Какой частоте ультрафиолета сильно ионизируется воздух
Перейти к содержимому

Какой частоте ультрафиолета сильно ионизируется воздух

  • автор:

Что такое ионизация воздуха

Ионизация воздуха изучается учеными на протяжении почти столетия. Благодаря многолетним исследованиям (в первую очередь русского биофизика Л.А. Чижевского), посвященным воздействию положительных и отрицательных ионов на состояние организма человека, сегодня мы научились «оживлять» воздух, управляя процессом по собственному желанию.

Сутью открытий Чижевского является тезис о том, что для нормальной жизнедеятельности человеку нужно дышать воздухом с определенным количеством ионизированных молекул, несущих отрицательный заряд. При их отсутствии дыхание (а значит – жизнь) невозможно, при их недостатке угнетаются все функции организма.

Потребность в воздухе естественна для каждого живого существа на нашей планете. Воздух – смесь необходимых для жизни компонентов: кислорода, углекислого газа, азота и некоторых инертных газов, находящихся в определенном соотношении и постоянном взаимодействии. Благодаря энергии взаимодействия молекул газов в воздухе и их обмену электронами, образуются электрически заряженные ионы (аэроионы). Баланс между разнозарядными частицами влияет на наше самочувствие: повышенное содержание положительно заряженных частиц делает воздух «тяжелым» для дыхания, и напротив: повышение количества аэроионов с отрицательным зарядом «облегчает» его.

Три типа аэроионов
Учеными были выявлены три типа аэроионов:
— легкие, со скоростью движения в электрическом поле от 1 до 2 кв.см/В*с;
— средние, скорость 0,02 — 0,01 кв.см/В*с;
— тяжелые, это аэроионы со скоростью 0,0005 кв.см/В*с.

Аэроионы с отрицательным зарядом формируются в основном из молекул кислорода, состоящих из 6 электронов, что подразумевает их стремление к присоединению экзогенных электронов и обретению устойчивости. Положительный же заряд получают, как правило, молекулы углекислого газа, теряющие валентный электрон.

Нейтральные молекулы или аэроионы, подобные ионам воздуха, собираются в комплексы – «легкие» аэроионы. Оседая на жидких или твердых компонентах воздуха, они становятся «средней тяжести» – таких аэроионов очень много в помещениях, наполненных людьми. Самые «тяжелые» аэроионы – аэрозоли. Они содержатся в тумане, дождевых каплях, дыме, копоти. В сверхтяжелых аэроионах практически нет истинных газовых компонентов.

Полезных для дыхания аэроионов больше всего в воздухе за городом, в горных районах и у водоемов. Рассмотрим конкретные цифры:

— содержание ионов после грозы в воздухе — от 50 до 100 тысяч ионов/куб. см;
— рядом с водопадами – от 10 до 50 тысяч ионов/куб. см;
— в горах – от 5 до 10 тысяч ионов/куб. см;
— на побережье океана и в густом лесном массиве – от 1 до 5 тысяч ионов/куб. см.

В воздухе городов присутствуют не только естественные газы, но и выхлопы автомашин, смолы, аэрозоли, мелкодисперсная (респираторная) пыль, бактерии и вирусы. Еще более загрязнен воздух в помещениях зданий, где одновременно может содержаться свыше 100 химических соединений. Эти факторы – причина «аэроионного голода», о котором в своих трудах упоминал Чижевский. Усиливают опасность электромагнитные излучения компьютеров, бытовой техники. «Тяжелые» аэроионы производят и сами люди при дыхании – их концентрация может достигать 500 тысяч в 1 куб. см воздуха. На улице города показатель аэроионов составляет от 100 до 500 ионов/куб. см, а в помещениях – от 50 до 100 ионов/куб. см. При этом оптимальный уровень ионизации воздуха, согласно санитарным нормам: 3000 — 5000 ионов/куб. см!

Установлено, что современный человек тратит на борьбу с такими неблагоприятными условиями порядка 80 процентов ресурсов организма. Результат – преждевременное старение, хронические заболевания органов дыхания, сердечно-сосудистой и нервной системы, вирусные инфекции, ослабление иммунитета, нарушение обменных процессов.

Как происходит ионизация в природе?

В естественных условиях процесс ионизации происходит под влиянием природных факторов. Солнце – мощнейший источник энергии, управляющий всеми природными процессами на Земле, в том числе и ионизацией. Оно излучает ионизирующую радиацию, которая вместе с атмосферным и статическим электричеством, энергией прибоя океанов и морей насыщает воздух планеты легкими отрицательно заряженными аэроионами. Главное условие естественной ионизации – энергия, и в природе ее достаточно.

Один из показательных примеров природной ионизации – гроза. Воздух до начала грозы душный – в нем увеличивается количество «тяжелых» аэроионов, а после грозы дышать становится легко – под влиянием электрических разрядов тяжелые ионы меняют заряд на отрицательный. Своеобразный запах после грозы создает образующийся озон, трехатомный кислород, обладающий уникальными бактерицидными и дезинфицирующими свойствами.

Чем выше над поверхностью Земли вы находитесь, тем больше в воздухе отрицательных аэроионов, и этот эффект наблюдается в горах. Под воздействием солнечной радиации происходит взаимодействие молекул газов, образуются легкие аэроионы, тяжелые же стремятся опуститься вниз к поверхности Земли, согласно физическим законам. Кроме того, в воздухе горной местности меньше посторонних компонентов, и наиболее благоприятное с точки зрения медицины содержание кислорода – порядка 10% (тогда как на равнинной местности показатель составляет 23%). Но это касается высоты до 1500 метров, так как выше наступает кислородное голодание. Мелкие капли воды от водопада тоже получают отрицательный заряд поэтому рядом с водоемами уровень ионизации довольно высок. Теперь становится понятно, почему люди, находящиеся в благоприятных условиях за городом или в горных районах, меньше страдают хроническими болезнями и дольше живут.

Искусственная ионизация

Стремясь нейтрализовать отрицательные факторы современной цивилизации, ученые создали приборы, способные создавать в воздухе помещений условия, приближенные к природным. Обычные кондиционеры не справляются с этой задачей, забирая воздух с улицы и пропуская его сквозь фильтры, устройства кондиционирования искажают его электрическое поле, уменьшая число аэроионов. Больше того, воздух, проходящий через пористые, масляные и прочие фильтры, полностью лишен аэроионов и становится попросту «мертвым». Результат постоянного пребывания людей в помещениях с таким микроклиматом вызывает постоянное аэроионное голодание.

Приборы искусственной ионизации воздуха работают по принципу электростатического очищения и обогащения воздуха легкими аэроионами. Существуют и приборы, ионизирующие воздух путем УФ и радиоактивного излучения (гидроионизаторы). Используются они в разных сферах производств и помещениях зданий. Наиболее распространенные бытовые устройства именуются электроэффлювиальными. Установленные на них электроды производят количество аэроионов, рекомендованное наукой как безопасное и полезное, с помощью коронного разряда. Именно такие устройства использовал в своих опытах Чижевский.

Польза ионизаторов

Путем лабораторных исследований было выявлено благотворное влияние аэроионов на живые организмы: под их влиянием происходит снижение утомляемости, активизация иммунитета и обменных процессов, подавление болезнетворных вирусов. Создаваемый ионизаторами поток заряженных аэроионов эффективно очищает воздух от пыли и микрочастиц, снижает вредное воздействие излучения компьютерных мониторов и телевизоров, нейтрализует электростатические поля на пластиковых материалах, одежде и так далее.

Существует ли риск перенасыщения организма аэроионами? За десятилетия научных исследований не было выявлено достоверных фактов вредного воздействия высокоионизированного воздуха на человеческий организм. Стоит отметить, что за многотысячелетнюю историю эволюции человек вдыхал воздух с концентрацией аэроионов от 1 до 10 тысяч в куб. см, и искусственная ионизация не что иное, как способ восстановить его естественные условия обитания. Чижевский считал электроэффлювиальные люстры лучшим средством профилактики аэроионного голодания. Его работы признаны во всем мире, разработанный им метод ионизации используется в медицине, промышленности, в быту. Благодаря новым технологиям, ученые усовершенствовали созданные Чижевским устройства, и на сегодняшний день этот метод увеличения продолжительности жизни доказал свою эффективность.

Кое-что из жизни атмосферных ионов

Кое-что из жизни атмосферных ионов

Здоровья всем, кому не лень или интересно читать нашу информацию!

У всех к всяческому чтиву свое отношение. Любую научно-техническую книгу или статью я вначале просматриваю на предмет: о чем в ней, на каком уровне написано и стоит ли смотреть еще раз. Во второй раз обычно ищется что-то конкретное, поэтому читаются отдельные места. В третий раз, если он наступит – другие отдельные места. У меня есть статьи и книги, зачитанные мною, как говорят, до дыр. И, тем не менее, редко какую работу прочитываешь «от корки до корки». Посему не удивительно, что в одной такой работе (3) с уже отлетевшими от частого употребления обложками на глаза впервые попался абзац, в котором говорится о наличии разницы между естественными и искусственно созданными ионами и делается предположение об их разном терапевтическом действии. Пришлось докапываться до сути процессов ионизации и изучать физико-химические особенности образования и гибели разных ионов.

Представьте себе, вроде бы разобрался в этих тонкостях и хотел даже предложить их вашему вниманию, но потом вспомнил бессмертные слова Козьмы Пруткова о том, что «многие вещи нам непонятны не потому, что они непонятны, а потому, что они не входят в круг наших понятий». Если в понятия, например, слепого не входит понятие о цвете, то ему не объяснить разницы между, например, красной и белой розами, как человеку без обоняния (а такие тоже есть) не объяснить разницы между запахами той же розы и сероводорода.

Конечно, среди читающих эту писульку найдутся и такие, для кого это звучит оскорбительно, поскольку они «и сами с усами». Для них я в конце дам ссылку, где можно найти весьма подробные сведения о том, что и как происходит при ионизации воздуха. Правда, должен оговориться, что эта информация достаточно «древняя», поскольку в круг моих интересов и возможностей теперь не входит такое понятие, как посещение научных библиотек, а книг на эту тему что-то весьма давно не встречал в продаже. Посему не удивляйтесь примитивизму моего изложения. И еще одно. Поскольку я это пишу для того, чтобы несколько повысит уровень знаний в области ионизации воздуха людей, мало знакомых с этим явлением, то тем, у кого волосы выпадают из головы, выпираемые избытком знаний, в том числе и в этой области, не рекомендую затевать спор по излагаемым мной вопросам. Не вижу смысла ввязываться в такой спор. Один мой хороший знакомый в таких случаях не спорил, а говорил: «Ну и помирай дураком».

В приземном слое атмосферы, в котором мы с вами обитаем, в естественных условиях ионизация воздуха производится остаточным радиоактивным излучением земли и горных пород, чаще всего продуктами распада радия, например, радоном, доходящим до земли космическим излучением, путем объемной фотоионизации воздуха ультрафиолетовыми лучами, в том числе и рентгеновскими лучами, стеканием зарядов с острых предметов, в том числе и с иголок хвойных деревьев. Иногда перед грозой или в море на кораблях явление стекания зарядов видно невооруженным глазом и получило название «Огни святого Эльма». (1) В процессе ионизации участвуют также грозы, пожары, распыляемые струи воды, например, водопады. Основным и наиболее стабильным источником ионизации атмосферного воздуха являются все же радиоактивное излучение земли и космические лучи, так как фотоионизация ультрафиолетовыми лучами Солнца происходит только днем, а остальные явления происходят эпизодически и не повсеместно.

Интенсивность образования ионов зависит прежде всего от места измерения, природных условий, времени суток и времени года, а также от температуры и давления воздуха, скорости ветра, осадков. А на спектр образуемых ионов существенно влияет наличие примесей в воздухе, то есть загрязнение воздуха, туман, дождь, снег. В достаточно сухом и чистом воздухе преобладают легкие ионы, а в загрязненном воздухе, при наличии осадков, тумана количество легких ионов может упасть до нуля, зато возрастет количество средних и тяжелых ионов (6) . По устоявшемуся среди специалистов мнению терапевтическую ценность представляют легкие ионы, а средние и тяжелые ионы либо бесполезны, либо, в некоторых условиях, вредны (3) .

Сам процесс ионизации достаточно сложен, чтобы забивать этими сведениями ваши мозги. При ионизации параллельно идет несколько процессов:

непосредственное образование пар ионов за счет того, что ионизирующая частица или гамма-квант срывает с внешней орбиты нейтральной молекулы электрон, создавая таким образом положительный ион, а оторванный электрон тут же прилипает к первой же молекуле, с которой он столкнется, и либо образует отрицательный ион, либо нейтрализует заряд, если молекула положительно заряжена (5) ;

возбуждение молекул без образования ионов, при котором какой-то электрон, может быть и не один, выталкивается на более высокую орбиту, но не отрывается; встреча двух таких молекул приводит к тому, что они весь запас своей энергии вкладывают в «пинок» одному из электронов на внешней орбите, возвращая за счет этого свои возбужденные электроны на прежние орбиты и превращаясь в положительный ион, а электрон, который «выпиннули», начнет передавать при столкновениях с другими молекулами часть своей энергии этим молекулам, создавая тем самым иногда очень большое количество пар ионов, пока, растеряв всю энергию, окончательно не прилипнет к какой-либо нейтральной молекуле, создав тем самым еще один, но уже отрицательный ион (1) ;

диссоциация молекул, при которой молекулы разбиваются на разнополярные ионы атомов или осколков молекулы, которые затем могут воссоединиться с подобной оторванной части другой частицей и нейтрализоваться, либо вступить в реакцию с какой-либо нейтральной молекулой и образовать ион нового вещества – подобным образом возникают молекулы озона, окислов азота и так называемый оксониум (в переводе – ион) – это молекула воды, к которой пристал положительно заряженный протон водорода, у которого содрали с орбиты единственный электрон (1) ;

перезаряд ионов при встрече иона какого-то вещества с нейтральной молекулой, имеющей более низкий потенциал ионизации, в результате чего нейтральная молекула станет ионом, а ион превратится в нейтральную молекулу (5) .

Все эти ионы называются первичными, так как они представляют собой заряженные атомы или молекулы и живут в таком состоянии не более 10 -7 секунды, то есть одну десятимиллионную долю секунды (5) .

Кто-то из не лишенных любопытства и терпения ученых мужей подсчитал (у ученых жен интересы лежат в других местах), а кто-то такой же проверил расчеты и подтвердил, что в кубическом сантиметре воздуха находится 10 19 молекул газов (эта цифра получится, если десять миллиардов умножить на один миллиард). Другой ученый муж установил, что каждый ион за одну секунду сталкивается с шестью миллиардами нейтральных молекул различных газов. Отсюда можно подсчитать, что за 10 -7 секунды первичный ион сталкивается с разными нейтральными молекулами шестьсот раз. В результате этих столкновений вся невообразимая каша первичных ионов за счет перезарядов, попутных химических реакций, дружеских соединений приобретает определенный порядок, и в воздухе остаются, преимущественно, положительные ионы O2 + (кислорода), NO2 + (двуокись азота), NO + (окись азота), H3O + (оксониум – молекулы воды H2O плюс протон водорода H + ) и H2O + (молекула воды с оторванным электроном), а также отрицательные ионы O2 — (кислорода), N2 — (азота) и NO — (окись азота) (5) . Азот, хотя и имеет высокий потенциал ионизации, не успевает весь перезарядиться, так как из-за высокого (78,09%) содержания его в воздухе он может иногда сталкиваться только с себе подобными молекулами без заряда. Если воздух загрязнен примесями, то в нем могут возникнуть различные ионы того и другого знака за счет примесей. Так весьма легко из-за низкого потенциала ионизации возникают ионы сероводорода (H2S) (помните школьную присказку: «Шла старушка через лес и пускала аш-два-эс»?), аммиака (NH3), хлора (Cl2). Содержанием H2S и NH3 богаты туалеты и квартиры с наличием грязных пеленок, а также квартиры, в которых жильцы страдают несварением желудка, недержанием мочи, бурлением в животе. А Cl2 всегда идет из водопроводной воды, если она хлорирована.

После описанной стадии образования первичных ионов начинается настоящая жизнь легких ионов, которая длится, как правило, от 10 -7 секунды до 100, а иногда и более секунд. В это время первичные ионы, сталкиваясь с нейтральными молекулами различных газов, способных хоть немного поляризоваться (наибольшей поляризуемостью обладают молекулы воды и углекислого газа, а наименьшей – молекулы кислорода и инертных газов), удерживают их вокруг себя некоторое время (от 10 -6 секунды для обычных газов до 10 -4 секунды для углекислого газа и до 10 -3 секунды – для воды). У положительного иона заряд в виде протона расположен в центре иона. Вокруг такого иона постоянно в соприкосновении находится от 13 до 20 молекул (в сухом воздухе) и от 11 до 15 молекул (во влажном воздухе). И вся эта штука выглядит в виде шара, у которого нейтральные молекулы, облепившие ион, непрерывно сменяются другими соседними молекулами при движении иона. Отрицательный ион имеет на своей внешней орбите лишний электрон, и к нему сначала намертво прилипает какая-либо поляризованная молекула, а затем вокруг этих двух молекул собираются в виде тора (кольца) 6-8 нейтральных молекул (в сухом воздухе) или 5-7 молекул (во влажном воздухе). Эти все молекулы все время соприкасаются с отрицательным ионом и так же непрерывно заменяются другими нейтральными молекулами (5) . Во время этой «настоящей» жизни вторичные ионы попадают прежде всего под действие электрического поля земли, образованного отрицательным зарядом земли. Принято считать, что у поверхности земли напряженность этого поля в среднем равна 130 Вольт/метр, хотя на самом деле она имеет большой разброс в зависимости от места измерения. Так в Павловске (Слуцке) под С.-Петербургом и в Вашингтоне она равна 179 В/м, Давосе (США) она равна 64 В/м, на станции КЬЮ (не знаю, где она) намеряно 317 В/м.

С ростом высоты над уровнем земли напряженность поля падает (1) . Под действием этого электрического поля положительные ионы движутся к земле, а отрицательные ионы – в верхние слои атмосферы. Поэтому у земли положительных ионов почти всегда несколько больше, чем отрицательных, а в верхних слоях атмосферы – наоборот. Всякие ветры и завихрения воздуха тоже перемещают ионы своими потоками. И, наконец, непрерывно идет процесс рекомбинации ионов, т.е. нейтрализация зарядов двух встретившихся разнополярных ионов (2) . Установлено, что самыми устойчивыми в смысле постоянства внешней оболочки являются ионы оксониума H3O + в окружении молекул воды, которые из-за наличия сил поляризации не расстаются с полюбившимся ионом до самой его смерти, то есть нейтрализации его заряда ионом другой полярности. Среди отрицательных ионов таких «крепеньких» ионов обнаружено не было (5) . Правда, это сведения примерно тридцатилетней давности, может за это время кто-то что-то и открыл. Если кому-либо из вас известно об этом, поделитесь новостью.

В ходе такой «жизни» и таких массовых столкновений с другими молекулами каждый «живой» ион, если он не рекомбинировал, встречается либо с крупным конгломератом молекул, не имеющим заряда, либо с твердой микрочастицей – взвешенным в воздухе ядром конденсации — и привет! Ион прилипает к такой частице, и, в зависимости от массы частицы, превращает ее либо в средний, либо в тяжелый, либо в сверхтяжелый ион (5) . Все! Это смерть легкого иона. У средних и тяжелых ионов своя жизнь и своя смерть. В терапевтическом смысле они не представляют для нас интереса. К тому же, электрическое поле земли очищает воздух от таких заряженных частиц, забирая себе положительно заряженные частицы и отсылая вверх отрицательно заряженные, где они становятся ядрами конденсации воды и вместе с дождями падают, опять же, на землю. скапливаться где-то в приземном слое таким ионам не удается – и хорошо.

Для выяснения качества искусственно ионизированного воздуха были исследованы все возможные виды ионизаторов. Исследователей интересовали спектрограммы ионов по подвижности, создаваемые разными ионизаторами. Есть очень удобная статья, где все эти спектрограммы нарисованы (4) . Любопытствующие могут туда заглянуть, если смогут добыть копии этой и других статей или найдут в библиотеках нужные журналы. Я же дам только короткие замечания по всем видам описанных спектрограмм.

Самые симпатичные спектрограммы у ионизаторов на базе альфа- или бета-активных препаратов [в статье описано использование, соответственно, Ро210 (полоний 210) и H33 или тритий)]. Эти спектрограммы идентичны природным. Такими штуками я тоже когда-то занимался, но с использованием других изотопов. К сожалению, ни в быту, ни на производстве их применять нельзя – техника безопасности при обращении с любыми радиоактивными изотопами не допускает вольного с ними обращения как при использовании, так и при сохранении от разрушения и при утилизации. То же самое относится к источникам гамма-излучения, да и спектрограмма у них хуже.

Очень симпатична спектрограмма при использовании рентгеновского излучения, но, сами понимаете, рентген – это то же, что и гамма-излучение, можно схлопотать и лейкемию, и рак. Никто таких ионизаторов нигде не применяет.

Ультрафиолетовые лампы дают, в основном, только отрицательные ионы и то за счет вторичного излучения от примесей в воздухе и разных предметов, так как исследованные УФ-лучи сами ионизацию не производят, но зато в обилии создают озон – кто в клиниках был под облучением УФ-ламп, тот должен помнить противный запах озона, который по весу ядовитее синильной кислоты. Для ионизаторов УФ-лампы не применимы.

При биполярной ионизации коронным разрядом спектрограмма вполне прилична, но здесь надо различать, с помощью какого напряжения производится ионизация. При использовании высоковольтного постоянного напряжения обильно создается озон и окислы азота, то же самое происходит при использовании пульсирующего напряжения после однополупериодного выпрямления переменного напряжения. Это было замечено еще в пятидесятые годы и тогда же стали применять, точнее – предложили применять, короткие высоковольтные импульсы, несимметричные по амплитуде или однополярные. Но распространение получили все же ионизаторы униполярные, то есть дающие ионы только одной полярности, обычно – отрицательной. А поскольку все ионы, как естественного, так и искусственного происхождения, живут по одним законам, то при униполярной ионизации из-за отсутствия процессов рекомбинации все ионы одной полярности доживают до стадии превращения в тяжелые ионы, накапливаются в разных местах, создавая электростатические поля, объемные заряды. Если короче, то униполярные ионизаторы любого типа, даже «люстры» и «псевдолюстры» Чижевского, пригодны лишь для кратковременного применения в течение 10-20 минут – не более. Если совсем коротко – дерьмо!

А вот грамотных биполярных коронных ионизаторов воздуха пока что маловато.

Нить накаливания создает только положительные ионы за счет ионной эмиссии, так как для получения электронной эмиссии проволоку надо раскалять до белого каления. Короче, энергии тратится много, а толку мало, да и опасно, и нить быстро сгорит.

При горении светильного газа и газа в плитке на кухне получаются ионы обоих знаков, но совсем не той, что надо, подвижности, так как они образованы из продуктов сгорания газа.

При разбрызгивании (барботаже) воды количество легких ионов незначительно, зато количество средних и тяжелых ионов огромно. При этом, отрицательных ионов несколько больше, чем положительных.

А теперь небольшие выводы.

При искусственной ионизации воздуха возможно получение ионного состава воздуха, близкого к природному, если в воздухе нет вредных примесей.

Там, где есть соответствующие службы, лучше всего использовать ионизаторы воздуха на базе альфа- или бета-активных изотопов. Лучше всего для этих целей подходят изотопы трития, углерода-14, никеля-63 – они приемлемы по цене и достаточно безопасны.

Широкого применения, в том числе и в быту, заслуживают только биполярные коронные ионизаторы воздуха, в которых используются короткие импульсы, как правило, управляемые по частоте и длительности. Использование таких ионизаторов позволяет получить нужное качество ионного состава воздуха, близкое к природному, с таким же терапевтическим действием.

Ниже перечислено то, что я использовал при написании этого опуса из чужих работ. Свои работы я никогда не публиковал, разве что в виде авторских свидетельств СССР, а теперь – еще и патентов.

Н.А.Капцов. Электрические явления в газах и вакууме. Гос. изд. техн.- теорит. литерат. М.-Л.,1950 г., 836 стр. (Хватит читать до конца жизни).

Дж. Кэй, Т. Лэби. Таблицы физических и химических постоянных. Гос. издат. физ.-мат. литерат., М.,1962 г., 247 стр.

Knoll M., Eichmeier J., Schon R. Properties, Measurement and Bioklimatik Aktion of “Small” Multimolekular Atmospherik Ions.-“Advances in Elektronics and Electron Physic”, 1964, Vol. 19, pp.177-254 (название статьи переводится: Свойства,измерение и биоклиматическое действие “малых” мультимолекулярных атмосферных ионов.).

Eichmeier J., Herden P. Beweglichkeitsspektren Knstlich erzeugter Atmospharischer Ionen im Klein-und Mittelionenbereich.-“Zeitschrift fur angewandte Physik’’, 1968, Vol. 24, Nr.6, S.360-364.(Здесь о спектрах подвижностей атмосферных ионов, полученных искусственным путем).

Eichmeier J. Beitrag zum Problem der Struktur der atmospharischen Kleinionen.-“Zeitschrift fur Geophysik”, 1968, Vol.34, S.297-322.(Здесь о структуре легких атмосферных ионов.).

Eichmeier J., Braun W. Beweglichkeitsspektrometrie atmospharischer Ionen.-“Meteorologische Rundschau”, 1972, Vol.25, №1, S.14-19. (Здесь о спектрометрии подвижностей атмосферных ионов в разных местах измерения в Германии).

Если кому-то этого мало, то в каждой вышеперечисленной работе есть своя библиография.

Так, в работе (1) — 2524 наименования;
в работе (2) — 128 наименований;
в работе (3) — 377 наименований.
В остальных работах — еще более 100 наименований.
Достаточно?

Автор статьи — В.П. Реута (26.06.2005 г.)
ПОЛНОЕ ИЛИ ЧАСТИЧНОЕ ЦИТИРОВАНИЕ ДАННОЙ СТАТЬИ ЗАПРЕЩЕНО

Искусственная ионизация воздуха Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Курников А. С., Ширшин А. С.

Рассмотрены основные принципы искусственной ионизации воздуха, а так же влияние отрицательных ионов на здоровье человека. Предложен эффективный и современный метод получения ионизированного воздуха путем обработки его озоном. Приведена схема обработки воздуха озоном в циклонно-пенном аппарате.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Курников А. С., Ширшин А. С.

Аэроионизация и эффективность её применения для ускорения сушки лакокрасочных покрытий на древесине
Ионизация воздуха в птичниках

Развитие методов оценки и коррекции аэроионного состава воздуха рабочей зоны в целях снижения психофизиологической нагрузки работников

Оптимизация микроклимата в телятнике с пмощью аэроионного генератора «э Лион- 132»
Аэроионотерапия в лечении больных хронической обструктивной болезнью легких
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ARTIFICIAL IONIZATION OF AIR

Main principles of artificial ionization of air, the influence of negative ions on the health of the person are considered. The effective and modern method of reception of ionized air by its processing by ozone is offered. The circuit of the processing of air by ozone in the cyclone-foamy device is resulted.

Текст научной работы на тему «Искусственная ионизация воздуха»

натора на максимальную нагрузку и малое время переходного процесса. Что позволяет спроектировать озонатор с автоматической регулировкой производительности для различных систем.

[1] Герасимов Я.И. Современные проблемы физической химии. — М.: МГУ, 1968. — 211 с.

[2] Курников A.C. Исследование и разработка методики проектирования судовых систем приготовления озона. Автореферат диссертации канд. техн. наук. — Л.: ЛКИ, 1984. — 20 с.

[3] Матвеев H.A. Некоторые вопросы расчёта и конструирования озонаторов промышленного типа. Автореферат диссертации канд. ^им. наук. — М.: МИХИ, 1957. -23 с.

[4] Суда внутреннего и смешанного (река-море) плавания. Санитарные правила и нормы: Сан-ПиН 2.5.2-703-98. — М.: Минздрав России, 1998. — 144 с.

[5] Барац В.А., Николаев М.В., Эльпинер Л.И. Водоснабжение судов речного флота. — М.: Транспорт, 1974. — 144 с.

[6] Этин B.J1. Основы проектирования комплекса систем водоснабжения судов внутреннего и смешанного плавания: Автореф. дисс. докт. техн. наук. — JT.: 1985. — 44 с.

[7] Курников A.C. Совершенствование систем обеспечения обитаемости и повышения экологической безопасности судов на основе активированных окислительных технологий. Автореф. дисс. докт. техн. наук. — Н. Новгород, 2002. — 39 с.

[8] Самойлович В.Г., Филиппов Ю.В. Влияние частоты на электрические характеристики озонаторов.-Ж. Ф. X, 1961,т. 35,-С. 201-205.

[9] Вобликова В.А., Филиппов Ю.В., Вендилло В.И. Влияние частот 2000-10000 Гц на электросинтез озона в озонаторе с эмалированными электродами. — Ж.Ф.Х., 1981, т. LV, — С. 3068-3071

[10] Алмазов Г.К., Степанов В.В., Гуськов М.Г. Элементы общесудовых систем: Справочник. -J1.: Судостроение, 1982. — 328 с.

[11] Зубрилов С.П., Ищук Ю.Г., Косовский В.И. Охрана окружающей среды при эксплуатации судов. — JI.: Судостроение, 1989. — 256 с.

[12] Правила экологической безопасности судов внутреннего и смешанного плавания / Российский Речной Регистр. — М.: «Марин Инжиниринг Сервис», 1995. — 52 с.

[13] Губернский Ю.Д., Дмитриев М.Т. Озонно-ионный режим жилых и общественных зданий и его роль в обеспечении воздушного комфорта//Водоснабжение и санитарная техника, 1979. -№1.-С. 17-18.

SHIP SYSTEMS OF PROCESSING OF LIQUIDS WITH THE USE OF OZONIZATION

A. S. Kurnikov, V. N. Vlasov

Ship systems in which process of ozonization is applied are shown in the article. The analysis of operational parameters of existing ship stations of preparation of ozone is made. The way of the increase ofproductivity of ozonizers is shown.

А. С. Курников, д. т. н., профессор.

А. С. Ширшин, аспирант, ВГАВТ.

603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.

ИСКУССТВЕННАЯ ИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУХА

Рассмотрены основные принципы искусственной ионизации воздуха, а так же влияние отрицательных ионов на здоровье человека. Предложен эффективный и современный метод получения ионизированного воздуха путем обработки его озоном. Приведена схема обработки воздуха озоном в циклонно-пенном аппарате.

Атмосферный воздух, которым мы дышим, всегда несет на части своих молекул электрические заряды. Процесс возникновения заряда на молекуле называется ионизацией, а заряженная молекула — легким ионом или аэроионом. Если ионизированная молекула осела на частице жидкости или пылинке, то такой ион называется тяжелым. Ионы воздуха бывают двух зарядов — положительным и отрицательным. В деревенском или горном воздухе число легких аэроионов обоих зарядов в солнечный день доходит до 1 ООО в 1 см3, на некоторых курортах их число поднимается до нескольких тысяч. В воздухе городов число легких ионов может упасть до 50, а тяжелых — возрасти до десятков тысяч в 1 см3. Тяжелые ионы вредны для здоровья человека, а легкие, особенно отрицательные, обладают благотворным и целебным действием.

Автором основных работ в области воздействия на организм человека атмосферного электричества и аэроионов является русский ученый профессор А.Л. Чижевский. Ему принадлежат многочисленные труды о биологическом действии и медицинском применении аэроионизации, а также установление явления оживления кислорода воздуха при помощи аэроионов [35]. Наблюдения Чижевского установили влияние аэроионов на состояние крови, частоту пульса, давление крови, функции дыхания, на нервную систему, эндокринные железы, общую динамику организма и обмен веществ.

А.Л. Чижевский впервые установил, что животные в профильтрованном через ватный тампон воздухе заболевают и погибают именно вследствие отсутствия аэроионов (в таком воздухе животные испытывают аэроионное голодание). Если же после фильтрации воздух снабдить отрицательными аэроионами, то животные чувствуют себя удовлетворительно. Наружный воздух, проникая в помещение через вентиляционные установки, тоже теряет аэроионы, особенно легкие с отрицательным зарядом. Обработка воздуха в кондиционерах также искажает его электрическое состояние, а фильтрация через пористые, ватные, марлевые, масляные и прочие фильтры лишает воздух всех аэроионов. Другие исследователи как Российские [18, 23, 38, 39], так и зарубежные [40, 41] подтвердили эти выводы.

Ионизирование воздуха помещений приобрело особую важность после того, как было установлено, что сам человек является источником огромного количества тяжелых ионов (до 500 тыс. в 1 см3 выдохнутого воздуха). Следовательно, в каждом помещении в присутствии людей число отрицательных ионов кислорода стремится к нулю. А так как человек проводит до 90 % жизни в помещении, то он в течение этого периода жизни испытывает систематическое аэроионное голодание. Это обстоятельство приводит человека к отравлению продуктами неполного окисления, к дистрофии и атрофии его органов и тканей, способствует преждевременному одряхлению и предрасполагает к различным заболеваниям.

Ученые установили ряд замечательных фактов. Применение аэроионов отрицательной полярности позволяет снижать утомляемость, усталость, восстанавливать силы. Все это способствует улучшению работоспособности, усиливает иммунитет и резко сокращает заболеваемость. Благотворное влияние оказывают аэроионы как на растущий, так и на стареющий организм [6, 19, 32, 34].

Аэроионы вместе с вдыхаемым воздухом проникают в кровь, которая разносит их по всему организму. Для лечения некоторых заболеваний (бронхиальная астма, гипертония, болезни крови, легких, нервной системы и др.) аэроионы являются действенным средством.

Ионизированный воздух является также мощным профилактическим и стимулирующим фактором. Сделать воздух «живым» — это значит создать в воздухе ионы кислорода в такой концентрации, которая существует в воздухе горных или приморских курортов.

Также экспериментально установлено, [22, 23] что направленный поток аэроионов осаждает пыль и микроорганизмы воздуха, тем самым очищая его.

Аппараты, с помощью которых осуществляется искусственная ионизация воздуха для использования в практических целях, называются аэроионизаторами. Аэроионизатор предназначен для создания в помещении отрицательных аэроионов в концентрации, характерной для микроклимата горных, приморских и лесных районов; для очищения воздуха от пыли и токсичных паров, для нейтрализации вредного воздействия экранов дисплеев и телевизоров. Отрицательно ионизированный воздух нормализует функциональное состояние центральной и периферической нервной системы, а также состав и физико-химические свойства крови. Применение отрицательных аэроионов улучшает легочную вентиляцию, увеличивает потребление кислорода и выделение углекислоты, усиливает окислительно-восстановительные процессы в тканях. Отмечено стимулирующее действие аэроионов на белковый, углеводный и водный обмены, синтез витаминов (особенно группы В) стабилизирующее влияние на уровень кальция и фосфора в организме, на концентрацию сахара в крови.

При аэроионизации нормализуется артериальное давление, стимулируются защитные силы организма, повышается устойчивость к охлаждению, недостатку кислорода, инфекциям и аллергиям. Присутствие в воздухе аэроионов ускоряет заживление ран, ожогов. Ионизация воздуха улучшает общее самочувствие, снижает физическую и умственную усталость, оказывает успокаивающее действие.

В настоящее время проблема ионизации воздуха приобретает все более актуальный характер, как в России так и за рубежом. Появляется огромное количество аэроионизаторов различного типа, которые далеко не всегда обеспечивают надлежащее качество и количество легких отрицательных ионов, а зачастую являются даже опасными для здоровья человека. Поэтому необходим серьезный научный подход к данной проблеме.

1. Структура ионов и процесс их формирования

1.1. Структура ионов

Для газовых смесей, следовательно, и для атмосферного воздуха можно предполагать, что легкие ионы представляют собой смесь газов, состав которых в результате процессов обмена постоянно изменяется. Ионизированными центральными молекулами этих смесей могут быть ионы — НэО (Н20), О^, N0^ , N0^ > соответственно 02, N02, N0“ ионы, на которых ограниченное число других молекул воздуха Н20, N2, 02, и молекул СО 2,быстро сменяясь, временно напластовывается.

Положительные и отрицательные ионы имеют две существенно различные структуры.

Положительные легкие ионы состоят из положительно ионизированной центральной молекулы, окруженной относительно плотным слоем нейтральных поляризованных молекул. Однако эти молекулы не имеют прочной связи с центральной молекулой, а касаются ее только кратковременно и в результате процессов соударений непрерывно заменяются другими молекулами. Зона, в пределах которой происходит этот быстрый обмен молекулами, представляет собой примерно сферу, в центре которой находится ионизированная молекула, а радиус сферы примерно равен учетверенному радиусу ионизированной молекулы. Количество молекул, принимающих в каждый момент времени участие в процессе обмена, составляет дня положительных ионов максимум двенадцать. Отрицательные легкие ионы состоят из двух соприкасающихся молекул и обладая относительно большой энергией связи продолжительное время находятся в состоянии взаимного соприкосновения. Одна из них, благодаря захвату электрона, является отрицательно ионизированной центральной молекулой то время, как другая представляет собой нейтральную поляризованную молекулу. Эта пара окружена другими молекулами, которые однако не образуют с ней прочного соединения, а только кратковременно касаются молекулярной пары и в результате процессов соударений постоянно

заменяются другими молекулами. Зона, в пределах которой происходит этот обмен молекулами примерно имеет форму тора (кольца), средняя плоскость которого перпендикулярна оси молекулярной пары. Число молекул, принимающих в любой момент времени участие в процессах обмена, составляет для отрицательных ионов максимум пять. Отсюда находит свое объяснение постоянно получающаяся в процессе измерений при атмосферном давлении более высокая подвижность отрицательных ионов по сравнению с подвижностью положительных ионов.

Наряду с атмосферными легкими ионами в атмосферном воздухе присутствуют еще другие группы частиц: положительно или отрицательно заряженные ионы средних размеров, а также заряженные или незаряженные ядра конденсации. Заряженные ядра конденсации называются также тяжелыми ионами. Известно, что большие носители зарядов не образуются из легких ионов в результате постоянного наслоения молекул, а образуются исключительно в результате наслоения легких ионов на уже существующие (не заряженные) частицы, парящие в воздухе.

1.2. Малые, средние, большие и мультпимолекулярные аэроионы

Из физики незаряженных газов для больших времен известно, что в ионизированных газах при больших давлениях можно найти не только мономолекулярные, но и моноатомные ионы, а кроме того и сравнительно небольшое число более тяжелых («мультимолекулярных») ионов. Мобильность этих ионов значительно меньше, чем мобильность мономолекулярных ионов; кроме того, они наблюдались в разнообразных газах и смесях газов при измерении мобильности, а также посредством масс спектрографии.

Другие наблюдения мультимолекулярных («атмосферных») ионов имели место в метеорологии и климатологии. Была произведена классификация их на «малые», «средние» и «большие» мультимолекулярные ионы, причем «малые» мультимолеку-, лярные ионы были определены как ионы с мобильностью меньше, чем приблизительно 2 см2/(В сек), «средние» как ионы с мобильностью около 0,01 см2 /(В сек) и «большие» как ионы с мобильностью меньше 0,001 см2/(Всек).

«Средние» и «большие» мультимолекулярные ионы заряжаются ядром конденсации «ядра Аткина», которые также существуют как нейтральные частицы. По-видимому, малые ионы главным образом состоят из молекул Н2Ои 02, но при атмосферном давлении возможно также из С02.

Эксперименты [23] указывают на ионную структуру, в которой одна из нескольких нейтральных молекул воды или газа присоединена к одному положительно или отрицательно заряженному мономолекулярному иону как диполь или силами Ван-дер-Ваальса. В более ранней теории предполагалось, что существуют стабильные группы со статистически изменяющимся размером, который увеличивается только в том случае, если присоединяются новые молекулы. Последние теоретические предположения постулируют комплексы лабильных ионов, которые изменяют свое число молекул благодаря неустановившейся ассоциации и диссоциации при перемещении исходного иона.

Обычно предполагается, что «малые» мультимолекулярные ионы, концентрация которых может меняться от 50 до 4000 на см3 на открытом воздухе, биоклиматически являются более эффективными, чем «средние» и «большие» мультимолекулярные ионы. Это может быть обусловлено, например, тем фактом, что малые ионы могут проникать в альвеолы легких человека более просто, чем средние и большие ионы.

В климатологии часто делают различие между мультимолекулярными «естественными» и «искусственными» атмосферными ионами, причем первые создаются радиоактивным излучением почвы, ядрами в воздухе (например, излучением Яа и его продуктами распада) и космическими лучами, «искусственные ионы» могут быть соз-

даны радиоактивными источниками или электрическими разрядами. Нельзя не принять во внимание то, что им соответствует разница в физико-химических структурах и поэтому возможна разница в биологическом воздействии естественных и искусственных воздушных ионов.

1.3. Общие процессы формирования ионов воздуха

Ионы воздуха создаются главным образом ионизацией однокомпонентных молекул воздуха и последующими процессами взаимодействия между электронами, ионами и/или различными молекулами или атомами воздуха.

Присоединением электронов* к нейтральным молекулам высокого электронного подобия, таким как кислород, формируются отрицательные ионы. Ионы и возбужденные атомы могут вызывать химические реакции, например, два возбужденных атома могут объединиться в молекулу, которая, однако, будет немедленно ионизирована освобожденным возбуждением и связывающей энергией. Радиация также может создать новые химические компоненты в воздухе. Так, хорошо известен процесс формирования озона и различных азотных окислов.

Положительные и отрицательные мономолекулярные ионы получающиеся в результате этих процессов, являются объектом дальнейшего взаимодействия с нейтральными молекулами воздуха. Положительные ионы могут переносить свой заряд молекулам с более низким потенциалом ионизации. Аналогично молекулы более высокой электронной однородности могут забирать излишек электронов от отрицательных ионов. Более того, электрические силы между зарядом мономолекулярного иона и вводимыми дипольными моментами нейтральных молекул могут привести к присоединению таких молекул к ионам. Полярные молекулы или молекулы с высокой степенью возможности поляризации особенно удобны для такого «формирования групп». Из-за высокой скорости столкновения между ионами и нейтральными молекулами в воздухе (около 5×109 за секунду) и их низкой естественной концентрации (меньше чем один ион на 10 молекул воздуха), по-видимому, возможно также и то, что газы с очень низкой концентрацией в воздухе могут вносить свой вклад в композицию малых атмосферных ионов.

Результат действия малых ионов нейтрализуется некоторыми процессами аннигиляции: рекомбинацией на воздухе, разряжением на твердых поверхностях и присоединением к взвешенным частицам в среде, образующей воздух, их большим ионам. Отсюда среднее время жизни малых атмосферных ионов ограничено и оценивается в диапазоне от нескольких секунд до нескольких минут в зависимости от разницы в чистоте воздуха.

1.4. Длительность жизни легких и тяжелых аэроионов

Жизнь легкого аэроиона коротка. Различные авторы по-разному определяют длительность этой жизни — от долей секунды до нескольких минут. Сроки жизни легкого аэроиона зависят от чистоты газа или воздуха, в котором он находится. Чем чище воздух, тем меньше в нем ядер конденсации, пылинок и других грубо- или тонкодисперсных частиц и тем жизнь аэроиона продолжительней. В загрязненном воздухе жизнь легкого аэроиона резко сокращается, ибо он, осев на какую-либо частицу, превращается в тяжелый или медленно-подвижный аэроион. В виде тяжелого аэроиона он может продолжать жить далее, пока не соединится с аэроионом другой полярности.

Исследования показали, что тяжелые аэроионы в населенных помещениях живут часами, образуя устойчивую аэродисперсную систему. Легкие аэроионы кислорода воздуха, оседая на выдохнутых человеком частицах пара, превращаются в тяжелые аэроионы, которые образуют в дыхательной зоне человека ионное облако. Часть этого облака человек вдыхает обратно. Такое явление имеет место в закрытых помещениях

с более или менее застоявшимся воздухом. Во внешнем воздухе, где такого облака может не быть вследствие движения воздуха, легкие аэроионы кислорода утяжеляются в верхних дыхательных путях. Не исключена возможность того, что все же часть легких аэроионов при вдохе достигнет альвеолярной стенки.

2. Взаимоотношения температурно-влажностного

и электро-аэродинамического режимов в помещениях с кондиционированным воздухом

Оценивая состояние воздушной среды в закрытых помещениях с высокой ее чистотой по показателям температур^, относительной влажности, скорости движения воздушного потока и аэроионизации был отмечен интересный факт. В чистых комнатах, в условиях деионизации воздушной среды показатели температуры и относительной влажности в течение рабочего дня претерпевали значительные изменения (табл 1). Одновременно с этим, лица, работающие в этих помещениях, в ряде случаев отмечали температурно-влажностный дискомфорт.

Изменения относительной влажности и температуры в чистых комнатах

в условиях деионизации воздуха

Показатели микроклимата Время суток, час Амплитуда колебаний

08.00 11.00 13.00 15.30

Относительная влажность, % 38,50.2 48,00,7 45,50,4 55,01,0 16,5

Температура,°С 20,50,4 19,50,4 21,50,2 22,50,4 3,0

НПФ «Сапфир» было высказано предположение, что в закрытых помещениях с кондиционированным воздухом резкое уменьшение количества положительных и отрицательных аэроионов может приводить к изменению заданного температурновлажностного режима, так как нарушены взаимоотношения микроклиматической триады — «температура — влажность — аэроионизация», всегда существующей в естественных условиях.

Надо полагать, что именно в закрытых помещениях с деионизированным воздухом изменения взаимоотношений этой триады будут наиболее выражены, что отразилось на неустойчивости заданного температурно-влажностного режима.

После создания дополнительной ионизации, способствующей компенсации аэро-ионной недостаточности в помещениях, заданный температурно-влажностный режим в течение рабочего поддерживался более устойчиво (табл. 2).

Изменения относительной влажности и температуры в чистых комнатах в условиях компенсации аэроионной недостаточности.

Показатели микроклимата Время суток, час Амплитуда колебаний

08.00 11.00 13.00 15.30

Относительная влажность 48,00,7 52,00,1 51,00,1 55,00,1 7,0

Температура 20,50,2 21,00,1 21,00,1 22,00,3 2,0

Таким образом, в помещениях с кондиционированным воздухом при поддержании высокой чистоты его отмечается взаимосвязь температурно-влажностного и элек-тро-аэродинамического режимов.

Для обоснования отмеченного факта можно привести некоторые теоретические предпосылки о наличии электрических эффектов на границах раздела двух фаз «вода-воздух» с позиций двойного электрического слоя. В естественных условиях особенности строения двойного электрического слоя влияют на заряжение мелких облачных капель, растущих за счет конденсации. Если ограничиться электростатическим приближением в рассмотрении взаимодействия атмосферных ионов с поверхностным полем капли, то поле двойного электрического слоя можно трактовать как поле сферического конденсатора с разностью потенциалов между обкладками, равной поверхностному скачку потенциала. В этом случае, в область действия двойного электрического слоя с одинаковой вероятностью могут попадать как положительные, так и отрицательные ионы, но поле будет разделять ионы разных знаков. В случае положительного скачка потенциалов, направленного в глубь капли, отрицательные ионы будут затягиваться в глубь капли, а положительные — выталкиваться на поверхность. При обратной полярности соотношения для отрицательных и положительных ионов будут противоположны. Можно предположить, что в герметически закрытых помещениях при условии почти полного отсутствия аэроионов могут происходить изменения электрических эффектов двух фаз «вода-воздух», что в свою очередь, вероятно, и обусловливает наблюдаемые нами значительные колебания относительной влажности и связанной с нею температуры воздуха. В условиях компенсации аэроионной недостаточности, т.е., когда в воздушной среде имеются ионы, могут происходить электрические эффекты, характерные для фазовых взаимоотношений в системе «вода-воздух». При этом полное изменение химической энергии гидратации ионов определяется суммой всех эффектов.

Эффект поляризации Епол, и Еотт взаимно компенсируются, А составляет более 50 %, В — более 30 %, остальные от 1 до 10 % общей энергии. В присутствии ионов часть растворителя (в наших условиях молекулы или группы молекул) связываются в сольватную оболочку, т. е., при увеличении концентрации аэроионов происходит частичная десольватация.

Можно предположить, что в условиях дополнительной аэроионизации в помещениях с жестким режимом кондиционирования, в частности, в чистых комнатах, при соответствующей концентрации ионов происходит увеличение ассоциации, а затем при некотором повышенном содержании ионов влажность воздушной среды в определенной степени увеличивается, удерживается на более стабильном уровне. Соответственно устойчивость относительной влажности и температура окружающей среды будут более постоянны.

Отмеченный факт возможных изменений взаимоотношений постоянно существующей триады «температура — влажность — аэроионизация» при исключении последней представляет научный интерес и может иметь определенное практическое значение при проектировании систем кондиционирования воздуха с встроенными ионизаторами.

3. Механизмы физиологического действия аэроионов на организм человека

Исследования электрических компонентов внешней среды, в частности ионизация воздуха, имеют большое значение в плане оценки биологического влияния этих факторов, выявления их роли в эволюционном развитии животного мира, а также анализа механизмов действия с целью объяснения тех изменений в организме, которые могут наблюдаться в разнообразных помещениях с резким нарушением количественной и качественной характеристики электрических параметров.

Гигиенические и клинико-физиологические исследования, проведенные в производственных помещениях со сниженным уровнем аэроионизации, показали наличие выраженных изменений функционального состояния жизненно важных систем организма человека. В связи с этим возникла необходимость нормализации нарушенной микроэкологии, т.е. компенсация аэроионной недостаточности. Физиологогигиеническое обоснование оптимальных уровней аэроионизации можно было проводить только при условии знания основных путей и механизмов действия аэроионов. По вопросу биологического действия аэроионов существует гипотеза, выдвинутая Л.Л. Васильевым в 1934 году, [5] согласно которой, физиологическое действие аэроионов объясняется наличием электрГогуморального обмена, состоящего из двух фаз: фазы тканевого и легочного электрообмена

а) Фаза тканевого электрообмена

Поток аэроионов, бомбардируя кожу, может повышать ее газообмен и возбуждать рецепторы кожи. Однако на долю кожной поверхности человека приходится менее 1 % газообмена, поэтому поступление аэроионов кислорода в организм таким путем чрезвычайно мало. В то же время А.Л. Чижевский [34] установил влияние аэроионов на рецепторы кожного покрова: изменение тактильной и болевой чувствительности, диаметра капилляров, усиление роста волос. Влияние аэроионов на рецепторы кожи способно рефлекторно изменить тонус центральной нервной системы, а тем самым повлиять на метаболизм в организме. Действие аэроионов кислорода на кожу называется внешним электрообменом.

б) Фаза легочного электрообмена

Однако главным путем влияния аэроионов кислорода являются легкие, где осуществляется внутренний электрообмен между электрической аэросистемой и электростатической системой организма, т. е. осуществляется воздействие аэроионов кислорода на гидрозоль, каким является организм.

Поверхность альвеол легких у взрослого человека составляет около 100 м2, что в 50 раз превышает поверхность тела. По этой территории течет кровь, отделенная от альвеолярного воздуха всего 2 слоями клеток — эндотелия капилляров и клеток стенки альвеол. Ведущую роль в газообмене играют эритроциты, суммарная поверхность которых равна 3000 м2, т. е. в 1500 раз больше поверхности тела.

Еще в 1924 году А.Л. Чижевский установил, что некоторая часть отрицательных аэроионов при дыхании оседает на стенках верхних дыхательных путей, трахеи, бронхов и бронхиол. Однако около 80 % из них достигает альвеол, где совершается газообмен. Заряжая электроотрицательно 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 уреже-нием дыхания, а также усилением газообмена в легких. Положительные аэроионы вызывают противоположный эффект.

Аэроионы поступают в кровь путём диффузии и электростатической индукции. Однако этот вопрос требует специальных исследований. Считается, что система «воздух-кровь» является самой ответственной за жизнь системой общения организма с окружающей средой, определяющей организменный электрообмен.

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 электрораспор 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 аэроионов увеличивает отрицательные заряды элементов крови и электрораспор между форменными элементами крови и

белками плазмы. Кровь, обогащенная аэроионами кислорода, омывает все клетки организма, увеличивает их отрицательный заряд и поддерживает золеобразное состояние их цитоплазмы и оптимальный уровень метаболизма. Отрицательные аэроионы обеспечивают стабильное состояние клеток и предотвращают их электроразрядку, а следовательно, коагуляцию протоплазмы с переходом из золя в гель.

Положительные аэроионы 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.

А.Л. Чижевский и его последователи обнаружили [6, 34], что аэроионы кислорода 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 аэроионов кислорода А.Л. Чижевский объясняет тем, что они влияют на основные электрообменные и физико-химические процессы, нормализуя их интенсивность.

Вдыхание отрицательных аэроионов 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 дыхательных катализаторов.

Еще в своих первых экспериментах 1918-1924 годов А.Л. Чижевский подметил, что систематическое вдыхание отрицательных ионов 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 аэроионов 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.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Возникает вопрос о способе замедления электроразрядки коллоидов, а тем самым замедления старения. Считается, что систематическое введение в организм оптимального количества аэроионов кислорода 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.

К настоящему времени доказано, что при старении действительно 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. Доказано что отрицательные аэроионы продляют жизнь, а полностью дезионизированный воздух вызывает заболевания и гибель жи-

вотных. Активное улучшение дыхательной среды в жилых и рабочих помещениях путем обогащения воздуха аэроионами кислорода может существенно повысить работоспособность, уменьшить утомляемость, улучшить здоровье и подарить людям несколько дополнительных лет жизни.

4. Дозировки аэроионов отрицательной и положительной полярности при искусственной аэронизации воздуха На основании многих тысяч наблюдений [11, 39] во внешней атмосфере в большинстве точек земного шара концентрация аэроионов равна 1000 аэроионов обеих полярностей в 1 см3. Однако есть места, где количество аэроионов достигает 5000 и 10000 в 1см3.

Так как дыхательный аппарат является основным местом приложения аэроионов, можно рассчитать сколько в сутки вдохнет человек аэроионов, находясь все время в наружном воздухе. Получим: 350 • 16 • 60 • 24 • 1000 = 8,0 • 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 сутки,

1000- количество аэроионов в 1 см3.

Это число было названо биоединицей аэроионизации и принято на Международном конгрессе по биологической физике (сентябрь 1939 г., Нью-Йорк).

Эффективность ионизации воздуха оценивается коэффициентом униполярности У, который определяется как отношение положительных ионов к отрицательным.

где *ё,д — коэффициент униполярности по легким и тяжелым ионам соответственно; пё — количество легких ионов, шт;

— количество тяжелых ионов, шт;

Гигиенические требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных помещений определяются СанПиН 2.2.4.1294-03 от 16 июня 2003 года [9].

Аэроионный состав воздуха устанавливается в зависимости от процессов ионизации и деионизации. Нормируемыми показателями аэроионного состава воздуха производственных и общественных помещений являются:

— концентрации аэроионов (минимально допустимая и максимально допустимая) обеих полярностей р+. р’, определяемые как количество аэроионов в одном кубическом сантиметре воздуха (ион/см3);

— коэффициент униполярности У (минимально допустимый и максимально допустимый) определяемый как отношение концентрации аэроионов положительной полярности к концентрации аэроионов отрицательной полярности.

Минимально и максимально допустимые значения нормируемых показателей определяют диапазоны концентраций аэроионов обеих полярностей и коэффициента униполярности, отклонения от которых могут привести к неблагоприятным последствиям для здоровья человека.

Значения нормируемых показателей концентраций аэроионов и коэффициента униполярности по СанПиН 2.2.4.1294-03 приведены в таблице 3.

Оптимальная концентрация легких положительных ионов — 1500-3000 ион/см Оптимальная концентрация легких отрицательных ионов — 3000.. .5000 ион/см

Нормируемые показатели концентраций аэроионов и коэффициента униполярности

по СанПиН 2.2.4.1294-03

Нормируемые показатели Концентрация п+ (ион/смЗ) Концентрация п‘ (ион/смЗ) Коэффициент униполярности У

Минимально допустимые п+ >= 400 п- >= 400 0,4. 1,0

Максимально допустимые п+ < 50000 >п-< 50000

5. Методы ионизации воздуха

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.

В зависимости от физического явления, используемого в той или иной конструкции аэроионизатора для продуцирования аэроионов, различают следующие типы:

Плазменные ионизаторы — ионизация воздуха обеспечивается при горении винного спирта в изолированном металлическом сосуде, поверхность которого соединена с источником отрицательного напряжения (40 . 50) тыс. В. Недостатки очевидны — в воздухе содержится копоть и он имеет неприятный запах.

Ультрафиолетовые ионизаторы — ионизация воздуха достигается при его облучении ультрафиолетовым излучением кварцевой лампы. Эти излучения вредны для здоровья человека, а так же при данном способе ионизации выделяются вредные для здоровья человека газы, поэтому известные ультрафиолетовые генераторы аэроионов не получили широкого распространения.

Термические ионизаторы — ионизация воздуха накаленной проволокой. Такой ионизатор излучает только тяжелые отрицательные аэроионы, а в воздухе образуется металлическая пыль с концентрацией до 100 миллионов частиц в одном кубическом сантиметре.

В современных термоионизаторах, созданных на кафедре физики Тартуского государственного университета, источником ионизации служит нихромовая спираль, укрепленная в полусферическом отражателе. В ионизаторах данного типа достигается практически полная униполярность генерируемых ионов и достаточно высокая их концентрация. Они весьма эффективны в тех случаях, когда целесообразно сочетание аэроионотерапии с тепловым эффектом, но они не получили широкого распространения, т. к. при их работе образуются много вредных биологически активных газов.

Коронные ионизаторы — создают аэроионы на небольшом расстоянии от прибора (15 . 30 см) за счет коронного электрического разряда. Между проволочными корони-рующими и пластинчатыми заземленными электродами при подаче высокого напряжения возникает коронный разряд и происходит зарядка частиц на коронирующие электроды подается выпрямленное высокое напряжение положительной полярности (12 . 13) кВ. Одновременно вырабатывается большое количество озона и окислов азота.

Кроме положительных воздействий на организм при генерировании’ионов методами коронного разряда, нагревания тела, ультрафиолетового облучения, помимо ионов, называемых малыми, в воздухе образуется значительное количество побочных больших ионов, вторичных элементов, опасных концентраций окислов озона и азота, которые при определенных концентрациях оказывают вредное влияние. Так, атомы О

и N комбинируют с образованиями N0, К203, М205 и т.п., при последующем реагировании с парами воды образуют азотную кислоту. Озон при вдыхании раздражает ткани человека из-за окисления. Эти типы генераторов ионов не могут быть успешно использованы для ионизации воздуха в помещении, где присутствуют люди.

Радиевые ионизаторы — обеспечивают высокую ионизацию воздуха за счет испускания альфа-, бета- и гамма- лучей. Анализ применения радиоактивных изотопов в качестве ионизаторов воздуха не приводит к образованию побочных частиц, что способствует успешному применению и разработке устройств на основе различных изотопов и способствует улучшению качества ионизации воздуха и не оказывает вредных воздействий на человека. Одним из первых таких ионизаторов был ионизатор «Янтарь», разработанный в Казанском авиационном институте, имел коэффициент униполярности 0,7 и регулируемую концентрацию аэроионов от 20000 до 150000 на смЗ. Но ввиду того, что в гражданской отрасли использование изотопных ионизаторов невозможно, ионизаторы данного типа не нашли широкого применения.

Водяные ионизаторы — их принцип действия основан на механическом дроблении, распылении или пульверизации воды. Гидроион — электризованная частица воды

— является лишь средством переноса аэронов кислорода из внешней среды в дыхательные пути. Поскольку полярность создаваемых аэроионов зависит от химического состава воды, требуется ее постоянный контроль.

Е.А. Чернявским создан гидродинамический ионизатор воздуха, в котором для искусственной аэроионизации использован принцип баллоэлектрического эффекта. Одной из важнейших особенностей гидроаэроионизаторов является образование в процессе их работы не только легких газовых ионов, но и легких гидроионов. Чернявским было создано 11 моделей гидроаэроионизаторов, предназначенных для группового лечения. Наибольшее распространение в медицинских учреждениях получил ионизатор типа «Серпухов-1», обеспечивающий вблизи прибора довольно высокую ‘ концентрацию ионов до 500,000 в 1 см3 воздуха (на расстоянии 15 см от прибора) при коэффициенте униполярности (0,2 . 0,3). Преимуществом данной модели гидроионизатора является помимо простоты устройства и дешевизны, её экономичность. К недостаткам можно отнести повышение влажности в помещении.

Электроэффлювиальные ионизаторы. Данный метод тщательно исследован с точки зрения влияния на организм человека и считается наиболее «чистым» методов получения аэроионов. Под воздействием высокого напряжения, приложенного к металлическим иглам с диаметром острия (5 . 10) мкм происходит стекание электронов

— электрический эффлювий. Молекулы кислорода воздуха захватывают эти электроны, приобретают отрицательный заряд и становятся отрицательными аэроионами.

Рабочим органом установки для получения аэроионов отрицательной полярности по методу Чижевского является электроэффлювиальная люстра (рис. 1), соединенная с источником тока отрицательной полярности.

Электроэффлювиальная люстра представляет собой легкий металлический обод-кольцо, изготовленный из латунной трубки или стали, на котором натянуты по двум взаимно перпендикулярным осям никелиновые или нихромовые проволоки. Плотность расположения игл равна 474 острия на 1 м2 площади сетки. Одним из главных достоинств электроэффлювиального способа получения униполярных аэроионов является то, что он полностью свободен от озона и окислов азота при определенных физических параметрах электроэффлювиальной люстры и нормальной ее работе.

Трудность использования данного метода ионизации состоит в том, что для достижения результатов, описанных Чижевским, необходимо соблюсти предложенные им особенности конструкции ионизаторов, например плотность расположения игл должна быть равна не менее 474 острия на 1 м2 площади сетки, что существенно удорожает электроэффлювиальный ионизатор и увеличивает его массогабаритные пока-

затели. Появившиеся в последнее время портативные ионизаторы электроэффлюви-ального типа в большинстве своем вырабатывают аэроионы в недостаточном количестве, и практически не оказывают положительного действия на здоровье человека.

Рис. 1. Электроэффлювиальная люстра:

1 — высоковольтный изолятор; 2 — металлические иглы; 3 — кольцо; 4 — рама.

Аэронизация озоном — данный метод ионизации совмещен с кондиционированием воздуха и основан на обогащении обрабатываемого воздуха озоном, при этом происходит поддержание и сохранение легких аэроионов в основной отрицательной полярности за счет способности озона образовывать легкие ионы в процессе перезарядки и уменьшения количества тяжелых ионов. В помещении сначала ионизируются обычные компоненты воздуха — молекулы азота, кислорода, углекислого газа, паров воды и т.д. Образующиеся первичные ионы далее при взаимодействии перезаряжаются с второстепенными составляющими воздуха (озоном, окислами азота и др.), а также с частицами пыли, которые всегда содержаться в воздухе. При озонировании воздуха в нем происходит возрастание концентрации легких отрицательных ионов при почти неизменной концентрации тяжелых отрицательных ионов. Это объясняется тем что озон как сильный окислитель способен разрушать «посадочные» площадки (материальные частицы), составляющие основу тяжелых ионов, причем процесс перезарядки и рекомбинации ионов происходит быстрее по сравнению с естественными процессами рекомбинации ионов. Исследованиями установлено [16], что содержание первичных легких ионов снижается после прохождения через систему кондиционирования воздуха в (6 . 10) раз, что отрицательно сказывается на самочувствии и увеличивает заболеваемость людей. В связи с этим в настоящее время остро встал вопрос об оснащении систем кондиционирования воздуха ионизаторами различного типа, однако эти устройства нецелесообразно использовать при большом количестве кондиционируемых помещений, а установка ионизатора в общий воздуховод неэффективна, т.к сопряжена со значительными потерями ионов на их оседание и нейтрализацию вплоть до 80%. Наиболее современным и эффективным методом на сегодняшний день является обработка воздуха озоном. Причем данный метод помимо обогащения

воздуха аэроионами имеет целый ряд положительных эффектов: обезораживание воздуха, дезодорация, а так же микроконцентрации озона стимулируют биохимические превращения в организме человека, что положительно сказывается на его здоровье. Обработка воздуха озоном происходит в кондиционерах с контактными аппаратами -форсуночной камерой или ЦПА (рис. 2).

Ионизированный очищенный воздух

Рис. 2. Схема обработки воздуха озоном в циклонно-пенном аппарате:

1 — пенная камера; 2 — емкость с озонированной водой; 3 — элиминатор; 4 — завихритель.

Впервые озон в кондиционировании воздуха в России был внедрен ВНИИ «Кондиционер» в 1979 году. Немного раньше он был использован в ФРГ фирмой «Альфред Тевис», в Австрии — «Крист», во Франции — «Трелигаз». Основным препятствием на пути повсеместного внедрения данного метода является определение необходимой дозы озона, расходуемой на восстановление естественного фона озона и отрицательных ионов в кондиционированном воздухе. Эта Доза должна быть определена с высокой точностью, так как даже незначительная ошибка может привести к негативным последствиям — либо озона будет недостаточно для эффективной ионизации и обез-ораживания воздуха, либо его концентрация превысит допустимую концентрацию, что недопустимо, т.к. в больших концентрациях озон опасен для здоровья человека. (ПДК озона в воздухе составляет 100 • Ю-6«/ /’ 3)

Очевидно, что дальнейшее развитие устройств ионизации пойдет по пути совмещения аэроионизаторов с системами кондиционирования воздуха и на данном этапе наиболее предпочтительным методом для этой цели является получение ионизированного воздуха путем обработки его озоном. Следует отметить, что многочисленные ионизаторы, использующие данный метод, не соответствуют жестким критериям безопасности по содержанию в воздухе озона, что лишь компрометирует этот высокоперспективный метод. Для создания действительно безопасных и эффективных систем ионизации воздуха с помощью озона необходим серьезный научный подход, создание математических моделей процесса, а также экспериментальные и натурные исследования.

[1] Алексеев В.П. Творчество А.Л. Чижевского и современная наука // Природа. — № 10. — М.: АН СССР 1982.-С. 58-60.

[2] Богатых С.А. Исследование условий обитаемости судовых помещений при обработке воздуха в циклонно-пенных аппаратах // Судостроение, 1962. — № 5. — С. 22 — 27.

[3] Богатых С.А. Циклонно-пенные аппараты. — Л.: Машиностроение, 1978. — 225 с.

[4] Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров Л.В. Кондиционирование воздуха и холодоснаб-жение. — М.: Стройиздат, 1985.

[5] Васильев Л.Л. Влияние атмосферных ионов на организм. — JL: Наука, 1960. — 100 с.

[6] Васильев Л.Л., Лепицкий Д.А. Влияние тяжелых и легких аэроионов на функцианальное состояние нервной системы // Тр. Института по изучению мозга. — Т. 18. — Л.: 1947. — С. 45-52.

[7] Васильев Л.Л., Чижевский А.Л. Проблема органического электрообмена // Проблемы иони-фикации. Труды ЦНИЛИ. — Т. III. — Воронеж: Коммуна, 1934. — С. 335-368.

[8] Виснапуу Л.Ю. Электрическое заражение частиц аэрозоля с применением коронного разряда // Уч. зап. ТГУ. — Тарту; 1975. — Вып. 348. — С. 56-85.

[9] Гигиенические требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных помещений: СанПиН 2.2.4.1294-03 — Введ. 22.04.2003. — М.: ИИЦ Минздрава России, 2003. — 3 с.

[10] Грудина А.И. Об ионизации атмосферы в условиях крупного промышленного города // Гигиена и санитария. — 1978. — № 1. — С. 107-108.

[11] Губернский Ю.Д., Дмитриев М.Т. Атмосферный озон и ионы — основные компоненты свежести воздуха// Природа. — 1976. — № 9. — С. 21-31.

[12] Губернский Ю.Д., Корневская Е.И. Гигиенические основы кондиционирования жилых и общественных зданий. — М.: Медицина, 1978. — 192 с.

[13] Иванов Б. “Люстра Чижевского”: вопросы и ответы // Радио. — 1997. — № 6. — С.ЗЗ.

[14] Истомин Н.И. Все ли аэроионизаторы можно называть “Люстрой Чижевского”? //Радио. -1998.-№ 11.-С. 42.

[15] Карпис Е.Е. Достижения науки и техники в кондиционеростро нении. — М.: ЦНИИТЭстройдормаш, 1979. — Вып. 2 — 5 с.

[16] Курников A.C. Создание математических моделей систем обеспечения обитаемости судов.

— Н. Новгород: ВГАВТ, 2002. — 155 с.

[17] Ленинджер А. Основы биохимии. Перевод с англ. — М.: Мир, 1985. — Т. 1. — 985 с.

[18] Лившиц М.Н. Аэроионификация: Практическое применение — М.: Стройиздат, 1990. — 168 с.

[19] Лившиц М.Н. Социальное значение аэроионификации жилых зданий // Жилище. — 2000. -М.: Стройиздат, 1988. — Ч. 2. — С. 109-113.

[20] Лившиц М.Н. Технические средства для искусственной ионизации воздуха и приборы для измерения концентрации ионов. — М.: 1964. — С. 40-41.

[21] Лившиц М.Н., Румянцев К.И. Аэроионификация промышленных и общественных зданий // Водоснабжение и санитарная техника* 1984. — № 10. — С. 14-16.

[22] Павлов С.Н. Искусственная ионизация чистого воздуха помещений // Водоснабжение и санитарная техника. — 1982. — № 6. — С. 19-21.

[23] Поляков В. Физика аэроионизации // Журнал «Радио». — № 3. — 2002. — С. 36.

[24] Рейнет Я.Ю. и др. Сравнительное исследование аэроионизаторов // Уч. зап. ТГУ. — Тарту, 1982.-Вып. 631.-С. 53-62.

[25] Санадзе Г.И. О нормализации ионизованности воздушной среды различных помещений // Безопасность труда: Сб. науч. тр. ин-тов охраны труда ВЦСПС. — М.: Профиздат, 1984. — С. 72-78.

[26] Секриеру В., Мунтяну Е. Автоматизация аэроионизатора / Журнал «Радио». — № 1. — 2004. -С. 38-39.

[27] Скипетров В.П. Аэроионы и жизнь. — Саранск: Тип. «Красный Октябрь», 1997. — 116 с.

[28] Скипетров В.П. Лечение аэроионами кислорода. — Мордовский ун-т: СВМО, 1995 — 55 с.

[29] Скипетров В.П., Беспалов H.H., Зорькина A.B. Лечение аэроионами кислорода. — Мордовский гос. Университет. — Саранск: СВМО, 2001 — 60 с.

[30] Скипетров В.П., Мартынова В.В. Влияние отрицательных аэроионов кислорода на гемостаз человека. — Мордовский ун-т. — Саранск: 1992, — С. 8.

[31] Скипетров В.П., Мартынова В.В. Влияние отрицательных аэроионов кислорода на свертывание крови. Кардиология, 1995 — 10 с.

[32] Тигринян Р.Я. и др. Влияние ионизированной воздушной среды на гормональные спектры организма человека// Космическая биология и авиакосмическая медицина. — 1980 — № 6 — С. 8.

[33] Физико-математические и биологические проблемы действия электромагнитных полей и ионизации воздуха// Материалы Всесоюзного научно-технического симпозиума. — М.: Наука, 1975.-Т. 1,2.

[34] Чижевский A.JI. Аэроионизация как физиологический, профилактический и терапевтический фактор и как новый санитарно-гигиенический метод кондиционированного воздуха. -1933.-200 с.

[35] Чижевский А.Л. Ионизация газов и атмосферного воздуха // Проблемы ионизации: Тр. ЦНИЛИ. — Воронеж: Коммуна, 1933.-Т. 1.-С. 1-38; С. 112-116; С. 167-218.

[36] Чижевский А.Л. Теоретические основы работы электроэффлювиапьного ионизатора. 1939

[37] Шилкин А.А., Губернский Ю.Д., Миронов А.М. Аэроионный режим в гражданских зданиях. — М.: Стройиздат, 1988. — 169 с.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

[38] Шилкин А.А., Соловьев С.П. и др. ,Аэроионный режим помещений при работе бытовых кондиционеров БК-1500 и БК-2500 // Электротехническая пром-сть. Сер. Бытовая электротехника. — 1981. — Вып. 3(64). — С. 1-3.

[39] Шилкин А.А., Соловьев С.П. Рекомендации по совершенствованию аэроионного режима внутренней среды общественных зданий / ЦНИИЭП учеб. зданий. — М.: 1982. — 36 с.

[40] Bachman С.Н., McDonald R.D., Lorenz P.J. Some effects of air ion the activity of rats-Int J Bio-meteorol, 1966, v.10, p. 39-46.

[41] K.T.Fomof,G.O. Gilbert. Stress and physiological, behavioral and performance patterns of children under varied air ion levels. — Int.J.of Biometeorol., 1988, 32: 260-270.

ARTIFICIAL IONIZATION OF AIR

A. S. Kurnikov, A. S. Shirshin

Main principles of artificial ionization of air, the influence of negative ions on the health of the person are considered. The effective and modern method of reception of ionized air by its processing by ozone is offered. The circuit of the processing of air by ozone in the cyclone-foamy device is resulted

УДК 629.122.456.2.011.51.- 691.83

A. E. Мазунин, аспирант.

М. X. Садеков, к. т. н., доцент, ВГАВТ/

603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5. E-mail: RedJHunter@mail.ru

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО МЕТОДА НАГРЕВА ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ В РЕЧНЫХ НЕФТЕНАЛИВНЫХ СУДАХ, ВЗАМЕН НАГРЕВА ПАРОМ

Разработка нового, экологически чистого метода нагрева высоковязких топлив, в речных нефтеналивных судах, с использованием СВЧ-энергии. Исполнение и основные сравнительные показатели.

В настоящее время нефтеналивными судами перевозится около 140 млн. т нефтепродуктов, из которых 40 млн. т приходится на долю внутреннего транспорта. Из общего объема нефтегрузов около 55 % приходится на высоковязкие мазуты и нефти, потребляемые в основном крупными теплоэлектростанциями и заводами [1]. В связи с тем, что температуры застывания вязких нефтепродуктов находятся в пределах (+10)

— (36 °С), а в раде случаев и выше (для донных отложений), то при транспортировке нефтепродуктов в судах на днище и бортах происходит образование застывшего слоя, толщина которого может достигать 0,2 м и выше, сокращая тем самым грузовмести-

Вопросы и ответы

Ультрафиолетовые лучи — это электромагнитные волны, которые представляют собой часть света (рис. 1). Электромагнитные волны делятся на три основных диапазона длин волн, выраженных в нанометрах (нм): Ультрафиолетовые (УФ) лучи 100-400 нм, видимые (светлые) лучи 400-700 нм, инфракрасные (ИК) лучи 700-800,000 нм. Ультрафиолетовые лучи, в свою очередь, подразделяются на три диапазона:

  • УФ-лучи спектра А (UV-A) (315-400 нм) со свойствами пигментации;
  • УФ-лучи спектра В (UV-B) (280-315 нм) с лечебными свойствами и способностью синтезировать витамин D;
  • УФ-лучи спектра С (UV-C) (100-280 нм) с бактерицидными свойствами.
КАК РАБОТАЮТ УФ-ЛУЧИ СПЕКТРА С?

УФ-лучи спектра С (100-280 нм) обладают сильным бактерицидным эффектом и достигают максимальной эффективности при длине волны 265 нм. Бактерицидный эффект УФ-лучей спектра С распространяется на бактерии, вирусы, споры, грибки, плесень и клещей, что в основном связано с разрушительным воздействием УФ-лучей спектра С на их ДНК, которые повреждают их репродуктивную систему и препятствуют их размножению.

ЯВЛЯЮТСЯ ЛИ УФ-ЛУЧИ СПЕКТРА С ВИДИМЫМИ?

Излучение этих ламп составляет около 90% при длине волны 253,7 нм. Эта частота невидима для человеческого глаза и обладает сильным бактерицидным эффектом. Остальные 10% излучения лампы видны (обычно выглядят как синеватый свет).

ВСТРЕЧАЮТСЯ ЛИ УФ-ЛУЧИ СПЕКТРА С В ПРИРОДЕ?

Да, ультрафиолетовые лучи C встречаются в природе, так как они генерируются солнцем, но озоновый слой в атмосфере действует как щит, который останавливает их, не давая достигнуть земной поверхности.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ БАКТЕРИЦИДНЫХ ЛАМП UV-C?

Бактерии, вирусы, споры, грибки, плесень и клещи чувствительны к УФ-лучам спектра С (UV-C), которые могут ликвидировать их.

Микробы не могут приобрести устойчивость к UV-C лучам. Такая устойчивость возникает только к химическим дезинфицирующим средствам и антибиотикам.

Ультрафиолетовые лучи экологически безвредны. При использовании обычных дезинфицирующих средств загрязнение окружающей среды неизбежно. Они также несут серьезную опасность в результате непосредственного вдыхания паров или попадания в пищевые продукты, загрязненные после прямого контакта с химическими дезинфицирующими средствами.

В тех случаях, когда использование химических дезинфицирующих средств неизбежно (пищевая/фармацевтическая/медицинская промышленность и т.д.), применение ультрафиолетовых лучей в процессе дезинфекции может уменьшить количество требуемых средств, что позволяет значительно сэкономить средства и является более благоприятным для окружающей среды, сохраняя при этом — и в большинстве случаев улучшая — качество дезинфекции.

Устройства UV-C могут быть установлены в большинстве помещений и оборудования и могут быть запрограммированы на поддержание одинакового уровня дезинфекции днем и ночью, обеспечивая идеальные условия гигиены без изменения качества. Для сравнения, химические дезинфицирующие средства наиболее эффективны в момент использования.

Устройства LIGHT PROGRESS, оборудованные UV-C, отличаются низкими эксплуатационными расходами и не требуют технического обслуживания, кроме обычной замены лампы. Эти мощные системы с высокой стабильностью обеспечивают исключительное соотношение цены и качества. По этой причине устранение микробов с использованием UV-C, в отличие от других систем (или вместе с другими системами), дает отличные результаты при низкой стоимости.

ЭТА СИСТЕМА ДЕЗИНФЕКЦИИ БЕЗОПАСНА И ЭФФЕКТИВНА?

Ультрафиолетовые лучи спектра С действительно работают. Разница между неэффективным применением и качественным проектом заключается в наших глубоких знаниях и многолетнем опыте в данной области. С 1987 года компания Light Progress успешно реализует проекты по всему миру и уже сформировала портфель клиентов, в который входят компании всех отраслей промышленности, требующие проверенные условия гигиены для производства качественной продукции или услуг.

КТО РЕКОМЕНДУЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ ЛУЧИ СПЕКТРА С?

Многочисленные организации и советы с глобальным масштабом деятельности, такие как Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Агентство по охране окружающей среды (АООС), Центр по контролю и профилактике заболеваемости (CDC), Американское общество инженеров отопления, охлаждения и воздушного кондиционирования (ASHRAE) и многие другие, рекомендуют использовать ультрафиолетовые лучи спектра C для дезинфекции воды, окружающей среды и систем кондиционирования воздуха. LIGHT PROGRESS является членом IUVA (Международной ассоциации ультрафиолетового излучения), глобальной организации, которая собирает и предоставляет пользователям доступ ко всей имеющейся в наличии информации и ежегодно организует различные международные встречи. Собрав всю эту информацию, IUVA также опубликовала документ, который закладывает основу для проектирования различных систем и приложений UVGI (ультрафиолетовое бактерицидное облучение).

КТО ИСПОЛЬЗУЕТ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ ЛУЧИ СПЕКТРА С?

УФ-лучи спектра С используются ежедневно, в основном в:

В пищевой и фармацевтической промышленности, для дезинфекции воздуха и поверхностей в производственных помещениях, для дезинфекции контейнеров с продуктами (упаковки), для изоляции «защищенных» зон при производстве и упаковке продуктов (например, чистых помещений), а также зон, подверженных риску заражения. Эти процедуры значительно повышают безопасность и сохранность приобретаемой продукции и обеспечивают многочисленные преимущества для здоровья, поскольку они не оставляют следов и помогают уменьшить или даже устранить необходимость в применении химических дезинфицирующих средств, которые могут оставлять вредные остатки на продуктах.

Больницах, для предотвращения передачи и, следовательно, заражения опасными бактериями или вирусами, которые могут быть обнаружены в воздухе или переноситься после контакта с инфицированными лицами или посетителями, таких как TBC и легионелла (Legionella).

Системах кондиционирования воздуха, для предотвращения проблемного и вредного накопления плесени и бактерий в системах очистки воздуха или воздуховодах, которые могут вызвать заболевания, связанные со зданиями (ЗСЗ), экзогенно-аллергический альвеолит, вирусные, грибковые и риккетсиальные инфекции, бронхиальную астму, кондиционную лихорадку, лихорадку Понтиак и болезнь Легионеров, астму и синдром больного здания. Многие армии используют системы ультрафиолетового излучения спектра С для предотвращения биологических атак, таких как распространение сибирской язвы в трубопроводах.

Системах для очистки воды, предназначенных для потребления человеком и животными, а также для санитарных целей, для уничтожения любых микроорганизмов, которые могут быть обнаружены в воде, поступающей из колодцев, водохранилищ и акведуков. Система должна устанавливаться после фильтра с активированным углем, например, в водораспределителях, которые все чаще встречаются в городах.

Нет никаких ограничений для возможного применения ультрафиолетовых лучей спектра C. Даже в домашних условиях они используются для предотвращения скопления плесени на стенах, удаления клещей из спален, поддержания здоровья воздуха в помещении и очистки воды.
Ультрафиолетовые лучи C способны даже устранять запахи и жировые отложения на промышленных кухнях и в ресторанной индустрии в целом, в сочетании с выбросом озона. Компания LIGHT PROGRESS также разработала специальную систему для этого конкретного применения (UV-SMELL).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *