Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы 12
1.1 Современные представления о структуре воды 12
1.2. Факторы, влияющие на структуру воды 15
1.3 Биологическое значение структурно-измененных вод на организм 17
1.4 Влияние на организм употребления вод с различной структурой
1.4.1 Биологическая активность воды после температурной обработки 20
1.4.2 Биологическая активность воды с антирадикальными свойствами 21
1.4.3 Биологическая активность бутилированной воды «Лекор» 23
1.5 Методы изучения структуры воды и ее растворов 24
1.5.1 Математическое моделирование 24
1.5.2 Инфракрасная спектроскопия 24
1.5.3 Ядерный магнитный резонанс 25
1.5.4. Криофизический метод 26
1.5.5 Дилатометрический метод 26
ГЛАВА 2 Материалы и методы исследования собственные исследования
ГЛАВА 3 Влияние материала емкости и минералов различного происхождения на изменение количества жидкокристаллических ассоциатов в воде процессе хранения 38
3.1 Влияние материала емкости
3.1.1 Влияние стекла, хрусталя и керамики на структурное состояние воды 38
3.1.2 Влияние металлов на структурное состояние воды 40
3.1.3 Влияние кружки из нержавеющей стали на структурное состояние воды 42
3.1.4 Влияние пластиковой емкости на структурное состояние воды... 44
3.2 Влияние минералов различного происхождения 45
3.2.1 Структурирование воды на поверхности порошков синтетического и природного алмазов 45
3.2.2 Структурирование воды на поверхности кристаллов алмазов морфологического типа «борт» 46
3.2.3 Структурирование воды на поверхности эльбора и шунгита 49
3.2.4 Структурирование воды на поверхности активированного угля... 50
3.2.5 Структурирование воды на поверхности кварцевого песка 52
ГЛАВА 4 Влияние волновых воздействий и температурной обработки на содержание жидкокристаллических ассоциатов в воде 54
4.1 Влияние естественной освещенности на содержание ЖКА 54
4.1.1. Структурное состояние воды, хранившейся в темноте: 55
4.1.2 Влияние рассеянного солнечного света на структурное состояние воды 56
4.1.3 Сочетание влияния материала емкости и рассеянного солнечного света на содержание ЖКА . 57
4.1.4 Восстановление структурного состояния бутилированной воды рассеянным солнечным светом 60
4.1.5 Влияние прямых солнечных лучей на структурное состояние воды 62
4.1.6 Содержание ЖКА в дождевой воды 63
4.2 Влияние излучения бытовых электроприборов 4.2.1 Влияние электромагнитного поля мобильного телефона на
структурное состояние воды 65
4.2.2 Влияние СВЧ - излучения на структурное состояние воды 66
4.2.3 Влияние излучения CRT монитора компьютера на структурное состояние воды 67
4.2.4 Влияние энергоинформационного устройства «Грандер» на структурное состояние воды 68
4.2.5 Влияние поляризованного света лампы Биоптрон - компакт на содержание ЖКА в воде 69
4.3 Изменение структурного состояния воды после замораживания 71
4.4 Изменение структурного состояния воды после кипячения 72
4.5 Восстановление структурного состояния воды после кипячения
4.5.1 Восстановление структурного состояния кипяченой воды под влиянием рассеянного света 74
4.5.2 Восстановление структурного состояния кипяченой воды кварцевым песком
4.5.3 Восстановление структурного состояния кипяченой воды замораживанием
4.5.4 Восстановление структурного состояния кипяченой воды лампой Биоптрон - компакт 78
ГЛАВА 5 Биотестирование воды с различным содержанием жидкокристаллических ассоциатов 80
5.1 Биотестирование на растительных организмах 81
5.2 Биотестирование на гидробионтах - Daphnia magna 83
5.3 Биотестирование вод на лягушке 86
5.4 Влияние структурного состояния употребляемой воды на прирост веса и работоспособность крыс
ГЛАВА 6 Метод кристаллографического рисунка как экспресс - метод определения структурного изменения воды 95
6.1 Кристаллография водопроводной воды после хранения ее в емкости из различных материалов 95
6.2 Кристаллография водопроводной воды после обработки поляризованным светом лампы Биоптрон - компакт 98
Заключение 100
Выводы 113
Практические рекоменации 115
Список литературы
- Биологическая активность воды после температурной обработки
- Влияние кружки из нержавеющей стали на структурное состояние воды
- Сочетание влияния материала емкости и рассеянного солнечного света на содержание ЖКА
- Биотестирование вод на лягушке
Введение к работе
Актуальность темы. Одним из важнейших факторов, влияющих на здоровье
населения, является качество питьевой воды. Согласно сложившейся общемировой
практике, оценка пригодности воды для питьевого водоснабжения проводится по 4
критериям: эпидемиологическому, органолептическому, санитарно-
токсикологическому и радиационному. В последние годы накапливается все больше данных, свидетельствующих о том, что существует еще один, не учитываемый пока критерий - физический, связанный со степенью структурированности питьевой воды. Многие исследователи подчеркивают, что структурированная фаза воды, или жидкокристаллические ассоциаты, играет важную роль в жизнедеятельности живых организмов, а степень структурированности воды во многом определяет ее биологическую активность (Рахманин Ю.А., 1980, Фаращук Н.Ф., 2004, Urquidi J. et al, 1999).
Структурированность воды может меняться под действием различных факторов окружающей среды, в том числе, в бытовых условиях (Зенин СВ., 2007, Рахманин Ю.А., Кондратов В.К., 2002). Так, для хранения питьевой воды используется самая разнообразная тара: стеклянная, хрустальная, керамическая, металлическая, эмалированная и др. В то же время, остается недостаточно изученным влияние материала посуды на степень структурированности контактирующей с ним воды. В технологиях водопод-готовки могут применяться минералы различного происхождения - активированные угли, шунгит, кварцевый песок и др., которые, как известно, влияют на физико-химические свойства воды (Кирьянова Л.Ф., 2006). Однако нет полной ясности в том, насколько изменяется содержание в воде жидкокристаллической фазы при контакте с такими минералами. Поэтому необходима дополнительная количественная оценка их воздействия на степень структурированности воды.
Достаточно большое число работ посвящено влиянию на организм животных и человека воды - кипяченой, талой (Ластков О.А., 1978, Камбурова B.C., 1990, Смирнов А.Н. и др., 2009), дистиллированной (Тюньков И.В., 1968, Sidorenko G.I., Rach-manin Y.A., 1980), обработанной различными физическими методами (разные виды излучения (Авчинников А.В., 2002, Стехин А.А., Яковлева Г.В., 2008)), активированной по методике Й. Грандера вод (Михайлова Р.И., 2004, Савостикова О.Н., 2008), различных видов бутилированных вод. Однако количественному содержанию жидкокристаллических ассоциатов в воде в этих исследованиях внимания, к сожалению, не уделялось, хотя это представляет несомненный интерес, поскольку выявлено неоднозначное, как позитивное, так и негативное действие изученных вод на живые организмы.
Нуждаются в дальнейшем изучении зависимость между структурированностью воды и ее биологической активностью, а также экспериментальные модели - биотесты и функциональные системы организма животных, которые могут использоваться для ее характеристики.
Не полностью решена проблема контроля структурного состояния воды. Значительная часть применяемых для этого методов относится к сложным, длительным и трудоемким. Это определяет значимость оценки возможности экспресс методов каче-
ственных изменений структурного состава воды под действием различных факторов и последующей целесообразности использования в дальнейшем сложных количественных методик.
Поставленные вопросы определили цель данного исследования: обосновать возможность сохранения структурного состояния воды в условии воздействия на нее различных физических факторов в бытовой среде на основе использования дилатометрического метода и зависимость биологической активности от ее структурного состояния. В соответствии с целью исследования в работе решались следующие задачи:
-
Изучить стабильность содержания жидкокристаллических ассоциатов в питьевой воде в процессе хранения ее в зависимости от материала тары и контакта с поверхностью минералов различного происхождения.
-
Исследовать изменение структурного состояния воды в процессах тепловой обработки и воздействия бытовых приборов.
-
Установить зависимость биологической ценности воды от ее структуры на биотестах и отдельных функциональных системах организма.
-
Установить зависимость между кристаллографическим и дилатометрическим методами анализа структурного состояния воды.
Научная новизна. Впервые в экспериментальных исследованиях выявлено, что при контакте воды с материалами посуды, имеющими кристаллическую структуру, содержание в ней жидкокристаллических ассоциатов возрастает, а при хранении в посуде из аморфного материала - снижается. Установлено, что фильтрующие загрузки с наиболее упорядоченной кристаллической структурой (алмаз и сходные с ним минералы) оказывают наибольшее структурирующее действие на воду.
Впервые при помощи дилатометрического метода показано, что увеличение содержания жидкокристаллических ассоциатов находится в прямой зависимости от интенсивности волнового воздействия.
Установлена зависимость изменения содержания ЖКА воды под влиянием температуры и показано, что при воздействии высоких температур их количество снижается, а при воздействии низких температур - возрастает.
Результаты изучения действия воды с различными уровнями структуризации на функциональные системы организма экспериментальных животных позволили определить биологически значимый интервал содержания жидкокристаллических ассоциатов в питьевой воде в отношении общей и сердечной работоспособности животных.
Для экспресс - оценки изменения структурного состояния воды впервые предложен метод кристаллографического исследования.
Практическая ценность работы. Результаты количественной оценки изменения содержания жидкокристаллических ассоциатов при воздействии различных физических факторов, в том числе действующих в быту. На основании результатов экспериментальных исследований на биологических моделях разработан ряд простейших и доступных способов по улучшению качества воды по физическим параметрам, которые приведены ниже.
Предложен метод (заявка на изобретение № 2010145460/05 (065524), от 8.11.2010) кристаллографического рисунка в качестве экспресс - анализа структурного изменения питьевых вод при гигиенической оценке влияния на них различных физических факторов.
Основные положения, выносимые на зашиту:
-
Влияние материала емкости, условий хранения воды и контакта с минералами различного происхождения на содержание жидкокристаллических ассоцнатов в питьевой воде.
-
Зависимость изменения содержания жидкокристаллических ассоциатов в питьевой воде под воздействием различных физических факторов, имеющих место в бытовых условиях.
-
Влияние питьевых вод, подвергшихся воздействию различных физических факторов, на биотесты и отдельные физиологические системы экспериментальных животных.
-
Применение метода кристаллографического рисунка в качестве экспресс - теста для определения структурного изменения воды.
Апробация работы. Результаты исследования представлены на Международном конгрессе «Вода: экология и технология» - Экватэк (Москва, 2006, 2008), Всероссийском форуме «Здоровье нации - основа процветания России» (Москва, 2007), V Российской научно-практической конференции «Здоровье и здоровый образ жизни: состояние и перспективы. Медико-психологические, социальные, правовые и экологические аспекты» (Смоленск, 2007), Международной научно-практической конференции «Здоровый образ жизни - основополагающий фактор укрепления здоровья профилактики и лечения заболеваний» (Смоленск, 2008), пленуме Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ «Методологические проблемы изучения, оценки и регламентирования физических факторов в гигиене окружающей среды» (2008), конкурсе молодых ученых (Смоленск, 2008), на проблемной комиссии «Медицинские проблемы экологии» ГО У ВПО СГМА Минздравсоцразвития РФ (2005-2009).
Внедрение в практику. Полученные результаты включены в цикл лекций, семинарских и практических занятий при преподавании студентам Смоленской государственной медицинской академии разделов: гигиена воды, физико-химические свойства воды и ее биологическое значение, апробированы и внедрены в практику работы Ассоциации производителей и поставщиков бутшшрованных вод Смоленской области, используются специалистами при организации производственного контроля за качеством продукции на предприятиях Ассоциации.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 научных работ, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов и обсуждения собственных результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, который включает 126 отече-
ственных и 45 иностранных источников. Материалы иллюстрированы на 21 таблице, 27 рисунках.
Биологическая активность воды после температурной обработки
Организм человека на 70% состоит из воды. Вода не только растворитель, в среде которого протекают все элементарные акты жизнедеятельности, но также продукт и субстрат энергетического метаболизма в живой клетке [137, 155]. Содержание воды в тканях может быть связано с интенсивностью их функционирования [140, 147].
Некоторая часть воды в организме может более и менее прочно связываться с растворенными в ней веществами и с поверхностью биополимерных макромолекул с помощью как водородных связей, так и сил ион - дипольного взаимодействия [161, 170].
Исследования последних десятилетий доказали, что вода живого организма может находиться в двух фазовых состояниях: в виде жидкоплавленной (плотноупакованной) воды и структурированной (льдоподобной или кластерной) фракции [9, 30, 155, 157]. Последняя оказывают существенное влияние на поддержание динамической структуры химических комплексов живой клетки [6, 8]. Данные полученные Л.П. Семихиной и соавт. [89] указывают на особое значение структуры воды для живых организмов. По видимому, именно структура сетки водородных связей в воде и является той матрицей, которая задает структуру нормальных тканей, препятствует патологическому их развитию. Полифункциональность воды в живом организме основывается на ее структурной ассоциативной множественности, обуславливающей устойчивость организма к действию неблагоприятных факторов [110,112]. Структурированная вода является защитным фактором клетки и катализатором ряда биохимических процессов. Эта фракция воды в комплексе с органическими соединениями создают матрицу - полимер - жидкий псевдокристалл, который входит в состав межклеточного субстрата живых организмов, клеток и их мембран [76].
Окислительно-восстановительные реакции имеют огромное значение в организме. Мобильность протонов связана, в первую очередь, со степенью упоря доченности молекул воды. Скорости этих реакций, предположительно, зависят от структуры воды, во всяком случае, для тех реакций, в которых перенос заряда идёт по водородным связям [120, 162].
Более обстоятельно значение фракций воды для биологических процессов изучено на растительных объектах [12, 43, 48]. Рассмотрение этих работ показывает, что уровень содержания в растениях свободной и связанной воды определяет интенсивность физиологических процессов.
Н.Ф. Фаращук и Л.М. Смирнова показали, что соотношение структурных фракций воды в крови и головном мозге является объективным показателем повреждающего действия этанола [111].
Рассматривается вопрос о природной адаптации и выживаемости животных на холоде в аспекте физико-химических изменений воды, основанных на термодинамической или кинетической стабилизации структуры [139]. Доказано, влияние структурированной воды на формирование клеточного иммунитета [115,116].
Велика роль воды в поддержании структур и функций биологических мембран, так как ее доля по массе составляет 25-35% [148, 154]. Установлено, что упорядоченное расположение молекул воды в узких каналах и на поверхности клеточной мембраны играет важную роль в процессах трансмембранного переноса [27, 131]. Таким образов, можно сделать вывод, что вода участвует не только в организации пространственной структуры биологических мембран, но и активно воздействует на происходящие в них процессы [7,170].
Некоторые авторы доказывают существование оптимального количества связанной воды, которому соответствует наибольшая активность окислительно-восстановительных ферментов [158]. По их мнению, отклонение от этого оптимума как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения ведёт к снижению активности ферментов. По мнению СИ. Аксенова, с этими явлениями связано непосредственное влияние воды на биологические процессы [6, 7, 22].
Содержание свободной и связанной воды в органах и тканях зависит как от физиологических процессах [86], так и от патологического состояния [10, 85, 103, 107, 108, 112]. В монографии [109] отражены изменения структуры воды в крови при таких заболеваниях как язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, бронхиальная астма, артериальная гипертензия, острые и хронические лейкозы, а также при некоторых детских и неврологических патологиях.
Между тем, учитывая уникальную роль воды в жизнедеятельности, представляет общебиологический интерес выяснение вопроса, является ли соотношение структурных фракций воды универсальным неспецифическим показателем внутренней среды организма, той гомеостатической константой, изменение которой отражает компенсаторно - адаптационные возможности организма [14, 15, 21].
Вода играет огромную роль в возникновении и распространении нервного импульса [170]. Нервные импульсы, вызывающие торможение, изменяют соотношение форм воды в сторону снижения свободной и увеличения связанной в нервной ткани, а импульсы, вызывающие возбуждение, сопровождаются обратными изменениями [120].
Работа мышц по сокращению и расслаблению является также результатом структурных перестроек водно-белкового комплекса. Сокращение мышцы сопровождается уменьшением количества связанной воды за счёт перехода её в свободное состояние [86].
Доказано, что содержание общей воды как в целом организме, так и в различных органах и тканях с возрастом уменьшается [109]. Авторы, изучавшие состояние воды в опухолевых тканях, в большинстве случаев сходятся во мнении, что развитие опухоли сопровождается уменьшением уровня связанной воды. Л.Ю. Новожилова и О.В. Молотков обнаружили повышение уровня более подвижной свободной фракции воды как в активно пролиферирующих тканях (опухолевая ткань, регенерирующая печень, гипертрофирующаяся почка и ткани молодых животных), так и в атрофирующейся почке по мере угасания её функций [66].
Влияние кружки из нержавеющей стали на структурное состояние воды
Для изучения влияния низких температур пробы воды замораживались в морозильной камере при температуре -12 градусов Цельсия в течение 12 часов в стеклянной закрытой бутылке, наполненной наполовину, в горизонтальном положении. Горизонтальное положение наполовину заполненной бутылки придавалось для того, чтобы она не лопалась при замораживании воды. Оттаивание воды проводили также в темноте для исключения влияния рассеянного света.
При изучении воздействия высоких температур пробы воды кипятились в эмалированной емкости с закрытой крышкой в течение 5 секунд. Затем вода остывала до комнатной температуры в течение 1 часа. Образцы воды во время эксперимента находились в непрозрачной емкости.
Для определения содержания жидкокристаллических ассоциатов в чистой воде впервые использовался капиллярный дилатометрический метод Н.Ф. Фаращука, предложенный им ранее для определения содержания свободной и связанной воды в биологических жидкостях и растворах, основные конструктивные компоненты которого и дополнительные устройства составили предмет трех изобретений [105,106].
Таким образом, процент жидкокристаллических ассоциатов в исследуемой воде является основным показателем, приведенным во всех таблицах и рисунках и его следует понимать как единицу измерения. Ряд этих единиц для различных групп подвергался статистической обработке.
Образцы воды исследовались также кристаллографическим методом, разработанным в лаборатории общей и медицинской химии Смоленской медицинской академии (патент на изобретение № 2258932). С помощью микропипетки на предварительно обезжиренные предметные стекла наносилось по 3 капли каждого исследуемого образца воды. Расстояние от носика микропипетки до предметного стекла 1 см. Капли высушивались в течение 1 суток в термостате при температуре 25 градусов Цельсия. После чего кристаллографический рисунок фотографировался при 7x40 увеличении с помощью микроскопа МИК МЕД-2 фирмы ЛОМО с фотографической насадкой фотоаппаратом Nikon COOLPIX 4500 при синем светофильтре, обрабатывался в программе ACDSee 7.0. Для выявления особенностей кристаллографического рисунка делались и анализировались снимки трех капель каждого исследуемого образца воды.
Экспериментальные исследования по изучению биологической активности образцов воды с различным содержанием ЖКА проводили на лягушках, на белых лабораторных крысах линии Вистар, на гидробионтах - Daphnia magna и на тест - культуре (овес).
Предварительная оценка биологической активности образцов воды с разным содержанием ЖКА была проведена на тест — культуре (овес) и на тест — организмах (Daphnia magna) общепринятыми методами в соответствии с MP № ЦОС ПВ Р005-95 по применению методов биотестирования для оценки качества воды в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Влияние вод с различным содержанием ЖКА на прирост веса и работоспособность крыс выполнен на 50 белых молодых крысах исходной массой 70-75 г. Животных содержали в стандартных условиях вивария при свободном доступе к воде и пище (требования соответствовали Европейской конвенции по защите лабораторных животных). Регистрировали изменение массы тела каждые 10 дней и потребление воды ежедневно. Исследование продолжалось на протяжении 1 месяца. Работоспособность изучали по тесту плавания. Температура воды в бассейне была +20 градусов Цельсия. Определяли продолжительность плавания животных до их полного утомления.
На лягушках опыты проводились по методике, разработанной на кафедре патологической физиологии Смоленской медицинской академии, следующим образом: лягушку обездвиживали и прикрепляли булавками к дощечке брюшком кверху. Убирали кожу с передней брюшной стенки, при этом становилась видна срединная вена, проходящая по внутренней стороне передней брюшной стенки от лонного сочленения до мечевидного отростка. Вправо от нее на 0,5 см разрезали переднюю брюшную стенку от тазовых костей до мечевидного отростка, который пересекали в середине в поперечном направлении, и обнажали сердце. Для этого осторожно (не поранив подключичные сосуды!) удаляли переднюю часть мечевидного отростка вместе с ключицей. Сердце освобождали от перикарда. Под левую и правую ветви аорты подводили лигатуры. Правую дугу перевязывали. Лигатуру на левой аорте завязывали на узел, но не затягивали. На сердце наносили 3-4 капли раствора Рингер - Локка. Готовили систему подачи растворов Рингер — Локка (рисунок 1). Для этого на штативе укрепляли емкость большого диаметра (8 -10 см), в которую заливали исследуемые жидкости (1). Они представляют собой растворы Рингер - Локка, приготовленные на воде с различной структурой. Из емкости водоотводящая трубочка идет к крану (2), а от него по отводящей трубочке (3) жидкость поступает в иглу (4), которая вводится в срединную вену. Для этого лоскут со срединной веной фиксировали пальцами левой руки и вводили в вену иглу от системы подачи раствора Рингер — Локка. Затем делали косой надрез на левой аорте, но канюлю временно не вставляли, так как следует пропустить раствор Рингер - Локка через сердце, пока его полости полностью не освободятся от крови (вытекающая из аорты жидкость будет прозрачной). Вставляли в разрез аортальную (отводящую) канюлю (5) и затягивали лигатуру на аорте. Сердце должно работать ритмично, без значительных усилий и без увеличения размера, которое может происходить при поднятии уровня притекающей жидкости. Поэтому мы подобрали такой уровень раствора Рингер - Локка, чтобы не вызывать гидродинамическую дилатацию желудочка сердца. На таком же уровне находилась и капельница (7). После этого мы приступали к определению основных показателей деятельности сердца: частоты сердечных сокращений и минутного объема крови. Подсчет основных показателей деятельности сердца проводили каждую минуту в течение 15 мин.
Сочетание влияния материала емкости и рассеянного солнечного света на содержание ЖКА
Уровень структурных надмолекулярных образований после однократного пропускания воды через слой исследуемого минерала достоверно увеличивается по сравнению с контролем в 1,62 раза (р 0,05). После пропускания воды через песок два раза исследуемый показатель увеличивается от предыдущего значения с 5,58±0,36% до 6,89±0,35% (р 0,05), что больше в 2 раза (р 0,05) по отношению к контролю. Трехкратное пропускание к достоверным изменениям предыдущего значения ЖКА не приводит. t
Сопоставляя полученные данные видно, что структура материала влияет на структурное состояние воды. Причем контакт с материалом, имеющим кристаллическую структуру (металлы) вызывает довольно быстрое увеличение ЖКА в воде (в течение нескольких минут), а аморфные материалы не поддерживают структурного состояния воды или приводят к уменьшению ЖКА при хранении. Это особенно характерно для пластиковой посуды. Покрытие металла аморфным веществом (эмалью) устраняет его положительное влияние на структурное состояние воды. Это говорит о том, что в этом процессе имеет значение непосредственный контакт воды с материалом.
Характер происхождения минералов (синтетические или природные) не имеет значения в эффективности обработки воды.
Следует заметить также, что в процессе структурирования воды на минералах различного происхождения имеет значение площадь соприкосновения двух фаз. Порошки с развитой удельной поверхностью имеют явное преимущество в процессе структурирования воды перед крупными кристаллами.
Важен также способ обработки воды. Активное встряхивание образцов с кристаллами алмазов приводит к большим показателям структурированности по сравнению с остальными методами. Это и предыдущее утверждение доказаны в опытах с алмазными кристаллами типа «борт».
С физической точки зрения солнечная энергия представляет собой поток электромагнитных излучений с различной длиной волны. Спектральный состав солнца колеблется в широком диапазоне от длинных волн до волн исчезающе малой величины. Из-за поглощения, отражения и рассеяния лучистой энергии в мировом пространстве на поверхности земли солнечный спектр ограничен, особенно в коротковолновой части.
Солнечная радиация является мощным лечебным и профилактическим фактором, она влияет на все физиологические процессы в организме, изменяя обмен веществ, общий тонус и работоспособность. Наиболее биологически активна ультрафиолетовая часть солнечного спектра.
Длинноволновая часть солнечного спектра представлена инфракрасными лучами. Они оказывают на организм тепловое воздействие.
Кроме двух выше перечисленных спектров, солнце дает мощный поток видимого света. Видимая часть солнечного спектра имеет большое биологическое значение. Дневной свет оказывает благоприятное влияние на психическое и физическое состояние человека, особенно больного. Под его воздействием усиливается обмен веществ в организме, осуществляется синтез некоторых витаминов, улучшаются процессы кроветворения, работа эндокринных желез и т.д. Режим освещенности играет существенную роль в регуляции биологических ритмов. В условиях интенсивной освещенности улучшается рост и развитие организма. Доказана корреляция солнечной активности и свойств воды [3].
В соответствии с методикой проводилось измерение исходного уровня содержаний ЖКА. Эти данные служили контролем. Затем вода разливалась на одинакового объема пробы в 3 чистые сухие 100-миллилитровые стеклянные стаканы. Первая проба хранилась в лаборатории на рассеянном солнечном свету, вторая проба заворачивалась со всех сторон в темную непрозрачную бумагу, третья проба помещалась на такое место, куда падали прямые солнечные лучи, проходящие в лабораторию через оконное стекло. Первая и третья пробы закрывались стеклянной пластиной для предотвращения попадания пыли. Все порции воды хранились при одинаковом температурном режиме. Содержание ЖКА в воде, хранившейся на прямых солнечных лучах, наблюдали в течение 1 часа в связи с тем, что при более длительном освещении проба нагревалась и результаты были бы несопоставимы. Остальные порции воды хранили в течение 48 часов. Для того чтобы проследить изменения структуры воды в динамике, измерение количества ЖКА проводили через 0,17 часа, 1 час, 2 часа и 48 часов соответственно в каждой пробе.
Биотестирование вод на лягушке
Для очистки воды в бытовых условиях люди используют разные способы. Все способы очистки воды можно условно разделить на две группы: очистка без использования фильтров и очистка с использованием фильтров. Первый вариант наиболее распространен и доступен, т.к. для очистки воды не требуется приобретение дополнительных устройств, только обычная кухонная посуда. К наиболее распространенным способам относятся: кипячение отстаивание и вымораживание.
Вымораживание применяется как эффективный способ очистки воды с помощью ее перекристаллизации. Данный способ намного эффективнее кипячения и даже перегонки, поскольку фенол, хлорфенол и легкая хлорорганика перегоняются вместе с водяным паром:
Талая вода обладает аномальными свойствами [82, 83, 95], благоприятными для организма.
Пробы воды собирались по стандартной методике описанной в главе 2. Весь эксперимент происходил в темноте для исключения влияния рассеянного света. Процесс замораживания оказывает выраженное влияние на структурное состояние воды, что отражено на рисунке 16.
Содержание ЖКА в воде после замораживания. Содержание ассоциатов в талой воде больше, чем в воде до замораживания в 1,55 раза (р 0,05). Через 24 часа после хранения талой воды в темноте в стеклянной посуде уровень ЖКА уменьшается с 6,17±0,17% до 5,18±0,11% (р 0,05) по сравнению с уровнем в талой воде сразу после оттаивания.
В настоящее время в связи с неблагоприятной санитарно-эпидемиологической обстановкой и частым заражением воды возбудителями инфекций (гепатит, энтерит, энтероколит, дизентерия и т.д.), население в целях очистки и обеззараживания часто прибегает к ее кипячению [2, 5]. Кипячение так же используется для удаления хлора и других низкотемпературных газов (радон, аммиак и др.). Поэтому было решено выяснить, как влияет кипячение на структуру воды.
Кипячение действительно помогает в некоторой степени очистить воду, однако данный процесс имеет ряд побочных эффектов. Многие свойства воды меняются, в частности, происходит уменьшение содержания ЖКА. Это касается и воды из нецентрализованных источников водоснабжения, например, родников и колодцев. Проведенные исследования посвящены способам восстановления структурного состояния воды в бытовых условиях после воздействия на нее высокой температуры.
Пробы воды собранные по стандартной методике кипятятся, остывают до комнатной температуры, измеряется уровень ЖКА, затем разливаются в 150 миллилитровые стеклянные химические стаканы и подвергаются воздействию различных факторов:
1. Рассеянный солнечный свет. Стеклянный стакан с образцом воды хранит ся на рассеянном солнечном свету при комнатной температуре;
2. Кварцевый песок. В стакан с кипяченой водой насыпается промытый песок из родника толщиной слоя 3 см. Образец хранится при комнатной температуре, взбалтывание смеси осуществляется 2 раза в сутки;
3. Замораживание. Стакан с водой помещается в морозильную камеру на 24 часа, после чего вода оттаивает до комнатной температуры на рассеянном солнечном свету;
4. Лампа Биоптрон - компакт. Образец воды подвергали воздействию лампы Биоптрон - компакт в течение 30 секунд (как наиболее оптимальное время) при комнатной температуре.
Первое определение агломератов в образцах воды в процессе хранения проводится сразу после воздействия лампы Биоптрон - компакт, через 2,5 часа воздействия рассеянного солнечного света и песка из родника, сразу после оттаивания воды и нагревания до комнатной температуры в случае замораживания, а затем через 4 часа, 24 часов и 48 часов.
Воздействие на воду высоких температур, в частности кипячение, изменяет структурное состояние воды. Содержание ЖКА по сравнению с «сырой» водопроводной водой достоверно уменьшается в данной серии опытов с 3,68±0,06% до 2,09±0,06%. После воздействия на кипяченую воду исследуемыми факторами уровень ЖКА в ней достоверно увеличивается (таблица 13).
Через 2,5 и 4 часа хранения воды на рассеянном солнечном свету уровень ЖКА в воде достоверно не меняется. Через 24 часа воздействия рассеянного света на кипяченую воду исследуемый показатель увеличивается в 1,81 раза по сравнению с контролем и достигает исходного уровня водопроводной воды до кипячения. Через 48 часов достоверных изменений по сравнению с предыдущим значением не происходит.
Похожие диссертации на Гигиеническое обоснование условий, обеспечивающих стабильность структурного состояния воды
