Влияние аэроионов на живые организмы

Введение

Исторический экскурс в проблему

1 Принцип работы аэроионизатора Конструкция люстры Чижевского Конструкция современных аэроионизаторов Принцип очистки воздуха ионизатором Режимы применения ионизаторов воздуха Противопоказания к применению ионизаторов воздуха Аэроионизация в природе

2 Механизмы физиологического действия аэроионов

2.1 Пути влияния аэроионов на организм человека

2.2 Механизмы воздействия аэроионов на биологические процессы

2.3 Влияние аэроионов на старение организма

2.4 Влияние аэроионов на онкология

3 Применение ионизаторов воздуха в сельском хозяйстве

3.1 Применение ионизаторов воздуха в животноводстве

3.2 Применение ионизаторов воздуха в птицеводстве

3.3 Применение ионизаторов в растениеводстве

Заключение

Список используемых терминов Список используемой литературы

Приложения

Всем давно известно об уникальном изобретении 20 века — аэроионизаторе. Он создаёт «витамины воздуха» без запаха и цвета — легкие аэроионы, которые необходимы каждому человеку для поддержания своего здоровья. Кроме того ионизаторы производят эффективную очистку воздуха, а это в свою очередь, также предупреждает большую группу заболеваний. Загрязняющие воздух аэрозольные вещества (пыль, дым, копоть, пары различных веществ) вредны не только сами по себе: они захватывают легкие аэроионы (тем самым уменьшая их концентрацию) и в свою очередь заряжаясь, оседают на окружающих предметах, попадают в легкие человека. Такие частицы называются тяжелыми аэроионами. Заряженные аэрозольные частицы таят в себе повышенную опасность для людей, т.к. активнее «прилипают» к стенкам альвеол и бронхов и затрудняют дыхание. Именно изучению таких частиц и их взаимодействию с живыми организмами посвящена данная работа.

Исторический экскурс в проблему

Ещё в античной Греции Гиппократ (460 — 370 гг. до н.э.) установил, что горный и морской воздух действуют на человека благотворно, исцеляя от многих болезней, и предложил создавать «аэрарии» — площадки для прогулок в горах или около моря. Так было положено начало новому способу врачевания — аэротерапии.

В начале 18-го века, когда были изобретены первые приборы для получения статического электричества, появились первые попытки использовать в лечебных целях воздух с электрическими свойствами. По имени американского учёного, занимавшегося этим вопросом, Б. Франклина данный способ воздействия на организм был назван франклинизацией.

В середине 18-го века влияние атмосферного электричества на человека исследовал Ломоносов, предположивший, что все болезни связаны с повреждением способности тела воспринимать атмосферное электричество. Во второй половине 18-го века французский медик и физик П. Бертолон первым использовал статическое и атмосферное электричество в лечебных целях. Он утверждал, что воздействие на человека электризованного воздуха может быть очень эффективным и полагал, что человек впитывает электрическую субстанцию всеми порами кожи и лёгкими.

В 1898 году И. Эльстер и Г. Гейтель вскрыли природу атмосферного электричества, установив что его носителем являются ионы газов воздуха, названные позднее аэроионами (АИ). Аэроионы — это мельчайшие ионизированные комплексы атомов или молекул, несущие положительный или отрицательный заряд. В зависимости от размеров и подвижности различают три группы аэроионов: лёгкие, средние и тяжелые.

Ионизация воздуха происходит следующим образом: под действием внешнего фактора молекуле или атому газа сообщается энергия, необходимая для удаления одного из электронов из ядра. Нейтральный атом становится положительно заряженным, а образовавшийся свободный электрон присоединяется к одному из нейтральных атомов, передавая ему отрицательный заряд и образуя отрицательный аэроион. К таким положительно и отрицательно заряженным аэроионам в доли секунды присоединяется определенное число молекул и газов, входящих в состав воздуха. В результате образуются комплексы молекул, называемые лёгкими аэроионами (см. рис. 1).

Рис. 1 Механизм образования аэроионов

Лёгкие аэроионы, сталкиваясь в атмосфере с другими аэроионами и ядрами конденсации (жидкие и твердые частички в атмосфере, на которых начинается конденсация водяного пара и образуются капельки облаков и туманов), образуют аэроионы более крупных размеров — средние аэроионы, тяжелые аэроионы, сверхтяжелые аэроионы.

Подвижность аэроионов зависит от газового состава воздуха, его температуры, давления. Размеры положительных и отрицательных аэроионов и подвижность отрицательных аэроионов зависят от относительной влажности воздуха. Известно, что при росте относительной влажности подвижность аэроионов уменьшается. Заряд аэроиона является основной его характеристикой. Если легкий аэроион теряет свой заряд, то он исчезает, а при потере заряда тяжелым или средним аэроионом распада такого аэроиона не происходит, и в дальнейшем он может приобретать заряд любого знака.

В воздухе одновременно с ионообразующими происходят ионоразрушающие процессы, в частности, аэроионы противоположного знака могут столкнуться друг с другом или с поверхностью и нейтрализоваться. Чем чище воздух, тем больше время жизни легких аэроионов и, наоборот, при загрязненности воздуха время жизни легких аэроионов уменьшается. Положительные аэроионы менее подвижны и более долго живут по сравнению с отрицательными аэроионами.

Таб. 1Таблица сравнительных концентраций отрицательных аэроионов в воздухе различных местностей

1 Принцип работы аэроионизатора

Аппараты, с помощью которых осуществляется искусственная ионизация воздуха для использования в практических целях, называются аэроионизаторами или генераторами аэроионов. Их разделяют на аэроионизационные установки и портативные бытовые аэроионизиторы, они могут быть местные и общие, стационарные и переносные, регулируемые и нерегулируемые, генерирующие униполярные и биполярные легкие аэроионы.

Рис. 2 Схема взаимодействия ионизированного кислорода с молекулами загрязнтеля Аэроионизатор работает следующим образом: при включении в сеть подаётся напряжение на генератор независимого возбуждения. Управляющие импульсы запускают преобразователь напряжения, формирующий высокочастотное переменное напряжение, которое в дальнейшем выпрямляется и умножается до величины 20−60кВ. отрицательной полярности. Отрицательный вывод умножителя напряжения соединён с помощью телескопического стержня с излучателем аэроионов. Плюсовой вывод умножителя напряжения соединён с помощью специального заземляющего устройства на сеть 220 В. При подаче на излучатель отрицательного высоковольтного напряжения образуется поток электронов, которые «прилипая» к молекулам кислорода в воздухе образуют в радиусе до двух метров поле (отрицательное) отрицательно заряженных аэроионов. Контур, расположенный под излучателем служит для осаждения и сбора пыли и микродисперсных частиц, находящихся в воздухе.

В зависимости от физического явления, используемого в той или иной конструкции аэроионизатора для продуцирования аэроионов, различают следующие типы: эффлювиальные, коронные, радиоизотопные, термоэлектронные, гидродинамические, фотоэлектрические и с применением темного самостоятельного разряда с острий и проволок.

1.1 Конструкция люстры Чижевского

Наиболее удачной по эффективности ионизации кислорода Чижевский считал конструкцию аэроионизатора потолочного типа с электроэффлювиальным излучателем в форме круга диаметром 1 м с 400 иглами. Схема аэроионизатора включала в себя источник отрицательного напряжения (от 20кВ до 110кВ), к которому высоковольтным проводом подключался излучатель. Термин «Люстра Чижевского» был предложен инженером Б. С. Ивановым, который долгое время сотрудничал с изобретателем, для того, чтобы отделить конструктивные исполнения ионизаторов Чижевского от современных конструкций аналогичных приборов. В последние годы нарастает промышленный выпуск ионизаторов воздуха, называемых изготовителями «Люстрой Чижевского» и не имеющих ничего общего с оригиналом.

Конструкция ионизатора воздуха, предложенная А. Л. Чижевским, действительно напоминала люстру. К потолку, на изоляторах, подвешиваются многоостриевые ионизирующие электроды — излучатели. Для каркаса использовался легкий металлический обод — кольцо диаметром 1000 мм, изготовленный из латунной трубки или стали. На этом каркасе натягивалась проволока диаметром 0,25.0,3 мм, по двум взаимно перпендикулярным осям с шагом 45 мм. Натянутые проволоки образуют часть сферы (сетку) выступающую вниз со стрелкой прогиба, равной 100 мм. В точках пересечения проволоки впаяны стальные булавки — острия длиной 300 мм в количестве 372 штук. Электроэффлювиальная люстра подвешивается на фарфоровом высоковольтном изоляторе к потолку помещения и соединяется шинопроводом или рентгеновским кабелем с отрицательным полюсом источника высокого напряжения, второй полюс которого заземлен. Такая конструкция признана как классический ионизатор — классическая Люстра Чижевского. Однако сам Чижевский и его сподвижники применяли и другие конструкции ионизаторов. В животноводческих и птицеводческих помещениях применяли рамочные излучатели. Сетка из проволоки, со впаянными в пересечении иголками, закреплялась на деревянных прямоугольных рамках. При проектировании ионизаторов для Дворца Советов и для программы аэроионификации предполагалось использовать модифицированные рамочные излучатели — призменные конструкции, которые были более технологичны, чем классические электроэффлювиальные излучатели. В электрическом поле высокого градиента потенциала (у острий электроэффлювиальной люстры) происходит выход электронов с поверхности острий. Чтобы этот выход совершился, величина кинетической энергии электрона должна достичь определенного значения. Кроме того, вылетевший из металла электрон должен обладать еще дополнительной кинетической энергией, чтобы ионизировать молекулы воздуха или его составной части, — кислорода. Для придания электронам необходимой энергии при выбросе из металлических острий следует подать на люстру ток напряжением не менее 20−25 киловольт. Попытки получить необходимое число аэроионов по указанной схеме при меньшем количестве киловольт потерпели неудачу.

1.2 Конструкция современных аэроионизаторов

Существует ряд способов ионизации воздуха и в зависимости от реализованного метода ионизации воздуха сами приборы классифицируются на следующие группы: плазменные ионизаторы, ультрафиолетовые ионизаторы, термические ионизаторы, коронные ионизаторы, радиевые ионизаторы, водяные ионизаторы, и электроэффлювиальные ионизаторы. Электроэффлювиальные ионизаторы наиболее эффективны. Принцип их действия сводится к тому, что под воздействием высокого напряжения, приложенного к металлическим иглам с диаметром острия 5−10 микрометров происходит стекание электронов — электрический эффлювий. Молекулы кислорода воздуха захватывают эти электроны, приобретают отрицательный заряд и становятся отрицательными аэроионами. Приборы, использующие электроэффлювиальный способ ионизации, обеспечивают образование в воздухе помещений высокой концентрации легких отрицательных аэроионов кислорода и предназначены для оздоровления и профилактики различных болезней

Рис. 3 Пример распространения аэроионов от электроэффлювиального ионизатора

Табл. 2 Зависимость времени сеанса за сутки, от концентрации отрицательных аэроионов, создаваемой ионизатором воздуха

В таблице 2 приведена характерная временная зависимость концентрации отрицательных аэроионов после проведения аэроионотерапии.

В зависимости от способа ионизации молекул кислорода ионизаторы делят на семь типов:

— плазменные ионизаторы;

— ультрафиолетовые ионизаторы;

— термические ионизаторы;

— коронные ионизаторы;

— радиевые ионизаторы;

— водяные ионизаторы;

— электроэффлювиальные ионизаторы.

В этом разделе мы не будем касаться принципов работы таких малораспространенных ионизаторов воздуха, как гидроионизаторы, радиоизотопные и ионизирующие ионизаторы, термические, высокочастотные и прочих, не нашедших применения. Рассмотрим лишь принцип действия классического, электроэффлювиального ионизатора, каким является люстра Чижевского. Назван такой способ генерирования отрицательно заряженных ионов кислорода от греческого слова эффлювий — стекаю, т. е. электрические заряды «стекают» с иголки, острия — электрода, имеющего малый радиус кривизны, на который подается высокое (20…30 кВ) электрическое напряжение отрицательной полярности. Именно такие ионизаторы применял Чижевский, поэтому они еще называются электроэффлювиальными ионизаторами, электроэффлювиальными люстрами. Электрическая схема и чертеж излучателя аэроионов приведен на рис. 4.

При электроэффлювиальном способе ионизация происходит под действием электрического поля высокой напряженности, которое появляется в системе из двух проводников (электродов), имеющих разные размеры, около одного электрода, с малым радиусом кривизны — острие, иголка. Вторым электродом в такой системе является сетевой провод, провод заземления, сама электрическая сеть, радиаторы и трубы отопления, водопровода, арматура стен, сами стены, полы, потолок, шкафы, столы и даже сам человек. Для получения электрического поля высокой напряженности на острие нужно подать высокое напряжение отрицательной полярности. При этом из иглы вырываются электроны, которые сталкиваясь с молекулой кислорода, образуют отрицательный ион. Т. е. отрицательный ион кислорода — это молекула кислорода О₂ с дополнительным, свободным электроном. Именно этот электрон выполнит впоследствии свою благоприятную, положительную роль уже в крови живого организма (смотрите подробнее в разделе механизмы физиологического действия аэроионов. Эти отрицательные аэроионы будут разлетаться от острия, иглы ко второму, положительному электроду, по направлению силовых линий электрического поля. Электрон, покинувший металл острия, может разогнаться электрическим полем до такой скорости, что, столкнувшись с молекулой кислорода, он выбивает из нее еще один электрон, который, в свою очередь, тоже может разогнаться, и выбить еще один, и т. д.

Рис. 4 Электрическая схема электроэффлювиального ионизатора и чертеж излучателя аэроионов

Таким образом может образоваться поток, лавина электронов, летящая от острия к положительному электроду. Лишившиеся своих электронов положительные ионы кислорода притягиваются к отрицательному электроду — игле, разгоняются полем и сталкиваясь с металлом острия, могут выбивать дополнительные электроны. Таким образом, возникают два противоположных лавинообразных процесса, которые взаимодействуя друг на друга образуют электрический разряд в воздухе, который получил название тихий.

Этот разряд сопровождается слабым свечением вблизи острия. Возникает этот фотоэлектрический эффект из-за того, что некоторые атомы получают от соударений с электронами энергию, недостаточную для ионизации, но переводящую электроны этих атомов на более высокие орбиты. Переходя обратно в состояние равновесия, атом выбрасывает излишек энергии в виде кванта электромагнитного излучения — тепла, света, ультрафиолетового излучения. Таким образом, на кончиках игл образуется свечение, которое можно наблюдать в полной темноте. Свечение усиливается, с увеличением потоков электронов и ионов, например, когда вы поднесете руку к кончикам иголок на небольшое расстояние 1−3 см. При этом вы еще можете почувствовать этот поток — ионный ветер, в виде едва ощутимого ветерка.

И хотя с выработкой аэроионов отрицательной полярности все относительно просто, существуют серьезные проблемы с их точной регистрацией.

1.3 Принцип очистки воздуха ионизатором

Бытовые ионизаторы вырабатывают, как правило, анионы кислорода воздуха, которые под действием Кулоновских сил с большой скоростью распространяются по всему объему помещения, заряжая взвешенные в воздухе частицы пыли, дыма, пыльцу, шерсть животных, микроорганизмы — все, что может в нем находиться. Эти частицы, приобретя заряд, тоже начинают свое движение вдоль линий напряженности электрического поля. И оседают на ближайшую не заряженную поверхность: потолок, стены, пол.

Заряд не накапливаясь, стекает с поверхности, используя естественные пути утечки, которых достаточно много в современных жилых и промышленных зданиях: электрическая проводка, трубы центрального отопления, арматура зданий и другие. Это, практически, обеспечивает постоянное движение аэроионов и заряженных загрязнений к поверхности. Грязь, же остается, образуя плотный нелетучий слой.

Эффективность работы ионизатора высока так, по результатам исследования бактериологической лаборатории Федерального центра Госсанэпиднадзора Минздрава РФ (протокол от 31. 05. 2011) проб воздуха на содержание микроорганизмов, при работе ионизатора-воздухоочистителя (Гиппократ-медицина ИОЗфкн), в обычном офисном помещении объемом 30 м³, где постоянно работают люди:

Рис 5. График зависимости концентрации микроорганизмов от времени экспозиции

Как видно из графика — при использовании ионизатора, количество микроорганизмов снижается, более чем в 20 раз, а, следовательно, и риск заболевания.

1.4 Режимы применения ионизаторов воздуха

Задача дозировки аэроионов отрицательной полярности была решена А. Л. Чижевским еще в 30-е годы прошлого века. В основу расчета дозировок была положена естественная концентрация аэроионов. Хоть на Земле есть места, где количество аэроионов достигает более 100 000 в 1 см³, средняя концентрация аэроионов колеблется от 1 до 10 тыс. аэроионов в 1 см³ в большинстве точек земного шара. Далее Чижевский рассчитал, сколько аэроионов вдохнет человек за сутки, находясь в воздухе с природной, естественной концентрацией отрицательных ионов кислорода. Получилось: 350· 16·60·24·1000=8·109, где 350 — число куб. см. воздуха в одном вдохе, 16 — число вдохов человека в спокойном состоянии в 1 мин, 60 — число минут в 1 часе, 24 — число часов в сутках, 1000 — количество аэроионов в 1 см³.

Число отрицательных ионов кислорода, вдыхаемое человеком в естественной природной среде за сутки — 8· 109, было названо Чижевским биологической единицей аэроионизации (БЕА) и принято на Международном конгрессе по биологической физике (сентябрь 1939 г., Нью-Йорк). Это число определяет оптимальную суточную потребность организма в аэроионах отрицательной полярности. Такая доза аэроионов считается профилактической. Увеличивая количество аэроионов, можно одну биологическую единицу аэроионов получить в более короткий срок. Рассчитать время, для получения профилактической дозы аэроионов (1 БЕА) можно по формуле: Т=1440/N где: Т — время для получения профилактической дозы аэроионов в минутах, N — концентрация аэроионов в тыс. ион/см3

Поскольку, естественное значение концентрации величина малая, то погрешность ее измерения может быть существенной, кроме того, любые отклонения от лабораторных условий, в которых производятся измерения, вызывают уменьшения действительного значения концентрации отрицательных ионов кислорода. Для примера, приведем выдержку из правил измерения концентраций аэроионов из технических условий: «…в помещении не должно быть сквозняков и турбулентных завихрений воздуха, влияющих на точность измерений, окна и форточки должны быть закрыты, в комнате должно находиться не более двух операторов, размещенных так, чтобы не мешать поступлению воздуха в измерительный конденсатор аэроионометра. Температура воздуха должна быть 18−25 С°, а относительная влажность не более 70%». Понятно, что реальные значения количества аэроионов будут в несколько раз меньше, чем измеренные в таких условиях. Поэтому, для расчета профилактической дозы аэроионов, мы рекомендуем среднестатистическую концентрацию ионов — 5 тыс. в кубическом сантиметре воздуха, или по Чижевскому — 5 БЕА. Рассчитать время, для получения профилактической дозы аэроионов (в колличестве 5 БЕА), можно по следующей формуле: Т=7200/N где: Т — время для получения профилактической дозы аэроионов в минутах, N — концентрация аэроионов в тыс. ион/см3

Лечебная доза отрицательных ионов кислорода, по мнению А. Л. Чижевского, должна составлять за сеанс 20 БЕА, т. е. в 20 раз большее количество ионов, чем минимальная естественная доза. Рассчитать время, для получения лечебной дозы аэроионов (20 БЕА) можно по формуле: Т=28 800/N

1.5 Противопоказания к применению ионизаторов воздуха

В разных источниках встречаются некоторые противопоказания к применению ионизированного воздуха, объясняемые скорее осторожностью при применении каких-либо аппаратов, а не проведенными исследованиями. Приведем список противопоказаний из Методических указаний по лечебному применению ионизированного воздуха (аэроионотерапия), утвержденные Управлением специальной медицинской помощи Минздрава СССР в 1959 году: при бронхиальной астме с хронической везикулярной эмфиземой и при явлениях сердечной недостаточности 1 и 2 степени, при гипертонической болезни с выраженными органическими изменениями со стороны сердечно-сосудистой системы и при коронарной недостаточности, а также при поражениях почек (почечная гипертония), при состояниях, сопровождающихся выраженным склерозом сосудов, наклонностью к спазмам сосудов мозга и сердца, а также после перенесенных кровоизлияний в мозг и инфаркте миокарда, при явлениях общего истощения организма, при активном легочном туберкулезе (как лечебное, а не общегигиеническое мероприятие), для больных с обширным разрушением слизистой оболочки носа. Ионизатор также лучше не использовать при высокой температуре тела. Ускоренный обмен веществ может привести к ещё большему повышению температуры организма и временному ухудшению самочувствия человека, хотя в конечном итоге, человек выздоравливает быстрее.

Этот список можно рассматривать только как исторический факт, который имел место при публикации официальной бумаги Минздрава. Все пункты этих противопоказаний являются лишь теоретическими предположениями. За 80 лет исследований действия отрицательных ионов кислорода на человека А. Л. Чижевский и его последователи не нашли противопоказаний к аэроионопрофилактике и аэроионотерапии. В том же году вышло «Руководство по применению ионизированного воздуха в промышленности, сельском хозяйстве и в медицине» (М.: Госпланиздат, 1959) под редакцией самого профессора А. Л. Чижевского, где он пишет: «Наш 40-летний опыт работы в отрицательно ионизированной атмосфере ни разу не дал нам возможности убедиться в каком-либо неблагоприятном влиянии легких аэроионов отрицательной полярности в высоких, средних или низких концентрациях. Никто из наших сотрудников также не был свидетелем какого-либо заболевания или плохого самочувствия в результате вдыхания отрицательных аэроионов практически здоровыми людьми. Специальные наблюдения над людьми и животными, которые мы в свое время периодически осуществляли в тех же целях, не могли поколебать уверенности в том, что аэроионы отрицательной полярности в значительных концентрациях хорошо и безболезненно переносятся всеми» .

Ни один исследователь не смог доказать, что отрицательные ионы кислорода в природных концентрациях (1 — 10 тыс. в 1 см3) наносят вред здоровому или больному организму. Нет смысла спорить, что разрешение для аэроионизации помещений в таких дозах требуется не больше, чем для открывания форточки или прогулки на свежем воздухе. Если вам говорят о том, что при каких-то болезнях нельзя применять ионизатор воздуха (Люстру Чижевского), это означает, что таких больных нельзя даже выпускать на свежий, чистый воздух (открыть окно или форточку), он им будет противопоказан.

Не зафиксирован ни один случай заболевания от аэроионотерапии с избытком аэроионов, полученных электроэффлювиальным методом с помощью ионизаторов воздуха. А. Л. Чижевский наблюдал в течении более пяти месяцев 15 врачей, физиков и инженеров, которые подвергались систематическому воздействию отрицательных аэроионов в концентрациях до миллиона ионов в 1 см³ и которые не ощутили никаких патологических изменений в организме. Наоборот, большинство из них констатировали благотворное действие аэроионов на здоровье, настроение и трудоспособность. За время работ по практическому применению метода профессора А. Л. Чижевского в 1958 — 1959 г. в аэроионифицированном кабинете лечилось до 300 больных. Врачами за этот период не было отмечено случаев, когда аэроионы отрицательной полярности были бы противопоказаны. Были случаи малой эффективности при тяжелых органических поражениях (пневмосклероз, бронхоэктатическая болезнь, эмфизема и др.), но тщательное изучение вопроса о противопоказаниях не дало никаких результатов. В применении отрицательных аэроионов кислорода воздуха не замечено ухудшения или обострения каких-либо заболеваний. Эти факты могут подтвердить наши сотрудники, находясь каждый день по 6 — 8 часов, в течение 10 лет в лаборатории, где постоянно работают ионизаторы воздуха, создающие концентрацию 50 — 300 тыс. ион/см3.

Высокие, на первый взгляд, цифры количества вдыхаемых отрицательных ионов кислорода иногда вводят человека в заблуждение, пугают своей величиной. Однако, опасения беспочвенны. Во-первых, в воздухе некоторых курортов концентрация отрицательных ионов кислорода достигает 100 тыс. в 1 см³, т. е. за сутки человек вдыхает в 100 раз больше аэроионов, чем в средних естественных условиях, и очень хорошо себя чувствует, такая интенсивная аэроионизация тоже оказывает благоприятное влияние. Во-вторых, даже, при столь высокой концентрации отрицательных ионов кислорода, их процентная доля среди всех молекул кислорода, остается ничтожно малой: для максимальной концентрации — 1 миллион ион/см3, ионизированные молекулы кислорода составят всего 2· 10−11% от всех молекул кислорода, находящихся в воздухе. В-третьих, существует механизм саморегуляции потребления аэроионов организмом, наличие которого позволяет не бояться передозировки.

Относительно униполярных приборов можно сказать следующее. Их категорически не рекомендуется использовать в сильно запылённом и задымлённом помещении, так как частички пыли и копоти электризуются и проникают глубоко в человеческие лёгкие. В таких помещениях лучше включать ионизатор в отсутствии человека. Спустя некоторое время пыль и бактерии осядут на положительно заряженные поверхности (пол, стены и потолок), и тогда можно будет без проблем дышать чистым воздухом, насыщенным отрицательными ионами. Вероятно, именно из-за этой причины аэроионификаторы не нашли своего применения на станциях метрополитена.

Кроме того, их категорически нельзя использовать в непрерывном режиме, так как при этом вырабатывает озон, а как известно, это сильный яд. Да и нет никакого смысла в круглосуточной работе такого ионизатора, ведь уже через 15−20 минут, тело человека тоже приобретает отрицательный заряд и попросту начинает отталкивать от себя аэроионы.

Все вышеперечисленное даже не является противопоказаниями, а скорее рекомендациями специалистов. В остальном же, использование ионизатора лишь благотворно влияет на самочувствие человека. Разумеется, это касается только биполярных приборов, вырабатывающих одновременно и положительные и отрицательные ионы.

1.6 Аэроионизация в природе

Причина ионизации воздуха: присутствие радиоактивных веществ в коре земли, естественная радиоактивность воздуха (радон и торон) и почвы, горных пород (изотопы 40К, 238U, 232Th). Космическое излучение — главный ионизатор воздуха, а также распыление воды в воздухе, атмосферное электричество, трение частиц песка, снега и пр.

Под воздействием ионизации в воздушной среде происходят физико-химические процессы возбуждения главных составляющих воздуха — кислорода и азота. Вероятность образования и устойчивость отрицательных аэроионов в результате захвата атомами и молекулами электронов определяется величиной их сродства к электрону. Наиболее устойчивые отрицательные аэроионы могут образовывать следующие вещества: атом углерода, молекулы кислорода, озона, углекислого газа, диоксида азота, диоксида серы, молекулы воды, хлора и др. Химический состав легких аэроионов зависит от химического состава воздушной среды в целом. Газовый состав воздушной среды в природе разительно отличается от газового состава внутренней среды зданий — по этой причине аэроионизация в помещениях никогда не сможет заменить собой целебный природный воздух.

В естественных природных условиях в воздухе незамкнутых пространств (воздух лесов, полей, морей и гор) всегда имеются положительно и отрицательно заряженные аэроионы — следовательно человеку, животным и растениям уже генетически предопределено дышать ионизированным воздухом. В соответствии с нормами повышенная и пониженная концентрации легких аэроионов в воздухе отнесены к группе физически вредных факторов.

Минимальная ионизация дает отрицательное действие, так как деионизированный воздух токсичен. Лишенный аэроионов воздух—«мёртвый», ухудшает здоровье и ведет к заболеваниям. Это подтверждено опытами А. Л. Чижевского (1937;42 гг.), доктора Кияница и других ученых.

Чижевский сконструировал источник тока высокого напряжения с выпрямителем, который позволял получать с острия электроэффлювиальной люстры аэроионы только отрицательной, либо положительной полярности. В 3-м Медицинском Институте г. Москвы им была проведена серия опытов, доказавшая жизненную потребность организма в атмосферном электричестве. Подопытных мышей помещали в герметические камеры, куда подавали свежий, но профильтрованный через слой ваты толщиной в 5 мм воздух. После фильтрации воздух становился чище, его химический состав оставался прежним, но он терял все свои электрические заряды (деионизировался). Уже с 5−10-го дня пребывания животных в таком воздухе, у них снижался аппетит, они становились вялыми. Постепенно болезненные явления нарастали, животные лежали без движения, не ели и, наконец, погибали. Дистрофические и деструктивные изменения в органах и тканях были характерны для кислородного голодания. Подопытные животные умирали, по сути, от чистого воздуха! Это явление Чижевский назвал «аэроионным голодом», наглядно показав разрушающее действие «профильтрованного» воздуха.

То, что аэроионы являются необходимыми для жизни фактором, Чижевский доказал в тех же опытах, только воздух после фильтрации ионизировался. При насыщении воздуха отрицательными аэроионами животные не только не обнаруживали каких-либо признаков заболевания, но, по сравнению с контрольными, быстрее росли, увеличивали в весе, возросла их подвижность и продолжительность жизни увеличилась приблизительно на 42%. Если воздух камеры насыщали положительными аэроионами, то в течение месяца 60% подопытных животных погибали. За такое действие положительные аэроионы были названы «ионами — убийцами». Исследования показали, что биологическая активность ионизированного воздуха определяется прежде всего наличием в нём однозарядных отрицательных ионов кислорода и что они являются обязательным фактором жизни.

О патологическом действии деионизированного воздуха Чижевский пишет: «При проходе через ватные, угольные, масляные, марлевые и др. фильтры воздух лишается всех аэроионов. То же наблюдается при прохождении воздуха через вентиляционные системы и установки для кондиционирования. Поэтому фильтрацию воздуха и некоторые другие виды обработки, без дополнительной ионизации, следует считать недопустимыми при снабжении воздухом жилых и общественных зданий».

2. Механизмы физиологического действия аэроионов

2.1 Пути влияния аэроионов на организм человека

А.Л. Чижевский считал, что существует два пути влияния аэроионов — через кожу и легкие. Поток отрицательных ионов кислорода, вырабатываемый ионизатором воздуха, бомбардируя кожу, может повышать ее газообмен и возбуждать рецепторы кожи. Однако на долю кожной поверхности человека приходится менее 1% газообмена, поэтому поступление ионов кислорода в организм таким путем чрезвычайно мало. В то же время А. Л. Чижевский установил влияние аэроионов на рецепторы кожного покрова: изменение тактильной и болевой чувствительности, диаметра капилляров, усиление роста волос. Последнее воздействие было подтверждено, при аэроионотерапии людей с начинающимся выпадением волос и облысением. Наряду с этим в лабораторных условиях был получен положительный эффекта от эроионотерапии при лечении некоторых кожных заболеваний (экземы, юношеских угрей, нейродермита и псориаза). Влияние аэроионов на рецепторы кожи способно рефлекторно изменить тонус центральной нервной системы, а тем самым влиять на метаболизм в организме человека. Действие ионов воздуха на кожу А. Л. Чижевский назвал внешним электрообменом.

Однако главным путем влияния отрицательных ионов кислорода, как естественных, природных, так и искусственных, полученных с помощью ионизатора воздуха, А. Л. Чижевский считает легкие, где осуществляется внутренний электрообменмежду электрической аэросистемой и электростатической системой организма, т. е. осуществляется воздействие отрицательных ионов кислорода на гидрозоль, каким является организм. Медицинские работники знают, что поверхность альвеол легких у взрослого человека составляет около 100 квадратных метра, что в 50 раз превышает поверхность тела. По этой территории течет кровь, отделенная от альвеолярного воздуха всего двумя слоями клеток — эндотелия капилляров и клеток стенки альвеол. Ведущую роль в газообмене играют эритроциты, суммарная поверхность которых равна 3 тыс. квадратных метра, т. е. в 1500 раз больше поверхности тела. Диаметр капилляров легких так мал, что позволяет эритроцитам проходить только поодиночке, заставляя соприкасаться со своими стенками. Это облегчает газообмен и даёт возможность эффективнее использовать поверхность красных кровяных телец.

Еще в 1924 году, изучая действие аэроионотерапии, А. Л. Чижевский установил, что некоторая часть отрицательных ионов кислорода при дыхании оседает на стенках верхних дыхательных путей, трахеи, бронхов и бронхиол. Однако около 80% из них достигает альвеол, где совершается газообмен. Заряжая отрицательно стенки воздухоносных путей, они отталкиваются от них и легче достигают альвеолярных мешочков. Одновременно они раздражают рецепторы этих путей и благотворно влияют на тонус центральной нервной системы, в частности на дыхательный центр, что проявляется углублением и урежением дыхания, а также усилением газообмена в легких. Положительные аэроионы вызывают противоположный эффект. Поэтому важно нейтрализовать источники положительных ионов — экраны телевизоров, дисплеи компьютеров, с помощью ионизаторов воздуха.

По мнению А. Л. Чижевского, аэроионы поступают в кровь путём диффузии и электростатической индукции. Однако этот вопрос требует специальных исследований. Он считает, что система «воздух — кровь» является самой ответственной за жизнь системой общения организма с окружающей дыхательной средой, определяющей организменный электрообмен.

2.2 Механизмы воздействия аэроионов на биологические процессы

Все жидкости организма (цитоплазма клеток, межклеточная жидкость, лимфа и кровь) являются электростатическими коллоидами, т. к. их частицы несут отрицательный заряд. Такой же заряд имеют плазма и все форменные элементы крови, что создает отталкивающую силу между ними и препятствует их сталкиванию друг с другом и агрегации, а это создает оптимальные условия для циркуляции и микроциркуляции крови. Поступление в кровоток отрицательных ионов кислорода, как естественных, так и полученных при помощи ионизатора воздуха, при аэроионотерапии, увеличивает отрицательные заряды элементов крови и электрораспор между форменными элементами крови и белками плазмы. Кровь, обогащенная отрицательными ионами кислорода, омывает все клетки организма, увеличивает их отрицательный заряд и поддерживает золеобразное состояние их цитоплазмы и оптимальный уровень метаболизма. Отрицательные ионы кислорода, при аэроионотерапии, обеспечивают стабильное состояние клеток и предотвращают их электроразрядку, а следовательно, коагуляцию протоплазмы с переходом из золя в гель. Положительные ионы уменьшают отрицательный заряд форменных элементов крови, белков плазмы и мембран всех клеток организма, что снижает устойчивость электростатических систем и способствует их коагуляции — изменению коллоидного состояния цитоплазмы в сторону геля, приводящему к ухудшению метаболизма.

Возможность прямого влияния аэроионов на электростатический баланс и обмен в тканях экспериментально подтверждена сотрудниками А. Л. Чижевского (И.Е. Каменев, А. М. Дубинский, Г. Г. Иванов). Они обнаружили, что после 30 минут дыхания воздухом с избытком отрицательных АИ, созданных ионизатором воздуха, потребление кислорода кишечной стенкой возрастает примерно на 50%. Данный факт объясняет эффективность лечения АИ кислорода язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки. Положительные ионы угнетают окислительные процессы. Особенно восприимчивы к действию аэроионов мозг, печень и почки.

В экспериментах доказано, что отрицательные ионы кислорода меняют потенциал цельной нативной крови в отрицательную сторону. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) при аэроионотерапии, как правило, замедлялась, ибо увеличение электрораспора между эритроцитами замедляет их агрегацию, а тем самым оседание. Электрический заряд коллоидов плазмы тоже меняется, и при вдыхании отрицательных ионов они становятся более стабильными. Методом электрофореза обнаружено, что АИ кислорода увеличивают отрицательный заряд коллоидов скелетных мышц, а это говорит о существовании электрообмена между кровью и тканями.

В дальнейших исследованиях А. Л. Чижевский и его последователи обнаружили, что отрицательные ионы кислорода, получаемые с помощью ионизаторов воздуха, благотворно влияют на состояние нервной системы, кровяное давление, тканевое дыхание, обмен веществ, на физико-химические свойства крови, соотношение белковых фракций плазмы, кроветворение, сахар крови, электрокинетический потенциал эритроцитов, митогенетический режим тканей, изоэлектрические точки тканевых коллоидов. Такую универсальность физиологического действия отрицательных ионов кислорода при аэроионотерапии, А. Л. Чижевский объясняет тем, что они влияют на основные электрообменные и физико-химические процессы, нормализуя их интенсивность.

М.С. Мачабели и соавт. (1992—1995) предполагают, что организм получает отрицательные ионы кислорода не только из воздуха, но и генерирует их в своих структурах. По этой гипотезе биокаталитическая вспышка отрицательного заряда происходит в протеогликановом слое сурфактанта легких при электрообмене между каталитически вырабатываемыми здесь отрицательными зарядами и положительными, которые приносятся в легкие кровью с углекислым газом, азотом и водой. За счет этих эндогенных отрицательных зарядов происходит активация вдыхаемого кислорода с превращением его в соединение, подобное отрицательным АИ. По такому же типу вспышки, но уже с другими видами сурфактанта осуществляется внутренний тканевый электрообмен во всем организме, необходимый для оптимального протекания внутриклеточного метаболизма.

Каков же механизм воздействия ионов кислорода на биологические процессы? По мнению А. Л. Чижевского (1960), положительное влияние отрицательных ионов кислорода связано с тем, что они действуют как биокатализаторы, нормализующие и стимулирующие метаболизм. Отрицательные АИ, сформированные ионизаторами воздуха, будучи донаторами электронов, действуют на окружающие молекулы и поднимают их энергетические уровни. Как известно, биокатализаторы ускоряют течение биохимических реакций. Присутствие даже ничтожного количества катализаторов создает особое состояние реагирующих веществ, стимулируя течение обменных процессов. При благоприятных условиях одна молекула биокатализатора способна превращать до 100 000 молекул субстрата в секунду, а это ведет к лавинообразному нарастанию реакций. Следовательно, для активации биохимических процессов нет нужды в ионизации всех реагирующих молекул. Исходя из этого, А. Л. Чижевский полагает, что все окислительно-восстановительные реакции связаны с электрохимическими явлениями.

А.Л. Чижевский считал, что электрическая аэросистема является одним из экзогенных факторов, который смещает электростатическое равновесие в организме в ту или иную сторону в зависимости от количества и полярности аэроионов. Под влиянием отрицательных ионов, создаваемых ионизаторами воздуха, электростатическое равновесие между кровью и тканями переходит на оптимальный уровень и вызывает определенные физиологические сдвиги. Это необходимо для поддержания основных функций на нормальной высоте, которую организм постоянно утрачивает в ходе жизни, особенно при патологических состояниях.

Вдыхание отрицательных ионов, генерируемых ионизаторами воздуха при аэроионотерапии, активирует ферменты, витамины, гормоны и прочие активаторы или катализаторы биохимических реакций. Обмен веществ возможен только при одном обязательном условии — ионизации обменивающихся веществ. Электрически нейтральные молекулы веществ никогда не вступают ни в какие биохимические соединения и не участвуют в обмене. Окисление в конечном итоге сводится к потере электронов окисляемым веществом, а восстановление — к их присоединению. Отсюда вытекает, что любая окислительно-восстановительная реакция представляет собой электронный процесс. Поэтому отсутствие или дефицит ионизированного кислорода во вдыхаемом воздухе может вызвать нарушение в работе некоторых дыхательных катализаторов.

Получив факты о воздействии АИ на электростатические системы крови и тканей, А. Л. Чижевский предположил, что кровь и ткани одновременно с обменом веществ обмениваются и своими электрическими зарядами. В 1932 году А. Л. Чижевский и Л. Л. Васильев предложили теорию легочно-гуморального и гуморально-тканевого электрообмена, согласно которой обмен электрическими зарядами под влиянием аэроионотерапии протекает в такой последовательности: АИ — альвеолы легких — венозная кровь — артериальная кровь — ткани — венозная кровь — АИ — выдыхаемый воздух. Это означает, что электрообмен протекает в двух направлениях. Электрическая аэросистема влияет на электростатическую систему крови легочных капилляров. Кровь реализует это воздействие на ткани и органы, которые отдают отработанные АИ и электрические заряды венозной крови, а та выделяет их в легкие при дыхании. Таким путем между электрическими системами организма и электрической системой воздуха происходит непрерывный обмен электрическими зарядами.

2.3 Влияние аэроионов на старение организма.

Еще в своих первых экспериментах 1918—1924 годов с электроэффлювиальной люстрой (ионизатором воздуха), А. Л. Чижевский подметил, что систематическое вдыхание отрицательных аэроионов замедляет старение подопытных крыс и продлевает их жизнь на 40%. В 1934 году его ученик А. Л. Войнар подтвердил этот факт и обнаружил новые аргументы, говорящие о возможности с помощью отрицательных ионов кислорода замедлять старение. Он доказал, что в ходе онтогенеза уменьшается гидрофильность коллоидов организма. Если у эмбриона человека мозг содержит 92% воды, то у 60-летнего человека — только 80%. Уменьшается в тканях и содержание «связанной» воды: мозг эмбриона содержит 30% такой воды, а мозг пожилого человека — лишь 20%. Данное явление автор объясняет уменьшением «сродства» коллоидов тканей к воде в результате снижения их электрического заряда, что приводит к ухудшению тканевого электрообмена.

Возникает вопрос о способе замедления электроразрядки коллоидов, а тем самым замедления старения. А. Л. Чижевский считает, что систематическое введение в организм оптимального количества отрицательных ионов кислорода с помощью ионизатора воздуха при аэроионотерапии, может защитить биоколлоиды, замедлив их прогрессирующую электроразрядку и старение. В 1934 году А. Л. Чижевский, Л. Л. Васильев, А. Л. Войнар выдвинули электрохимическую теорию омоложения и профилактики старения, которая и в наше время представляется весьма убедительной.

При старении происходит разрядка электростатических систем организма (уменьшение величины мембранного потенциала), неуклонное снижение ионизации цитоплазмы, в результате чего укрупняются частицы биоколлоидов; падает их способность к набуханию, наступает дегидратация и уплотнение протоплазмы. Названные физико-химические изменения коллоидов характерны для старения. А. Л. Чижевский убедительно доказал, что отрицательные ионы кислорода продляют жизнь, а полностью дезионизированный воздух вызывает заболевания и гибель животных. По нашему мнению, активное улучшение дыхательной среды в жилых и рабочих помещениях путем обогащения воздуха отрицательными ионами кислорода ионизаторами воздуха может существенно повысить работоспособность, уменьшить утомляемость, улучшить здоровье и подарить людям несколько дополнительных лет жизни. По словам А. Л. Чижевского: «отрицательные ионы кислорода, создаваемые ионизаторами воздуха, и правильное дыхание — основа здоровья и фактор продления жизни.»

2.4. Влияние аэроионов на онкологию.

Как известно, злокачественные новообразования являются одной из ведущих причин смертности. Еще в 1931 г. французский ученый Ф. Влес обнаружил, что нахождение животных в условиях избытка аэроионов кислорода более чем в 10 раз уменьшает развитие у них спонтанного рака. Помещение мышей, заболевших раком, в клетки с избытком отрицательных ионов кислорода, полученных при помощи ионизаторов воздуха, приводило к исчезновению у них опухолей.

В 1951 году американские ученые Г. Соколов, В. Эдди, Л. Стрельцов также показали, что отрицательные аэроионы задерживают рост трансплантированных раковых опухолей у животных.

А.Л. Чижевский считал, что развитие опухолевых образований может быть обусловлено систематическим аэроионным дефицитом, который постоянно испытывает человек. Это ведет в нарушению эндогенного электрообмена, снижает электрический потенциал клеток, тканей и органов, нарушает их метаболизм и вызывает преждевременное старение, на фоне которого и развиваются злокачественные образования. Можно думать, что аэроионизация жилых и рабочих помещений сможет существенно снизить частоту онкологических заболеваний. Однако, следует отметить, что значительная часть врачей не рекомендуют применять аэроионотерапию больным онкозаболеваниями. Вероятно, это вызвано опасением, что т.к. отрицательные аэроины ускоряют протекания многих биохимических реакций, как было сказано выше, то, возможно, они могут ускорить рост опухоли и образования метастазов.

3 Применение ионизаторов воздуха в сельском хозяйстве

ионизация воздух аэроион человек

Искусственная ионизация воздуха, как дополнение или замена естественной, благотворно влияет на все живые организмы — человека, животных, растений. В большей степени это касается живых существ, находящихся в помещениях, где практически отсутствуют естественные отрицательные ионы кислорода. Это актуально в последние годы, в связи с развитием интенсивной технологии выращивания сельскохозяйственных животных, птиц и растений. При таких технологиях, снижается действие естественных экологических факторов таких, как электрическое и магнитное поле, ультрафиолетовое, инфракрасное и световое и излучение Солнца, ионизация воздуха. Это происходит из-за массовости содержания, применения металлических клеток, железобетонных конструкций. Все это резко снижает концентрацию отрицательных ионов аэроионов в воздухе сельскохозяйственных помещений. Если искусственная вентиляция, отопление, освещение, предусматриваются конструкцией ферм, птичников, теплиц, то ионизация воздуха в таких помещениях не применяется. Хотя еще в 1920 г. А. Л. Чижевский, заметил, что отрицательные ионы кислорода увеличивают двигательную активность животных, усиливают их аппетит, увеличивают вес и половую активность, повышают сопротивляемость к болезням, облегчают протекание инфекций, увеличивают продолжительность жизни, обеспечивают выживание слабых животных.

3.1 Применение ионизаторов воздуха в растениеводстве

Существует немало способов стимуляции роста растений. А. Л. Чижевский решил выяснить, не влияют ли отрицательные ионы кислорода на растения. Эти исследования были проведены им и его сотрудниками в 1933 — 1936 гг. Было изучено действие аэроионизации различной продолжительности и интенсивности на 150 тыс. отборных семян разных растений (огурцов, сои, салата, свеклы, пшеницы, ржи, овса, клевера). Для первых опытов были выбраны семена огурцов и салата, которые имеют короткий период прорастания. Семена помещали на расстоянии 60 см от электроэффлювиальной люстры и аэроионизировали в течение 5 минут. Эти эксперименты показали, что отрицательные ионы кислорода увеличивают всхожесть до 90% вместо 74% в контроле. Полная всхожесть опытных семян произошла на 24 часа раньше контроля, что свидетельствует о более высокой энергии и быстроте прорастания. В дальнейших наблюдениях изучалось влияние аэроионного потока отрицательной полярности на семена других растений. Опытные семена взошли в большем количестве и дружнее, чем в контроле. Так, опытная пшеница превысила всхожесть контроля на 22%, свекла — на 4%, соя — на 20%, фасоль — на 18%, чечевица — на 25%, что говорит об усилении энергии прорастания. Резюмируя результаты этих исследований, А. Л. Чижевский считает, что отрицательные ионы кислорода ускоряют прорастание и рост семян, дают более быстрые и ровные всходы, увеличивают площадь листьев и интенсивность их хлорофильной окраски, увеличивают сырую и сухую массу, усиливают дыхание растений и ферментативные процессы в них. Интересные факты А. Л. Чижевский получил при аэроионификации теплиц, где содержание отрицательных ионов кислорода вследствие высокой влажности воздуха обычно снижено до минимума. Сеансы аэроионизации начинались через месяц после посадки разных растений в грунт. И здесь были получены многообещающие результаты. Огурцы за все 3 сбора дали урожай выше контроля в 2 раза. Заметно увеличился урожай и других исследованных тепличных культур (салата, редиски, укропа, шпината, томатов, кабачков). В 1992 — 1999 годах В. П. Скипетров, А. П. Есипов изучали влияние аэроионизации в одном из тепличных хозяйств г. Саранска (директор — А.М.Живаев). Отрицательные ионы кислорода заметно улучшили качество рассады огурцов и их урожайность. Таким образом, факты, полученные А. Л. Чижевским и нами, убедительно свидетельствуют о том, что отрицательные ионы кислорода способны существенно увеличить продуктивность тепличных хозяйств.