọt và thậm chí là cả côn trùng và chuột. Tác động kết hợp của những yếu tố nói trên gây ăn mòn mạnh hơn các chi tiết kim loại của khung máy bay, làm hỏng các khối vô tuyến điện, lão hóa và phá hủy sinh học những vật liệu phi kim trên máy bay. Qua khảo sát ý kiến của tập thể các cán bộ kỹ thuật Xưởng Bảo dưỡng kỹ thuật hàng không thuộc tiểu đoàn Bảo đảm kỹ thuật tại các trung đoàn không quân, có thể thấy các khối thiết bị vô tuyến điện thường xuyên bị hỏng hơn cả và cũng có thể dự đoán nguyên nhân hỏng hóc của chúng trong toàn bộ quá trình khai thác các máy bay Su-30MK2 ở vùng nhiệt đới.

Chẳng hạn, có thể thấy rằng phần lớn những hỏng hóc của các khối thiết bị vô tuyến điện trên máy bay Su-30МК2 là do tác động kết hợp của nhiệt độ và độ ẩm cao của môi trường xung quanh gây nên. Nhiều cán bộ của Tiểu đoàn kỹ thuật đã ghi nhận được sự thích ứng không hoàn toàn của các khối thiết bị (bản mạch) trên máy bay, đặc biệt ở dạng vi điện tử, khi hoạt động ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao, thể hiện ở sự xuất hiện chế độ hoạt động nhiệt không tính toán được của các thiết bị vô tuyến điện. Ngoài ra cũng nhận thấy các lớp phủ bo mạch điện tử hiện tại đang sử dụng có hiệu quả bảo vệ không cao.

Yếu tố nhiệt - ẩm đã làm tăng nhanh quá trình ăn mòn tại những chỗ tiếp xúc có điện áp thấp, tạo ra một lớp oxit bề mặt không dẫn điện, làm cho mạch điện bị hở hoặc bị đứt. Độ ẩm tương đối cao của không khí (90÷95% vào mùa mưa), đã làm cho sương ngưng tụ rất nhiều trên thành vỏ thân máy bay, trong các khoang và trên bản mạch của các khối thiết bị vô tuyến của máy bay ngay khi có sự chênh lệch nhiệt độ nhỏ. Trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm môi trường cao, hỏng hóc của các bộ phận thành phần, đặc biệt là các vi mạch, xảy ra do ảnh hưởng của sự quá dòng khi bật các thiết bị và do sự rò dòng và đoản mạch cho đến nguyên nhân mạch điện bị cháy cục bộ do tính chất cách điện không hoàn toàn của lớp phủ bảo vệ mạch điện [3].

Khi vận hành hệ thống các trang thiết bị của máy bay trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm, ảnh hưởng có hại hơn cả lên các bộ phận của máy bay là tác động đồng thời của nhiệt độ và độ ẩm tương đối cao của môi trường xung quanh. Ví dụ, trong số những hỏng hóc đặc trưng nhất của các khối khác nhau của tổ hợp ngắm bắn radar (hình 5, 6, 7) có thể kể đến hỏng hóc của các khối biến áp, bao gồm cả biến áp trong những khối nguồn.



Hình 5. Ảnh chụp khối Н001-25М nhìn từ bên ngoài - hỏng biến áp

Hình 6. Ảnh chụp khối Н001-76 nhìn từ bên ngoài - hỏng biến áp

Hình 7. Ảnh chụp khối Н001-22П nhìn từ bên ngoài - hỏng biến áp trong khối nguồn

Mặc dù giữa các lần bay, máy bay đều được đưa về nhà vòm để làm giảm đáng kể những tác hại của bức xạ mặt trời và lượng mưa trực diện, tuy nhiên vẫn ghi nhận được rất nhiều trường hợp hỏng hóc của các vi mạch, tụ điện và các biến áp khác nhau. Các kết quả nghiên cứu trước đây của Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga cho thấy, bên trong máy bay dòng Su-27 có thể có điều kiện cho sự tích tụ hơi nước trong các khoang.

Có thể loại bỏ ẩm trong các khoang phía trước bằng cách sử dụng thiết bị điều hòa không khí trên mặt đất. Tuy nhiên, tại đơn vị chúng thường được sử dụng theo định kỳ từ 1÷2 giờ mỗi ngày, điều này chưa đủ để thông gió và làm khô các thiết bị vô tuyến của máy bay. Có thể dự đoán rằng, nếu giảm được độ ẩm tương đối trong các khoang chứa các khối thiết bị xuống còn 50÷60%, mặc dù nhiệt độ của không khí vẫn còn ở mức cao, có thể cải thiện điều kiện làm việc của các khối thiết bị và làm giảm nguy cơ hỏng hóc của chúng.




1. Báo cáo đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu nhiệt đới lên trạng thái kỹ thuật của thiết bị bay và thiết bị mặt đất của Quân chủng PK-KQ”, Mã số “Ecolan T-2.1”, Hà Nội, 2014.

2. Báo cáo đề tài “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới lên trạng thái kỹ thuật của thiết bị không quân. Xây dựng hệ thống bảo đảm thông tin trong khai thác và phương pháp bảo quản máy bay và khí tài hàng không”, Mã số “Ecolan T-2.2”, Hà Nội, 2009.

3. Đỗ Văn Cẩm, Svitich A.A., Trịnh Quốc Khánh, Nguyễn Thị Trang, Đánh giá độ bền nhiệt đới thiết bị vô tuyến điện tử đang khai thác ở điều kiện VN, Độ bền nhiệt đới của vật liệu và hệ thống kỹ thuật, Tuyển tập tư liệu chuyên đề, Hà Nội, 1993.

4. Tài liệu hội thảo khoa học - thực tiễn “Bảo đảm tính hiệu quả và chất lượng bảo dưỡng máy bay họ Su sau khi nhập về Việt Nam”, Hà Nội, 2006.

5. Tài liệu khoa học - kỹ thuật, Kinh nghiệm khai thác máy bay họ Su và bảo quản khí tài hàng không trong Quân chủng PK-KQ, Hà Nội, 2011.

SUMMARY

THE RESULTS OF STUDIES ON THE RELIABILITY OF THE

RADIO-ELECTRONIC BLOCKS AND DEVICES ON SU-30MK2

AIRCRAFTS IN TROPICAL CONDITIONS

This paper presents the necessity and method of building a database of failures,

replacements of blocks and units of Su-30MK2 military aircraft. The database

containing the data collected in the period between 2004 and 2014 for statistical

analysis is created, and from that the blocks and units operating with unsatisfactory

reliability in a tropical climate is identified. It is found that the radio-electronic blocks

have the highest frequency of failures and replacements (accounts to 70%) and the

number of the failures occurring during the rainy season is higher than that in the dry

season (55% of aviation equipment and 65% of radio-electronic equipment).

Từ khóa: Độ tin cậy, khối thiết bị vô tuyến điện, máy bay Su-30MK2, cơ sở dữ liệu về hỏng hóc, ăn mòn, lão hóa, phá hủy sinh học.



(1) Viện Sinh thái và Tiến hóa, Viện Hàn lâm KH Nga mang tên A. N. Severtsov (2) Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga



THỬ NGHIỆM TỰ NHIÊN ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CHỐNG HÀ ĐỐI VỚI MỘT SỐ HỆ SƠN MEN CỦA LIÊN BANG NGA

KOVALCHUK IU.L. (1), NGUYỄN VĂN CHI (2), LÊ THỊ MỸ HIỆP (2), PHILICHEV N.L. (1), NGUYỄN ĐỨC ANH (2)


Trên thế giới và ở Việt Nam, các loại sơn chống hà theo cơ chế nhả độc đã bị cấm hoặc hạn chế sử dụng do gây tác hại đến môi trường sinh thái, giết chết sinh vật biển [1, 5]. Vì vậy nhu cầu sản xuất các loại sơn chống hà thân thiện môi trường mà vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế tại các hãng sản xuất trở thành xu hướng tất yếu.

Sơn men (enamel) là loại sơn đa năng có thể sơn trên nhiều bề mặt khác nhau với đặc trưng giống men gốm: màng sơn cứng, độ bóng và độ bền cao. Một số thương hiệu sơn men trong không khí phổ biến trên thị trường như: Sơn men đa năng Hoa Việt, sơn men bóng Kova, sơn men Abpolo [9, 10]. Hướng nghiên cứu ứng dụng các màng sơn men cho lĩnh vực chống hà đã được phát triển trong thời gian gần đây. Hãng sơn Pigment và DEP đã chế tạo một số sơn men chống hà theo hướng thân thiện môi trường và đã đưa sang thử nghiệm tại Trạm Nghiên cứu Thử nghiệm biển Đầm Báy, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga. Loại sơn men chống hà của hãng Pipment theo cơ chế nhả độc tố đồng dưới 30 μg/сm2/ngày đêm, là tiêu chuẩn sinh thái của Liên bang Nga. Ngoài ra, hãng này còn có loại sơn men chống hà theo cơ chế tự mài mòn dựa trên hợp chất hữu cơ không chứa độc tố. Hãng DEP cũng đưa vào thử nghiệm loại sơn men chống hà với cơ chế không bám dính.

Bài báo này cung cấp một số kết quả thử nghiệm các loại sơn men chống hà của hãng Pigment và DEP tại Đầm Báy (Nha Trang, Khánh Hòa) sau 6 tháng ở điều kiện tự nhiên.

2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1. Đối tượng thử nghiệm

2.1.1. Mẫu sơn men nhả độc Cu+ của hãng Pigment

Vật liệu nền: Thép tấm CT3 theo GOST 380-2005 [6].

Kích thước mẫu: 60 х 100 х 2 (mm); thông tin khác được nêu trong bảng 1.

Bảng 1. Thông tin về các mẫu sơn chống hà theo cơ chế nhả độc thấp

TT Ký hiệu

mẫu Màu sắc

Hàm lượng Cu trong lớp phủ

Tốc độ nhả độc trong 24 giờ

Cơ cấu lớp phủ

1 1.1 Nâu đỏ 57 % 45.8 μg/сm2 1 lớp lót, 2 lớp chống hà 2 1.2 Nâu đỏ 57 % 41.8 μg/сm2





Dữ liệu cho thấy, chỉ có các mẫu ký hiệu 2.1 và 2.2 có tốc độ nhả độc dưới 30μg/сm2/ngày đêm, phù hợp với tiêu chuẩn về sinh thái của Liên bang Nga. Có thử nghiệm các mẫu so sánh đối chứng.

2.1.2. Mẫu sơn men theo cơ chế tự mài mòn của hãng Pigment

Trong thành phần không chứa các ion kim loại nặng mà chứa các hợp chất hữu cơ có thể tự mài mòn trong nước biển (khi tiếp xúc và phản ứng với nước biển).


Kích thước mẫu: 125 х 175 х 2 (mm); thông tin khác được nêu trong bảng 2.

Bảng 2. Thông tin về các mẫu sơn chống hà theo cơ chế tự mài mòn

TT Ký hiệu mẫu Màu sắc Cơ cấu lớp phủ Cơ chế chống

bám bẩn

1 1 Nâu đỏ

2 lớp chống hà Hợp chất hữu cơ

tự mài mòn 2 2 Nâu đỏ

3 4 Nâu đỏ

2.1.3. Mẫu sơn men theo cơ chế không bám dính của hãng DEP


Kích thước mẫu: 350 х 250 х 2 (mm); thông tin khác được nêu bảng 3.

Bảng 3. Thông tin về các mẫu sơn chống hà theo cơ chế không bám dính

TT Ký hiệu

mẫu Màu sắc

Phương pháp sơn phủ

Số lớp sơn Độ dày lớp

phủ 1 1/1

Nâu đỏ Súng phun 2 141

2 1/2 2 120 3 1/3 2 185 4 2/1

Xám trắng Cọ lăn (ru lô) 3 181

5 2/2 3 164 6 2/3 3 140 7 3/1

Đen Cọ lăn (ru lô) 3 144

8 3/2 3 163 9 3/3 3 150

Dữ liệu trong bảng 3 cho thấy, mặc dù số lớp và phương pháp tạo màng sơn khác nhau nhưng độ dày lớp phủ của các mẫu sơn cơ bản tương đương nhau.

2.2. Phương pháp thử nghiệm tự nhiên

Mẫu được ngâm liên tục ở độ sâu từ 0,6 m đến 1,5 m so với mặt nước biển tại Trạm Nghiên cứu Thử nghiệm biển Đầm Báy [7];



Bảng 4. Bảng phân bậc bám bẩn

TT Bậc Diện tích bám bẩn trên toàn bề mặt mẫu thử *

1 5 Không có sinh vật bám hoặc có một vài cá thể ở mép mẫu thử.

2 4 dưới 10%

3 3 từ 10% đến 20%

4 2 từ 20% đến 50%

5 1 trên 50%

* Xác định diện tích bám bẩn theo phương pháp lưới ô vuông.

Chất lượng màng sơn được đánh giá theo 2 tiêu chí: sự xuất hiện các dấu hiệu

ăn mòn làm hư hỏng màng sơn và giảm khả năng chống bám bẩn sinh học [2, 3, 4].

Đánh giá mức độ bám bẩn bằng quan trắc tại thực địa và phân bậc bám bẩn theo

bảng 4 [8].


3.1. Kết quả thử nghiệm tự nhiên các mẫu sơn nhả độc thấp

Kết quả thử nghiệm mẫu sơn chống hà theo cơ chế nhả độc thấp của hãng

Pigment được thể hiện trên hình 1. Thứ tự đặt mẫu từ trên xuống dưới là 3 (3.1, 3.2),

2 (2.1, 2.2) và 1 (1.1, 1.2). Sau 1 tháng ngâm liên tục trong nước biển, bề mặt các

mẫu thử không có dấu hiệu ăn mòn, phồng rộp, bong tróc và bám bẩn sinh học (hình

1b). Màu sắc mẫu có xu hướng chuyển từ đỏ sang xanh. Sau 2 tháng, bề mặt mẫu

sơn đã chuyển sang hẳn màu xanh rêu, nhưng chưa có dấu hiệu hà bám trên các mẫu

này (hình 1c). Nếu dùng vải mềm chà xát mạnh lên các bề mặt mẫu thì sẽ làm mất

lớp màu xanh rêu này và làm lộ màu đỏ như ban đầu. Hiện tượng lớp màu xanh xuất

hiện có thể do các phức chất Cu+ ở lớp ngoài cùng màng sơn bị thủy phân thành hợp

chất chứa Cu2+ cũng có tác dụng chống hà bám. Sau 4 tháng thử nghiệm (hình 1d),

cả 2 bề mặt của 6 mẫu thử nghiệm đều không thấy xuất hiện các dấu hiệu bám bẩn,

các mẫu số 2 và số 3 đều cho khả năng bảo vệ ăn mòn tốt, lớp sơn chưa có các dấu

hiệu hư hỏng. Tuy nhiên ở một mặt của mẫu 1.1 và 1.2 đã xuất hiện các vết phồng

rộp (cỡ 0,5÷1 mm2) và một số vị trí ăn mòn điểm ở chỗ rộp trên bề mặt. Hiện tượng

này có thể giả thiết hoặc do lỗi kỹ thuật sơn hoặc do các mẫu này có tốc độ nhả độc

cao hơn các mẫu còn lại nên dẫn tới phá hủy màng sơn nhanh hơn, đồng thời dễ làm

giảm tính năng bảo vệ của màng sơn, khơi mào cho ăn mòn.



Kết quả sau 6 tháng thử nghiệm cho thấy, bề mặt tất cả các mẫu không xuất

hiện các dấu hiệu bị bám bẩn mặc dù hà đã bám kín trên toàn bộ khung giá đỡ (hình

1e). Các vết phồng rộp tại mẫu 1.1 và 1.2 đã trở nên rõ rệt, số các điểm bị ăn mòn

cũng xuất hiện nhiều hơn ở mặt sau mặc dù mặt trước chưa thấy xuất hiện dấu hiệu

hư hỏng màng sơn hay xuất hiện ăn mòn (hình 2).

Hình 2. Ảnh chụp mẫu 1.1 và 1.2 khi thử nghiệm được 6 tháng: Mặt trước - bên trái; Mặt sau - bên phải

3.2. Kết quả thử nghiệm tự nhiên các mẫu sơn men tự mài mòn

Kết quả thử nghiệm các mẫu sơn chống hà theo cơ chế tự mài mòn của hãng

Pigment thể hiện ở hình 3. Sau 3 và 6 tháng thử nghiệm các mẫu sơn đều thể hiện

khả năng bảo vệ chống ăn mòn và chống bám bẩn tốt. Trên bề mặt các mẫu không

có các dấu hiệu bong tróc, phồng rộp, nứt tách và hà bám. Ở mẫu 1 và mẫu 2 có sự

phát triển lấn chiếm của con hàu từ khung giữ mẫu là hiện tượng bình thường trong

quá trình thử nghiệm.

Hình 1. Ảnh chụp các mẫu thử nghiệm (trái qua phải):

(a) - Mẫu trước khi thử nghiệm; (b) - Mẫu sau khi thử nghiệm được 1 tháng;

(c) - Mẫu sau 2 tháng; (d) - Mẫu sau 4 tháng; (e) - Mẫu sau 6 tháng.

(a) (b) (c) (d) (e)



Hình 3. Ảnh chụp các mẫu thử nghiệm (trái qua phải): Mẫu trước khi thử nghiệm; Khi được 3 tháng; Khi được 6 tháng

3.3. Kết quả thử nghiệm tự nhiên các mẫu sơn không bám dính

Ảnh các mẫu sơn DEP trước khi thử nghiệm được thể hiện trên hình 4a. Đối với các mẫu sơn này, chỉ sau 1 tháng thử nghiệm (hình 4b) trên bề mặt của cả 9 mẫu thử nghiệm đều xuất hiện lớp màng vi sinh vật và các banalus (các đốm trắng nhỏ sẽ phát triển thành hà bám sau này). Sau 3 tháng thử nghiệm màng vi sinh vật đã bao phủ toàn bộ bề mặt mẫu, không phân biệt được màu sắc ban đầu. Một số con hàu, hà đã phát triển rõ rệt kích thước cỡ 0,5÷1 cm2, chiếm 30÷40% toàn bộ diện tích bề mặt mẫu (hình 4c). Hết 6 tháng thử nghiệm, hàu hà đã phát triển dày đặc bao phủ toàn bộ bề mặt các mẫu sơn DEP (hình 5).

(a) (b) (c)

Hình 4. Ảnh chụp mẫu sơn DEP: (a) - Trước khi thử nghiệm;

(b) - Sau thử nghiệm 1 tháng; (c) - Sau thử nghiệm 3 tháng.

Hình 5. Ảnh chụp 9 mẫu sơn DEP sau 6 tháng thử nghiệm



3.4. Đánh giá kết quả trên cơ sở phân bậc bám bẩn

Bảng 5. Kết quả phân bậc bám bẩn mẫu sơn men của hãng Pigment

Thời gian, tháng

Ký hiệu mẫu

1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 1 2 4

1 5 5 5 5 5 5 5 5 5

2 5 5 5 5 5 5 5 5 5

3 5 5 5 5 5 5 5 5 5

4 5 5 5 5 5 5 5 5 5

5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

6 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Bảng 6. Kết quả phân bậc bám bẩn các mẫu sơn men của hãng DEP

Thời gian, tháng

Ký hiệu mẫu

1/1 1/2 1/3 2/1 2/2 2/3 3/1 3/2 3/3

1 5 5 5 5 5 5 5 5 5

2 4 4 4 4 4 4 4 4 4

3 2 2 2 2 2 2 2 2 2

4 1 1 1 1 1 1 1 1 1

5 1 1 1 1 1 1 1 1 1

6 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Dữ liệu trong bảng phân bậc bám bẩn (bảng 5, 6) phản ánh việc số hóa mức độ bám bẩn các mẫu thử nghiệm. Có thể kết luận rằng, các mẫu sơn theo cơ chế nhả độc nồng độ thấp và cơ chế tự mài mòn của hãng Pigment chứng tỏ khả năng chống bám bẩn hoàn toàn trong 6 tháng thử nghiệm. Đối với các mẫu sơn của hãng DEP, khả năng chống hà là khá thấp.

4. KẾT LUẬN

- Sơn men chống hà với nồng độ nhả độc thấp và theo cơ chế tự mài mòn của hãng Pigment có khả năng chống hà trên 6 tháng; những mẫu sơn có tốc độ nhả độc cao có độ bền thấp hơn.

- Sơn men của hãng DEP với cơ chế chống hà không bám dính cho thấy khả năng chống hà là khá thấp (dưới 3 tháng).




1. QCVN 74: 2014/BGTVT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về thệ thống chống hà tàu biển

2. ASTM D 660-93, Standard test method for evaluating degree of checking of exterior paints.

3. ASTM D 714-02, Standard test method for evaluating degree of blistering of paints.

4. ASTM D772-86, Standard test method for evaluating degree of flaking (scaling) of exterior paints.

5. Champ M.A., Published in the Proceedings of the 24th UJNR (US/Japan), Marine Facilities Panel Meeting in Hawaii, November 2001, p.7-8.

6. ГОСТ 380-2005, Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

7. ГОСТ 9.906-83, Станции Климатические Испытательные

8. Гуревич Е.С, Искра Е.В u Куцевалова Е.П, Защита морских судов от обрастания, Ленинград Судостроение, cmp. 9, 1978, c.132-136.

9. http://www.nghiepphat.com.vn/S%E1%BA%A2NPH%E1%BA%A8M/D%C3%92NGS%E1%BA%A2NPH%E1%BA%A8MS%C6%A0N/S%C6%A1nmen%C4%91an%C4%83ngs%C6%A1n2K/tabid/6929/language/vi-VN/Default.aspx

10. http://www.kovapaint.com/vn/specification-cua-san-pham/Son-men-bong-phu-ngoai-troi-KL-5NT.html

11. http://www.sonapbollo.com/san-pham/162/son-men-da-nang-5l1l.html

SUMMARY

FIELD TESTS FOR THE ANTIFOULING EFFECTS

OF SOME RUSSIAN ENAMEL COATING SYSTEMS

This paper introduces the results of field testing antifouling effects of some kinds of enamel antifouling paints from Pigment and DEP companies at Marine Testing Station Dam Bay (Nha Trang Bay, Vietnam). It is found that the paint with the self-polishing copolymer and the low rate releasing paint of Pigment Company show good antifouling effects for over 6 months testing while the nonstick paint of DEP Company is not effective against fouling.

Từ khóa: Sơn men, thân thiện môi trường, coating systems.


Hoàn thiện ngày 20 tháng 5 năm 2016 (1) Viện Sinh thái và tiến hóa, Viện Hàn lâm Khoa học Liên bang Nga

(2) Chi nhánh Ven Biển, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga

tap chi so 10 hoan chinh -...

Documents