Text
                    АЛ. Чижевский
ot они «и *, и*
s Н1-ОЖОМ
ОЗЯ'СТВЁ
СТРОЙИЗДАТ


ОГЛАВЛЕНИЕ А.Л. Яншин. Творческий путь А.Л. Чижевского 5 Предисловие 8 Глава I. История проблемы аэроионификации и атмосферное электричество 11 1.1. Постановка проблемы И 1.2. Открытие действия униполярных аэроионов на организм 21 1.3. Аэроионы и псевдоаэроионы атмосферы 45 Глава II. Физические основы аэроионификации ^5 II. 1. Оценка различных аэроионизаторов и электризаторов 75 II.2. Электроэффлювиальный метод получения униполярных аэроионов 92 П.З. Схема аэроионификационной электроэффлювиальной аппаратуры 127 II.4. Измерение концентрации легких, средних и тяжелых аэроионов • 134 Глава III. Физиологические основы аэроионификации '42 III. 1. Общие предпосылки 142 Ш.2. Прохождение униполярных аэроионов по воздухоносным путям и действие их на дыхание и газообмен 150 III.3. Действие униполярных аэроионов на электрогуморальные явления 1'1 Ш.4. Действие униполярных аэроионов на функциональное состояние нервной системы 204 Глава IV. Аэроионное голодание в населенных помещениях и аэроионификация 212 IV. 1. Патогенное действие выдыхаемого и дезионизированного воздуха 212 IV.2. Поглощение аэроионов внешнего воздуха разными фильтрами и при кондиционировании 224 IV.3. Аэроионное голодание в дезионизированном воздухе и аэроионификация 228 Глава V. Аэроионификация жилых и общественных зданий и сооружений 251 V. 1. Псевдоаэроионы выдыхаемого воздуха 251 V.2. Электрический режим воздуха населенных помещений . . . 268 V.3. Потери аэроионов наружного воздуха в вентиляционных воздуховодах 293 485
V.4. Введение аэроионов отрицательной полярности в состав элементов кондиционированного воздуха 296 Глава VI. Аэроионификация в легкой и тяжелой промышленности 317 VI. 1. Электрический режим заводских и фабричных цехов, шахт и других производственных помещений 317 VI.2. Очистка воздуха от пыли и микроорганизмов с помощью аэроионов отрицательной полярности 332 VI.3. Действие аэроионов на микроорганизмы 357 Глава VII. Аэроионификация в сельском хозяйстве 361 VII. 1. Общие вопросы 361 VII.2. Птицеводство 363 VII.3. Животноводство 380 VII.4. Пчеловодство 393 VII.5. Растениеводство 395 Глава VIII. Аэроионификация в медицине 410 VIII. 1. Общие вопросы 410 VIII.2. Аэроионотерапия 412 VIII.3. Аэроионопрофилактика 456 VIII.4. Применение аэроионов в хирургии 468 VIII.5. Дозировка аэроионов 474 Выводы 483 Список литературы 484
УДК 697.953:537.56 ЧижевскийА.Л. Аэроионификация в народном хозяйстве. - 2-е изд., сокр. — М.: Стройиздат, 1989. — 488 с: ил. - ISBN 5-274-00444-Х Приведен обзор предыстории и истории проблемы аэроионификации и атмосферного электричества; рассмотрены действие униполярных аэроионов на организм и его аэроионизация; дана оценка различных аэроионизаторов и электризаторов, физиологические основы аэроионификации. Изложены методы и устройства аэроионификации жилых и общественных зданий и сооружений и введение аэроионов отрицательной полярности в легкой и тяжелой промышленности, в сельском хозяйстве и в медицине. Предложены методы очистки воздуха от пыли и микроорганизмов и защиты воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами. Издание первое вышло в 1960 г. Для научных и инженерно-технических работников научно-исследовательских, проектных организаций и служб эксплуатации. Табл.121, ил. 170, список лит.: 10 назв. Печатается по решению секции литературы по инженерному оборудованию редакционного совета Стройиздата. Редакционная коллегия: В.Н. Богословский (отв. редактор), заслуженный деятель науки и техники РСФСР, д-р техн. наук, проф.; М.Н. Лившиц (зам. отв. редактора), канд.техн.наук; В.П. Титов, др техн. наук, проф.; Е.И. Янкилевич, д-р мед. наук. Редакторы — И.П. Скворцова, A.M. Ефимов, Г.А. Лебедева Сканирование led@leasat.net 3309000000 - 226 Ч КБ-32-19-89 © Стройиздат, 1989 047(01) - 89 ISBN 5-274-00444-Х
ТВОРЧЕСКИЙ ПУТЬ А.Л. ЧИЖЕВСКОГО Александр Леонидович Чижевский родился 7 февраля (26 января по старому стилю) 1897 г. в местечке Цехановец Бельского уезда бывшей Гродненской губернии в семье кадрового военного — офицера артиллериста Л.В. Чижевского, человека незаурядного, с широким кругозором и изобретательским складом ума, — получившего в годы первой мировой войны звание генерал-майора. После ВеликайОктябрьской социалистической революции он перешел на сторону Советской власти и возглавил Калужские пехотные командные курсы. В 1928 г. Л.В. Чижевский был удостоен почетного звания Героя Труда РабочеКрестьянской Красной Армии. Александр Леонидович всю жизнь учился, и сегодня, пожалуй, трудно сказать, кем же был на самом деле профессор Чижевский — биологом, медиком, биофизиком, эпидемиологом, инженером? Одно несомненно: он был чрезвычайно разносторонним, эрудированным, работоспособным исследователем. После переезда семьи в Калугу в 1913 г. он поступил в частное реальное училище Ф.М. Шахмагонова, которое окончил в 1914г. Летом 1916 г. он отправился в качестве вольноопределяющегося в действующую армию на Галицийский фронт. За отличие в ходе одной из операций он был награжден Георгиевским крестом 4-й степени. Вследствие контузии был уволен из армии. Затем вернулся к учебе, к сбоим творческим исканиям. Увлечение античной и классической литературой, памятниками старины, филологией обусловили его первоначальный выбор высшего образования: он стал студентом Московского археологического института, полный курс которого окончил в мае 1917 г. "Русская лирика XVIII века" — так называлась защищенная им по окончании этого курса магистерская диссертация. Одновременно с учебой в археологическом институте он слушал лекции по экономике в Московском коммерческом институте. В 1917-1923 гг. А.Л. Чижевский читал лекции, посвященные физическим методам в археологии и другим вопросам. В то же время продолжал учиться: в качестве вольнослушателя посещал лекции на физико-математическом и медицинском факультетах Московского университета(1918-1922 гг.), участвовал в работе калужского "Общества по изучению природы". Для Калужских пехотных командных курсовой подготовил и издал в 1918 г. учебник русского языка в соответствии с нопыми правилами грамматики. Но его все больше влекли к себе биология, физика, астрономия. Уже будучи доктором всеобщей истории, а с 1922 г. профессором Московского археологического института, он продолжал учиться, проходил практикум у выдающихся физиков, химиков, биологов и занимался биологическими исследованиями под руководством акад. П.П. Лазарева, а в Институте биологической физики Наркомздрава СССР работал некоторое время с СИ. Вавиловым. Творческий путь А.Л. Чижевского исключительно разнообразен и продуктивен. Им написано несколько сот статей и больше десятка монографий на русском и иностранных языках. Он отчетливо видел единство и связь протекающих в природе разнородных явлений и сделал ряд фундаментальных открытий, мимо которых проходили многие выдающиеся умы. Исключительная научная добросовестность была основой для необычайной смелости его Суждений, а высокая гуманитарная культура позволяла облекать понимаемое в ясную форму изложения. Он смело перебрасывал мосты между, казалось бы, не связанными друг с другом природными феноменами, вскрывал закономерности, на базе которых рождались новые магистрали познания и практики. Алексадр Леонидович является одним из основателей биофизики, новых направлений в науке - гелио-и космобиологии, космической эпидемиологии (как раздела общей эпидемиологии), объясняющих, по определению самого А.Л. Чижевского, вопросы зависимости биосферы Земли от воздействия Солнца и Космоса. В этой связи следует еще 5
упомянуть об огромном его интересе к освоению космического пространства, о многолетней дружбе с К.Э. Циолковским и посильной поддержке, которую А.Л. Чижевский ему оказывал. Книга К.Э. Циолковского "Ракета в космическое пространство" была издана в Калуге в 1924 г. при непосредственном участии А.Л. Чижевского и с его предисловием. Установление А.Л. Чижевским влияния космических факторов на земные процессы поставило его в этом направлении научных исследований в один ряд с пионерами космического естествознания — А. Гумбольдтом, К.Э. Циолковским, В.И. Вернадским. Выдающимся открытием А.Л. Чижевского явилось установление системной организации движущейся крови, наличия в ней радиально-кольцевых структур, обусловленных электрическим взаимодействием ее элементов. Большое научное и практическое значение имеют многолетние исследования А.Л. Чижевского о влиянии атмосферного электричества на живые организмы. Он впервые в мировой науке установил рольотрицательнозаряженных ионов кислорода воздуха в обеспечении жизненных процессов и вслед за тем обосновал и предложил лечебные и профилактические мероприятия с использованием ионизации воздуха. Из этих работ возникло и практическое инженерно-строительное направление — аэроионификация, т.е. обеспечение жилых и промышленных помещений аэроионами отрицательной полярности в такой же концентрации, как и в воздухе альпийских лугов, горных или приморских курортов. А.Л. Чижевский показал, что в профильтрованном (химически стерильном, чистом) воздухе при отсутствии аэроионов организмы вскоре заболевают и гибнут. Открытие факта аэроионного голодания и его физиологических последствий следует рассматривать как одно из крупнейших в науке о жизни, а также в области гигиены жилища. В 1933 г. А.Л. Чижевский поднял и другой вопрос большой практической важности . Им было экспериментально установлено, что направленный поток аэроионов осаж - дает пыль и микроорганизмы из воздуха и тем самым очищает его. Эти исследования открыли возможность очистки воздуха помещений от тех или иных вредных загрязнений. Полученные А.Л. Чижевским результаты указали на новую перспективу борьбы с загрязнением атмосферы промышленных городов, что имеет большое народнохозяйственное значение. Искусственная генерация легких ионов кислорода воздуха отрицательной полярности по методу, предложенному А.Л. Чижевским (изобретение им элек- троэффлювиального аэроионизатора), нашла применение в медицине (аэроионотерапия) , в сельском хозяйстве, в промышленной гигиене. Попутно А.Л. Чижевский открыл простой способ получения высокодисперсных и ионизированных паров воды, лекарственных растворов и тонкой пыли твердых веществ, заложив основы, с одной стороны, электроаэрозольтерапии, а с другой — электронно- ионной технологии (в частности, электроокраски, электронанесения антикоррозионных покрытий и т.д.). Одно из направлений исследовательских работ А.Л. Чижевского можно сформулировать так: зависимость жизни общества от периодичности астрофизических и космических факторов. Он одним из первых обратил внимание на те стороны развития человечества, которые обычно оставались за пределами исторического анализа: эпидемии, голод, опустошительные войны и их особая роль в уменьшении численности населения, тяжкие по своим последствиям стихийные бедствия, наконец, медленное, но неотвратимое изменение климата. А.Л. Чижевский возглавлял исследования и разработки во многих организациях: в Центральной научно-исследовательской лаборатории ионификации (ЦНИЛИ) при Президиуме ВАСХНИЛ (1931—1937 гг.), в специальной лаборатории Управления строительства Дворца Советов СНК СССР, на кафедре общей и экспериментальной гигиены 3-го Московского государственного медицинского института (1938— 1942 гг.), в Карагандинском медицинском институте (начало 50-х годов), в Научно-исследовательской лаборатории по ионизации и кондиционированию воздуха Союзсантехники (1960— 1964 гг.). 6
В 1942 г. по ложному обвинению А.Л. Чижевский был необоснованно осужден и выслан в Караганду, где ему удалось организовать небольшую лабораторию. В 1958 г. он был полностью реабилитирован и, вернувшись в Москву, продолжил свою научную и творческую деятельность. В 1975 г. Секция химико-технологических и химических наук Президиума АН СССР в своем постановлении отметила значение проблемы "Влияние космических факторов на процессы, происходящие на Земле", подчеркнув, что выдающаяся заслуга в постановке и разработке этой проблемы "принадлежит А.Л. Чижевскому, впервые высказавшему идею о тесной зависимости явлений, происходящих в биосфере, от космических факторов, и академику В.И. Вернадскому — создателю учения о биосфере"". Президиум Совета Московского общества испытателей природы (МОИП), ордена Ленина Всесоюзное общество "Знание" и ордена Трудового Красного Знамени Политехнический музей, начиная с 1968 г., проводят чтения, посвященные памяти выдающегося советского ученого профессора А.Л. Чижевского, а МОИП по материалам этих чтений выпустил три сборника под названием "Солнце, электричество, жизнь". В феврале-марте 1987 г. эти организации провели вечера, посвященные творчеству А.Л. Чижевского (к 90-летию со дня рождения). На вечерах были заслушаны и обсуждены доклады не только о работах самого А.Л. Чижевского, но и об обследованиях, продолжающих и развивающих его идеи. А.Л. Чижевский был человеком высокой культуры, в общении с окружающими простым, удивительно искренним и доброжелательным. В детстве он получил музыкальное образование, был прекрасным пейзажистом, писал стихи, в которых следовал линии русской философской лирики. Это был талант редкий, способный к одновременному охвату и мыслью, и чувством не только логической стройности, но и красоты мира. Научное признание пришло к ученому еще при жизни: Советское правительство в 1931 г. вынесло о его работах специальное постановление. Он был избран почетным и действительным членом более 30 научных обществ и академий различных стран Европы, Америки и Азии. В меморандуме о его научных трудах, принятом на 1 Международном конгрессе по биологической физике и биологической космологии в сентябре 1939 г. в Нью-Йорке, говорилось: "Гениальные по новизне идей, по ширине охвата, по смелости синтеза и глубине анализа труды поставили профессора Чижевского во главе биофизиков мира и сделали его истинным Гражданином мира, ибо труды его — достояние Человечества". Выдвигая кандидатуру Александра Леонидовича Чижевского на соискание Нобелевской премии, этот конгресс, избравший его одним из своих почетных президентов, отмечал, что многогранная деятельность ученого олицетворяет "для нас, живущих в XX в., монументальную личность да Винчи". Он умер 20 декабря 1964 г. в Москве и похоронен на Пятницком кладбище. Образ А.Л. Чижевского всегда будет высоким примером для новых поколений естествоиспытателей. И дела,и имя его бессмертны. Академик A.^Uu,^h * Из предисловия чл.-корр. АН СССР О.Г. Газенко к книге А.Л. Чижевского "Земное эхо солнечных бурь", 2-е изд. — М.: Мысль, 1976. — С. 19—20. 7
ПРЕДИСЛОВИЕ Одним из вопросов, рассмотренных на XXVII съезде КПСС и нашедших отражение в Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986— 1990 годы и на период до 2000 года, был вопрос создания более благоприятных условий для высокоэффективного труда, улучшения санитарно-гигиенических условий и техники безопасности, повышения культуры производства. Всему этому в большой степени должно способствовать создание полноценного аэроионного режима в помещениях. Степень ионизации характеризуется числом ионов в 1 см воздуха (аэроионов). В среднем в 1 см наружного воздуха имеется около 1000 легких аэроионов. В холодный период года в пасмурные дни число ионов в 1 см снижается до 200, а летом в ясную погоду доходит до 3000. В горной местности, вблизи водопадов, на морском побережье число аэроионов поднимается свыше 10 в 1 см воздуха. Этому способствуют специфические режимы космического и ультрафиолетового излучения небосклона, а также баллоэлек- трический (дробление воды) и трибометрический (трение песчинок, частиц пыли и снега) эффекты. Использовать для практических целей воздействие аэроионов на организмы впервые предложено проф. А.Л. Чижевским. Исследования и разработки, выполненные возглавлявшимися им коллективами, достоверно показали положительное действие отрицательно заряженных аэроионов на человека, животных, растения. Это и является основным содержанием переиздаваемой монографии. Отметим несколько аспектов рассматриваемой проблемы, получивших развитие в последнее время. Во-первых, хорошо изучены физические характеристики, связанные с аэроионизацией. Изучены также ее суточный и годовой режимы; влияние на процесс аэроиони- зацни давления и влажности, скорости ветра. Установлено, что максимум концентрации легких аэроионов наблюдается весной и летом, минимум — зимой (январь—март). Суточный максимум ионов приходится с 20 до 4 ч (когда воздух наиболее чист), а минимум — с 6 до 15 ч. Суточный и годовой режим концентрации в воздухе тяжелых ионов противоположен изменению концентрации легких аэроионов. "Время жизни" легких аэроионов зависит от чистоты атмосферного воздуха (в запыленном воздухе промышленных площадок 5 с и вдали от города до 1000 с). Во-вторых, получены новые результаты по исследованию аэроионного режима помещений зданий различного назначения. Установлено, что при естественном проветривании с большой кратностью воздухообмена суточные и годовые изменения концентрации в воздухе помещения аэроионов совпадают с соответствующими изменениями концентраций аэроионов снаружи. В помещениях отмечены два действующих фактора, влияющих на аэроионный состав внутреннего воздуха: 1) наличие людей, а также технологических процессов, приводящих к снижению концентрации легких аэроионов и росту концентрации положительных; 2) вторичная ионизация воздуха вследствие распада радиоактивных элементов, входящих в состав ограждающих конструкций помещения. Присутствие людей в помещении способствует резкому уменьшению концентрации легких ионов в воздухе. За 30—40 мин пребывания людей в помещении концентрация легких аэроионов снижается на 50—70%. Одновременно в таком помещении повышается концентрация тяжелых и средних аэроионов. Интенсивность изменения концентрации зависит от способа вентиляции помещения и воздухообмена в нем. Искусственная ионизация воздуха в помещении может восстанавливать должный уровень концентрации легких аэроионов. При этом предполагается химическая незагрязненность атмосферы помещения. Последнее, между прочим, связано не только с
состоянием окружающей воздушной среды, но и с составом отделочных материалов зданий и мебели. Искусственная ионизация воздуха получила некоторое распространение. Приборы для получения аэроионов основываются на принципе автоэлектронной эмиссии, возникающей при высоком электрическом напряжении на заостренных электродах. Классическим генератором аэроионов является так называемая электроэффлювиальная люстра, предложенная А.Л. Чижевским и описанная в данной книге. Этот аппарат зарекомендовал себя наилучшим образом на практике. Следует отметить, что воздух, обработанный в приточной камере или кондиционере и прошедший по системе воздуховодов, на входе в помещение почти полностью деаэроионизирован. Все аппараты для обработки воздуха (за исключение форсуночной оросительной камеры) резко снижают концентрацию аэроионов в проходящем воздухе. В-четвертых, гигиенистами даны оценки воздействия аэроионов на человеческий организм. Механизм действия аэроионов на организм чрезвычайно сложен, а приборы для замеров характеристик воздушной среды в помещениях еще недостаточно хорошо разработаны. При искусственной аэроионизации в воздухе помещений возникает ряд химических превращений, резко изменяется бактериологический состав и др., поэтому становится понятной та осторожность, с которой современные гигиенисты оценивают влияние аэроионизации на человека. С одной стороны, существует мнение, основанное на фундаментальных исследованиях, что для здоровых людей искусственная аэроионизация не требуется. Выпуск аэроионизаторов оправдывают лишь необходимостью стерилизации воздуха легкими отрицательными ионами. Признана нецелесообразность применения искусственной аэроионизации в таких сооружениях, как метрополитен. С другой стороны, накоплено множество свидетельств о благоприятном воздействии легких отрицательных аэроионов на самочувствие человека. Исследованиями, проведенными в жилых и рабочих комнатах, в классах общеобразовательных школ, аудиториях вузов, в библиотеках и других подобных помещениях, предназначенных для труда и отдыха людей, было установлено, что отсутствие легких отрицательных ионов в воздухе помещений способствует возникновению у людей негативных явлений (переутомление, головная боль, нервозность и др.). Наличие же в воздухе отрицательных ионов ускоряет ход восстановительных процессов у утомленных людей, повышает устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям окружающей среды, например в школьных классах способствует увеличению скорости зрительных и слуховых реакций, повышению умственной и физической работоспособности учащихся (при концентрации отрицательных ионов 3000—5000 в 1 см ). Для кондиционируемых помещений в 1980 г. утверждены "Санитарно-гигиенические нормы допустимых уровней ионизации воздуха производственных и общественных помещений". Помимо гигиенического эффекта искусственное воспроизводство отрицательных аэроионов в производственных помещениях способствует уменьшению потенциала статического электричества, вызываемого трением (производство искусственных и синтетических волокон и др.), а следовательно, снижению пожарной опасности. Наличие отрицательных аэроионов улучшает качество обработки бумаги, пленок, полиграфической продукции и др. Кроме того, при аэроионизации снижается загазованность воздуха оксидом углерода (гаражи, ангары), диоксидом серы и др. Для решения вопроса об аэроионизации воздуха помещений жилых, общественных и производственных зданий необходимы дальнейшие научные исследования. В настоящее время однозначно можно лишь подтвердить целесообразность генерации отрицательных легких аэроионов в воздухе чистых помещений, так как ионизация присутствующих в воздухе примесей во много раз усиливает их отрицательное воздействие на человека. Последний аспект рассматриваемого явления связан с воздейс гвием на коагуляцию L аэрозолей, находящихся в воздушной среде помещения. Этот аспект подробно изложен \ I 9 t I
в работе проф. А.Л. Чижевского, но достаточного развития не получил. Исключение — электрофильтры для улавливания тонкодисперсных аэрозолей, широко применяемые на практике как последняя ступень очистки загрязненного воздуха перед выбросом в атмосферу. Суммируя сказанное, отметим, что положения, сформулированные проф. А.Л. Чижевским в трудах по аэроионизации, сохраняют актуальность и продолжают развиваться. И в Советском Союзе, и за рубежом ведутся исследования и практические разработки способов аэроионизации воздуха. К сожалению, эти исследования проводятся недостаточно интенсивно. Однако отрадно отметить, что аэроионизация помещений, у истоков которой стоял проф. А.Л. Чижевский, хотя и медленно, но внедряется в народное хозяйство. Это — применение аэроионизаторов в лечебно-профилактических учреждениях, устройство аэроионизаторов в сельскохозяйственных помещениях с целью повышения продуктивности животных и растений и повышение эффективности очистки загрязненного вентиляционного технологическими выбросами воздуха. Приступая к переизданию фундаментальной работы проф. А.Л. Чижевского, Стройиздат стремился не только подчеркнуть приоритет отечественной науки и техники в данной отрасли, но главным образом привлечь внимание специалистов к одному из важнейших вопросов, а именно: к созданию благоприятного гигиенического микроклимата в помещениях, способствующего повышению эффективности труда и отдыха советских людей, а также интенсификации производственных процессов. Издание 2-е этой книги практически дается без изменений, сделаны только небольшие сокращения и необходимая редакционная правка. Список литературы значительно сокращен и в основном составлен из работ А.Л. Чижевского. Редакционная коллегия
Глава I ИСТОРИЯ ПРОБЛЕМЫ АЭРОИОНИФИКАЦИИ И АТМОСФЕРНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО 1.1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ Аэроионификация — электротехническая проблема искусственного создания внутри жилых и вообще населенных помещений такого электрического режима воздуха, которым характеризуется воздух лучших местностей и курортов, славящихся своим благотворным действием на организм человека. Как и всякая отрасль науки, аэроионификация имеет свою предысторию и свою историю. Начало предыстории аэроионификации, ее зарождение, может быть отнесено ко времени расцвета египетской и греческой культуры. Философы ли возбудили интерес к воздушной стихии у врачей, или врачи обратили внимание философов на воздух, как на важнейший фактор жизни, — это нам неизвестно. Первые философские и научные истоки учения о воздухе мы находим у греческих мудрецов и поэтов. На ионийской философской почве в VI в. до нашей эры сложилась математическая школа во главе с Анаксимандром, другом и учеником знаменитого философа из Миле- та —Фалеса. Ученик Анаксимандра — Анаксимен на место неопределенной первости- хии (апейрон) поставил определенный элемент природы — воздух (аэр), как всесодер- жащее и всеобъединяющее начало. Он учил, что из воздуха путем разложения и сгущения образуется весь видимый мир: "Из воздуха все рождается и в него все возвращается Люди, животные и растения вдыхают частицы воздушного начала, дающего им жизнь и движение". Теперь мы знаем, что элемент воздуха и неотъемлемый фактор жизни — кислород содержится в составе человеческого организма в количестве 65%. Более половины всех образующих земную кору атомов падает на долю кислорода. Непосредственные наблюдения врачей над лечебным действием наружного воздуха дали начало аэротерапии, т.е. лечению воздухом — древнейшему способу врачевания человеческих недугов, существующему тысячелетия. Уже Гиппократ писал об аэротерапии как об общепризнанном методе лечения. В своем знаменитом труде "О воздухе, воде и местности" Гиппократ с удивительной ясностью и полнотой выразил основные мысли о роли воздуха в жизненных функциях организма. Он заявляет: "Этот последний (воздух) — величайший властитель всего и во всем". В другом месте отмечается, что у всех живых существ наблюдается величайшая связь с воздухом. С такой же отчетливостью выражены мысли о целебном действии внешнего воздуха в других сочинениях великого аэротерапевта, а именно в книгах "О страданиях" и "О неделях", в седьмой книге "Эпидемий". Врачи древности говорили: "Воздух — пастбище жизни". До сих пор в местах античных построек сохранились аэрарии — площадки, где собирались больные для лечения воздухом. Обычно такие больные принимали воздухолечение раздетыми, в тени деревьев или строений. Этот способ в усовершенствованном виде широко применяется 11
в наше время в большинстве санаториев, особенно для легочных больных, и пользуется всеобщей известностью. Применяется он не только летом, но и зимой, когда больные в меховых мешках часами дышат чистым морозным воздухом. Аэротерапия завоевала в современной медицине почетное место. Получила общее признание и климатотерапия, т.е. лечение соответствующими метеорологическими и геофизическими факторами данной местности. В этом лечении также есть элементы аэротерапии. Среди многих климатических факторов (температура, атмосферное давление, относительная влажность воздуха, число часов солнечного сияния, радиоактивные излучения почвы и воды и т.д.) воздух со своими целительными свойствами играет одну из основных ролей. Хотя климатическое лечение сопровождается лечением водой, душами, ваннами, морскими купаниями, грязелечением и т.п., — ив этих случаях воздуху принадлежит важное место. С давних времен человек находил воздух не одинаковым в различных местах и называл целебный воздух полей, лугов и лесов "деревенским воздухом", воздух морских побережий — "морским воздухом**. Воздух городов, насыщенный всякого рода загрязнениями и неблагоприятный для здоровья, человек окрестил именем "городского воздуха". Однако до сих пор не внесено полной ясности в определение того, что такое воздух "лесной", "степной", "горный" или "морской". Существующие же характеристики почти не дают объяснения биологического или физиологического действия этих "воздухов". Несомненно лишь одно, что они благотворно влияют на человека, что они целебны. Недаром же у городских жителей, независимо от рода занятий и возраста, есть непреодолимое стремление при первой возможности покинуть город, чтобы хотя день, хотя час подышать чистым деревенским воздухом. Миллионы горожан в праздничные и выходные дни уезжают за город, чтобы отдохнуть среди природы, подышать свежим воздухом, побывать в лесу, около реки, у моря, в горах. Почти каждому врачу, да и не только врачу, известны случаи поразительной целебной силы внегородского воздуха. И хотя терапевтическая ценность "хорошего" воздуха стала аксиомой, сущность этого явления еще недостаточно изучена медицинской наукой. Впрочем, это и понятно, ибо причины благотворного влияния такого воздуха оставались неясными. Внутри помещения воздух тоже может быть чистым и казаться хорошим. Он может быть освобожден от пыли, микроорганизмов, запахов и т.д. Химически он ничем не будет отличаться от самого лучшего внешнего воздуха, в нем может содержаться нормальное количество кислорода, и тем не менее этот воздух будет биологически инактивен. В нем будет отсутствовать нечто необходимое нашему организму, повышающее нашу жизнедеятельность, наш нервно-психический тонус, дающее нам бодрость. Если мы внимательно прочтем биографии великих людей, то увидим, что лучшие творения, лучшие мысли они часто связывали со временем пребывания вне зданий, на воздухе, стихия которого как бы вдохновляла их к творчеству. Микеланджело многократно упоминал о том, что своим гением он обязан "тонкому воздуху окрестностей Ареццо". Гете прямо говорит, что большинство своих поэтических образов он создавал во время прогулок верхом среди веймарских полей. Гамильтон утверждает, что замечательные математические идеи он вынашивал во время своих излюбленных прогулок по парку. Уже много столетий натуралистов и врачей волнует мысль о том, чем объяснить разницу в самочувствии человека во внешнем воздухе и в воздухе внутри помещения, хотя и очень хорошо проветриваемого. Разница между тем и другим воздухом несомнен- 12
но существует и ощущается нами. Из какого бы помещения, даже самого чистого, светлого и обширного, мы ни вышли на воздух, всегда чувствуется изменение в дыхании: на воздухе дышится легче, свободнее, чем внутри помещения, дышится "полной грудью". В обыденной речи мы всегда пользуемся выражениями: "надо выйти на воздух", "надо подышать воздухом", как бы отрицая тем самым существование воздуха вообще внутри обитаемого помещения, внутри наших квартир, как бы невольно утверждая огромное различие в биологическом действии внутреннего и внешнего воздуха. Недаром же люди, страдающие головокружениями, дурнотными состояниями, сердцебиениями, болезнью миокарда, одышкой, астматическим статусом и др., при приближении своего болезненного приступа инстинктивно стремятся к окну, к форточке. Это инстинктивное стремление показательно, инстинкт самосохранения ведет организм по наиболее правильному пути. И странным поэтому должен казаться тот поразительный факт, что мы уделяем большое внимание тому, что мы едим, что мы пьем, и какой ничтожный, почти незаметный интерес мы проявляем к тому, каким воздухом мы дышим. Это было еще подмечено знаменитым гигиенистом Бушаном и развито в его сочинении 1792 г. Данный факт стоит в глубоком противоречии с накопленным человечеством огромным арсеналом теоретических и экспериментальных знаний, говорящих о величайшей физиологической роли чистого внегородского воздуха. В чистом наружном воздухе есть нечто, чего нет в воздухе жилых и вообще обитаемых помещений. Это нечто представляет собой мощное физиологически действующее начало, которое почти отсутствует в наших жилищах, гражданских или производственных зданиях с малоподвижным, застойным воздухом, не связанным с внешней атмосферой. Жизнь развивалась не в мертвой, неподвижной и вялой среде, а в теснейшей связи с бодрым, животворящим, вечно изменяющимся миром. Эта вечная изменчивость внешнего мира обусловила динамику биологических и физиологических процессов, протекающих внутри живого организма в упорядоченных, взаимосвязанных соотношениях. За громадный период эволюции органического мира живые существа всегда находились в тесном соприкосновении с этим нечто — фактором природы, который не только сопровождает процессы жизни, но и, по-видимому, активно участвует в сложных взаимодействиях между внешней средой и организмом, выполняя строго определенные, жизненно важные функции. Что же это за факторы, содержащиеся во внешнем воздухе и отсутствующие или недеятельные в воздухе помещений? В настоящее время мы можем сказать, что один из этих факторов, столь важный для человека и столь долгое время ускользавший из поля зрения исследователей, найден. Это — атмосферное электричество или, точнее, его носители — легкие аэроионы, число которых в единице объема воздуха внутри обитаемых помещений снижается до некоторого предельного, биологически неактивного минимума. Аэроионный дефицит обнаруживается во всех без исключения помещениях в присутствии людей, даже при наличии хорошей вентиляции. Живые организмы на нашей планете появились, эволюционировали и живут в ионизированной среде — воздухе. Поэтому будет вполне законным допустить, что ионизация воздуха является одним из условий нормального развития высокоорганизованной жизни. В историческом плане филогенеза естественные аэроионы сыграли огромную роль. Построив себе жилища, человек лишил себя нормально- 13
го ионизированного воздуха, он извратил естественную для него среду и вступил в конфликт с природой своего организма. Человек постепенно удаляется от природы, от естественных условий, из внешнего во внутренний воздух почти герметически закрытых домов из камня, бетона, железа, стекла. Он лишил себя постоянного непосредственного, прямого общения с чистым наружным ионизированным воздухом, с воздухом гор и морей, степей и лугов. Жители современных городов, проводящие все свое рабочее время и досуг, т.е. 0,9 своей жизни, внутри зданий, постепенно теряют свои иммунно-биологические силы, деформируют свой скелет, ослабляют мускулатуру, приводят свои ткани и органы к дистрофическим, необратимым изменениям и, наконец, доводят свой организм до состояния явной физической деградации. Человек в буквальном смысле этого слова доместицировал себя, цепями приковал себя к своему дому, к своим вещам. Болезни, хилость, преждевременная дряхлость и смерть сопутствовали и сопутствуют этой доместикации человека. Задача современной науки состоит в том, чтобы исправить тот катастрофический недочет, который в своем зародыше возник еще в доисторические времена, когда первобытный человек стал строить себе жилища и таким образом отделил себя стенами от внешнего, наружного воздуха. Уйдя в дома, человек создал себе собственный "искусственный", "внутренний" воздух, физически и химически отличающийся от внешнего, наружного воздуха, — воздух с огромным недостатком аэроионов, насыщенный отбросами дыхания и пылевыми частицами разного химического состава. Задача медицинской науки и техники состоит в том, чтобы возможно полнее приблизить окружающую нас в зданиях воздушную среду к наилучшим для жизнедеятельности организма естественным условиям — создать внутри обитаемых помещений воздух, не только очищенный от городских, бытовых или производственных загрязнений, что в известной мере уже может быть достигнуто с помощью механической вентиляции и особенно кондиционирования, но и по своим физическим свойствам одинаковый с воздухом лучших в мире курортных местностей, т.е. создать электрокурорты или электрический комфорт воздуха внутри наших зданий. Инженеры-строители и многие ученые при решении технических вопросов строительства в нашей стране все еще недооценивают эту крупнейшую гигиеническую проблему. Воздвигаемые и окружающие нас тысячи жилых домов, школ, общественных зданий, клиник, больниц, диспансеров и санаториев не снабжены установками для создания внутри них наиболее благоприятного электрического режима воздуха. Уже настала пора поставить этот вопрос со всей решительностью на повестку дня нашего строительства и в первую очередь школьного и больничного. Мировая научная литература о биологическом и физиологическом действии и лечебном применении аэроионов за последние десятилетия насчитывает свыше тысячи трудов, освещающих этот 14
вопрос полно, со всех точек зрения. Каждый ученый, работающий в области гигиены жилых, учебных, гражданских, заводских и больничных зданий, должен быть знаком с богатой литературой по аэроионизации. Инженеры-строители должны иметь необходимые знания в этой области, так как вопросы физики воздуха, в частности аэроионизации, уже давно обсуждаются в соответствующих научных трудах. К сожалению, в капитальных изданиях по гигиене мы часто не находим ни единой строчки по данному вопросу. Не лучше обстоит дело в руководствах по вентиляции и кондиционированию. В школьных руководствах и статьях об общей гигиене и медицинской климатологии иногда поднимаются вопросы атмосферного электричества и аэроионизации (В.А. Углов, СВ. Моисеев, А.А. Бабаянц, СП. Головин, В.К. Варищев, Н.А. Ремизов, Е.Э. Лесгафт и др.), но, конечно, этого далеко не достаточно. Наружный воздух всегда более или менее насыщен легкими аэроионами обеих полярностей вследствие постоянного радиоактивного распада веществ, находящихся в почве и воде. Чистый воздух лесных массивов и полей содержит 700—1500 отрицательных аэроионов в 1 см . Близ водопадов, у морского берега во время морского прибоя число аэроионов отрицательной полярности* значительно возрастает, достигая иногда концентрации до 50—100 тыс. в 1 см .В некоторых курортных местностях, известных своим благотворным влиянием на организм человека, число аэроионов отрицательного знака* значительно превышает их среднее значение. Многочисленные современные климатологи и курортологи влиянием этого фактора объясняют основное тонизирующие действие этих курортов на человеческий организм. Противоположную картину мы видим в электрическом режиме воздуха больших промышленных городов. Число легких аэроионов отрицательной полярности падает до минимума, в то же время возрастает число тяжелых аэроионов. Последние представляют собой твердую или жидкую частицу, заряженную по преимуществу положительным электричеством. Изучение этого вопроса показало, что чем ближе к заводам, тем меньше концентрация легких аэроионов и тем больше концентрация псевдоаэроионов; чем ближе к зеленым массивам, тем больше концентрация легких аэроионов и меньше концентрация псевдоаэроионов. Наблюдениями установлена тесная зависимость между электрическим состоянием внешнего воздуха, числом и полярностью естественных аэроионов и состоянием здоровья человека и животных. Зависимость эта оказалась более значительной, чем можно бы было предполагать. Она проявляется не только у больных людей, весьма чувствительных к явлениям во внешней среде и особен- Здесь и далее терминология приведена по А.Л. Чижевскому. (Ред. коллегия.) 15
но к переменам в этой среде, но и у здоровых. Общее самочувствие, внимание, трудоспособность, функциональное состояние нервной системы, болезненные ощущения, кровяное давление, обострения многих заболеваний находятся в прямой зависимости от концентрации и полярности аэроионов. Что же представляет собой в электрическом отношении воздух внутри жилых, учебных, общественных и других зданий, в которых человек, как мы уже говорили, проводит большую часть своей жизни? Это особенно касается больничных палат, в которых люди иногда находятся целыми месяцами. Экспериментальноустановлено, что наружный воздух, проникая через форточки, окна или вентиляционные воздуховоды, теряет почти половину своих аэроионов. Оставшаяся половина аэроионов прилипает к стенкам, предметам обстановки и таким образом уничтожается. Новейшие методы обработки воздуха, его очистка, промывка и фильтрование уничтожают все аэроионы наружного воздуха и делают его тем самым биологически мертвым. В воздухе помещений остается некоторый несократимый минимум аэроионов, который образуется под влиянием радиоактивного распада веществ стен (камни, кирпич, штукатурка, краска и др.). Особенно быстро идет уничтожение аэроионов в воздухе помещений, если в них присутствуют люди, ифо дыхание человека является источником выделения огромного числа псевдоаэроионов с некоторым преобладанием положительных. Исследования ряда авторов показали, что при одном выдохе человек выбрасывает из легких сотни миллионов псевдоаэроионов, которые накапливаются в воздухе обитаемого помещения в прямом соотношении с числом присутствующих и временем их пребывания в этом помещении. Что представляет собой электрический отброс? Мы выдыхаем в окружающее пространство не только С02 и пары воды, но и летучие вещества, являющиеся конечным продуктом сложных биохимических процессов, происходящих в организме. Опытами ряда авторов доказана вредность этих отбросов. Вылетая из легких в электрически активной форме, данные вещества создают в воздухе помещения стойкий аэрозоль, который присутствующие снова и снова вдыхают, постепенно отравляя себя собственными же выделениями. Справедливость этой мысли доказывается еще и тем, что дурное самочувствие (повышенное потоотделение, головная боль, тошнота, слабость, падение внимания, работоспособности и т.д.) наступает задолго до появления в воздухе нижнего порога токсической концентрации углекислоты. Преобладание положительного электрического заряда в выдохнутом воздухе, по-видимому, создает чувство духоты. Экспериментально доказано, что положительные аэроионы тормозят легочный газообмен. Эти аэроионы легко присоединяют к себе и нейтрализуют тот небольшой минимум легких отрицательных аэроионов, который образуется под влиянием радиоактивного распада некоторых строительных материалов, и, таким образом, электрический 16
режим воздуха помещения делается биологически неполноценным и все более и более вредным для человека. Экспериментально установлено, что аэроионы положительной полярности оказывают неблагоприятное действие на организм, особенно на истощенный и ослабленный болезнью. Механическая вентиляция или кондиционирование лишь в небольшой степени освобождают воздух от наэлектризованного респираторного аэрозоля. Многочисленными электрометрическими измерениями доказано, что воздух некоторых фабричных и заводских цехов насыщен большим числом аэроионов положительной полярности, которые образуются в процессе самого производства. Воздух шахт также характеризуется своим неблагоприятным электрическим режимом. В угольных штреках во время работы наблюдается огромный избыток тяжелых аэроионов положительной полярности. Настало время с этой точки зрения обследовать различные производства, чтобы точно выяснить существующий там электрический режим воздуха. Самое серьезное внимание должно быть обращено также на электрический режим воздуха больничных палат, жилых, учебных, общественных, административных, фабрично-заводских и прочих помещений. Необходимо настойчиво добиваться оздоровления окружающего нас микроклимата. Естественно возникает вопрос о том, нельзя ли искусственным образом бороться с недостатком отрицательных аэроионов во вдыхаемом воздухе и с пагубным влиянием насыщения воздуха тяжелыми положительными аэроионами (псевдоаэроионами). История вопроса о биологическом действии искусственного атмосферного электричества начинается с XVIII в., когда после изобретения электростатической машины начали появляться как из рога изобилия работы по изучению действия искусственно электризованного воздуха на растения, животных и человека. Ознакомление с большинством этих работ показало, что неудачи почти всех исследователей XVIII и XIX вв. могут быть объяснены тем, что они не придавали должного значения полярности электрических зарядов в воздухе, которым воздействовали на свои подопытные объекты. Это обстоятельство побудило автора еще в 1918 г. изучить вопрос" о влиянии на животных аэроионов только одной отрицательной или же положительной полярности. Удалось установить противоположное действие на организм отрицательных и положительных аэроионов, а именно: отрицательные аэроионы, которые являются ионами кислорода воздуха, благоприятствуют усилению жизнедеятельности организма; положительные аэроионы в большинстве случаев оказывают неблагоприятное действие на организм и в определенных концентрациях могут принести вред здоровью. Воздух, искусственно насыщенный отрицательными аэроионами кислорода, зависит от степени этой насыщенности, т.е. числа отрицательных аэроионов в единице объема, и времени воздействия благотворным фактором предупредительного и лечебного значения. Автором еще в 1931 г. была выдвинута проблема 17
аэроионификации, т.е. задача создания внутри обитаемых помещений искусственных отрицательных аэроионов в тех или иных концентрациях, в зависимости от целевой установки. Для углубления работ автора в 1931 г. по постановлению Правительства СССР была организована Центральная научно-исследовательская лаборатория ионифи- кации (ЦНИЛИ), имевшая ряд филиалов. ЦНИЛИ опубликовала и подготовила к печати несколько томов исследований, в которых принимали участие свыше 50 ученых. Указанные работы получили широкую известность за пределами нашей страны. Ряд институтов, клиник и больниц включился в эту работу. Было изучено изменение различных функций организма при воздействии на него аэроионов той или иной полярности: газообмен, обмен веществ и тканевое дыхание, окислительно-восстановительные процессы, физико-химические свойства крови, функциональное состояние нервной системы и ее высшего отдела — коры головного мозга и т.д. Было доказано, что аэроионы воздействуют на организм через дыхательные пути. Проникая в кровь через органы дыхания, они влияют на ее физико-химические свойства и таким образом на все ткани и органы, в том числе и на корковые нейроны и нервные центры, которые изменяют в благоприятную сторону свое функциональное состояние и благотворно влияют на рабочие органы всего организма. Существует и нервно-рефлекторный механизм действия аэроионов. Наличие различных путей воздействия на организм аэроионов говорит о том, что последние играют весьма ответственную роль в механизме "тончайшего уравновешивания" организма с внешней средой. Аэроионы отрицательной полярности, примененные в терапевтических дозировках (10 —10 аэроионов в 1 см , ежедневно в течение 15—20 мин), способствуют излечению или радикальному облегчению ряда заболеваний носоглотки, дыхательных путей, сердечно-сосудистой системы (гипертоническая болезнь), кроветворных органов, нервной системы, эндокринного аппарата и т.д. Аэроионы применяются в лечебных целях также при инфекционных, кожных, аллергических заболеваниях, в гинекологии и акушерской практике, при детских болезнях, авитаминозах, при лечении ран, ожогов, отморожений, травм и т.д. Есть некоторые опытные основания допускать, что электрически искаженный режим воздуха имеет определенное отношение к процессу злокачественного перерождения ткани. Долгосрочные опыты с животными показали, что в концентрациях около 10 —10 в 1 см аэроионы отрицательной полярности удлиняют их жизнь, усиливают рост, сокращают число инфекционных и хронических заболеваний. Это может иметь большое значение в сельском хозяйстве. Установлено, что систематическое пользование отрицательными аэроионами в концентрациях 103—104 аэроионов в 1 см способствует снижению утомляемости, сокращению продолжительности отдыха и значительному повышению внимания и трудоспособности. Возбуждение отрицательных аэроионов в воздухе школьных помещений до 18
концентрации 10 —10 аэроионов в 1 см вызвало чрезвычайно благоприятные явления в отношении сокращения заболеваний, увеличения роста и веса у детей и подростков. Исследованиями автора установлено, что аэроионы отрицательной полярности очищают воздух от пыли и взвешенных в нем микроорганизмов, причем в опытах была достигнута абсолютная очистка воздуха. Это может иметь решающее значение в борьбе с запылением воздуха фабрично-заводских цехов, с аэрогенной или капельной инфекцией (грипп, корь, пневмония, туберкулез, дифтерия, скарлатина, менингит, коклюш и т.д.) в общественных зданиях, больницах, особенно в операционных, гнойных перевязочных, родильных домах и т.д. Накопленные наукой с 1918 г. обширные экспериментальные материалы дали в свое время основание Управлению строительства Дворца Совета при СНК СССР поставить вопрос об аэроионификации больших залов и других помещений этого Дворца. Ряд вопросов аэроионификации разрабатывался с конца 1937 г. под общим руководством автора в специальных лабораториях Москвы и Ленинграда. В частности, был установлен факт исключительного значения. Если аэроионы производят столь благотворное действие на организм, то следовало изучить вопрос и о том, как будет действовать на животных чистый воздух, лишенный всех аэроионов. Для осуществления этих исследований нами были построены герметизированные стеклянные камеры с такой подачей пищи и воды, при которой ни одна молекула внешнего воздуха не проникала внутрь камер. Воздух проходил только через "приточно-вы- тяжную вентиляцию" — через стеклянные трубки с помощью непрерывно действующего вытяжного насоса. Часть камер служила для опытов, часть —для контроля. Опытные камеры отличались от контрольных толькотем, что в трубку, вводящую воздух в камеру, вкладывался рыхлый ватный тампон определенной толщины. Перед этим нами было установлено, что ватный тампон данной толщины поглощает все легкие и тяжелые аэроионы наружного воздуха, не изменяя его химического состава. Результаты! этих исследований можно кратко резюмировать так: атмосферный воздух, лишенный всяких аэроионов, приводит животных через ограниченный срок времени к серьезным заболеваниям и затем к смерти, при этом происходят резкие деструктивные изменения в жизненно важных органах и тканях. Отсюда следует, что аэроионы наружного воздуха являются фактором обязательным для жизнедеятельности высших организмов. Эти опыты позволили решительно заострить значение проблемы аэроионификации обитаемых помещений. По сути дела, всякое закрытое помещение, даже при наличии полноценной вентиляции, может быть рассмотрено как камера с профильтрованным воздухом, лишенная оптимальной концентрации отрицательных аэроионов и насыщенная отбросами организма — тяжелыми аэроионами преимущественно положительной полярности, которые необходимо расценивать как физиологически вредные для организма. На основании веских знает, не зависит ли возникновение некоторых тяжелых заболеваний, патогенез и этиология которых до сих пор остаются еще неясными, от того, что современный человек вынужден большую часть жизни дышать воздухом, электрически умерщвленным (отсутствие оптимума 19
легких аэроионов) или электрически искаженным (насыщенность отбросами дыхания — псевдоаэроионами)? Проблема решительной борьбы с систематическим аэроионным голоданием человека, с болезнетворным действием воздуха внутри помещений, в которых человек вынужден пребывать большую часть жизни, и особенно внутри больниц (ибо именно больные в наивысшей степени тяжело реагируют на отсутствие в воздухе необходимого числа кислородных аэроионов отрицательной полярности), должна привлечь самое пристальное внимание врачей, строителей и сантехников, на обязанности которых лежит разработка наилучших условий для быта и труда человека. Решение проблемы аэроионного комфорта должно способствовать физическому оздоровлению трудящихся и повышению производительности труда. Огромное социальное значение этого вопроса с точки зрения массовой профилактики и гигиены в настоящее время совершенно ясно и бесспорно. Изложенные факты в категорической форме требуют создания специальной отрасли гигиены, занимающийся изучением и нормированием искусственного электрического режима воздуха больничных палат, школьных, жилых, общественных, административных и производственных помещений. Ученые и строители должны решить техническую проблему искусственного воспроизведения внутри обитаемых помещений физиологически благотворного электрического режима воздуха, который нейтрализовал бы все выдохнутые из легких электрические заряды и создавал бы необходимое оптимальное число отрицательных аэроионов. Без учета числа и полярности аэроионов внутри зданий, как физиологически активного фактора нормального воздуха, изучение вопросов воздухоснабжения при проектировании зданий следует считать абсолютно недопустимым. Необходимы неотложные меры для уменьшения того вреда, который наносится организму систематическим пребыванием большинства людей во вредном воздухе помещений фабрик, заводов, шахт и других предприятий. Эти мероприятия могут быть двух видов: либо указанные электрические вредности ликвидируются на месте их возникновения, что, впрочем, не всегда возможно из-за условий самого производства, либо рабочего ежедневно подвергают воздействию аэроионов отрицательной полярности, чтобы ликвидировать неблагоприятные изменения в его организме, т.е. создают где-либо на производстве, в нарядных, раздевальнях, столовых и т.д. электрокурорты с необходимой и различной для каждого данного случая концентрацией аэроионов. Ежедневное пребывание на таких электрокурортах в течение 15—20 мин при концентрации 10 —10 аэроионов в 1 см достаточно, чтобы ликвидировать неблагоприятные последствия в организме человека, возникающие в результате пребывания в производственном помещении с воздухом, в котором наблюдается дефицит аэроионов отрицательной полярности. Автором этой монографии разработана техническая сторона удобного 20
в эксплуатации метода аэроионификации, дающего возможность получать необходимые концентрации аэроионов без каких-либо побочных примесей. Ионизация воздуха и поддержание необходимого электрического режима могут производиться как в отдельных помещениях, так и централизованно. Любой строящийся дом может быть аэроионифициро- ван, с точной регулировкой концентраций аэроионов, от профилактических (воздух электрокурортов) до лечебных. Разрешена также задача получения необходимых концентраций аэроионов, обладающих устойчивостью при перемещении по вентиляционным трубам большой длины. По предложению автора, была сконструирована гидроэлектростатическая аппаратура, работающая от водопровода и осветительной сети и позволяющая генерировать кислородные аэроионы в центральном месте. Данный метод позволяет создавать воздушный режим приморских электрокурортов внутри зданий. Электроаппаратура для получения аэроионов недорога, занимает мало места, не требует особого ухода и работает от осветительной сети. Расход электроэнергии для аэроионификации исключительно мал. Все это делает возможным самое широкое применение метода аэроионификации всюду, где имеется электроосветительная сеть. 1.2. ОТКРЫТИЕ ДЕЙСТВИЯ УНИПОЛЯРНЫХ АЭРОИОНОВ НА ОРГАНИЗМ Рассматриваемый в этой книге вопрос, столь важный для жизни человека, вынуждает автора предпослать дальнейшему изложению краткую историю развития учения о биологическом и физиологическом действии и медицинском применении атмосферного электричества. История этого учения вводит читателя в курс идей, которые волновали умы ученых еще в XVIII в., позволяет проследить движение мысли в этой области, ход и развитие многочисленных экспериментальных работ по практическому использованию этой "новой" силы, отвоеванной у природы в сравнительно недавнее время, и показать огромное значение отечественной науки в этом вопросе. Хотя первое применение электричества с терапевтическими целями (янтарь, электрические рыбы) относится к глубокой древности (Скрибоний, Ларгий, Плиний, Ди- оскоридий), но лишь после изобретения электрической машины стала возможной более или менее планомерная работа в данной области (Б.Кратценштейн, 1744). Статическим электричеством пользовались как "раздражающим" и "оживляющим" средством при самых разнообразных заболеваниях: ревматизмах, невралгиях. Виттовой пляске, истерии и т.д. От имени Вениамина Франклина и самый метод воздействия на организм статическим электричеством получил название франклинизации. Это был единственный достаточно распространенный в ту пору метод сознательного применения электричества в медицинских целях. Первые работы Мембрея, Броунинга, Жаллабера и других исследователей о влиянии атмосферного электричества на организм, осуществленные в середине XVIII в., нельзя признать достаточно убедительными. С 1748 г. появляется в печати ряд работ французского натуралиста Нолле. Хороший экспериментатор Нолле производил опыты с растениями и, в частности, пытался изучить действие на них статического электричества. Свои опыты он обставил строго методически, контрольные растения находились в совершенно одинаковых условиях с опытными. В результате исследований он пришел к заключению, что электризация воздуха вблизи растений с помощью электрической машины значительно ускоряет 21
всхожесть горчицы, но подвергаемые электризации ростки становятся слабее и тоньше, чем ростки контрольные. Это свое последне наблюдение Нолле подвергает сомнению, так как опыты его не были достаточно многочисленными. Во время опытов он заметил, что под влиянием электризации слабые и тонкие части растения начинают отталкиваться одна от другой. Приложенные к его сочинениям иллюстрации поясняют опыты. Дюгамель дю Монсо в 1758 г. впервые делает ряд указаний о соотношении между электрическим состоянием атмосферы и развитием растительности. Он утверждает, что грозовая деятельность атмосферы благоприятствует росту растений. Говоря о роли дождей, указывает, что они способствуют произрастанию даже водяных растений. Это наблюдение наводит на мысль о том, что, помимо воды, дожди приносят нечто, что отсутствует в воде озер и прудов. Наблюдение Дюгамеля дю Монсо не противоречит современным взглядам на то, что образующиеся в воздухе при грозовых разрядах азотистые соединения с дождем увлекаются к земле и поступают в нее в качестве питательного материала. Изучению действия на живые организмы естественного атмосферного электричества и искусственной электризации воздуха много лет посвятил Ф. Гардини. Для наблюдений за растениями он построил специальную станцию, снабженную измерительными метеорологическими приборами. Из своих опытов над действием атмосферного электричества Ф. Гардини сделал вывод о большом значении этого фактора в жизнедеятельности растений. По его мнению, электричество влияет на развитие, рост и урожайность растений, причем эффект влияния зависит от полярности электричества и его дозы. ф. Гардини поставил опыт, который приобрел большую известность. Он натянул в саду над растениями несколько рядов железной проволоки. В течение 3 лет, пока проволока была протянута, вид растений резко изменился, они начали сохнуть. Как только проволока была убрана, растения ожили. Ф. Гардини сделал вывод, что проволока отводила от растений атмосферное электричество, которое им необходимо для роста и созревания плодов. Со времени изобретения электростатической машины начались попытки применить статическое электричество к лечению различных заболеваний у человека. Так называемая "электромедицина" XVIII в. изучала и практически применяла единственный в те времена источник электрической энергии — электростатическую машину, роль которой в истории развития естествознания громадна. Уже во второй половине XVIII в. в Европе не было ни одной более или менее крупной лаборатории, где бы машина со стеклянным кругом не являлась обязательным прибором. Общее увлечение электричеством, проникание в массы новых популярных теорий о всеобъемлющей роли электрического "флюида", электромедицина, обещающая исцеление от всех болезней электризацией, сделали свое дело. Статическая машина появилась на базарах, в ярмарочных балаганах, где каждый желающий за дешевую плату мог подвергнуть себя электризации, принять электрическую "ванну". Одним из основных исследователей биологической и физиологической роли естественного и искусственного атмосферного электричества необходимо признать известного французского ученого XVIII в. Пьера Бертолона — физика и медика, члена многих академий наук. В период 1776—1783 гг. он печатает работы о влиянии электричества на растения. П. Бертолон воздействовал электричеством на растения различными способами, часто весьма остроумными. Так он подвергал растения влиянию атмосферного электричества с помощью изобретенного им "электровегетометра". Другие растения поливались из леек, соединенных металлическим проводом с кондуктором электростатической машины. Садовник при поливке становился на подвижную изолированную от земли подставку. Опыты привели П. Бертолона к тому выводу, что подвергавшиеся электризации семена всходят быстрее и в большем количестве, что электризация способствует росту растений, луковицы гиацинта дают больше листьев и стеблей, фрукты 22
скорее зреют и обладают лучшим вкусом, что электричество благотворно влияет на окраску цветов и растений и, наконец, что растительность вблизи громоотводов богаче, чем в некотором отдалении от них. Эти работы и наблюдения П. Бертолона указывают на стремление к утилизации атмосферного электричества в сельском хозяйстве. Другая область работ этого ученого представляет еще больший интерес. П. Берто- лон был первым ученым, который со всей ясностью и с уверенностью заговорил об "электризации" воздуха жилых помещений в профилактических и терапевтических целях. В своем сочинении "Об электричестве здорового и больного человеческого тела" (Париж, 1780) он настойчиво проводит ту мысль, что воздействие на здорового и больного человека "электризованного" воздуха может оказаться исключительно эффективным. П. Бертолон, основываясь на своих экспериментах, рекомендует именно отрицательную полярность электризации воздуха как наиболее целебную. В качестве источника для электризации воздуха он указывает на электрический разряд с острий, соединенных с одним из полюсов электростатической машины. П. Бертолона следует считать подлинным предтечей современного учения об аэро- ионификации. Он не только отчетливо предвидел физиологическую роль естественных и искусственных аэроионов, но и сам упорно экспериментировал в данном направлении, применяя для насыщения воздуха униполярным электричеством тот же метод, который в наши дни является наиболее простым и наиболее совершенным. П. Бертолон впервые подробно развил теорию электрообмена между воздушным электричеством и человеческим организмом. В своей книге, в главе "Каким путем электричество атмосферы сообщается человеческому телу" французский ученый с поразительной для того времени проницательностью рисует картину данного влияния, предвосхитив тем самым за 140 лет экспериментальные открытия автора. Глава эта представляет настолько большой интерес, что на ней необходимо остановиться более подробно. Вот как П. Бертолон излагает свои идеи: "Человеческое тело, погруженное в атмосферу, подобно тому, как рыба в воду, не может не испытывать со всех сторон действия атмосферного электричества. Всеми своими дышащими порами кожной поверхности наше тело всасывает электрическую материю как бы множеством жадно поглощающих ртов. Сухая губка, брошенная в воду, представляет собой лишь слабый образ того, как человеческое тело впитывает из воздуха электрическую субстанцию". Внимание П. Бертолона останавливается на кожном дыхании. Он говорит о порах кожи, в которые совершенно свободно проходят электрические частицы (молекулы, из которых составлена электрическая субстанция), ничтожные размеры которых находятся "вне пределов нашего воображения". Он вспоминает о Левенгуке, который вычислил, что одна песчинка может прикрыть собой 250 тыс. кожных пор. По подсчетам П. Бертолона, на коже человека среднего роста имеется 2160 млн пор. Через эти поры, по его мнению, электрические частицы проникают в глубину различных органов и "малейших органических образований". В эти входные отверстия электрическая материя проникает тогда, когда атмосфера наэлектризована отрицательно, чтобы поглотить излишек положительного электричества, заключенного в человеческом теле. Он считает, что наше тело несет избыток положительных зарядов, образующихся в процессе жизнедеятельности. "Это незаметное дыхание кожи способствует восстановлению электрического равновесия, ибо электрическая материя имеет большое сродство в дыхательной материей, как и вообще со всеми жидкими телами. Многочисленные поры, согласно образному выражению Фонтенеля, могут быть рассматриваемы как пути (мосты) сообщения между атмосферным электричеством и человеческим телом". П. Бертолон замечает, что существуют термометры такой высокой чувствительности, что ртуть в них находится в постоянном движении. "Я убежден, — пишет он, — что если мы будем иметь способ видеть и различать молекулы электрической материи, мы 23
увидим беспрерывное движение электрической силы в той замечательной машине, которую мы называем человеческим телом". Однако кожные поры не единственный путь, с помощью которого атмосферное электричество сообщается нашему организму. Есть другой путь, который тем более замечателен, что он весьма прост. "Я, — пишет П. Бертолон, — говорю о легких, которые можно рассматривать как секреторный орган воздушного электричества*'. П. Бертолон рассчитывает, какое количество воздуха могут поглотить легкие в сутки при 20 вдохах в 1 мин, вдыхая каждый раз по 40 дюймов (-655,5 см ) воздуха. Это составляет 1152000 дюймов (48,88 м ) воздуха в сутки. Но это огромное количество не удивляет П. Бертолона, он подсчитывает число легочных альвеол, их объем и поверхность. Он указывает на работы анатомов, которые нашли, что внутренная поверхность легочных ячеек в 9 раз превосходит поверхность всего тела человека и равна 285 фут (•~26,5 м >. Теперь мы знаем, что поверхность легочных альвеол человека равна минимум 50 м , т.е. примерно в 25 раз превосходит поверхность человеческого тела. "Огромное количество воздуха, входящее в пространство наших легких, — пишет П. Бертолон, — представляет собой истинный проводник атмосферного электричества. Воздух беспрерывно через легкие подводит к внутренним органам все новые и новые порции электричества. Часть вдохнутого атмосферного воздуха проходит через бронхиальное дерево и проникает в кровеносные сосуды, чтобы смешаться с кровью, которая циркулирует по всем частям нашего тела, увлекая с собой по путям циркуляции электрическую материю и распределяя ее по всему нашему телу. Другая часть воздуха, остающаяся в легких во время вдыхания, отдает им избыток своего электричества, согласно общим законам отдачи электрической энергии. Этот воздух, лишенный таким образом своего электричества, выбрасывается обратно в атмосферу путем выдыхания. Если атмосфера заряжена по преимуществу отрицательно, человеческое тело, находящееся на земле, должно отдавать в воздух избыток своего положительного электричества. Воздух, полученный при дыхании, принимает часть положительного электричества легких, и, таким образом, весь излишек положительного электричества, находящегося в человеческом теле, выводится наружу. При выдохе воздух уносит с собой излишек электрической материи, уносит чрезвычайно легко, ибо электричество имеет громадное сродство с водяными молекулами, вплотную присоединяясь к влаге, выходящей из крови через дыхательные пути. Значительный выход этой влаги, до 0,5 фунта (0,2 кг) ежедневно, влечет за собой существенное уменьшение электричества человеческого тела". "Так как количество выдыхаемого из легких воздуха во время выдоха меньше количества, получаемого при вдохе, становится ясно, — пишет П. Бертолон, — что легкие получают больше положительного электричества атмосферы, чем отрицательного". Во времена Бертолона считали, что количество положительного электричества атмосферы относится к количеству отрицательного как 40:38. Утверждая свой приоритет в области развития идей данного рода, П. Бертолон говорит, что еще "никто не думал ни приписывать легким качества органа, секретирующего атмосферное электричество, ни находить в смене вдыханий и вьщыханий способ получать и выделять, если так можно выразиться, электричество атмосферы или передавать атмосфере его излишек, который обнаруживается в теле при известных обстоятельствах''. Способ сообщения атмосферного электричества человеческому телу через легкие более эффективен, чем проникание его через поры при соприкосновении их с воздухом. Ибо воздух, окружающий человеческое тело, не возобновляется столь же часто, как тот объем воздуха, который адсорбируется при вдыхании, если, конечно, тело находится не на ветру и не в движении. "Таковы, — пишет П. Бертолон в заключении третьей главы, Здесь и далее в скобках приведены показатели в системе СИ. (Ред. коллегия.) 24
— основные пути, при помощи которых атмосферное электричество влияет на человеческое тело и тело животных". В последующих главах своей замечательной книги П. Бертолон сообщает о результатах практического применения статического и атмосферного электричества к больному человеку при самых разнообразных заболеваниях. По мнению П. Бертолона, большая часть функций и отправлений нашего тела находится в зависимости от атмосферного электричества. "Нет сомнения, — пишет он, — в том, что атмосферное электричество сильно влияет на вегетативные и анимальные функции, на циркуляцию крови, дыхание, пищеварение, различные секреции и т.д. Все они суть первостепенные объекты, подверженные воздействию атмосферного электричества". П. Бертолону принадлежит одно из важнейших наблюдений в области действия естественного и искусственного атмосферного электричества отрицательного знака на больных. Первым, кто сознательно, на основании экспериментальных данных заговорил о благоприятном действии именно отрицательного электричества, был П. Бертолон. В упомянутой выше книге он пишет: "Мне кажется, я был первым, кто применил отрицательное электричество к лечению больных" (с. 399). Значение, которое он придавал электрической полярности, лучше всего следует из его слов: "Если в излечении некоторых болезней не было успеха, то от того, что часто электризовали положительно, когда надлежало бы употреблять электрическую материю отрицательную" (с. 371). Первое издание книги П. Бертолона вышло в свет в 1780 г., второе — в 1788 г., т.е. за 3 года до появления первой работы Л. Гальвани "Трактат о силах электричества при мышечном движении". В работах Л. Гальвани также отдается дань увлечению атмосферным электричеством. Он неоднократно возвращается к вопросу о влиянии атмосферного электричества на животный организм в нормальном и патологическом состоянии и высказывает ряд идей о терапевтическом применении искусственно наэлектризованной атмосферы. Знаменитый итальянский физик А. Вольта был одним из сторонников опытного изучения вопроса о действии искусственной электризации воздуха в жилых и лечебных помещениях. В письмах к Лихтенбергу из Геттингена он подробно изложил свои идеи о роли атмосферного электричества в жизнедеятельности здорового и больного организма и указывал на необходимость электризовать комнатный воздух, ввиду утраты им электрических свойств при проникании в закрытое помещение извне. В первую очередь А. Вольта рекомендует искусственно электризовать воздух спален, так как человек безвыходно проводит в них по нескольку часов ежесуточно, и затем воздух больничных палат, придавая последнему большое значение в смысле возможного благоприятного влияния на восстановление сил больного. В ту же эпоху врач и физик Жан-Поль Марат, впоследствии знаменитый французский революционный деятель, теоретически и практически занимался "медицинским электричеством". В частности, атмосферное электричество и искусственная электризация воздуха населенных помещений привлекли его внимание. Он экспериментирует с наэлектризованным воздухом и отмечает, что пары воды или дым изменяют электрические свойства воздуха. Он изучает электрические особенности ветров, указывая, что северные ветры производят наиболее сильное действие на электрометр. Наконец, с помощью протянутых по комнате проволок, соединенных с электростатической машиной, он электризует комнатный воздух и ведет наблюдения над поведением людей. Методика наблюдений не дала возможности Ж.-П. Марату прийти к каким-либо определенным заключениям. В другом случае он электризует еженощно по 5 ч воздух спальни одного из своих пациентов и получает весьма благоприятные результаты. Не будем затруднять внимание читателя перечислением еще многих славных имен, отдавших в XVIII в. дань изучению вопроса о действии атмосферного электричества на живые организмы. Приведенных примеров достаточно, чтобы получить наглядное пред- 25
ставление о развитии идей в данной области и той основополагающей роли, которую сыграли в ней ученые этого века. XVIII в. был веком блестящего развития науки. Открытие Л. Гальвани и труды А. Вольты были теми краеугольными камнями, на которых в XIX в. начало воздвигаться здание электрофизиологии, принесшей человечеству неоценимую практическую пользу. Уже в XVIII в. медицина увидела в электрофизиологии наиболее верного союзника в области борьбы за здоровье и начала согласовывать свои действия с данными электрофизиологического эксперимента. В XIX в. проблема биологического действия атмосферного электричества занимала многие выдающиеся умы. Несмотря на большой интерес к этой проблеме и большой объем работ, предпринятых в направлении ее разрешения, успех оказался несоизмеримо меньше, чем количество затраченных сил. И если в XVIII в. эта проблема была выдвинута в науке и резко очерчена в своих основных деталях, то в XIX в. имело место главным образом накопление экспериментального материала. Знаменитый немецкий естествоиспытатель А. Гумбольдт в ряде своих работ, начиная с 1797 г. и кончая серединой прошлого столетия, неоднократно высказывается на основании собственных наблюдений о биологическом действии атмосферного электричества. Он придерживается того мнения, что атмосферное электричество сильно влияет на животный мир непосредственно как "электрический раздражитель нервов или как сила, стимулирующая обращение крови и жидкости в организме". Чрезвычайно интересные работы по изучению биологического и физиологического действия наэлектризованного воздуха были выполнены Ж. Шюблером в 1810 г. В своей работе о влиянии электричества на организм, на кровь и дыхание он утверждает, что влияние это осуществляется через легкие и кровяное русло. Для электризации воздуха он пользовался электростатической машиной, один из полюсов который был соединен с остриями. Ж. Шюблер пытался выяснить разницу в действии положительной и отрицательной полярности и установить изменения в крови под влиянием вдыхания наэлектризованного воздуха. В 1848 г. весьма решительные высказывания на основании наблюдений и обширной врачебной практики в Северной Африке сделал Е. Паллас. Он утверждал, что очень многие заболевания получают свое начало под влиянием нарушений в нормальном ходе атмосферного электричества. Особенно восприимчивыми к атмосферно-электрическим явлениям, по мнению Е. Палласа, являются нервная система и органы кровообращения. В качестве предохранительного средства при неблагоприятных электрических явлениях внешней среды он рекомендует изолировать в электрическом отношении организм больного человека как от земли, так и от непосредственного действия атмосферного электричества. Интересные опыты с атмосферным электричеством были осуществлены Грандо. Он помещал два одинаковых растения в совершенно одинаковые условия. Одно из них он покрывал сверху тонкой металлической сеткой (клетка Фарадея), изолируя таким образом растение от влияния электрического поля атмосферы. Многочисленные эксперименты, произведенные Грандо, привели его к заключению, что растения вне клетки Фарадея развиваются лучше, а следовательно, роль электрического поля атмосферы выражается в благоприятном повышении жизненных функций растений. Мы упоминаем здесь только об опыте Грандо с растениями. И после него такого рода исследования над растениями проводились в изобилии, граничащим с эпидемическим увлечением. Литература по вопросам электрокультуры насчитывает несколько сотен печатных работ, вышедших в свет со времени первого опыта Мембрея. Громадное внимание электрокультуре и, в частности, влиянию атмосферного электричества на растения уделил Воллни, который основал специальный печатный орган для публикации работ в этой области. Из русских авторов вопросом влияния атмосферного электричества на живые организмы занимались Зайкевич (1880), Спешнев (1888) и др. Это увлечение длилось несколько десятилетий. Общая картина результатов была все время приблизительно одной и той же: в то время как одни авторы приходили к 26
положительным результатам, другие неизменно говорили об отсутствии какого-либо влияния атмосферного электричества на живые организмы. Изучая литературу по данному вопросу, нетрудно увидеть причины такого рода разногласий. Многие авторы вводили в число действующих факторов электрический ток и ионизацию окружающего подопытный объект воздуха, причем лишь в редких случаях придавали значение электрической полярности. Получался сложный комплекс влияющих компонентов, которые от опыта к опыту изменялись количественно и качественно, искажая картину воздействия и не давая возможности в конце опытов получить какой- либо стойкий и определенный результат. Те же опыты, в которых методика была разработана тщательно, с учетом всех побочных влияний и при строгом соблюдении одной и той же электрической полярности, в большинстве случаев давали сходные результаты, говорящие о наличии ясного биологического эффекта. Помимо разных методических ошибок, которыми грешило большинство исследований в этой области, основным промахом почти всех работ следует признать, как мы уже говорили, полное пренебрежение электрической полярностью. Несмотря на то что П. Бертолон на с. 217 упомянутой книги (1780) писал о необходимости строго различать полярность, на протяжении более 100 лет безразличное отношение к этому факту проходит красной нитью через большинство исследований и остается в силе даже, как это ни странно, до наших дней, особенно при применении франклинизации. Оно остается даже в учебных пособиях для медицинских институтов, изданных в последние годы. На такого рода игнорирование обратил особое внимание русский врач Грейденберг еще в 1883 г. Говоря о том, что одни авторы при франклинизации отмечали ускорение пульса, а другие его замедление, Грейденберг справедливо говорит, что и то и другое верно и зависит от знака электричества, действию которого подвергается больной: положительное электричество ускоряет пульс, отрицательное — замедляет его. Уже в старых руководствах по франклинизации мы встречаем указания на то, что больного помещают на пластину, соединенную с положительным полюсом машины, а отрицательный полюс соединяют с электродом, снабженным группой острий и устанавливаемым над головой. Это старинное указание на то, что головную пластинку следует соединять с отрицательным полюсом статической машины, представляет особый интерес. По-видимому, оно возникло в результате сопоставления массовых опытов, показавших наиболее благоприятное лечебное действие электричества отрицательного знака, поданного на головной электрод с остриями. Для истории развития аэроионотерапии и аэроионификации это старинное коллективное мнение представляется особенно ценным. Долгое время учение об атмосферном электричестве находилось в младенческом состоянии, и теории о его природе страдали многими неясностями. Конец XIX в. ознаменовался крупнейшими открытиями в области физики, которые привели к правильному пониманию явлений атмосферного электричества. Благодаря работам Ж. Эльстера и Г. Гейтеля стало известно, что основными носителями электрических зарядов в атмосфере являются ионы ее газов, и с этих пор недостаточно конкретная проблема о биологической роли атмосферного электричества заменяется конкретной проблемой о биологическом влиянии ионизированных молекул газов атмосферы — ионов. Вскоре после того, как появились работы Ж. Эльстера, Г. Гейтеля, Г. Эберта, С. Вильсона и других, многие пытались объяснить некоторые физиологические и патологические явления у животных и человека влиянием именно этих носителей атмосферного электричества — ионов, или аэроионов, по терминологии, предложенной нами и укрепившейся в биологической и медицинской науках. Уже в конце прошлого века и в начале текущего мы видим врачей и физиологов, вооруженных электрометрами и производящих измерение числа аэроионов в различных местностях: на горах, климатических станциях, курортах, на берегу моря и т.д. Русская наука одна из первых откликнулась на новое представление об атмосфер- 27
ном электричестве. И.П. Скворцов своими замечательными работами показал исключительное значение воздушного электричества в жизнедеятельности организма и высказал мысль о необходимости введения в воздух наших жилищ электричества. В 1899 г. он писал следующее: "Для полноты жизни, для поддерживания здорового состояния организма, кроме вещественного, необходимо еще постоянное динамическое общение нашего организма с природой. Такое общение до сих пор рассматривалось только с термической стороны, которую я считаю подчиненной, тогда как за главную, основную сторону этого общения нужно признать электродинамическую. Дурное влияние воздуха тесно застроенных, бедных растительностью городов, а особенно воздуха замкнутых помещений очень разнообразно, но в основе этого влияния лежит ослабление или вообще изменение электрического состояния и взаимодействия организма вследствие адинами- зации среды. С другой стороны, благоприятное влияние воздуха полей, лесов, морей, гор основывается прежде всего на его значительных динамических свойствах, причем, конечно, громадную роль играет солнце, более или менее непосредственно, но очень важное значение имеет вся совокупность ближайшей обстановки, связанной с возбуждаемыми на земле влиянием солнца динамическими процессами. Когда наша метеорология и климатология начнет обращать больше внимания на проявления электричества и магнетизма, в связи с местными и временными условиями, тогда мы получим и более ясное положительное понятие о биологическом значении разных видов климата и погоды. Впрочем, для определения этого необходимо, чтобы физиологи начали с большей подробностью и большим старанием изучать динамические изменения в организме, особенно, конечно, его электрические свойства и их колебания в зависимости от разных условий". "Постоянно наэлектризованный, положительно или отрицательно, свободный атмосферный воздух, входя в наши улицы, дворы, дома более или менее быстро теряет свое электричество". "Над лесом, как, вероятно, и вообще над живой растительностью, напряжение воздушного электричества больше, чем в других соседних местах, так что растительность вообще можно сравнить с электрической щеткой, через острия которой истекает, по обычному образному выражению, электричество почвы в воздух". "Надеюсь, что необходимо согласиться с тем, что мы живем не в вялой, мертвой, а в бодрой, животворной среде, обладающей подобными, по существу, динамическими свойствами, как и наше живое тело. И это необходимо предполагает взаимодействие, которое может клониться для нас и ко вреду, и к пользе. Едва ли можно сомневаться, что наилучшие условия для своего существования мы можем иметь среди неизмененной нашими искусственными мерами природы. Но мы от этих мер отказаться не можем; поэтому нужно сообщить им такие свойства, чтобы они отвечали возможно больше естественным требованиям. Я не сомневаюсь, что в будущем, между прочим, в материалах и постройке наших городов, домов, нашей одежды, как и в разного рода приемах удовлетворения наших естественных потребностей, и, наконец, в мерах для восстановления нарушенного здоровья произойдут более или менее существенные изменения в направлении сохранения в них или даже сообщения им известных динамических свойств. Техника наша так быстро развивается, что, сообразно спросу, скоро могут появиться такие инструменты и аппараты для определения этих, теперь пока в массе как бы метафизических свойств, которые всем будут более или менее легко доступны". Эти высказывания И.П. Скворцова, подобно идеям П. Бертолона, А. Вольты, Ж.- П. Марата, к сожалению, не были замечены в научных кругах, и вопрос о введении электричества в воздух наших жилищ не получил тогда должного развития. Остались незамеченными высказывания и другого ученого Н.Д. Пильчикова, который на X съезде русских естествоиспытателей и врачей в 1898 г. говорил о значении аэроионизации как мощного биологического фактора. Имена И.П. Скворцова и Н.Д. Пильчикова должны 28
стоять первыми в ряду имен, прославивших русскую науку новыми, широкими и уже по тому времени обоснованными идеями о необходимости введения аэроионов в человеческое жилище. В 1901 г. Е. Ашкинасс и В. Каспари высказали мысль о том, что проявление горной болезни может находиться в зависимости от переизбытка положительных аэроионов в горных ложбинах, в ущельях. В это время горная болезнь старательно изучалась рядом авторитетных врачей. Медики и альпинисты, особенно германские, изучали вопрос о происхождении этой болезни с исключительной настойчивостью. Впервые горную болезнь наблюдал Соссюр еще в 1786 г. во время подъема на Монблан и объяснил ее чрезмерным утомлением организма. Берт полагал, что причиной возникновения горной болезни является недостаточность кислорода. Затем были выдвинуты и другие объяснения этой болезни. Моссо пытался ее объяснить как результат уменьшения содержания в крови СОг. Известно, что горная болезнь проявляется в следующих главных симптомах: затруднении дыхания, цианозе, пальпитации сердца, тошноте и рвоте, упадке сил, доходящем до коллапса, и т.д. Обычно припадки горной болезни случаются на значительных высотах, в тех местах, где нет свободного обмена воздуха, в горных проходах, в ущельях и в углублениях с застоявшимся воздухом. Ясная погода предрасполагает к горной болезни больше, чем пасмурная, сопровождаемая туманом или дождем. Гипотеза, отчетливо высказанная Е. Ашкинассом и В. Каспари, была проверена последним путем специального восхождения на Монте-Роза с электроизмерительной аппаратурой. В месте, которое славилось наиболее частыми случаями приступов горной болезни, В. Каспари наблюдал чрезвычайно сильную ионизацию воздуха при численном превосходстве положительных аэроионов над отрицательными. Наблюдение В. Каспари дало основание П. Чермаку в том же году выступить в печати с объяснением болезни, наблюдаемой при фене и сходной с горной болезнью: он объяснил ее ионизацией воздуха высоких степеней. Работы Е. Ашкинасса, В. Каспари и П. Чермака положили начало тенденции объяснять ряд физиологических и патологических явлений в организме действием естественных аэроионов, а следовательно, и попытке закрепления за аэроионами биологического и физиологического значения. Измерения ионизации и совместные наблюдения над аэроионами ряда других ученых (Н. Цунц, А. Леви, Ф. Мюллер, Дюриг, В. Гельпех, Гассельбах, Нольде, Стиллер и др.) установили тот факт, что в узких горных проходах, в местах с застаивающимся воздухом имеют место высокие концентрации аэроионов положительной полярности. Н. Цунц, уже акклиматизировавшись на вершине Корона Регина Маргеритта, однажды почувствовал усталость и одышку и не мог найти другой причины этому, кроме быстро возрастающего числа положительных аэроионов. Е.М. Ченцова, спустя 30 лет, наблюдала на вершине Ай-Петри совершенно аналогичные явления. В 1898—1902 гг. С. Лемстрем и затем О. Принсгейм вели опыты с искусственной ионизацией воздуха, действию которого они подвергали растения. Для этих целей над опытными участками была натянута металлическая сетка с остриями, соединенная с сильной электростатической машиной. В результате серии тщательных изысканий авторы пришли к следующим основным заключениям: 1) отрицательное электричество для роста растений благоприятнее положительного; 2) рост растений при применении данного метода увеличивается в некоторых случаях до 45%; 3) растения переносят электризацию только при хорошем орошении; 4) электризация вредна при высокой температуре воздуха и сильной жаре летом. Идея о биологическом действии естественных аэроионов, высказанная Е. Ашкинассом, В. Каспари, П. Чермаком и другими исследователями, привлекла внимание физика А.П. Соколова, который сделал попытку перенести данную идею в русскую
медицину. В речи, произнесенной на годичном заседании Русского бальнеологического общества в Пятигорске в 1903 г., А.П. Соколов изложил идеи указанных немецких ученых и дополнил их своими теоретическими соображениями. Идеи и высказывания А.П. Соколова, развитые им как в 1903 г., так и в работах 1922—1926 гг., представляют и ныне некоторый интерес. Никаких попыток экспериментально обосновать свои взгляды А.П. Соколов не сделал и ошибочно допускал благотворное действие только положительных аэроионов; аэроионы отрицательной полярности он считал вредными и посвятил этому вопросу несколько страниц в одной из своих последних статей. Уже по тому времени такое утверждение А.П. Соколова было совершенно не обосновано. Пытаясь запатентовать в 1927 г. установку для искусственного получения униполярно ионизированного воздуха в лечебных целях, он предлагал отрицательный полюс соединять с землей, а положительным ионизировать воздух. Тем не менее общие его высказывания о возможном значении аэроионов следует признать правильными. А.П. Соколов писал о том, что самыми благоприятными для здоровья человека свойствами отличается климат тех стран, в которых воздух содержит наибольшее число аэроионов, как, например, стран горных, приморских и полярных. Давно известна истина, что жители гор отличаются цветущим здоровьем. Заслуживают тщательного изучения причины долголетия жителей некоторых горных районов. Возраст ряда жителей Абхазии достигает 150 лет, а 100-летний возраст там не является редкостью. Укрепляющее действие горного климата привело к мысли о необходимости устройства курортов в горах. Не менее целебными свойствами обладает климат приморских стран. Лучшие курорты расположены на морском берегу: Евпатория, Сочи, Гагра, Сухуми, Сестро- рецк, Ментона, Ницца, Бордигера, Сан-Ромео, Остенде и т.д. Измерения ионизации воздуха на приморских курортах в ряде случаев показывают превышение числа отрицательных аэроионов над положительными, хотя не все приморские курорты отличаются этой особенностью. Большое значение среди климатических условий приморского воздуха должны иметь высокодисперсные водяные аэрозоли, возникающие у берега моря, особенно во время сильного прибоя или прилива, благодаря эффекту Траллеса- Ленарда. Эти водяные аэрозоли адсорбируют молекулы кислорода свободной атмосферы. Аэрозоли отрицательной полярности могут переносить ионизированный кислород на значительные расстояния от берега. Замечательными свойствами обладает также климат полярных стран, куда ежегодно отправляются тысячи путешественников в поисках укрепления здоровья. Еще С. Лемстрем обратил внимание на несоответствие между своеобразной и пышной растительностью полярных стран и относительно малым количеством солнечного света. Возникновение здесь богатой растительности он приписывал действию атмосферного электричества, которое, по его мнению, должно особенно проявляться на севере, в зоне полярных сияний. Какие же элементы климата горных, приморских и полярных стран обусловливают столь благоприятное влияние его на человеческий организм? — спрашивает А.П. Соколов. Ни один из метеорологических и геофизических элементов данного климата не выделен особо как специфический деятель, благотворный для организма. А между тем не подлежит сомнению, что таковой фактор существует. Он тонизирующим образом влияет на организм, повышая его жизнедеятельность и тем самым способствует восстановлению сил организма для борьбы с болезнетворным началом. Ни температура воздуха, на его чистота в отношении отсутствия пыли и влаги, ни другие его качества не позволяют признать в них специфического агента. Всех их недостаточно для объяснения столь сильных изменений в организме в положительную сторону. Как бы в ответ на этот вопрос А.П. Соколова о важнейшем биологическом факторе любого климата известный исследователь атмосферного электричества в Индийском океане и на Мадагаскаре,
большой знаток вопроса П. Жоли в 1926 г. писал: "Климат данного места характеризуется состоянием атмосферного электричества данного места". Огромное влияние имеют на наш организм в целом сезонные колебания погоды, обусловливающие собою степень аэроионизации. Возникает мысль о том, не являются ли аэроионы одним из важнейших климатических факторов, содействующих нашему организму в борьбе за здоровье. В дождливую туманную погоду, особенно осенью, когда число аэроионов понижается до минимального предела, возникают инфекционные заболевания, хронические недуги обостряются; состояние духа человека, его настроение, поведение, нервно-психическая деятельность претерпевают резкие изменения в сторону общей депрессии. О том, что туманы и водяные пары уничтожают атмосферное электричество, писал еще в 1771 г. французский исследователь Буассье де Соваж: "Большинство испарений, вредных человеку, в то же время губительно и для активности электрического флюида". В городах, где аэроионизация вообще ослаблена, на жителях еще резче сказываются все эти явления вследствие меньшей стойкости организмов. Но вот погода изменяется, наступают летние солнечные дни, инфекционные болезни затухают, у людей возрождается бодрость, самочувствие улучшается, человек становится веселее, здоровее. Так называемые "весенние кризы", наблюдаемые у всех представителей животного мира и до сих пор еще не объясненные физиологией, может быть, имеют ту же причину — физическое состояние воздуха, его аэроионизацию. А.П. Соколов писал, что известно благотворное влияние на организм различных видов растительности, однако и данный вопрос до сих пор не получил удовлетворительного решения. Это благотворное влияние обыкновенно приписывают действию носящихся в воздухе мельчайших частиц смолы. Но такое объяснение неудовлетворительно, ибо здесь один неизвестный фактор заменяется другим, столь же неопределенным. Напрашивается мысль об электрическом влиянии растительности, об особом электрическом состоянии воздуха местности, занятой растительностью. Правда, до сих пор был установлен лишь факт влияния лесов на частоту гроз и выпадения града. Но как объяснить усиленную аэроионизацию близ растительных масс? Процессы всасывания почвенной воды и ее испарение с огромной поверхности листьев сопровождаются выделением в воздух радиоактивного начала почвы, которое и возбуждает аэроионизацию. Это предположение имеет достаточные основания и даже подтверждения в непосредственных наблюдениях за числом аэроионов близ густых растительных масс. Ветры, дующие с мест, покрытых растительностью, дают большую ионизацию воздуха отрицательного знака, как это отмечает ряд авторов. А.П. Соколов еще в 1903 г. наблюдал сильную ионизацию воздуха среди поля, засеянного гречихой. Затем он же в 1924 г. заметил, что очень сильная аэроионизация наблюдалась при северных и северо-западных ветрах, дующих со стороны хлебных полей. Наблюдение А.П. Соколова было неоднократно подтвержено автором этой книги, который показал преобладание отрицательных аэроионов при ветрах одного направления и преобладание положительных — при ветрах другого направления, а также впервые построил аэроионную розу ветров. Л.Н. Богоявленский, изучая ионизацию воздуха на берегу озера Имандра за Северным полярным кругом, установил одну весьма существенную закономерность, а именно: ветры, дующие с севера, всегда приносили с собой избыток отрицательных аэроионов; ветры, дующие с юга, обычно обладали избытком аэроионов положительного знака. Тем не менее надо иметь в виду, что одно и то же направление ветра, но в различных местностях может приносить разное число аэроионов. Роза ветров данного места приобретает немаловажное электрометеорологическое и климатическое значение. Важно знать, под действием каких аэроионов — отрицательных или положительных — находится организм большую часть года. Аэроионная роза ветров может иметь первостепенное значение при выборе места для строительства санаториев, курортов, домов отдыха и т.д.
На эти обстоятельства указывал и А.П. Соколов. Он писал о том, что воздух юга и юго-востока нашего государства должен обладать весной и летом весьма значительным числом аэроионов, которое в горных странах может наблюдаться только на высоте 1 тыс. м и более. Наши огромные южные и юго-восточные пространства являются сплошной равниной, засеянной хлебными злаками или занятой степной растительностью. Известно, что площадь, покрытая растительностью, испаряет большее количество влаги, чем равное ей по площади водное пространство. Вода, поступающая из почвы в растения и испаряемая затем ими, содержит в себе эманации радиоактивных веществ, которые при испарении ионизируют воздух. При благоприятных метеорологических условиях — ясности неба, сухости воздуха, при малом количестве осадков, какими характеризуются наши южные и юго-восточные области, растительные массивы должны испарять в весенне-летнее время весьма значительное количество влаги и таким путем постоянно поддерживать повышенную степень аэроионизации. Это высказывание А.П. Соколова, по-видимому, вполне справедливо. Как раз в юго-восточных степных районах расположены кумысолечебные санатории Заволжья и Южного Урала, пребывание в которых оказывает столь благоприятное действие на туберкулезных больных. Не отрицая значения кумысного лечения, нельзя пройти и мимо фактора повышенной аэроионизации этих районов. Это подтверждается исследованиями целого ряда советских и зарубежных ученых, изучавших влияние аэроионов на туберкулезных больных. В 1905 г. К.А. Вальтер в своем докладе о влиянии метеррологических факторов на здоровье человека уделил большое внимание действию естественных аэроионов, особенно аэроионов положительной полярности. Эти аэроионы, по его мнению, оказывают крайне неблагоприятное действие на лиц слабого телосложения, стариков с явлениями склероза, ревматиков, неврастеников, вызывая у них ощущения боли, слабости, озноба и т.д. Франкенгейзер, изучавший вопрос о влиянии погоды на заболеваемость, считает, что ревматоидные симптомы чаще всего появляются под влиянием перемен знака полярности аэроионов. В 1910 г. П. Стеффенс предложил способ лечения, названный им "анионотера- пия", т.е. лечение отрицательными ионами (анионами) воздуха. Прибор П. Стеффенса состоит из индуктора с молоточковым прерывателем, дающим искру в несколько сантиметров. Одна клемма индуктора соединяется с металлическим листом, покрытым деревянной пластинкой, на котором помещаются ноги больного. Другая клемма индуктора отводится к группе вертикально укрепленных проволок, очень тонких, расположенных по кругу и образующих своего рода клетку. Установка П. Стеффенса возбуждает внутри клетки биполярный аэроионный поток с некоторым преобладанием отрицательных аэроионов, направленный на находящегося в этой клетке больного (литературы, посвященной вопросу о действии этой установки, немного). П. Стеффенс предлагал лечить "анионами" ревматизм и подагру. Граблей опубликовал работу, в которой доказывал, что обострения и ухудшения при некоторых заболеваниях совпадают с повышенным содержанием в воздухе положительных аэроионов. Особенно хорошую совпадаемость с появлением данных физических агентов воздуха Граблей обнаруживает в так называемые "критические дни" у подагриков. В работе Г. Спор изложены исследования по установлению связи между периодичностью ионизации атмосферы и интенсивностью процесса дыхания у растений. В 1915 г. выходят две работы. Кунов произвел серию наблюдений над действием аэроионов отрицательной полярности, получаемых от пучка катодных лучей. Отмеченные им физиологические изменения и сдвиги тех или иных реакций в организме носили по большей части настолько субъективный характер, что на основании их трудно было сделать какой-либо определенный вывод. Корфф-Петерсен изучил ионизацию воздуха внутри жилых помещений, причем установил, что в воздухе комнат меняется число 32 Г
аэроионов. Изменение числа аэроионов в комнатном воздухе он объясняет, между прочим, радиоактивным распадом некоторых веществ, заключающихся в штукатурке стен. За время с 1918 по 1921 г. вышли в свет работы А. Уршпрунга и А. Гоккеля о влиянии физиологических процессов, протекающих в растениях, на ионизацию воздуха; работа Р. Штоппель о влиянии степени проводимости воздуха на интенсивность дыхания у растений; работа М. Генричи о влиянии ионизации воздуха на газообмен растений. Две последние работы установили влияние ионизированного воздуха на газообменные процессы у растительных организмов. Отсутствие при проведении опытов измерений числа положительных и отрицательных аэроионов и получение ионизации от радиоактивных веществ, без защиты объекта от радиоактивных излучений, делают данные работы лишенными серьезного значения. Работы упомянутых исследователей отличались рядом крупных недостатков. Во- первых, возбуждение ионизации воздуха во всех без исключения случаях сопровождалось появлением в воздухе разных примесей, неминуемо искажающих результаты опытов, а именно: излучений с короткой длиной волны, икс-лучей, лучей радия, частиц угольной пыли, значительных количеств озона и азотистых соединений и т.д. Во-вторых, полностью отсутствует во всех случаях необходимая униполярность аэроионов. В установке П. Стеффенса индуктор работал без выпрямителя, т.е. продуцировал как положительные, так и отрицательные аэроионы. Во всех прочих случаях отсева аэроионов одного знака от аэроионов другого знака также не производилось. В-третьих, учет биологических и физиологических реакций был далеко не достаточным и не точным. Было ясно, что надо поставить такие опыты, при которых реакции животных на воздействие строго униполярных аэроионов можно было бы точно регистрировать. Когда автору пришлось вплотную столкнуться с вопросом о действии униполярных ионов воздуха на живые организмы, то оказалось, что вопрос этот оставался открытым и необходимо было его заново исследовать, хотя литература о нем насчитывала несколько сот печатных работ. Все эти работы не обладали научной ясностью и достоверностью. Чем же можно было объяснить столь непонятное, парадоксальное явление, что многочисленные опыты с ионизированным воздухом не дали общепризнанных стабильных результатов? Ответ на этот вопрос оказался чрезвычайно простым. Изучение мировой литературы показало, что почти все без исключения экспериментаторы не придавали значения полярности аэроионов, которыми они воздействовали на живые организмы. Еще П. Бертолон, основываясь на своих замечательных по тому времени наблюдениях, писал о том, что отрицательная электрическая материя, или, говоря языком современной науки, аэроионы отрицательной полярности, оказывают при некоторых заболеваниях целебное действие. С. Лемстрем и О. Принсгейм в конце прошлого века, экспериментируя с искусственной аэроионизацией и влияя ею на растения, подобно П. Бертолону, нашли, что отрицательные аэроионы оказывают благоприятное действие на энергию прорастания семян и урожайность. П. Стеффенс, применяя биполярную ионизацию с избытком отрицательных ионов к лечению ревматических заболеваний, получил весьма обнадеживающие результаты. Однако на фоне нескольких сотен неудачных опытов единичные наблюдения П. Бертолона, С. Лемстрема, О. Принсгейма и П. Стеффенса оставались мало заметными. Изучение мировой литературы привело к необходимости сосредоточить внимание именно на полярности аэроионов и изучить биологическое действие как положительных, так и отрицательных аэроионов 33 Л_7Ч9
ч Рис 1. Лаборатория аэроионификации в 1918—1922 гг. в отдельности. Для этих целей в 1918 г. впервые автором был применен источник тока высокого напряжения с выпрямителем, который позволил получить с помощью электрического эффлювия в воздухе лаборатории число аэроионов порядка 10 в 1 см только отрицательной или только положительной полярности (рис. 1). В этих опытах автору оказали незаменимую помощь Л.В. Чижевский и О.В. Лесли. В табл. 1 приводятся результаты исследований над крысами, проводившихся в 1919 г. Опыты над крысами впервые с полной очевидностью показали, что аэроионы отрицательной полярности оказывают на организм животного благоприятное действие, а аэроионы положительной полярности следует считать фактором биологически неблагопрятным и даже вредным. Известный шведский физиохимик проф. Сванте А. Аррениус, автор работ по изучению биологического действия атмосферного электричества, заинтересовался нашими опытами и дал им весьма положительную оценку. О продолжении этих работ высказывались A.M. Горький и А.В. Луначарский. Те же исследования получили поддержку и от советских ученых — акад. П.П. Лазарева, профессоров А.О. Бачинского, В.К. Аркадьева и А.А. Эйхенвальда. В то же время работы автора вызвали резкую критику со стороны некоторых ученых, которые априорно считали, что только аэроионы положительной полярности могут оказывать хорошее влияние на организм. Несмотря на тяжелое в то время экономическое положение нашей страны, Наркомпрос, учитывая большое значение этого вопроса для советской науки, приложил все усилия для налаживания этих 34
Таблица 1. Результаты опытов над крысами (1919 г.) Номер опыта Полярносгь ионов воздуха Продолжительность опыта, сут Число крыс в опытной группе до опыта после опыта Средняя масса съеденных кормов**, 7< 1 2 3 4 5 6 7 8 _ + - + - - + 30 30 20 30 35 39 20 30 25 25 10 25 25 25 25 25 25 10 10 17 24 25 19 25 128 60 137 91 118 115 88 112 По отношению к контрольной, принятой за 100 %. Таблица 2. Результаты опытов над крысами (1920—1922 гг.) Номер опыта Продолжи тельноегь опыта, сут Число крыс в опыт ной группе до опыта после опыта Смертность крыс в контроле Средняя масса животных* % Средняя масса съеденного корма * % 1 2 3 4 5 6 43 60 58 59 60 45 30 30 25 30 30 30 30 29 25 28 29 30 0 1 0 2 6 0 2 4 7 6 5 8 105 119 127 111 135 109 106 102 104 116 107 114 По отношению к контрольной, принятой за 100%. исследований. В 1920—1922 гг. автор повторил серию опытов с влиянием на животных только отрицательных аэроионов (табл. 2). Вторая серия опытов с влиянием ионов воздуха отрицательной полярности была начата 30 ноября 1920 г. и закончена 21 февраля 1922 г., т.е. длилась с некоторыми неизбежными в биологических исследованиях перерывами около 14 мес. За это время были поставлены шесть опытов. В качестве тестов были взяты лишь самые простые, но, может быть, в то же время самые надежные и важные показатели — масса животных, количество съеденных кормов, смертность и внешний вид. Подопытными и контрольными животными были белые крысы. В опыты вошли также крысы, частично сохранившиеся от опытов 1919 г. Здесь следует отметить один далеко не маловажный факт: смертность крыс, получавших только сеансы ионизации воздуха отрицательной полярности, оказалась за истекшие месяцы в 5,3 раза меньше, чем смертность крыс контрольных или получавших аэроионы положительного знака. Это наблюдение позволяет говорить о благотворном последействии на животный организм аэроионов отрицательной полярности. Хотя опыты в течение декабря 1919—ноября 1920 гг. не проводились, 35
наблюдения в указанный период за животными, ранее подвергавшимися аэроионизации, проводились и дали совершенно неожиданный и исключительно важный результат: отрицательные ионы воздуха способствуют укреплению организма и продлению жизни животных, предохраняя их от преждевременной смерти. В своем докладе автор писал: "В будущем надлежит с чрезвычайной тщательностью изучить "механизм" именно этого действия ионов воздуха отрицательного знака. При условии подтверждения этого факта на большом материале, при общедоступности "ионификации" помещений, будущий человек, пользуясь этим способом, может провести планомерную борьбу за свое долголетие". Впоследствии этот факт был неоднократно подтвержден нами, нашими учениками и последователями. Вторая серия опытов не только подтвердила опыты 1919 г., но и дала такие отчетливые результаты, что считать их лишь предварительными или лишь ориентировочными нет никаких оснований. Надо считать их вполне убедительными и отвечающими в положительной форме на поставленный вопрос. Само собой разумеется, что как в первой серии опытов 1919г., так и во второй серии мы строго придерживались общеизвестных правил в деле подбора опытных и контрольных животных (масса, пол, возраст, родство, кормление и т.д.). Из табл. 2. следует: 1) во время всех шести опытов, длившихся 325 дней, среди 90 подопытных крыс отход был равен трем крысам, среди 90 контрольных крыс — 27, т.е. в 9 раз большим при соответственно равных условиях кормления, ухода и содержания. Животные первого опыта шли в четвертый опыт, второго — в пятый, третьего — в шестой с добавлением новых крыс. Контрольное число животных, по мере их отхода, пополнялось из вивария. Вторая серия опытов дает подтверждение тому факту, что аэроионы отрицательной полярности являются жизнеподдерживающим деятелем внешней среды; 2) средняя масса опытных крыс во всех опытах неизменно превышала массу контрольных животных. В пятом опыте это превышение достигло 35%. Было замечено, что чем моложе были подопытные крысы, тем больший эффект получался в прибавке массы; 3) аппетит у опытных крыс, вообще говоря, был больший, чем у контрольных, но не настолько, что им можно было бы объяснить прибавку в массе у подопытных крыс. Поэтому можно предполагать, что ионы воздуха отрицательной полярности способствуют лучшему усвоению кормов. Действительно, из табл. 2 видно, что зависимость между средней массой животных и съеденным кормом очень мала. Следовательно, увеличение средней массы животных необходимо приписать не большему количеству съеденного корма, а лучшему усвоению пищи, наступающему под влиянием отрицательных ионов воздуха. На этот факт нами впоследствии было обращено внимание сельскохозяйственных организаций, а указанные выводы были подтверждены специальными исследованиями. Необходимо отметить еще некоторые явления, не получившие отражения в табл. 2. До опыта очень многие крысы страдали в той или иной мере "слабостью ног" (авитаминоз Д — рахит). После 15—20 сеансов ионизации отрицательной полярности рахит у крыс пропадал совсем. В то же время крысы, находящиеся в контрольной группе и получавшие совершенно одинаковый с подопытными животными корм, жестоко болели рахитом. Крысы, находившиеся ежедневно по 30 мин в отрицательно ионизированном воздухе, быстро выздоравливали от рахита. Это явление было настолько наглядным, что его легко было констатировать во ecfx исследованиях. 36
Таблица 3. Результаты опытов над крысами с добавлением сеансов воздействия аэроинов положительной полярности (1922 г.) Номер опыта ■ 1 2 Группа l"l I! Г LH Продолжительность опыта, су г 30 30 30 30 Число крыс в группе до опыта после опыта 15 4 15 7 15 6 15 8 Средняя масса крыс после опыта, % первоначальной массы Средняя масса съеденных кормов*, % 92 73 96 69 89 81 90 78 *По отношению к контрольной, принятой за 100%. Можно сказать несколько слов об общем тонусе и внешнем виде подопытных и контрольных животных. Животные, подвергаемые ежедневным сеансам отрицательно ионизированного воздуха, уже через несколько дней после начала опыта приобретали хороший вид, нервный тонус их улучшался и моторика увеличивалась (игры, половые акты и т.д.). В контрольной группе не было замечено ни разу столь значительной разницы в поведении животных, в их тонусе и хабитусе. Однако и эти опыты не убедили некоторых ученых (А.П. Соколов, М.Н. Шатерников и др.). В ответ на сделанные нам возражения в июле—сетябре 1922 г. были проведены еще две группы опытов с влиянием только положительных аэроионов. Результаты этих опытов представлены в табл. 3. Каждый опыт длился по 30 сут. Под опытами находилось 60 белых крыс, подобранных равноценно контрольной группе, в которой было также 60 белых крыс. Кроме сеансов ионизации положительного знака, все прочие условия содержания и кормления как подопытных, так и контрольных животных были совершенно равны. Животные взвешивались каждую пятидневку, корм взвешивался перед раздачей и после нее. Из табл. 3 видно: 1) смертность в опытных группах была катастрофически велика и составляла по отношению к первоначальному числу крыс 58,3%. За то же время в контрольных группах из 60 животных пало только 6, т.е. 10%; 2) средняя масса крыс в опытных группах неизменно падала и достигла в среднем к 30-му дню опыта 92% первоначальной массы животных. Масса контрольных крыс увеличилась за 60 дней опыта в среднем на 5,7%; 3) средняя масса съеденного опытными группами крыс корма обнаруживает ту же картину: она непрерывно падала и в результате составила 75,2% по сравнению со средней массой кормов, съеденных животными в контрольных группах. Из общих наблюдений можно отметить, что в опытных группах падеж животных начался с 5-го дня опыта, в контрольных первый случай падежа относится к 12-му дню. Явление общей депрессии в поведении опытных животных началось уже на 2—Зй день после начала опыта. Крысы выглядели плохо, играли вяло, ели мало. Подстилки у опытных групп были мокры. Животные с каждым днем становились все неряшливее, у большинства из них обнаруживался понос. В контрольных группах ничего подобного не наблюдалось. 37
Итак, уже в результате этих опытов 1922 г., а также предыдущих длительных исследований автора можно было считать установленным диаметрально противоположное действие на организм животных отрицательных и положительных аэроионов. Это действие касалось продолжительности жизни, смертности, заболеваемости, аппетита и массы животных. Применение аэроионов отрицательной полярности необходимо было признать целебным и благотворным фактором. К этому времени можно было смело утверждать, что основные трудности организации и проведения экспериментальных работ над крысами были полностью преодолены. Четкие и ясные результаты, полученные в этих экспериментах, говорили не только о противоположном биологическом действии положительных и отрицательных ионов воздуха, но и о несомненно целебном и благотворном их значении, вопреки мнению некоторых специалистов. Установление этого важнейшего факта, ныне подтвержденного сотнями ученых во многих странах мира, — в те годы открыло нам новую и более широкую возможность опытных изысканий и что самое важное и самое главное, это то, что у нас появилась уверенность в правильности наших теоретических и экспериментальных выводов. В 1922—1926 гг. автором была проведена серия исследований с целью изучения вопроса о влиянии искусственно ионизированного воздуха на функциональное состояние нервной системы у животных, которое могло быть учтено объективным способом, так как выражалось в форме внешних проявлений поведения. Для этого опыта были сконструированы особые клетки с подвижными половицами, снабженными электрическими отметчиками движений. Перемещение животного фиксировалось стрелкой электрического отметчика. Этими опытами впервые было доказано действие аэроионов отрицательной (рис. 2) и положительной (рис. 3) полярности на функциональное состояние нервной системы крыс. Ионизация воздуха во время этих опытов получалась с помощью указанного выше способа. Измерение степени ионизации воздуха производилось электрометром и аспирационным аппаратом. Озон при действии установки как в первых, так и последующих опытах не вырабатывался. Это обеспечивалось строго вычисленной величиной сеток и соответствующим числом острий на них. В 1925 г. были осуществлены опыты по изучению влияния униполярных аэроионов на поведение пчелиной семьи. Во время всех этих опытов было также обнаружено благотворное влияние отрицательно ионизированного воздуха на подопытные объекты. В опытах с крысами при сравнении подопытных животных с контрольными была отмечена их большая жизненность, хорошая масса, хорошая шерсть, подшерсток, более здоровое потомство и особенно большая продолжительность жизни. О здоровом состоянии подопытных крыс свидетельствовал отличный аппетит, значительно превышавший аппетит контрольных животных, увеличение массы, отсутст- 38
о) б) ЧАСЫ ЧАСЫ Рис 2. Динамика числа моторных актов (перебежек) крыс под влиянием аэроионов отрицательной полярности (1923—1926) а — первая серия опытов, б — вторая серия опытов; / — для подопытных животных; 2— для контрольных животных вие рахита, которым болели контрольные животные, и другие явления. Эти наблюдения привели к тому заключению, что отрицательно ионизированный воздух оказывает весьма благоприятное влияние на организм, они побудили нас к дальнейшим теоретическим и экспериментальным исследованиям. В практической лаборатории зоопсихологии Главнауки Наркомп- роса (1926—1929) были осуществлены исследования о влиянии отрицательных аэроионов на экзотических животных. О некоторых работах в этой лаборатории пишет научный сотрудник лаборатории Б.Б. Кажинский: "Как известно, обезьяны шимпанзе Московского зоопарка весьма чувствительны к особенностям московского климата и редко когда выживают более 3 лет со времени их доставки в Москву. В условиях же Практической лаборатории зоопсихологии подопытный шимпанзе по кличке "Мимус" прожил 6 лет только потому, что ежедневно подвергался сеансам вдыхания отрицательно ионизированного воздуха в "аэро- ионоаспиратории" по 30 мин в сеанс". В своем отзыве о работах автора директор Зоологического музея МГУ член ученого совета Практической лаборатории зоопсихологии проф. Г.А. Кожевников от 3 июня 1926 г. писал: "К другой категории исследований А.Л. Чижевского относятся физиологические эксперименты как над целыми животными, так и над изолированными нервными элементами. Они имеют целью выяснить механизм, управляющий нервно-психическими процессами в организме в зависимости от воздействия на него физических факторов, имеющих место в естественной среде, окружающей организм, а именно: ионизированного воздуха, электрического и электромагнитного полей, влияние которых главным образом и исследует A.JI. Чижевский". Из всех этих опытов и наблюдений о влиянии отрицательных аэроионов на организм животных можно вывести следующий ряд заключений. При воздействии на него отрицательно ионизированным воздухом: 1) увеличивалась двигательная деятельность животных; 2) проявлялся у них усиленный аппетит; 3) значительно увеличива- 39
Рис. 3. Динамика числа моторных актов (перебежек) крыс под влиянием аэроионов положительной полярности (1923—1926) 1 — для подопытных животных; 2 — для контрольных животных лась масса; 4) воспроизводилось более здоровое потомство; 5) значительно улучшалась шерсть и густел подшерсток; 6) наблюдалось явное усиление половой активности; 7) укреплялись механизмы сопротивления болезнетворному началу: инфекционные заболевания проходили легче и опытные животные выздоравливали быстрее, чем контрольные; 8) снижались в несколько раз смертность по сравнению с контрольной группой; 9) значительно увеличивалась средняя продолжительность жизни опытных животных по сравнению с контрольными. Можно было уже думать о широком применении аэроионов в медицине. Еще в самом начале по поводу результатов наших работ началась борьба мнений. Так, например, проф. А.П. Соколов считал, что только положительные аэроионы могут оказывать положительное действие, а отрицательные ионы воздуха должны оказывать вредное действие. В своих работах 1922—1926 гг. он утверждал, что при норд- осте, когда имеет место увеличение числа отрицательных ионов, человек чувствует себя плохо, у него появляется ряд недомоганий. В статье "Наблюдение ионизации воздуха в Анапе и в курортах Сочинского района в 1924 и 1926 гг." он пишет о том, что в Сочи, на берегу моря, "преобладала главным образом положительная ионизация . . ., которая должна была оказывать благотворное действие на купающихся в море и берущих солнечные ванны". А.П. Соколов думал, что следует придерживаться "естественных условий", т.е. "электричества хорошей погоды", с преобладанием аэроионов положительной полярности. Иначе говоря, он считал, что в воздухе следует возбуждать положительное электричество, а отрицательное отводить к земле. Экспериментальное решение вопроса о противоположном биологическом и физиологическом действии аэроионов положительной и отрицательной полярности было очень важной задачей. И решение нами этой задачи еще в те годы привело к организации ряда исследований, которые позволили обосновать учение о действии на организм атмосферного электричества и искусственных униполярных аэроионов. Мы остановились на этом факте потому, что экспериментальное открытие благотворного влияния аэроионов именно отрицательной полярности встречало в течение ряда лет (1920—1927 гг.) резкую оппозицию, а это открытие было краеугольным камнем, важнейшей и первейшей основой всей проблемы. Положительные результаты исследований по применению аэроионов отрицательной полярности к лабораторным и экзотическим животным, а также наблюдения над больными людьми (1918—1930 гг.), осуществленные автором совместно с врачами С.А. Лебединским, А.А. Соколовым, 40
B.A. Михиным, Д.П. Соколовым и Н.К. Утц, привели к изданию специального постановления Советского правительства* Уже в конце 20-х годов советской печати пришлось отстаивать приоритет автора этой книги от претензий зарубежных ученых, кстати сказать, ничем не обоснованных. Так, например, редакция журнала "Курортно-санаторное дело" — орган курортного управления НКЗ РСФСР (посвященный научно-практическим вопросам бальнеологии, климатологии, физиотерапии, курортного и санаторного строительства) в т. 9, № 5 на с. 290 за 1931 г., вслед за статьей автора и Н.К. Утц писала: "От редакции. Настоящая статья заслуживает быть отмеченной; помимо того общего интереса, который она вызывает, также еще и потому, что экспериментальные исследования А.Л. Чижевского над влиянием ионизированного воздуха на здоровые и больные организмы получили в самое последнее время (конец 1930 г.) блестящее подтверждение в опытах профессоров Дессауера и Страсбургера во Франкфурте-на-Майне. Эти ученые подтвердили полностью все основные выводы А.Л. Чижевского о биологическом, а равно и профилактическом и терапевтическом действии ионизированного воздуха, полученные нашим исследователем уже несколько лет назад". Надо надеяться, что приведенные факты положат конец распространению ложных сведений о якобы основополагающей роли работ А.П. Соколова. Как известно, А.П. Соколов обогатил науку многочисленными измерениями концентрации аэроионов и ознакомил русских врачей с идеями Е.А. Ашкинасса, В. Каспари, Г. Пикарда и других зарубежных специалистов, что было большим вкладом в отечественную науку. 31 мая 1931 г. в газете "Известия" автором была четко сформулирована проблема аэроионификации: "Небывалый рост социалистического строительства во всех областях общественной жизни, быстрое развитие социалистического сектора животноводческой промышленности, создание сети гигантских генераторов электрической энергии и связанная с ними электрификация всех областей человеческого труда обязывают науку к скорейшему разрешению одной из важнейших и замечательных по своему содержанию проблем, которую советская наука лишь недавно выдвинула в свои первые ряды, именно проблемы ионификации. Эта проблема лежит на границе успехов физико-химии и биологии и охватывает собою всю огромную область жизненных проявлений человека и животных. Сущность ее заключается в искусственном создании внутри помещений одного из главных элементов окружающей нас физико-химической среды — атмосферного электричества, именно воздушной ионизации, как важнейшего климатического фактора и в то же время мощного биологического деятеля. Это с одной стороны. С другой же стороны, проблема ионификации состоит в воздействии искусственно полученными воздушными или газовыми ионами на организм людей и животных в лечебных целях, а также в особом воздействии на организм животных в целях промышленных". На ассигнованные правительством средства оказалось возможным * Постановление Совнаркома СССР № 268 о работе профессора Чижевского [газета "Правда" от 11 апреля 1931 г. № 100 (4905), газета "Известия" от того же числа № 100 1 (4309)].
привлечь к участию в работе ЦНИЛИ видных зоотехников, врачей, физиологов и биохимиков. О размахе исследований свидетельствуют два капитальных тома, опубликованные ЦНИЛИ в 1933 и 1934 гг., и список законченных исследований, которые должны были составить содержание еще двух томов. В исследованиях, выполненных ЦНИЛИ или по ее заданию, участвовало до 50 научных деятелей. Многие из них проявили исключительный энтузиазм и необычайное упорство в проведении трудоемких исследований. Труды лаборатории в скором времени были переведены на многие иностранные языки, они получили мировое распространение и всеобщее признание. Нельзя не отметить, что одним из первых, кто поднял тяжелый груз забот по организации и проведению научно-исследовательских работ в области аэроионификации птичников в совхозе "Арженка" и Воронеже, был В.А. Кимряков. Ему мы обязаны точностью проведения опытов, которые не потеряли своего значения и в настоящее время. На огромном живом материале были прослежены результаты влияния отрицательных аэроионов на обмен веществ, результаты, к которым ныне мало что можно добавить. По вопросам промышленного птицеводства в ЦНИЛИ консультировали видные специалисты — профессора Б.И. Куров и В.В. Фердинандов. Доктор биолог, наук А.А. Передельский возглавлял Биологическое отделение ЦНИЛИ. С группой сотрудников он со скрупулезной точностью и исключительной тщательностью изучил влияние аэроионов отрицательной и положительной полярности на эмбриональное развитие дрозофилы, последействие аэроионов, значение дозировок, первичные механизмы биологической реакции на аэроионы, влияние отрицательных и положительных аэроионов на митогенетический режим крови, ректальную температуру, сахар в крови, щелочный резерв крови и т.д. В острых опытах он показал роль легочного аппарата как первого приемника аэроионов и подтвердил также противоположное влияние на организм аэроионов разной полярности. Постоянным консультантом ЦНИЛИ по физиологии был А.В. Ле- онтович — проф. Сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева и акад. АН УССР. Он был хорошо знаком с работами автора по аэроионизации еще с 1924 г. и весьма эрудирован в этой области. При его консультации в Практической лаборатории зоопсихологии Глав- науки Наркомпроса (директор В.Л. Дуров) в 1926—1929 гг. были проведены наблюдения за экзотическими животными, подвергавшимися аэроионотерапии. Под его общим наблюдением в 1931—1935 гг. проводились исследования о влиянии отрицательных аэроионов на свиней и кроликов, давшие весьма интересные результаты. Профессор зоологии МГУ Г.А. Кожевников консультировал по вопросам биологии пчел при проведении опытов над ними в совхозе "Марфино". Проф. К.Н. Кржишковский с сотрудниками изучал вопрос о влиянии аэроионов отрицательной полярности при различных авитаминозах. Изучение реакций у коров на воздействие аэроионов отрицательной 42
полярности производили ученые Вологодского института молочного хозяйства — проф. И.В. Долгих, доц. В.А. Скворцов, В.П. Перов и др. Изучение влияния того же фактора на овец производилось в совхозе "Большевик" № 12 на Северном Кавказе при участии представителей ЦНИЛИ — зоотехников Б.Н. Голубева, К.Д. Филяндского и др. В конце 1931 г. в ЦНИЛИ разрабатывалась обширная программа физиологических исследований. В качестве консультанта-физиолога был приглашен проф. Л.Л._Васильев. В 1932—1936 гг. он с группой сотрудников на средства ЦНИЛИ выполнил ряд необходимых ей работ по дальнейшей расшифровке механизма действия униполярных аэроионов. Это были работы по газообмену, хронаксии и физико-химии крови. В данных исследованиях подтвердилось противоположное действие положительных и отрицательных аэроионов. Летом 1932 г. на Воронежской станции аэроионификации в птицеводстве совместными усилиями Л.Л. Васильева и А.Л. Чижевского на материале работ ЦНИЛИ была обоснована теория органического электрообмена, позволившая приблизиться к пониманию механизмов физиологического действия униполярных аэроионов на организм и наметившая пути дальнейших физиологических исследований. Эти дальнейшие исследования частично удалось осуществить в периоды 1933-1936 и 1939—1942 гг., когда под общим руководством автора были созданы при Управлении строительства Дворца Советов две лаборатории аэроионификации, и Л.Л. Васильев был снова приглашен принять участие в этих работах. По приглашению ЦНИЛИ работали следующие физики: профессора А.И. Божевольнов, А.Б. Вериго, А.П. Поспелов, Л.Н. Богоявленский, а также В.И. Жиленков, Б.Я. Ямпольский, А.С. Путилин и др. Использование аэроионов в медицине, начатое автором совместно со многими врачами еще в начале 20-х годов, к середине 30-х годов получило широкое развитие; аэроионы стали применяться с терапевтическими целями при лечении ряда заболеваний. Эти работы еще в 1926—1930 гг. привлекли живейшее внимание отечественных и зарубежных медиков, и с этих пор интерес к ним возрастал с каждым годом. Врачи во многих странах мира начали успешно применять аэроионы отрицательной полярности, и уже в 30-х годах фундаметальные руководства по физиотерапии, климатологии, климатотерапии, биофизике, гигиене имели специальные главы, посвященные действию отрицательных аэроионов на организм человека. В содружестве с ЦНИЛИ работали врачи во многих городах — в Москве, Воронеже, Ленинграде, Киеве, Гагре, и эта совместная работа принесла отечественной медицине большую пользу. Наркомздрав РСФСР в 1931—1932 гг. рекомендовал метод автора для широкого внедрения в больницы и клиники. За время с 1930 по 1936 г. автором с многочисленными сотрудниками ЦНИЛИ были проведены опыты с тысячами биологических объектов: мышами, крысами, морскими свинками, кроликами, овцами, свиньями, рогатым скотом, птицами (куры и цыплята), инкубируемыми яйцами, пчелами, дрозофилой, семенами различных растений и самими растениями (огородные культуры, хлебные злаки) и, наконец, были проведены наблюдения над здоровым и больным человеком. 43
Опыты с животными и птицами показали, что аэроионы отрицательной полярности предохраняют слабые экземпляры от гибели, увеличивают массу и рост молодняка, повышают продуктивность скота и домашней птицы, усиливают половую деятельность, улучшают усвояемость кормов и общий обмен веществ, повышают моторику, положительно действуют на состав крови, восстанавливают защитные свойства организма и влияют терапевтически на животных и птиц. В ряде опытов было обнаружено длительное благотворное последействие отрицательных аэроионов, а также благотворное действие отрицательных аэроионов на потомство "ионизированных" животных и птиц. Отрицательно ионизированный воздух оказывает стимулирующее действие на энергию прорастания семян и урожайность культур. Через несколько лет эти исследования получили полное подтверждение в капитальных трудах японских ученых. В результате клинических наблюдений было выяснено, что многие заболевания отлично поддаются лечению отрицательными аэроионами. К таким заболеваниям относятся: бронхиальная астма, катары верхних дыхательных путей, гипертоническая болезнь, болезни эндокринных желез, нервной системы, кожные заболевания и др. На больных некоторыми формами легочного туберкулеза в его начальных стадиях отрицательно ионизированный воздух безусловно оказывает благоприятное действие. Были проведены работы по применению аэроионов при лечении ран и ожогов. Изучение механизмов влияния аэроионов отрицательной и положительной полярности показало, что униполярные аэроионы оказывают воздействие на ряд вегетативных и анимальных функций отдельных органов и на жизнедеятельность организма в целом. Аэроионы влияют на функциональное состояние нервной системы и ее высших отделов, кровяное давление, тканевое дыхание, обмен веществ, температуру тела, на физико-химические свойства крови, соотношение белковых фракций крови, качество белой и красной крови, кроветворение, реакцию оседания эритроцитов, рН крови, гемоглобин, катала- зу, сахар крови, электрокинетический потенциал эритроцитов, изоэлектрические точки крови и ее компонентов, митогенетический режим крови, изоэлектрические точки тканевых коллоидов и т.д. Такого рода универсальность физиологического воздействия униполярных аэроионов объясняется тем, что они влияют на основные физико-химические процессы, протекающие в организме. В конце 1937 г. автору было предложено организовать две лаборатории аэроионификации при Управлении строительства Дворца Советов. Здесь при содействии Г.Б. Красина можно было осуществить исследования, имеющие большое научное значение. В лаборатории кафедры общей и экспериментальной гигиены 3-го Московского государственного медицинского института при исключительно внимательном отношении проф. В.К. Варищева в 1938—1942 гг. были проведены опыты по исследованию влияния на животных дезионизиро- 44
ванного, а также дезионизированного и затем искусственно ионизированного воздуха. Эти исследования в окончательной форме помогли решить важнейшую задачу о воздухе, а вместе с ней и проблему аэроионификации населенных (обитаемых) помещений. Нельзя обойти молчанием инициативу А.С. Зарецкого, который в 1938—1939 гг. оценил значение аэроионов и также создал условия для проведения опытов на транспорте. Научиться управлять электрическими свойствами воздуха внутри наших жилищ, гражданских и производственных зданий, внутри помещений для животных и т.д. в целях санитарно-гигиенических, профилактических, терапевтических, стимулирующих — вот каковы перспективы аэроионификации. Накопленный наукой за 200 лет громадный материал наблюдений и опытов говорит о мощном биологическом действии аэроионов. Следовательно, остается лишь овладеть этой силой природы и направить ее на благо человеку. В таком аспекте проблема аэроионификации приобрела универсальное значение и заняла подобающее ей место в ряду великих научных проблем текущего столетия. Однако прежде чем проблема аэроионификации могла быть поставлена в указанной форме, потребовалась громадная теоретическая и экспериментальная работа, упорный труд, много размышлений и проверка теории в опытах. Эту почетную задачу и приняла на себя наша отечественная наука. Главные вопросы проблемы были решены в нашей стране. Во-первых, было строго научно доказано благотворное действие на организм аэроионов отрицательной полярности; во-вторых, были выяснены дозировки отрицательных аэроионов, обладающие наилучшим действием на организм без каких-либо вредных последствий. В-третьих, была разработана электроэффлювиальная аппаратура, позволяющая ионизировать воздух помещений независимо от их объема. 1.3. АЭРОИОНЫ И ПСЕВДОАЭРОИОНЫ АТМОСФЕРЫ Проблема аэроионификации жилых, гражданских и промышленных помещений теснейшим образом связана с вопросом о полярности и дозировке аэроионов, а этот вопрос находится в прямой зависимости от глубины наших познаний о природе атмосферного электричества, о концентрациях естественных аэроионов, наблюдаемых в местностях, наиболее благоприятных для здорового и больного человека. Тут биология, физиология и медицина вплотную соприкасается с электрометеорологией и электрофизикой. Знакомство с электрофизикой атмосферы и ее аэроионизацией должно привести к правильному нормированию степени аэроионизации внутри обитаемых помещений, к тесному приближению значений аэроионизации внутри наших жилищ к значениям внешней аэроионизации. 45
Атмосферное электричество проявляет себя в разнообразных феноменах, непосредственно наблюдаемых нами в виде молний, огней св. Эльма, полярных сияний. Полярные сияния вызываются свечением разреженных газов высоких слоев земной атмосферы, в которые попадают солнечные электроны, летящие с огромными скоростями. Огни св. Эльма являются "истечением" земного электричества с острий, какими могут быть вершины гор, острые части крыш высоких зданий (кресты церквей, шпили и др.), мачты и реи, а также растения, стебли трав, рога животных, пальцы людей и т.д. Песчаные ураганы, песчаные смерчи в пустынях, стремительный полет пылеобразного снега полярных стран, грандиозные облака золы, выбрасываемые с огромной силой вулканами, сопровождаются электрическими явлениями в виде грозовых разрядов, свечений, потоков искр. Природа всех этих явлений оставалась загадкой вплоть до XVIII в., когда были сделаны первые попытки путем опыта проникнуть в их тайны. Данному обстоятельству помогло в большой мере изобретение электростатической машины. Изобретение это имеет свою любопытную многовековую историю. Еще в глубокой древности было известно, что янтарь, будучи натертым, приобретает свойство притягивать легкие тела, например солому, волосы, перья и т.д. Это первичное наблюдение с течением времени обогатилось новыми и легло в основу исследований английского натуралиста XVI в. В. Гильберта. Изучая свойства ряда веществ, В. Гильберт обнаружил, что одни из них подобно янтарю обладают притягательной силой, возникающей при трении, другие этой силой не обладают. От слова "электрон", что значит по-гречески янтарь, силу притяжения В. Гильберт назвал "электрической силой". Будучи хорошим наблюдателем, В. Гильберт подметил ряд явлений, возникающих при натирании, или электризации, тела. Его приемником можно считать Отто фон Герике, которому и принадлежит честь создания первой электростатической машины. Его машина производила уже заметное количество электричества. Она состояла из серного шара диаметром 0,5 фута (-0,15 м) с металлической осью, которую можно было приводить в быстрое вращение. С помощью своего прибора Отто фон Герике открыл, что, помимо электрического притяжения, существует электрическое отталкивание. Он установил, что электричество распространяется по льняной нитке длиной в один локоть. Но наиболее важным явлением, которое привлекло его внимание, были искры, сопровождающиеся легким треском и проскакивающие между полюсами машины. В 1700 г. англичанину Уоллу при трении янтаря удалось получить настолько значительную электрическую искру, что он дерзнул сравнить эту искру и сопровождающий ее треск с молнией и громом. Следующим изобретением электростатической машины с трением надо признать также английского исследователя Гауксби, работы которого относится к самому началу XVIII в. Его электростатическая машина состояла из стеклянного пустого шара на оси, электризовавшегося при вращении от приложенной к нему руки. Имя Грея, современника Гауксби, занимает почетное место в истории физики. Изолирующая скамейка, которой широко пользуются электротерапевты с XVIII в. до наших дней, — изобретение Грея. Введение в обиход при построении различной электрической аппаратуры таких изолирующих веществ, как стекло, смола, шелк, волос, принадлежит Грею. Передача электричества на большие расстояния [до 800 футов (241,44 м)] осуществлена впервые также Греем. Машина Герике, усовершенствованная Гауксби, Гаузеном, Бозе, Полле, И. Винклером и др., дала возможность широко ставить опыты с действием электричества и изучать его свойства. В это время электростатическая машина вошла как обязательный аппарат в лаборатории ученых — физиков и химиков, физиологов и врачей. Приблизительно около 1745 г. электрическими явлениями начал заниматься знаменитый американский общественный деятель Вениамин Франклин. Он был уже известным натуралистом, когда впервые выступил со своими работами в области атмосфер- 46
ного электричества. В своем письме от 29 июля 1750 г. В. Франклин впервые ясно заявил о гом, что молния и искра, получаемая от электростатической машины, имеют одну и ту же природу, и тем самым положил начало изучению атмосферного электричества. Дальнейшие мысли В. Франклина в области "собирания" электричества облаков дали толчок к быстрому развитию этой области естествознания. Как очень часто бывает в науке с новыми и смелыми идеями, работа В. Франклина встретила стойкую оппозицию со стороны ученых того времени. Автору было отказано в опубликовании результатов его исследований в печатном органе Лондонского Королевского общества, и лишь в 1751 г. В. Франклин напечатал их отдельным изданием. Книга немедленно была переведена на другие европейские языки и возбудила почти повсеместный интерес к поставленной проблеме. Парижский ботаник Т. д'Алибар первым отозвался на идеи В. Франклина. В 1752 г. он изобрел приспособление для доказательства тождества молнии и электрической искры. Недалеко от Парижа был установлен первый коллектор для "собирания" атмосферного электричества. Гроза 10 мая 1752 г. разрешила поставленный вопрос в положительном смысле. Через три дня Т. д'Алибар представил доклад о своих опытах в Парижскую Академию наук, но последняя не сочла нужным его опубликовать. Почти в то же время Берлинская Академия наук отказалась напечатать статью первого изобретателя громоотвода П. Дивиша. Опыты Т. д'Алибара, отвергнутые Парижской Академией наук, возбудили тем не менее большой интерес в ряде стран Европы и Америки и немедленно были повторены. Наш великий ученый М.В. Ломоносов занимался изучением природы атмосферного электричества, смело экспериментировал в этой области и неоднократно подвергал себя опасности быть убитым молнией. Русский академик Г.В. Рихман 26 июля 1753 г. при производстве аналогичных наблюдений был убит. В том же году В. Франклин осуществил еще ряд наблюдений, которые полностью подтвердили его первоначальные идеи. Из всех этих опытов необходимо было сделать вывод, что в воздушном океане сосредоточены большие электрические силы и имеется электрическое поле, градиент потенциала которого находится в зависимости от различных метеорологических и геофизических условий. Экспериментальное исследование атмосферного электрического поля и соответствующие расчеты приводят к заключению, что Земля в целом обладает отрицательным зарядом, средняя величина которого оценивается в 500 тыс. Кл. Данный заряд поддерживается неизменным, благодаря некоторым процессам в атмосфере Земли и в мировом пространстве, которые еще полностью не выяснены. Положительный заряд обнаружен на высоте нескольких десятков километров над Землей в виде слоя положительно ионизированных молекул. Объемный положительный заряд данного слоя компенсирует отрицательный заряд Земли. Основным прибором, с помощью которого велись наблюдения за атмосферным электричеством, был так называемый коллектор, который устанавливался на более или менее высокой штанге, изолированной от земли. Коллектор соединялся с листочками электроскопа. Обкладка, или кожух, электроскопа заземлялись. По величине расхождения листочков можно было судить о градиенте потенциала на каждый метр высоты. Теперь мы знаем, что падение потенциала выражается в среднем у поверхности земли величиною 1 В на 1 см^ 100 В на 1 м и т.д. Во время грозы величина падения потенциала доходит до 40 тыс. В на 1 м. Силовые линии электрического поля атмосферы направлены сверху от положительного заряженного слоя вниз к отрицательно заряженной земле, а изопотенциальнные поверхности идут параллельно поверхности земли. Таким образом, электрическое поле является обязательным фактором свободной атмосферы. Еще со времени Ш. Кулона (1736—1806) было известно одно явление, которому физики не придавали должного значения, а именно: потеря наэлектризованным телом части своего заряда, части большей, чем можно приписать недостатку изоляции. Физи- 47
ки придерживались того воззрения, что рассеяние электричества — переход его от одного тела к другому, к соседнему, например, по нитке, на которой подвешено тело, или просто в окружающий воздух. Процесс рассеивания электричества с наэлектризованного тела в воздухе представлялся примерно так: наэлектризованное отрицательно или положительно тело электризует зарядом того же знака слой воздуха, прилегающий к нему, вследствие чего возникает явление отталкивания между телом и воздухом, как имеющим одноименные заряды. Удаляющийся от электрического тела слой воздуха уступает место другому слою, который также перенимает от тела часть его электрического заряда и снова отталкивается и т.д. Вследствие этого около наэлектризованного тела образуется непрерывный поток воздуха, уносящий электричество. Наблюдения С. Маттеучи, а затем систематические наблюдения В. Линсса показали, что каждое тело, как бы совершенно ни было оно, изолировано от земли, теряет в атмосфере свой электрический заряд. Исследования В. Линсса привлекли в 1898 г. внимание И. Эльсте- ра и Г. Гейтеля, которым наука обязана фундаментальными работами по изучению атмосферного электричества. Указанные ученые, повторяя наблюдения В. Линсса, заметили, что скорость рассеивания электрического заряда зависит от различных метеорологических и геофизических условий, от времени года и даже суток. Для объяснения электрических явлений атмосферы И. Эльстер и Г. Гейтель привлекли теорию ионов, созданную плеядой ученых — современников Фарадея и его учеников — для объяснения электрических явлений, протекающих в электролитах. Наиболее капитальные работы в этой области принадлежат шведскому ученому Сванте Августу Аррениусу — автору теории электрической диссоциации. После открытия искусственных ионизаторов воздуха (А. Беккерель, В. Рентген) были сделаны попытки объяснить электропроводность воздуха возникновением в нем положительных и отрицательных ионов, подобно ионам в электролите. Работы И. Эль- стера и Г. Гейтеля о воздушных ионах как носителях атмосферного электричества положили начало правильному воззрению на природу этого электричества. Было доказано, что его рассеяние заключается не в "отекании" заряда в воздух, а в концентрации в воздухе ионов противоположного знака, притягивающих к наэлектризованному телу и нейтрализующих его. Были найдены способы измерения ионизации воздуха, в которых использовалось свойство ионов оседать на заряженный положительным или отрицательным электричеством проводник. Измерение зарядов, потерянных этим проводником за данный отрезок времени, показывало степень ионизации воздуха. Отсчет потери заряда производится с помощью электрометра. Теперь принято считать, что основным элементом атмосферного электричества, обусловливающим большинство электрических явлений в атмосфере, являются ионы газов воздуха или, по нашей терминологии, аэроионы. Изучение скорости движения аэроионов в электрическом поле привело к открытию в атмосферном воздухе аэроионов трех основных величин, обусловливающих проводимость воздуха: легких, средних (промежуточных) , тяжелых, а также аэрозоли — сверхтяжелые аэроионы. Легкие аэроионы очень быстроподвижны. Средняя скорость их движения равна 1—2 см/с при градиенте электрического поля в 1 В/см. Концентрация легких аэроионов доходит в среднем до 500 пар ионов в 1 см , в чистом высокогорном воздухе она достигает 1000— 1500 пар ионов. Средние аэроионы И. Поллока имеют среднюю подвижность, равную 0,01 см/с при градиенте электрического поля в 1 В/см. Концент- 48
рация ионов средней подвижности составляет до 500 пар ионов в 1 см . В чистом воздухе эта концентрация резко уменьшается. Тяжелые ионы П. Ланжевена обладают меньшей подвижностью, равной 0,001 см/с. Концентрация этих ионов в загрязненном воздухе часто поднимается до 25 тыс. пар в 1 см и даже выше. В совершенно чистом воздухе, лишенном твердых или жидких микрочастиц, концентрация ионов П. Ланжевена может упасть до нуля. Необходимо отметить, что истинными газовыми аэроионами являются только аэроионы первой группы или быстроподвижные аэроионы. Это аэроионы молекулярной величины. Они состоят из ионизированной молекулы или нескольких ионизированных молекул того или иного газа воздуха. Так, например, имеются основания считать, что легкие аэроионы отрицательной полярности в воздухе — это аэроионы кислорода воздуха (А.Л. Чижевский, М. Лапорт, Т. Мартин). Средние аэроионы И. Поллока могут быть значительными скоплениями молекулярных аэроионов или даже иметь в своем основании твердую или жидкую микрочастицу, на поверхности которой адсорбированы легкие газовые аэроионы, например аэроионы кислорода. Наконец, тяжелые аэроионы П. Ланжевена обязательно имеют в своем основании твердую или жидкую микрочастицу, на поверхности которой адсорбированы аэроионы газов воздуха. Тяжелые аэроионы могут представлять собой просто наэлектризованные твердые или жидкие частицы, взвешенные в воздухе. Это будут уже псевдоаэроионы. Группа тяжелых аэроионов постепенно переходит в группу сверхтяжелых, которые называются аэрозолями — частицами, незаряженными или заряженными электричеством того или иного знака. Они состоят из копоти, дыма, пыли, тумана, мелких дождевых капель, снежинок и т.д. Такие частицы могут нести на своей поверхности большое число элементарных электрических зарядов и не нести ни одного истинного газового иона. Имеется принципиальное различие между аэроионами и заряженными аэрозолями при одинаковой полярности заряда тех и других. Отрицательные аэроионы атмосферы — это аэроионы кислорода. Отрицательная частица жидкого или твердого аэрозоля может не иметь ничего общего с аэроионом кислорода. Частица аэрозоля отрицательной полярности — это частица, поверхность которой адсорбировала электрон или электроны, и совершенно необязательно — отрицательные аэроионы кислорода воздуха. Таким образом, электроаэрозоли или псевдоаэроионы различаются по своему физическому состоянию и химическому составу. Когда мы говорим, что воздух ионизирован, это значит, что некоторая очень небольшая часть газовых молекул воздуха несет электрический заряд отрицательного или положительного знака. Заметим, что в 1 см воздуха при нормальных условиях содержится 2,7 10 молекул, среднее число легких аэроионов в естественных условиях в том же объеме равно приблизительно 500—700 парам. Концентрация аэроионов в атмосфере выражается числом поло- 49
жительных и отрицательных ионов в 1 см . Отсюда, проводимость атмосферы стоит из полярных проводимостей — положительной и отрицательной (В.И. Баранов), т.е. X = п -к е, где к к к' — подвижность положительных и отрицательных аэроионов; е — заряд аэроиона, равный 4,8 ' 10" абсолютных электростатических единиц. Полная проводимость атмосферы X = Л+ + Л~~ = n+-k+e + rT-k~e. Плотность вертикального тока атмосферы можно выразить так: dv где вертикальный градиент потенциала. dh Отношение положительных аэроионов к отрицательным близ поверхности земли равно приблизительно 1,2, т.е. К = п In - 1,2. Эта величина К носит название коэффициента униполярности. Присутствие в воздухе некоторого избытка положительных аэроионов объясняется тем, что почвенный воздух, выходя наружу через капилляры почвы, оставляет на них преимущественно отрицательные аэроионы. Как известно, проводимость почвенного воздуха в 30 раз больше проводимости воздуха атмосферного. Электрическая проводимость атмосферы Л в среднем составляет 1 "10 электростатических единиц. Плотность вертикального тока проводимости атмосферы i = 2,9 10"16 А/см2. Градиент потенциала электрического поля земли претерпевает резкие искажения благодаря разным неровностям на земной поверхности. Эквипотенциальные поверхности огибают препятствия и сгущаются над возвышенными предметами (рис. 4). Внутри зданий градиент потенциала электрического поля равен нулю, электрическое поле внутри зданий отсутствует даже при сильных атмосферно-элек- трических явлениях. Это обстоятельство учитывается при элекроэф- флювиальном методе аэроионификации. Ввиду того что атмосферный воздух содержит, кроме газовых молекул, также и взвешенные в нем твердые или жидкие микрочастицы, адсорбирующие легкие аэроионы, ионизационное равновесие может быть выражено так: q = an+n~ + 0n+N- + -yn N , где q — число аэроионов, образующихся в 1 см /c;«t— коэффициент рекомбинации легких аэроионов;^— коэффициент соединения легких аэроионов с заряженными частицами; ЛГ — число заряженных частиц; Аг — число нейтральных частиц. 50
Рис 4. Эквипотенциальные поверхности электрического поля атмосферы над высотным зданием Но так как число взвешенных микрочастиц обычно значительно больше числа легких аэроионов, ионизационное равновесие может быть представлено уравнением: q = n+(on_ + /3N~ + ?№) = 0'nt, где р' - постоянная исчезновения аэроионов. Изменение числа аэроионов в атмосферном воздухе при изменении ионообразования выражается dn , -d- -q-Pn. В случае отсутствия ионообразования число ионов q убывает со временем / по закону п - п0е~*1. Средняя продолжительность существования легких аэроионов может быть выражена так: 1 /р1 в«Г. Многочисленные измерения числа легких аэроионов воздуха, произведенные во многих странах сотнями физиков, геофизиков, метеорологов и врачей, нельзя признать безусловно достоверными. Счетчик аэроионов Эберта, с помощью которого произведены эти измерения, далеко не удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям. Методика измерения числа аэроионов в единице объема до сих пор не получила окончательного и точного решения вследствие сложного комплекса факторов, сопутствующих ионным процессам в атмосфер- 51
ном воздухе. Нет гарантий, что аспирационный счетчик ионов Эберта дает более или менее надежные результаты, соответствующие тому, что мы имеем в действительности. Очень существенной задачей является также вопрос о точном наименовании заряженных частиц. Легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые ионы, или псевдоаэроионы, жидкие или твердые аэрозоли различных диаметров и т.д. — все они могут быть носителями зарядов и членами сложной системы полидисперсного электрически активного аэроколлоида. Что такое "ионизированная" или "электризованная" частица? Чем отличаются "ионизированные" частицы от "электризованных"? До сих пор частицы аэроколлоида не классифицированы по основным своим физическим или химическим признакам, до сих пор не существует общепризнанного спектра, не составлены таблицы, которые могли бы помочь разобраться в этих явлениях, нет приборов, которые позволили бы подсчитывать число частиц с одновременным учетом их электрического заряда, их подвижности в постоянном электрическом поле, их геометрических параметров. Характерным примером может служить ошибка видного специалиста по счету аэроионов физика А.П. Соколова, который ограничился "инструкцией по обращению со счетчиком Эберта" и не смог более тщательно разобраться в изучаемом им предмете. Эта ошибка была отмечена В.И. Барановым в дискуссии с А.П. Соколовым: "Электризация воздуха при трении о твердые тела никем не наблюдалась. Опыты проф. Соколова можно объяснить наличием мельчайшей наэлектризованной пыли без всякой ионизации; поэтому говорить об ионизации воздуха трением о растения не приходится*' *. А.П. Соколов думал, что воздух, пролетая над степным просторами, ионизируется благодаря своему трению о степную траву и этим самым приобретает повышенную ионизацию. Он предполагал, что встряхивание песка в металлическом жбане вызывает ионизацию молекул воздуха благодаря трению молекул о песок. В.И. Баранов же справедливо утверждает, что А.П. Соколов просто-напросто электризовал песок и высокодисперсную песчаную пыль, которая, попадая в цилиндрический конденсатор счетчика Эберта и оседая на осевом штифте, вызывала разрядку электрометра Вульфа, что А.П. Соколов приписывал сильной "ионизации" воздуха, хотя никаких газовых ионов в данном случае могло и не быть, а была электризация мельчайших твердых частиц песчаной пыли или пылевого аэрозоля при взаимном трении частиц одна о другую. Такова принципиальная разница между ионизацией газов воздуха и электризацией твердых или жидких аэрозолей (псевдоаэроионов), находящихся в воздухе во взвешенном состоянии. Явления электризации соприкосновением, скольжением или трением (трибо-заряды) изучаются уже давно, но до сих пор не существует общепринятой теории этих явлений. Нельзя сказать также, что эти явления до конца понятны, осмыслены и подтверждены математическим анализом. Известно лишь, что электризация представляет собой процесс разделения существующих в атомах зарядов и перенос отрицательных зарядов, или электронов, на одно тело и положитель- Труды V Всесоюзного научно-организационного съезда по курортному делу, 27 августа — 2 сентября 1925 г. Мм с. 443. 52
ных зарядов — на другое тело, причем сумма перенесенных отрицательных и сумма положительных зарядов всегда равны. Это явление называется законом сохранения электрического заряда. В 1892 г. Ленард открыл (вторично после Траллеса) электризацию воды водопадов, V диспергированной воды. Он нашел, что удар воды о твердую или жидкую поверхность сопровождается электризацией распыляемой жидкости. При дроблении воды мелкие капельки заряжаются отрицательным электричеством, крупные — положительным. Молекулы воздуха в некоторых случаях приобретают отрицательный заряд. Дж. Томсон (1894) нашел, что вода в воздухе электризуется положительно, в водороде — отрицательно. Нельсон (1895) показал, что подобные явления наблюдаются, когда струя газовых пузырьков проходит через жидкость. Христиансен (1909—1913) назвал заряды, наблюдаемые при ударе капель, баллоэлектрическими. Он обнаружил, что баллоэлек- тричествотем сильнее, чем легче окружающий газ. Де Бройль (1910) пропускал струю газа через разные жидкости. Вода, спирт, эфир, ацетон, анилин и др. оказались активными, т.е. газ электризовался (ионизировался). Ноллан (1914) распылял воду и нашел, что положительный заряд капелек пропорционален их радиусу. Опыты, которые производил Ленард (1915), привели его к заключению, что поверхность жидкости покрыта двойным электрическим слоем, который весь находится в самой жидкости и не вызывается контактом с газом. Коен и Мозер также исследовали прохождение газовых пузырьков через плохо проводящие жидкости и через растворы непроводников в воде. Оказалось, что при соприкосновении двух диэлектриков тот из них, диэлектрическая постоянная которого больше, заряжается положительно. В водном растворе электролита газ электризуется относительно слабее, чем в чистой воде, и при определенной концентра- \ ции раствора знак электризации меняется. Это требует строгой проверки! -—I Сухие газы и перегретый пар при трении о поверхность твердых тел не электризуются, зато при трении струи газа или пара, содержащего жидкие частицы, происходит иногда весьма сильная электризация. Это явление было впервые изучено Армстронгом (1844), а затем Фарадеем, который исследовал случаи трения влажных паров, проходящих под большим давлением через трубки из различного материала. Фарадей нашел, что пары воды и некоторых масел в воздухе при трении о медь электризуются. Электризация водяных паров, выходящих из котла через трубку, зависит от рода капель, содержащихся в этом паре, и от материала трубки. В большинстве случаев пары электризуются положительно; электризация особенно сильна, когда пары проходят через извилистую трубку, внутренние стенки которой состоят из некоторых сортов дерева. Этим явлением воспользовался Армстронг для устройства электрической машины. Д. Рэдж (1914—1915) считал, что струя мелко раздробленного твердого вещества электризует воздух. Кислотные вещества электризуют воздух отрицательно, щелочные — положительно. Струя пара электризует воздух положительно. Электрод, помещенный в струе пара, может получить положительный или отрицательный заряд (О.Д. Хвольсон). Легко видеть ошибочность данных и неправильность терминологии в этой области. Н.А. Гезехус дал объяснение электризации тел при соприкосновении, а следовательно, и трении, основанное на электронной теории. При соприкосновении тел уменьшается поверхностное натяжение, вследствие чего часть электронов делается свободной. Отрицательно заряженные электроны, как более подвижные, должны быстрее выходить * из тела, чем положительные частицы. Если соприкасающиеся тела отличаются только плотностью, то более плотные выделяют больше электронов, а потому электризуются положительно. То же самое относится к нагретым диэлектрикам, плотность которых уменьшается при повышении температуры. Н.А. Гезехус, исследуя роль трения твердых частиц и взаимную их электризацию, приводит пример, насколько сильна может быть электризация пыли при сильном ветре, описанный знаменитым Вернером Сименсом, 53
который был свидетелем электрической бури на вершине пирамиды Хеопса весной 1859 г. "Пыль в пустыне поднялась такая, что она казалась белым туманом и совершенно скрыла от нас землю. Пыль поднималась все выше и выше и через некоторое время окружила со всех сторон даже вершину пирамиды, на которой я стоял с нашими десятью инженерами. При этом слышался какой-то странный шум и свист, который не мог исходить от ветра. Один из арабов обратил мое внимание на то, что, когда он поднимает над головой палец, раздается резкий певучий звук, а как только он опускает руку, звук прекращается. Я сам убедился в этом, когда поднял палец над своей головой; вместе с тем я почувствовал нечто вроде укола в палец. Что мы имели здесь дело не с чем иным, как с электрическим явлением, прямо явствовало из того, что, когда мы хотели выпить вина из бутылки, получился слабый электрический удар. Обернув мокрой бумагой такую еще не опорожненную и обложенную у горлышка металлом бутылку, я получил лейденскую банку, которая сильно заряжалась, когда ее держали высоко над головой. Из нее можно было тогда извлекать с большим треском искры длиной почти в 1 см" . К этому описанию Н.А. Гезехус добавляет, что такую электризацию пыли, а именно отрицательную, надо считать общим явлением. Вероятно, и электризация, наблюдаемая при вулканических извержениях, частью, по крайней мере, если не всецело, обусловливается той же причиной. Электризация тонкой пыли, находящейся в воздухе, была подробно изучена Н.А. Гезехусом, результаты исследований опубликованы им в журнале "Известия Технологического института" (т. XV, 1901, с. 13—15). Интересные мысли высказаны тем же автором в его статье "Атмосферное электричество и влияние на его пыли" ("Известия Технологического института", т. XVI, 1902): "Что пыль, поднимаемая ветром, изменяет нормальные условия распределения электрического потенциала в воздухе, — это замечено уже давно. Обычный положительный потенциал воздуха не только уменьшается, но часто становится отрицательным при сильном ветре и вьюге''. Какие же могут быть причины электризации пыли? Высказывались между прочим мнения, что поднимающаяся пыль будто бы переносит в воздух отрицательный заряд самой Земли; указывалось и на влияние трения, испытываемое несущейся пылью, а также индукцию и на действие солнечных лучей. Многое оказалось неверным. Ввиду того что электрический заряд распространяется по поверхности тела, электроемкость этого тела зависит от величины его поверхности. При распылении того или иного вещества поверхность его и, следовательно, электроемкость резко возрастают. Это явление особенно отчетливо обнаруживает себя, если пыль рассеяна в воздухе или газе. Жидкие или твердые тела заряжаются электричеством двумя путями: путем адсорбции аэроионов из воздуха или газа путем "контакта" с какой-либо твердой или жидкой поверхностью. Такой механизм зарядки предполагает Вильям Гиббс. Рэдж допускает, что в большинстве случаев пылевые частицы заряжаются вследствие соприкосновения одна с другой, причем знак заряда крупных частиц противоположен знаку заряда мелких. Следовательно, по Рэджу, распыляемые твердые или жидкие аэрозоли не являются аэроионами. Это очень важное мнение. Распространяется ли это мнение на аэрозоли ■ любого происхождения или имеются исключения, когда аэрозоли представляют собой мецленноподвижные или тяжелые частицы с газовыми ионами на поверхности. Внесение необходимой точности в эту главу физики является, по нашему мнению, обязательным. Это позволило бы пролить свет на ряд явлений, которые до сих пор остаются неясными и мнения о природе которых расходятся. Особенно важным данный вопрос представляется тем ученым, которые посвятили свои труды изучению ионизации воздуха, дисперсных систем в воздухе и их влиянию на организм человека, животных и В.Ф. Сименс. Мои воспоминания. Перевод Паппе, 1893, с. 127—129. 54
растений. Изучение этих явлений теснейшим образом связано с измерением числа или концентрации аэроионов в единице объема воздуха. Униполярный электрический эффлювий создает в воздухе униполярные газовые аэроионы — отрицательные или положительные, в прямой зависимости от того, какой полюс источника тока высокого напряжения присоединен к остриям. В воздухе помещения образуются сложные униполярные аэросистемы, которые необходимо изучить. Но ни современная метеорология, ни современная физика не могут предоставить нам приборов, которые отличались бы необходимой точностью. В физике нет даже единства мнений в вопросе, когда возникает ионизация, когда появляется электризация, или псевдоаэроиониза- ция, а когда и то и другое. Ионная теория атмосферного электричества позволила понять природу электрического поля атмосферы, хотя все же причину сохранения электрического поля между Землей и атмосферой еще нельзя считать окончательно выясненной. Различные теории пытаются объяснить наличие этого поля различными причинами. Экснер в свое время полагал, что причиной отрицательного заряда земной поверхности являются осадки, приносящие к Земле, как предполагали ранее, преимущественно отрицательные заряды. Это предположение оказалось не соответствующим действительности. Осадки несут к Земле как отрицательные, так и положительные заряды. И. Эльстер и Г. Гей- тель, а затем и Г. Эберт создали адсорбционную теорию, сущность которой заключается в следующем: как известно, через почвенные капилляры непрерывно просачиваются воздух, несущий радиоактивные эманации и потому сильно ионизированный; отрицательные ионы, вследствие своей большой подвижности, быстрее диффундируют к стенкам капилляров и отдают почве свои отрицательные заряды, а выходящие наружу потоки почвенного воздуха приносят в атмосферный воздух избыток положительных аэроионов. Г. Эберту удалось показать, что в почвенном воздухе, в момент его выхода из земли, действительно преобладают положительные аэроионы. Между высокими слоями атмосферы и поверхностью земли происходит постоянное взаимодействие, своеобразный электрический круговорот, подобный круговороту воды в атмосфере. Электрическое поле атмосферы подвержено многолетним периодическим, годовым, суточным и апериодическим колебаниям, связанным с космическими, геофизическими и метеорологическими явлениями. Ввиду того что Земля в обычных условиях по отношению к атмосфере заряжена отрицательно, то положительное электричество устремляется сверху вниз, к поверхности Земли, а отрицательное — снизу вверх, образуя так называемый "вертикальный ток проводимости". Атмосфера Земли представляет собой огромный сферический конденсатор, обкладками которого служат с одной стороны твердая и жидкая оболочка земного шара, с другой — ионосфера, находящаяся на высоте 120 км и выше. 55
N- /0' #№+*!.) /J 20 /5 /0 5 \ \ \ \ V ■ N. -" .. ^ ■N*N. ^^ ■ 5,0 *,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 Рис 5. Зависимость числа ядер конденсации N и числа тяжелых аэроионов ЛЧ- + N- от относительной влажности V (по П.Н. Тверскому) 100 ВО 60 40 У,% Вследствие наличия в атмосфере аэроионов между обкладками земного конденсатора постоянно течет электрический ток, который мог бы быстро разрядить земной конденсатор, если бы некоторый фактор не поддерживал бы непрерывно отрицательный заряд Земли. В настоящее время допускают, что этим фактором являются грозы. Суммарная мощность происходящих ежесекундно разрядов составляет сотни миллионов киловатт. Присутствие аэроионов в атмосфере и их подвижность обусловливают степень рассеивания электричества с заряженного тела в воздух, а следовательно, и степень его проводимости. Эта степень может быть установлена с достаточной точностью соответствующими приборами. Измерения проводимости, сделанные во многих местах, в большинстве случаев показывают наличие положительной проводимости, т.е. преобладания в воздухе положительных аэроионов. В некоторых местностях наблюдается преобладание отрицательной проводимости, последнее явление может иметь место также при различных метеорологических пертурбациях, в различные часы суток и т.п. Преобладание в большинстве случаев положительной ионизации близ поверхности Земли хорошо объяснимо естественным влиянием земного поля на распределение аэроионов в толще атмосферы, положительные аэроионы направляются по силовым линиям поля к отрицательно заряженной поверхности Земли, на 1 см площади которой приходится в среднем 6,7 ' 10 элементарных зарядов. Подвижность частиц того или другого знака находится в зависимость от ряда метеорологических факторов, главным образом от степени относительной влажности воздуха, от барометрического давления, от числа пылинок, ядер конденсации и т.д. (рис. 5—7). Подвижность легких отрицательных аэроионов при высокой относительной влажности падает, подвижность положительных аэроионов остается почти без изменения. Максимальные показатели проводимости обычно имеют место в ясную погоду. Во время туманов, во влажную сырую 56
Рис. 6. Зависимость подвижности к аэро- д 10~*см г/(В-с] ионов от величины их радиуса г (по Ф. Де- ссауэру) 12 10 6 6 Ч 2 wo зоо г ювсм погоду, при загрязнении воздуха пылью, дымом, копотью и при падении степени прозрачности атмосферы значения проводимости падают до минимума. Атмосферный воздух ионизирован во всей своей толще в большей или меньшей степени в зависимости от ряда метеорологических, геофизических и космических условий (рис. 8). Эти условия вызывают как процессы возникновения аэроионов в атмосфере, так и процессы их уничтожения. К естественным ионизаторам и электризаторам дисперсной фазы атмосферного воздуха могут быть отнесены: 1) эманация радия, находящаяся в воздухе; 2) радиоактивные излучения почвы, воды, снега и др.; 3) фотоэлектрический эффект; 4) ультрафиолетовый свет солнца (высокие слои атмосферы); 5) корпускулярное излучение солнца (высокие слои атмосферы); 6) космические лучи; 7) электрические разряды в атмосфере (молнии, разряды на вершинах гор, огни св. Эльма и т.д.); 8) баллоэлектрический эффект (дробление и распыление воды над водопадами, каскадами, поверхностью моря; во время прибоя и прилива, морской бури; при дожде); 9) трибоэлектрический эффект (взаимное трение песчинок, частиц пыли, снега, града); 10) гниение органических веществ; многообразные химические реакции, протекающие на поверхности почвы; испарение воды. Основным источником ионизации атмосферы является находящийся в воздухе газообразный продукт распада радия — его эманация, которая в свою очередь непрерывно распадается, диссоциируя молекулы воздуха на положительные и отрицательные частицы. 57
то "i 1200 ■ woo CD О о /4 00 5 1200 t /Ш i 1Z0Q- о /<w ФУ — .. \ \ \ "f\ <-> • ^ МЕСЯЦЫ 2\ "Т" MECI -' чцы- 07" ^ "Ч _, "'> у* S 0 4 tf /р /tf Ptf р* ЧАСЫ 8000 600 О™* ЦООО а о 8000 £ о < л с 4Ш7 X ЛЮ0 £ О 6000 и т 400V Рис. 7. Зависимость числа тяжелых аэроионов от числа ядер конденсации (по П.Н. Тверскому) Суточный ход числа аэроионов в Слуц- ке: У — легких; 2 — тяжелых Следующим по силе источником ионизации атмосферного воздуха можно считать гамма-лучи радиевых солей, находящихся в поверхностном слое земной коры в чрезвычайно ничтожном количестве. Содержание радия в каменных породах в среднем составляет (1+3) 10 г на 1 г породы, в некоторых местностях оно достигает 40' 10 г. В морской воде содержание радия колеблется в пределах (2+5) 10"16 г на 1 г воды. Гамма-лучи радиоактивных веществ обладают способностью расщеплять нейтральные молекулы на положительный ион и электроны. Эти лучи отличаются большой проницаемостью и ионизируют прилегающие к земной поверхности слои воздуха. Исходящий из почвенных пор воздух также достаточно сильно ионизируется теми же гамма-лучами и также является источником атмосферной ионизации. Процесс выхода почвенного сильно ионизированного воздуха называется "дыханием почвы" и возникает всегда при падении атмосферного давления, при солнечной радиации или под влиянием высасывающего действия ветра. Дыхание почвы несет с собой в атмосферу по преимуществу положительные аэроионы, так как электроны при прохождении почвенных капилляров быстро адсорбируются их стенками. Если сравнить количество эманации радия, содержащейся в почвенном воздухе, со средним содержанием ее в свободной атмосфере, то окажется, что первое приблизительно в 2000 раз больше второго. Геологическое строение местности, а главное — степень радиоактивности ее почвы и ее пород, обусловливает собой соответственные степени ионизации воздуха. В некоторых случаях, при высоких радиоактивных свойствах почвы, ионизация воздуха может достичь весьма значительных величин и даже обусловить собой частоту поражаемо- сти данной местности молнией вследствие повышенной проводимости воздуха. Уже давно было замечено, что одни местности чаще и сильнее поражаются молниями, чем другие. Такого рода феномен устойчиво наблюдается из года в год. Изучение этого явления привело к выводу, что оно стоит в прямой связи с повышенной ионизацией воздуха в данном месте (Дозер и Руже, Л.Н. Богоявленский). Повышенная 58
Рис. 8. Схематическое представление об образовании легких и тяжелых аэроионов положительной и отрицательной полярности в атмосферном воздухе (по Г.Р. Уэту) У — молекулы воздуха; 2 — нестабильный положительный легкий аэроион с подвижностью к - 1,9 см/с; 3 — свободный электрон; 4и5 — стабильные легкие аэроионы соответственно положительный с подвижностью к — 1,4 см/с и отрицательный с подвижностью к - 1,9 см/с; б и 7 — тяжелые аэроионы с подвижностью к - 0,001 см/с соответственно положительный и отрицательный ионизация обусловливалась наличием в данном месте локальных ионизаторов воздуха. Ими оказались заложенные в земле горные породы: граниты, сланцы, металлические руды и т.д. В таких местах обычно число отрицательных аэроионов больше, чем положительных. Исследования Л.Н. Богоявленского показали различные глубины залегания этих локальных ионизаторов воздуха от нескольких до десятков метров. Кривые обнаруживают замечательный параллелизм между числом аэроионов в 1 см воздуха и профилем залегания руды, т.е. чем ближе к поверхности Земли лежит руда, тем большее число аэроионов образуется в 1 см воздуха в единицу времени. В соответствии с этим возрастает и частота поражений молниями (рис. 9). Локальная аэроионизация имеет первостепенное климатическое значение, которое должно быть учтено при строительстве городов, курортов, санаториев, домов отдыха и т.д. Среди космических факторов ионификации первое место принадлежит электромагнитной и корпускулярной деятельности Солнца и затем космической радиации. Солнечный спектр включает в себя ультрафиолетовые лучи, начиная от мягких и кончая жесткими (рентгеновскими), а следовательно, является ионизатором воздуха. Благодаря значительной толще воздушного слоя большая часть ультрафиолетового света поглощается атмосферой и к поверхности Земли лучи 59
Рис. 9. Кривая числа аэроионов в 1 см /с (/) и кривые глубин залегания пород в м (2), а также места наибольшей поражаемое™ молниями (3) (по Л.Н. Богоявленскому) доходят в весьма ослабленном виде. Поэтому принято считать, что в пределах нижнего слоя воздуха — биосферы и тропосферы — ионизации воздуха солнечный свет не производит. Зато в верхних слоях воздушного океана — в стратосфере — имеют место высокие степени ионизации атмосферы, благодаря действию солнечного света (слой озона). По-видимому, та же судьба постигает и потоки заряженной электричеством так называемой солнечной пыли, которая вызывает ионизацию воздуха в его верхних слоях и в особенно сильной степени в годы максимумов циклической активности Солнца. Есть предположение, что благодаря диффузии часть аэроионов из верхних слоев атмосферы может проникнуть в нижние, но предположение это маловероятно, ибо быстрая рекомбинация аэроионов на пути движения сверху вниз должна до минимума уменьшить их общее число. Среди других источников естественной ионизации воздуха заслуживает быть отмеченной ионизация, производимая проникающей радиацией или космическим излучением. Это излучение имеет своим источником отдельные небесные объекты. У поверхности Земли ионизирующее действие космического излучения выражается в образовании 1,4 пар аэроионов в 1 см /с. С высотой образование аэроионов под влиянием космического излучения постепенно возрастает, достигая на высоте 5 км 7,04 пар аэроионов в 1 см /с. К. Вильсон и другие авторы предполагают, что мощные электрические поля, возбуждаемые грозовыми облаками, могут вызвать излучение, которое производит ионизацию воздуха даже в местах, удаленных от центра грозы. Если принять во внимание, что ежедневно в земной атмосфере разражается до 40 тыс. гроз (С. Брукс), то нельзя обойти молчанием и этот фактор. Можно назвать и еще один источник естественной ионизации — фотоэлектрический эффект Столетова—Гальвакса, состоящий в том, что с поверхности некоторых фотоэлектрически чувствительных веществ при освещении их отделяются электроны, которые в условиях 60
Таблица 4. Потери заряда электрометром, В, при искусственной аэроионизации и естественном рассеивании Время, с Потери заряда, В Ьстесгвен- нос рассеи- Время, с А Потери заряда, Естественное В I рассеивание i 0 5 10 15 20 25 30 213/210 200/208 183,4/207 176,8/207 163,2/206 153,6/206 142,8/206 213/210 — 1 - - 1 - — 1 — — 1 - — 1 - - 1 - 35 40 45 50 55 60 ПО 132/205 123/205 113,8/205 104,2/204 90,8/204 87,4/204 0/- — 1 - - 1 - — 1 - — 1 - — 1 - 208/206 206/- Примечание. Перед косой чертой приведены данные для аэроионов положительной полярности, а после косой - для аэроионов отрицательной полярности. нижнего слоя атмосферы могут создавать легкие аэроионы, несущие отрицательный заряд. Теоретический подсчет суммарного действия основных ионизаторов для нижнего слоя атмосферы дает около 10 пар аэроионов в 1 см /с. Это число хорошо совпадает с реальными цифрами, полученными в результате многих измерений. Мак Леннан и Мак Лед приводят следующие значения числа аэроионов в см /с: 1) над сушей — 8,1—9; 2) над морями — 4,9; 3) над океанами — 4,3. Е. Швейдлер нашел, что средняя продолжительность жизни легких аэроионов в естественной обстановке лежит в пределах от 60 до 46 с. В совершенно чистом воздухе продолжительность жизни аэроионов достигает 100 с и более (В.И. Баранов). Другие авторы (П.И. Лу- кирский) полагают, что после прекращения действия ионизирующего агента уже через 10 с в газах остается только 10% первоначального числа ионов. Некоторые авторы приводят значительно большие значения средней продолжительности жизни легких аэроионов (в воздухе, содержащем ядра конденсации, — до 270 с, в чистом воздухе — до 21 мин). Эти данные подлежат тщательной проверке. В ЦНИЛИ было произведено изучение вопроса о продолжительности жизни легких аэроионов, искусственно полученных с помощью электроэффлюви- ального метода. По этим наблюдениям средняя продолжительность их существования внутри помещения определяется десятками секунд. В табл. 4 приведены величины потерь заряда электрометром с момента подачи высокого напряжения на острия, а также величины естественного рассеивания. Ниже показано уменьшение числа искусственных отрицательно заряженных аэроионов, измеренных в 1 см после выключения из работы аэроионогенератора. Продолжительность работы генератора Т, мин I 3 5 10 Число аэроионов n-10s 1,16 1,05 1,01 0,97 61
Как видно из приведенных выше данных, "насыщение" аэроионами наступает почти моментально после включения в работу электроэффлю- виального аэроионогенератора. При его выключении из работы высокая степень искусственной аэроионизации начинает быстро падать. В ЦНИЛИ были произведены также измерения числа аэроионов в условиях повышенной влажности воздуха. Как известно, при повышении относительной влажности воздуха число легких аэроионов уменьшается, что объясняется образованием тяжелых аэроионов вследствие оседания легких аэроионов на микроскопических капельках воды. С этим также связано уменьшение подвижности аэроионов. Ниже приведены результаты измерений числа аэроионов в 1 см воздуха при нормальной (56%) и повышенной (71%) относительной его влажности. Аэрононы п • 105 При влажности нормальной повышенной положительные 2,9 1,53 отрицательные 2,7 1,42 Из этого следует, что в условиях повышенной влажности число легких аэроионов уменьшается по сравнению с нормальной влажностью; уменьшается и их подвижность. Многочисленные измерения степени аэроионизации воздуха, произведенные в разнообразных местностях, показали ее изменчивость в зависимости от различных внешних причин. Благодаря дыханию почвы над свежевскопанной землей аэроионизация в 2 раза больше, чем на лугу. Аэроионизация невелика на твердом песчанике и падает до минимума на очень сырых почвах, во влажных местах, в тумане, в облачных слоях. Число аэроионов над морями и океанами, за тысячи километров от суши, значительно меньше, чем над землей, благодаря ничтожному содержанию радиоактивных веществ в морской воде. Растительность также является одним из мощных ионизаторов атмосферного воздуха. Впитывая эманацию радия с почвенной водой, растения затем испаряют эту воду через стебли и листья в воздух, чем способствуют возникновению аэроионов. Суммарная площадь поверхности листьев в тысячи раз превосходит значение площади проекции данного дерева на плоскость. С другой стороны, растения (листья, стебли, травы) фотоэлектрически чувствительны. Остроконечная форма некоторых трав и иглы хвойных растений являются теми остриями, через которые земное электричество будет, при известных условиях, разряжаться в воздух и опять-таки ионизировать атмосферу. Средние степени аэроионизации воздуха в лесу и на открытом воздухе несколько различны. Наблюдения показывают, что днем и вечером число легких аэроионов в лесу больше, чем на открытом месте, а утром — меньше. В связи с этим А.А. Минх приводит табл. 5. Аналогичное увеличение аэроионов в лесу по сравнению с открытым местом было отмечено В.И. Барановым и Е.С. Шепотьевой на горе Бештау; под деревьями было обнаружено 5—7,5 тыс. легких аэроио- 62
Таблица 5. Число аэроионов обоих зарядов в 1 см Часы суток I В лесу На открытом воздухе 6-8 12-14 18-19 947 1337 1127 999 1075 932 Рис. 10. Годовой ход числа аэроионов N и коэффициента униполярности в Москве в течение трехлетних наблюдений (по А.А. Сперанскому) нов в 1 см воздуха, в то время как на открытом месте измерения показали наличие 2,8—3 тыс. аэроионов в 1 см . Приведем средниерезультаты измерений числа легких аэроионов обоих знаков в 1 см , произведенных А.А. Сперанским (рис. 10), А.П. Соколовым и И.А. Абрикосовым в различных пунктах нашей страны: Москва — 1512, Анапа — 1475, Сочи —1789, Мацеста — 2086, Уч-Дере — 2005, Красная Поляна — 2650, Кисловодск и его окрестности — 3702—2396, Ессентуки — 2099, Ялта — 836. В табл. 6 приведены числа легких положительных и отрицательных аэроионов в разных местах земного шара. Из данных этой таблицы видно, что коэффициент униполярности во всех переименованных пунктах больше единицы и что высота над уровнем моря играет роль в отношении увеличения числа аэроионов (горы, а также самолет). Различные местности, в зависимости от геологических, метеорологических и других факторов, вызывают различной силы процессы ионообразования. Если мы примем интенсивность ионообразования в Кучино (под Москвой) за 1, то в районе Пятигорска она будет равна 1,47, а Железноводска — 2,36 (В.И. Баранов). Особенно сильных степеней аэроионизация достигает в ущельях, узких горных проходах, котловинах и других местах, защищенных от ветров или с недостаточным обменом воздуха. Еще в 1901 г. В. Каспари в одном из углублений среди скал на высоте 4000 м нашел чрезмерную ионизацию воздуха, причем число положительных аэроионов значи- 63
Таблица 6. Число легких аэроионов в 1 см-5 воздуха в различных местах земного шара Местность и вид воздушного транспорта 1 Число аэроионов положительных 2 отрицательных 3 Сумма аэроионов 4 Коэффициент униполярное™ 5 Гельголанд Потсдам Лапландия Фрейбург (Швейцария) Мюнхен Барселона Лионский залив Тихий океан Атлантический океан 1УУ ill'. Средиземное море Венгерская низменность Давос Кордильеры Близ Вены Буэнос-Айрес Кью (Англия) Зеегам (Зальцбург) Река Амазонка Западная Исландия Пик Тенериф Манила (Филиппины) Моунт Пауай (2460 м) Тихий океан Малый Шлейдегг (2100 м) Хребет Юнгфрау (3700 м) Ледник Алеч Венгерская низменность Южный Ледовитый океан Воздушный транспорт; дирижабль "Италия" 1562 во время полета к Северному полюсу воздушный шар (на высо- 964 соте 4000-4500 м) самолет (на высоте 2380 5200 м) 524 775 796 2 006 1110 629 398 419 Гб91 J 775 Лею Ls66 901 1090 1236 2340 746 712 440 650 377 1006 1630 419 1214 775 1423 1508 2860 964 755 272 629 691 524 901 880 482 377 419 566 650 629 607 586 838 1006 2010 712 670 314 629 356 1006 796 377 775 650 1047 880 1820 901 629 796 1404 1487 1236 1907 1990 1111 775 838 1257 1425 1299 1,173 1487 1928 2242 4350 1508 1382 754 1279 733 2012 2426 796 1989 1425 2470 2388 4680 1865 1384 1,92 1,23 1,15 1,36 1,11 1,26 1,3 1,06 1 1,22 1Д9 1,07 0,93 1,54 1,3 1,23 1,16 1,12 1,06 1,4 1,03 1,06 1 2,05 1,П 1,57 1Д9 1,36 1.71 1,57 1,07 1,22 1449 985 1970 ЗОН 1949 4350 1.08 0,98 1,21 тельно превысило число отрицательных. Дальнейшие измерения подтвердили это наблюдение. Значительное преобладание положительных аэроионов над отрицательными в некоторых горных местностях объясняется тем, что плотность отрицательного заряда Земли особенно велика на вершинах гор. Обнаруженные высокие степени ионизации отрицательного знака в некоторых горных местностях объясняются резко повышенной радиоактивностью горных пород. Радиоактивность обусловливает собой 64
высокие степени ионизации воздуха горных пещер, но с преобладанием аэроионов положительной полярности, очевидно вследствие отсутствия проветривания. Например, в пещере Суук-Хоба (Крым) обнаружено 15880—16860 аэроионов в 1 см воздуха, а в пещере Бин-Баш- Хоба (Крым) 5220—7630 аэроионов (В.И. Виткевич). Различные условия внешней среды обусловливают ритм колебаний степени аэроионизации. Согласно произведенным наблюдениям, в Европе максимум аэроионизации отчетливо обнаруживается летом или в начале осени, минимум — зимой. Для верхних слоев воздуха (слои Хивсайда) существуют сезонные, а также многолетние периоды колебания степени аэроионизации. Многолетняя периодичность связана с циклической деятельностью Солнца. В суточных колебаниях аэроионизации замечается влияние местных условий. В некоторых местностях эти колебания имеют двойной период в течение суток. Максимум аэроионизации приходится на предрассветные часы (4—5 ч); другой максимум — на 2—4, 3—5 ч дня. Минимум падает на утренние (5—7 ч) и вечерние часы (9—12 ч). В разных местностях точки максимумов и минимумов отклоняются в разные стороны. Имеются основания предполагать, что степень ионизации атмосферы растет с широтой, с севера на юг, благодаря увеличению количества падающей на Землю лучистой энергии Солнца. Впрочем, на Крайнем Севере, в зоне полярных сияний, можно встретить также весьма высокие степени аэроионизации. Вследствие отсутствия систематических и долгосрочных наблюдений за динамикой ионизации атмосферы годовые и суточные колебания ее для многих местностей не достаточно выяснены. Располагать данными о числе легких аэроионов обеих полярностей в воздухе той или иной местности — это уже много, но далеко еще не все. Представляется весьма существенным также знать, какого знака легкие аэроионы преобладают. Средние числа аэроионов в различных местностях, например, в Анапе или Москве, могут быть одинаковыми. Но в Москве положительных аэроионов вообще несколько больше, чем в Анапе. Коэффициент униполярности в Москве (1,35) значительно больше, чем в Анапе (1,12). Коэффициент униполярности в Париже равен 1,23; в Абердине — 1,1; во Оренбурге — 1,11; в Мюнхене — 1,26. Высота над уровнем моря весьма часто обусловливает собой и коэффициент униполярности, который в некоторых случаях достигает значительных величин. В.И. Виткевич на скале Шишко установил коэффициент униполярности, равный 5,3, а Е.М. Ченцова на вершине Ай- Петри — равный 19. Мы уже говорили, что Земля заряжена отрицательным электричеством. В сравнительно близких к поверхности Земли слоях преобладают положительные аэроионы, движущиеся в направлении земного поля, т.е. сверху вниз. Преобладание положительных аэроионов у поверхности Земли представляет собой обычное явление. Но в некоторых местностях встречаются исключения из данного общего правила, и в среднем там мы наблюдаем преобладающее число аэроионов отри- 65
500- 11 12 13 JU 15 ЧАСЫ Рис. 11. Динамика числа легких аэроионов обеих полярностей на уровне роста человека при ветре / и небольшом дожде 2 дательного знака. Это преобладание числа легких отрицательных аэроионов над числом легких положительных аэроионов было обнаружено в воздухе ряда курортов, как, например, Сестрорецк, Алма-Ара- сан, Бадгаштейн, Биарриц и др., за которыми мы закрепили наименование электрокурортов. Л.Н. Богоявленский изучил ионизацию воздуха на Сестрорецком курорте и обнаружил там ряд чрезвычайно интересных фактов. Ионизация воздуха на этом курорте является несомненно повышенной по сравнению с большинством местностей. Там в среднем преобладают отрицательные аэроионы. Помимо регулярного измерения аэроионизации в одном пункте Л.Н. Богоявленский производил измерения числа аэроионов в различных пунктах курорта для того, чтобы можно было сопоставить эти результаты сданными радиометрической съемки по проникающему излучению. Если обратиться к плану радиометрической съемки, то можно легко убедиться в том, что число легких аэроионов зависит от интенсивности земного излучения. Это наблюдается во всех сериях измерений и вполне подтверждает предположение о том, что проникающее земное излучение является локальным ионизатором атмосферного воздуха. Время года, число часов солнечного сияния, температура и степень влажности воздуха, дожди (рис. 11), особенно грозовые (рис. 12), направление и сила ветра, высота местности над уровнем моря и многие другие факторы оказывают влияние на степень аэроионизации и иногда определяют ее знак. Изменчивая погода влечет соответствующие колебания в числе аэроионов и в их полярности. Дни с переменной влажностью и переменной температурой воздуха являются днями с наибольшими изменениями числа аэроионов. 66
7/00 s Z900 с о 700 500 ■= 300 WO // // У ^ 1 -A ©/ \ V ' 4' \y /0 /2 ЧАСЫ /6 /в 20 Рис. 12. Динамика числа легких аэроионов обеих полярностей на уровне роста человека во время грозы 1 и дождя 2 1200 800 400 5000 10000 15000 20000 ЧИСЛО ЯДЕР В 1 СМ3 Рис. 13. Зависимость числа легких аэроионов от числа ядер конденсации (по П.Н. Тверскому) Были сделаны многократные попытки вскрыть соотношения между величиной и числом ядер конденсации и числом аэроионов (рис. 13) в зависимости от влажности и других условий, связанных с движением циклонов и антициклонов. Во время различных метеорологических пертурбаций и особенно во время грозы могут происходить быстрые перезарядки частиц воздуха, быстрая смена одного знака аэроионов на другой и т.д. Наиболее важными климатическими факторами, влияющими на число легких аэроионов воздуха, являются среднесуточные изменения температуры и влажности. Понижение среднесуточной температуры обычно сопровождается резким падением числа легких аэроионов, и наоборот. При облачности, высокой влажности и слабых или умеренных осадках число аэроионов убывает. Сильные осадки, наоборот, вызывают значительное увеличение числа отрицательных частиц (см. рис. 11). В тех случаях, когда осадки сопровождаются грозами, число как положительных, так и отрицательных аэроионов достигает высоких значений (см. рис. 12). Чистота и прозрачность воздуха идут параллельно степени проводимости и аэроионизации. Число легких аэроионов резко уменьшается, как только в воздухе появляются пыль, дым, частички влаги, туман и т.д. Твердые и жидкие частички, взвешенные в воздухе, адсорбируют легкие аэроионы и увеличивают таким образом число тяжелых частиц. Твердо установлено, что число тяжелых частиц находится в прямом соответствии со степенью загрязнения атмосферы. Псевдоаэроионы возникают при взаимном трении твердых мелких пылевых частиц или тонко раздробленных веществ, при дроблении 67
или пульверизации жидкостей, при кипении естественных загрязненных источников, при трении сухих (перегретых) паров о поверхность твердых тел, а также при некоторых химических реакциях, постоянно протекающих в природе. Тяжелые аэроионы возникают в результате прилипания легких аэроионов к частичкам воды, копоти, дыма или пыли. Чем меньше тяжелых частиц обнаруживается в воздухе, тем, следовательно, воздух чище, тем меньше в нем дыма, пыли или водяных капель. Ф. Линке и Г. Израэль во Франкфурте-на-Майне показали, что чем длиннее путь, проходимый ветром над городом, тем больше содержится в нем тяжелых аэроионов. В воздухе Парижа, наверху Эйфеле- вой башни оказалось до 50 тыс. тяжелых аэроионов обоих знаков в 1 см , в воздухе селений — до 1 тыс. (В. Гесс). Ветер, дующий со стороны промышленных центров или населенных мест, всегда приносит воздух, насыщенный псевдоаэроионами. Ветры, дующие из южных, юго-восточных и тропических местностей (фен, сирокко, ямази), а также из песчаных пустынь, несут с собой повышенное число положительных псевдоаэроионов. Число тяжелых частиц обоих знаков в 1 см воздуха в различных местностях колеблется от нуля до нескольких десятков тысяч. Например, в Сиднее оно достигает 2 тыс. (Пол- лак) , в Вашингтоне — 60 тыс. (Суанн), во Фрейбурге (Швейцария) — около 2 тыс. (Гоккель), в Дублине — от 3 до 60 тыс. (Ноллан). Эти данные свидетельствуют о том, что резкое увеличение псевдоаэроионов в воздухе больших городов и промышленных центров по сравнению с деревенским воздухом находится в прямой зависимости от степени загрязнения атмосферы городскими отбросами — копотью, дымом, пылью с другими взвешенными частицами. Вдали от промышленных центров, в воздухе курортов, хотя бы и густо населенных, число псевдоаэроионов сравнительно невелико. Г. Шульц приводит следующие данные о числе аэроионов и заряженных частиц в воздухе курорта Эмс (табл. 7). Е.Э. Лесгафт на основании многочисленных измерений тяжелых аэроионов в различных местах Ленинграда пришла к следующим основным заключениям: а) ионизационный режим в данном пункте можно связать со степенью загрязненности воздуха, он является известным критерием для оценки воздуха в гигиеническом отношении; б) чистый воздух содержит в 1 см 700—800 легких и 1000— 1500 тяжелых аэроионов; в) по мере увеличения загрязнения воздуха число легких и тяжелых аэроионов в нем изменяется: число легких аэроионов падает до 200, а тяжелых — возрастает до 65000; г) лучшим показателем загрязнения воздуха является отношение числа тяжелых аэроионов к числу легких; чем больше загрязнен воздух, тем больше это отношение. При величине отношения, равной 50 и более, воздух надо считать загрязненным; 68
Таблица 7. Число аэроионов и пссвдоаэроионов в 1 см воздуха курорта Эмс Аэроионы и заряженные частицы Число зарядов в 1 cmj % к общему числу Легкие 131 2,6 Средние 1403 28 Тяжелые 1894 37,8 Сверхтяжелые 1586 31,6 д) если оценивать гигиенический режим воздуха по степени ионизации в различных районах Ленинграда, то на первом месте оказывается район Центрального парка и Аптекарский остров (указанное отношение равно 1—2). Наихудшими показателями отличаются фабрично-заводские районы, где указанное отношение равно 69 (рис. 14). Наблюдения указывают на локальные концентрации тяжелых аэроионов в городском воздухе. Эти концентрации зависят от районов города: в заводских районах они самые высокие, а в районах с растительными массивами — самые низкие (рис. 15). Приведенные измерения показывают огромное значение зеленых насаждений внутри промышленных городов. Заметим, кстати, что заряд тяжелых аэроионов обычно в несколько десятков раз (в 30—40 раз) выше, чем заряд легких. Но в данном случае в городском воздухе псевдоаэроионы, по преимуществу положительного знака, образуются на вредных для здоровья промышленных отбросах, и потому степень вредности этих физиологически активных электрически заряженных частиц возрастает (рис. 16). Считалось, что пылевые частицы, взвешенные в воздухе, заряжены электричеством одного знака, а молекулы воздуха — легкие аэроионы — другого. Так, например, если заряд пыли положителен, заряд аэроионов будет отрицательным. Известковая пыль, возникающая на проезжих дорогах, несет отрицательный заряд, а окружающие эту пыль молекулы воздуха заряжаются положительно. Химический состав пыли в значительной мере обусловливает ее электрические свойства. Неметаллическая пыль заряжается положительным электричеством, металлическая — отрицательным; кислотные окислы (оксиды) образуют положительно заряженные облака, основные окислы (оксиды) — отрицательные. Частицы солей несут заряды, стоящие в зависимости от сравнительного числа кислотных или основных ионов, входящих в состав соли. Зимой число тяжелых аэроионов отрицательной полярности в городском воздухе больше, чем число аэроионов положительных. Однако все эти высказывания и опыты подлежат строгой проверке. Можно считать экспериментально установленным, что осадки (дождь, снег, град, крупа) всегда несут электрические заряды. Проводимость воздуха обусловливает частичную потерю каплей заряда. При испарении дождевая капля приобретает отрицательный заряд, при конденсации — заряд положительный. Полярность и величина заряда могут варьировать. По измерениям ряда авторов, сильные дожди несут 69
2 3 U 5 6 РАЙОНЫ ЛЕНИНГРАДА Рис. 14. Изменение отношения тяжелых аэроионов N к легким п в зависимости от районов Ленинграда 1 — ЦПКО; 2 — ОЗДП (Песочная улица); 3 — ВНИИМ (Международная, 19); 4 — ЛКГ; 5 — ВО; 6 — механический завод; 7 — завод "Красный химик" (по Е.Э. Лесгафт) 290 250 * 210 а О | Щ 2 3 wo 90 50 10 mm РАЙОНЫ ЛЕНИНГРАДА ^^Н п Ш ■ Рис. 15. Отношение в % концентрации легких и тяжелых аэроионов в различных районах Ленинграда по сравнению с ул. Мира, д. 6/8 (100%) 1 — ЦПКО; 2 — ОЗДП (Песочная ул.); 3 — ВНИИМ (Международная, 19); 4 — ВО; 5 — завод "Красный химик"; 6 — завод им. Воровского (Химический пер.); 7 — механический завод (по Е.Э. Лесгафт) »12000 * /1000 10000 9000 8000 7000 ЮЪ Ю ОРИЕНТАЦИЯ Рис. 16. Зависимость между числом тяжелых аэроионов в воздухе (7) и числом фабричных труб (2) (по Мак-Лафлину, Париж) 70
положительный заряд. Слабые дожди чаще всего имеют отрицательный заряд. При небольшом дожде и небольшом снегопаде число зарядов, наоборот, уменьшается по сравнению со средним их числом. В случае грозовых дождей плотность тока осадков достигает от 10" до 10 А на 1 см поверхности земли. Снег бывает заряжен и положительно, и отрицательно. При столкновении ледяных кристаллов друг с другом они приобретают противоположные по знаку заряды. Град и крупа чаще заряжены положительным электричеством. Необходимо заметить, что полярность электрического заряда водяных капель стоит в зависимости от концентрации солей в воде. Полярность заряда капель меняет свой знак при концентрации в воде поваренной соли, лежащей уже между 1 и 2%. Это следует иметь в виду лицам, пропагандирующим механические "гидроионизаторы". Тонкая струя воды, падающая в виде брызг на металлическую пластинку, образует в воздухе частицы отрицательной полярности, эта пластинка приобретает положительный заряд. Воздух, пропущенный через воду, выходит из нее с частицами отрицательной полярности. Два намоченных куска полотна, приведенные в соприкосновение и затем быстро отделенные один от другого, заряжаются положительно. Вблизи водопадов, у берега моря во время прибоя и прилива, на гребнях волн и в других случаях разбрызгивания воды, а также во время дождя и особенно после дождя с грозой имеет место сильная электризация капель, причем крупные капли воды получают положительный заряд, мелкие — заряжаются отрицательно. Эти процессы являются электризаторами нижних слоев воздуха. Их интенсивность не подлежит точному учету, но в некоторых пунктах может достигать значительных величин. В ряде местностей, расположенных на берегу моря, особенно в часы прибоя и прилива баллоэлектрический эффект Траллеса—Ленарда играет большую роль в резком повышении электризации водяных частиц. Механизм эффекта Траллеса—Ленарда объясняется следующим образом: при всяком соприкосновении воздуха и воды в чрезвычайно тонком слое последней, порядка диаметра молекулы, возникает двойной электрический слой, расположенный так, что отрицательные заряды концентрируются на периферии, а положительные — внутри жидкости. При нарушении поверхности воды происходит разрушение указанного двойного слоя, который в свою очередь дает начало образованию отдельно существующих электрических зарядов того и другого знака. Тончайшая водяная пыль, несущая электрические заряды, может быть обнаружена даже на расстоянии нескольких километров от берега моря. По-видимому, тяжелые и легкие частицы дрейфуют в воздухе совместно. Л. Шульц на острове Фер нашел, что при движении водяной пыли в воздухе появляется большое преобладание частиц отрицательной полярности. То же можно сказать о действии водопадов на число зарядов в воздухе. В этом отношении интересны наблюдения О. Герке на электрокурорте Бадгаштейн, где была обнаружена сильная отрицательная ионизация воздуха, которую можно было объяснить только наличием 200-метрового водопада. 71
О. Герке установил, что число легких отрицательных аэроионов в 1 см воздуха у самого водопада составляет (27,9+85) 10 , вблизи водопада — 18050—44440, в отдалении от водопада — 14870—25160. При наличии воздушных токов, даже в 2 км от водопада, воздух сильно ионизирован отрицательно. О. Герке считает, что вследствие содержания в атмосфере Бадгаштейна большого числа отрицательных аэроионов электрокурорт имеет столь исключительно целебный характер. Аналогичные результаты были получены при измерении аэроионизации у водопадов на электрокурортах Крейцнах, Алма-Арасан и др. Мы оставляем терминологию О. Герке — "легкие аэроионы". Однако в настоящее время считается недоказанным и сомнительным, что электризация частиц воды при ее механическом диспергировании (баллоэлектрический эффект) сопровождается ионизацией прилегающих молекул воздуха (В.М. Моисеев и др.). Вследствие несовершенства существующих измерительных приборов и методик исследователи весьма часто делают грубые ошибки. Е.А. Чернявский приводит следующие значения концентрации зарядов в зависимости от расстояния естественных водяных электри- заторов при различных условиях (табл. 8). Приведенные в табл. 8 данные интересны в том отношении, что они показывают роль гидродинамических явлений в образовании электрических зарядов воздуха отрицательной полярности. К сожалению, Е.А. Чернявский не отдифференцировал легкие аэроионы от псевдоаэроионов. В анналах медицины зафиксированы случаи, когда больные, страдающие рядом заболеваний (бронхиальной астмой, болезнями легких, истерическими припадками, общей слабостью, хроническими головными болями и многими другими), отправлялись к водопадам и там получали облегчение или исцеление. Один из таких случаев был сравнительно недавно описан врачом Шмидтом в Берне. Это говорит о том, что электризованные частицы воды могут адсорбировать на своей поверхности аэроионы кислорода атмосферного воздуха. Еще в XVIII в. с помощью простейших электроскопов десятки ученых тщательно изучали полярность и величину зарядов дождя, снега, града, крупы. В сочинении П. Бертолона "Электричество осадков" (Париж, 1787) мы находим подробное описание данных исследований в их хронологической последовательности. Классическая работа П. Бертолона показывает, с каким неослабевающим интересом и упорством ученые XVIII в. изучали явления, связанные с атмосферным электричеством. Росс Ганном найдены значения равновесного заряда капель осадков. Его данные на два порядка величин меньше, чем измерения других авторов — Герата, Чэлмерса, Пасквиля и других исследователей, которые считают, что значения электрического заряда дождевых капель лежат в пределах от 2,1 ■ 10 до 2,1 ■ 10 элементарных электрических зарядов в системе CGSE (от 7-10" до 7*10 Кл). При электрометеорологических явлениях (грозы) в воздухе образуется аллотропная форма кислорода — озон, легко различимый обонянием (ощущение "свежести" воздуха). Образуется озон также и при распаде радиоактивных веществ в почве, но в крайне ничтожных количествах. Существует превратное представление о том, что концентрация озона и число аэроионов в единице объема воздуха связаны некоторым соотношением. Еще никем не установлена зависимость между числом аэроионов в 72
Таблица 8. Среднее число зарядов в 1 см-* воздуха на некоторых курортах Пункт 1 Число зарядов ... положительных 2 отрицательных 3 Коэффициент унипо- 4 Курорт Иссык-Ата Северный участок в котловине в центре курорта У верхнего течения реки Иссык-Атанка В восточной части курорта с подветренной стороны При направлении ветра от реки к месту наблюдения На берегу реки, вблизи наибольшего распыления воды Курорт Шахимардан На метеорологической площадке на высоте 40 м над рекой У реки на некотором расстоянии от места с наибольшим расспылением воды Вблизи наибольшего распыления воды Во время увеличения уровня воды в реке У слияния двух мощных потоков Курорт в Ореховой роще От распыления воды на расстоянии, м: 4 10 По отношению к прибору со стороны: надветренной подветренной В часы: предполу денные полуденные вечерние 1442 1610 2140 813 1879 1639 1505 1322 1258 3313 2900 2900 3100 1700 2700 2300 2800 1029 1720 1092 1954 4881 1129 2005 3373 5809 20 642 27 450 19 800 26 700 17 750 37 000 16 000 37 900 1,4 0.94 1,96 0,42 0,38 1,45 0,75 0,39 0,22 0,16 0,11 0.15 0,12 0,1 0,07 0,14 0,07 единице объема атмосферного воздуха и концентрацией озона, хотя возможно такая связь и возникает временно при грозовых явлениях. В обычных условиях такая связь, как известись никем не обнаружена даже на электрокурортах, где концентрация аэроионов в 1 см воздуха доходит до 10 —10 . В естественной обстановке наружного воздуха озон образуется благодаря ряду химических реакций, постоянно протекающих в природных условиях и хорошо известных еще со времен Шейнбейна (начало XIX в.). В хвойных лесах озон возникает под влиянием окисления смолистых веществ. Озон получается при аутоксидации фосфора и т.д. При этих реакциях не выделяется ни отрицательных, ни положительных электрических частиц. 73
Выше мы говорили об естественных ионизаторах атмосферы, ионизаторах внешнего воздуха. Теперь остановимся на вопросе о причинах, вызывающих ионоуничтожающие процессы. Их можно разделить на две основные группы: 1) удаление аэроионов путем диффузии и адсорбции и действием электрического поля (электрическая конвекция) ; 2) уничтожение аэроионов путем воссоединения с аэроионами противоположного знака и прилипанием их к большим незаряженным частицам (потеря подвижности). Явление диффузии аэроионов в свободной атмосфере имеет место главным образом близ почвы, где наблюдается большая разность в концентрации аэроионов между почвенным воздухом и прилегающими к нему слоями. Явление адсорбции протекает в пограничных слоях между воздухом и твердой или жидкой поверхностью. Аэроионы, соприкасаясь с поверхностью почвы, воды, растительностью, отдают им свои заряды и превращаются в нейтральные молекулы. Как показал Эберт, влияние адсорбции наблюдается только в газовом слое, равном 0,01 мм и прилегающем непосредственно к твердой или жидкой поверхности. Вследствие резкого понижения концентрации аэроионов в этом слое аэроионы близко прилегающих слоев постоянно диффундируют в этот слой, вызывая явление диффузии ионов в последующих слоях. Процесс рекомбинации или воссоединения аэроионов среди ионо- уничтожающих явлений имеет весьма существенное значение для степени концентрации аэроионов в воздухе. Воссоединение аэроионов зависит от ряда физических, геофизических и метеорологических факторов, и потому для различных местностей коэффициенты воссоединения не одинаковы. Например, над морем воссоединение значительно меньше, чем над сушей, вследствие отсутствия ядер конденсации, несмотря на то, что ионообразующие процессы над морем значительно менее интенсивны (до 0,1 ионизации над сушей). Весьма сильным фактором уничтожения аэроионов является прилипание их к большим незаряженным частицам, взвешенным в воздухе (пыль, дым, ядра конденсации и другие аэрозоли), отчего происходит потеря подвижности аэроионов. В настоящее время следует считать доказанным, что основная масса легких аэроионов уничтожается вследствие соединения со взвешенными в воздухе тяжелыми частицами. Как мы уже видели, измерения концентрации аэроионов, произведенные многими исследователями в различных пунктах земной поверхности, показывают большую ее изменчивость во времени и большие отклонения от некоторой средней величины в разных пунктах. Среднюю концентрацию легких аэроионов над сушей можно принять для положительных аэроионов равной 800 и для отрицательных — 700. В отдельных пунктах среднее значение меняется примерно от 50 до 1000 и более, причем коэффициент униполярности больше 1 и в среднем равен 1,2. Над океанами наблюдаются значения приблизительно того же порядка. Для некоторых местностей значение коэффициентов униполярности падает и часто очень значительно, что говорит о высоких концентрациях отрицательных аэроионов (до 50 тыс. в 1 см ). Данные явления были отмечены рядом исследователей в курортных 74
местах, отличающихся своим благотворным влиянием на организм человека. Концентрация тяжелых аэроионов изменяется в столь широких пределах, что указать какое-либо среднее ее значение представляется весьма затруднительным. У земной поверхности над сушей концентрация тяжелых аэроионов больше, чем легких, и изменяется от места к месту в еще больших пределах -г- от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч. Число тяжелых аэроионов в естественных условиях редко возрастает выше 100 тыс. в 1 см . Эти изменения концентрации непосредственно человеком не ощущаются, но оказывают заметное действие на организм. Материалы исследований степени концентрации аэроионов и величины коэффициета униполярности атмосферного воздуха в различных местностях должны лечь в основу разработки проблемы аэроио- нификации общественных и жилых зданий. Глава II ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АЭРОИОНИФИКАЦИИ II. 1. ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ АЭРОИОНИЗАТОРОВ И ЭЛЕКТРИЗАТОРОВ Выбор аэроионизатора для аэроионопрофилактики и аэроионотерапии является делом очень серьезным и чрезвычайно ответственным и не только с медицинской, но и с юридической точки зрения, ибо закон строго карает за вред, приносимый больному. Поэтому самое подробное изучение работы аэроионогенератора должно предшествовать их внедрению в клинику. Врач несет ответственность за внедрение того или другого метода лечения. Этим же вопросом должны интересоваться органы здравоохранения, они не должны допускать внедрения приборов сомнительного качества. В связи с распространением лечения отрицательно ионизированным воздухом или аэроионами отрицательной полярности автором еще в период 1924—1939 гг. были экспериментально изучены различные типы аэроионизаторов. Особое внимание было обращено на классификацию аэроионов и псевдоаэроионов: истинных газовых аэроионов (например, ионов кислорода воздуха) и псевдоаэроионов, т.е. электризованных или заряженных твердых или жидких частиц, аэрозолей, взвешенных в воздухе, без каких-либо признаков истинной ионизации. Для искусственного получения легких и тяжелых аэроионов рядом авторов были предложены различные способы. 75
В 1908 г. А. Гоккель рекомендовал ионизировать воздух с помощью пламени винного спирта, налитого в изолированный от земли металлической сосуд, соединенный с тем или другим полюсом электростатической машины. П. Стеффенс в 1910 г. применял катушку Румкорфа без выпрямителя для возбуждения биполярной аэроионизации с некоторым преобладанием отрицательных аэроионов ("анионотератпия"). А. Яницкий и II. Володкевич в 1931 г. разработали способ получения аэроионов средней величины с помощью накаленного патрона из окиси (оксида) магния. В 1933 г. этот способ был забракован самими же авторами. Л.Я. Виленкин получил авторское свидетельство на способ получения аэроионов летучих веществ в целях ингаляции. А.Б. Вериго и В.А. Подерни в 1934 г.. а затем П. Мерсье и Ж. Жуае в 1935 г. предложили ионизировать воздух для физиологических исследований с помощью радиоактивных веществ. Без достаточных оснований и проверки этот способ был применен к человеку. Е.А. Чернявский в 1949 г., вслед за целым рядом других авторов — А.Л. Чижевским (1934), Л.Н. Богоявленским (1935), Е. Бурхардтом (1935), Н.К. Васильевым (1940) — рекомендовал использовать для получения аэроионизации баллоэлектрический эффект. А.Л. Чижевскому еще в 1930 г. было выдано авторское свидетельство на устройство для получения газовых и жидких (легких и тяжелых) аэроионов. Начиная с 1932 г. иностранными гигиенистами, инженерами и крупными фирмами (например, Вестингауз, Вальтер, АЕГ, АСЕА, Томпсон-Хустен, японские фирмы и др.) получены десятки патентов в различных вариациях на электроэффлювиальный метод выработки аэроионов. Некоторые из предложенных способов получения аэроионов имеют как свои недостатки, так и свои достоинства. Из этих способов одни отличаются меньшей, другие большей эффективностью. Одни способы следует признать безвредными, другие могут принести организму ущерб. Одни способы одновременно с аэроионами производят в значительных количествах различные примеси или излучения, другие свободны от этих побочных факторов. Одни способы могут ионизировать воздух только непосредственно вблизи аппаратуры (Л.Я. Виленкин, А.Б. Вериго и В.А. Подерни, Е.А. Чернявский и др.), а другие могут насыщать аэроионами воздух помещений независимо от их объема (А.Л. Чижевский). В качестве обязательных условий для лечебного применения аэроионизатора необходимо предъявить к нему следующие категорические требования. Аэроионизатор не должен вырабатывать: а) высокочастотного электромагнитного поля или постоянного пульсирующего поля с длиной волны, оказывающей вредное действие на организм; б) радиоактивных излучений, альфа-, бета- и особенно гамма-лучей, хотя бы даже в самых небольших количествах; в) эманации радия — радона, превышающего по содержанию его обычную концентрацию во внешней атмосфере; г) ультрафиолетового излучения, озона и азотистых соединений, сопутствующих прохождению ультрафиолетового света через воздух; д) металлической пыли любой дисперсности (термоионизаторы) или частиц углерода (пламенный ионизатор); е) частиц воды, пара или влажности, лежащей вне физиологического комфорта (40—60% относительной влажности); ж) излишней теплоты, т.е. температура окружающего воздуха не должна быть большей, чем температура зоны гигиенического комфорта. 76
Основным требованием, предъявляемым к аэроионизатору, является его способность создавать в воздухе ионы кислорода отрицательной полярности. Если аэроионизатор не обладает этим обязательным качеством, он биологически не полезен и может быть вредным. Этот эффект был установлен автором этой книги еще в 1918—1922 гт. и с тех пор получил многочисленные подтверждения. Тем не менее до настоящего времени многие думают, что электрически активные аэрозоли любого происхождения могут быть использованы в профилактических и терапевтических целях. Такого рода допущение является ошибкой. Вообще говоря, при аэроионотерапии и аэроионопрофилак- тике нельзя вводить в легкие воду в виде пара или тонкодисперсных частиц. Применение медикаментозных аэрозолей или аэрозолей антибиотиков — это совсем другое дело. Ионы, как известно, различаются химическим составом, массой, полярностью, кратностью заряда, состоянием возбуждения и кинетической энергией. Разные ионизаторы обусловливают различные физические характеристики ионов. Наиболее слабыми электризаторами являются водяные, или гидроэлектризаторы. Наиболее возбужденные аэроионы, аэроионы наибольшей кинетической энергии, — это униполярные отрицательные аэроионы, получаемые при "стекании" электронов с острий. Многие изобретатели аэроионизаторов отличаются такой неосведомленностью, что не имеют ни малейшего представления о том, чем они предлагают лечить человека. Действенны ли биологически re или иные ионы, существуют ли ионы в облаке водяного или другого аэрозоля, или вместо ионов там имеются псевдоаэроионы — наэлектризованные частицы пара или влаги без каких-либо признаков, характеризующих истинные газовые ионы, или аэроионы кислорода. Мы уже напоминали, что А. Гоккель предложил для получения ионизированного воздуха пользоваться горящим винным спиртом, налитым в изолированный от земли металлический сосуд, который был соединен с одним из полюсов электростатической машины. Испытание этого способа показало, что пламя винного спирта, как вообще всякое пламя, сильно ионизирует воздух. Опыт позволил установить, что ионы, полученные от пламени, рекомбинируются на расстоянии нескольких сантиметров от него. Соединяя изолированный металлический сосуд, в который налит винный спирт, с отрицательным полюсом электростатической машины или кенотрон но-трансформатор- ной установки напряжением 40—50 кВ, мы получили близ пламени отрицательную ионизацию воздуха большой концентрации (10 —10 в 1 см ) и с коэффициентом униполярности около 0,3. Однако, пропуская с помощью сильного насоса через ватный фильтр ионизированный таким образом воздух, легко было заметить, что вата вскоре покрывалась черным налетом и в воздухе комнаты отмечался неприятный запах спирта и гари. Микроскопический анализ налета на вате показал, что он представляет собой частички копоти. Данное обстоятельство заставило отказаться от этого способа ионизирования воздуха. Термический способ получения тяжелых униполярных аэроионов А. Яницкого оказался также непригодным. Ф. Дессауер отказался от этого способа в 1932 г., о чем сообщил нам проф. Г. Лямперт в письме от 16 марта 1932 г. Г. Лямперт писал, что И. Страсбургер и П. Хаппель установили в клиниках медицинского факультета университета во Франкфурте-на-Майне электроэффлювиальные аэроионизаторы в соответст^ вии с данными, которые мы опубликовали (до 450 отточенных тонких острий на 1 см сетки при напряжении 30—40 кВ). Непригодными оказались и портативные электроэффлювиальные приборы, кото- 77
рые с 1932 г. изготавливала в Германии фирма "Сименс". Эти "портативные" электро- эффлювиальные аэроионизаторы, как показало электрометрическое изучение их, проведенное немецкими физиками и инженерами (В. Гоффманн, Г. Бир), дают вблизи прибора (15—30 см) небольшое число униполярных аэроионов слабых энергий. Как известно 1 электрон-вольт (1 эВ = 1,602-10" Дж) означает такую энергию, которую получает электрон, проходящий в электрическом поле с разностью потенциалов, равной 1 В. Газовую ср"еду или воздух ионизируют только те электромагнитные или корпускулярные излучения, которые обладают энергией не менее 34 эВ (54,47* ■Ю-19 Дж).Для сравнения приведем несколько примеров. Энергия квантов видимого света составляет всего 2 эВ (3,2 10"1 Дж), а энергия мягких ультрафиолетовых лучей — 3—10 эВ [(4,8+16) 10" Дж ]. Эти лучи на являются ионизатором воздуха. Только жесткие ультрафиолетовые лучи, лучи Рентгена и корпускулярные радиоактивные излучения обладают большой ионизирующей способностью, так как их энергия достигает сотни электрон-вольт и даже мегаэлектрон-вольт (1МэВ«1,60210"13Дж). Опыты над животными не могли обнаружить какого-либо влияния таких "портативных" аэроионизаторов. Далее из п. И.2 будет ясно, что отрицательные аэроионы начинают "стекать" с острий при напряжении не менее 20—25 кВ. Кроме того, указанные аэроионизаторы фирмы "Сименс" вырабатывали значительное количество озона и окислов (оксидов) азота и потому с 1934 г. производство их прекратилось. Попытка воронежского врача СВ. Кауфмана применить способ А. Яницкого в больничной обстановке не увенчалась успехом. Мы подробно исследовали состав и состояние воздуха при накаленных проволоках или спиралях различного химического состава. Протягивая с помощью насоса такой воздух через специальный поглотитель, мы обнаружили под ультрамикроскопом огромную концентрацию тонкодисперсных частиц диаметром от 1 до 0,01 мкм, отрывающихся от накаленной проволоки (разного состава) и насыщающих воздух помещения. Эти частицы имели определенную геометрическую форму и находились в интенсивном броуновском движении. С помощью пересчета мы получили их концентрацию в воздухе. Она достигла до 10 частиц в 1 см воздуха (рис. 17). Микрохимический анализ показал, что эти частицы представляют собой окислы (оксиды) металлов, из которых состоит накаленная проволока. При белом калении металлы отдают в воздух металлические тяжелые аэроионы с преобладанием ионов отрицательной полярности. Но допускать попадание металлической пыли в легкие ни в коем случае нельзя. Ряд исследователей для получения тяжелых положительных ионов при физическом эксперименте в качестве эмиттера ионов применяли накаленную нить различного химического состава. Кунсман в 1925 г. показал, что изменение эмиссии положительных ионов в зависимость от температуры подчиняется закону Ричардсона для термоионной 78
Рис. 17. Динамика роста числа металлических частиц в воздухе при работе термоионизатора (физическое отделение ЦНИЛИ) 10* ш W6 s о ? Ю5 о I fff* Ю1 О 20 W ВРЕМЯ. МИН 60 Щ Ш Рис. 18. Схема установки для измерения числа аэроионов, озона и окислов (оксидов) азота в физическом отделении ЦНИЛИ (измерения производились в точке А) эмиссии. Термоионизатор следует считать негодным для внедрения в медицинскую практику. Ультрафиолетовые аэроионизаторы во всех испытанных нами случаях при различных источниках ультрафиолетового света (рис. 18) давали исключительно большое количество озона и окислов (оксидов) азота, и от них также пришлось отказаться. Уже через несколько минут после включения кварцевой лампы в воздухе количество вредных газов в десятки и сотни раз превосходит допустимые значения. Для физиологических опытов ультрафиолетовые ионизаторы, естест- 79
венно, также непригодны. Кроме того, число аэроионов и коэффициент униполярное™, даваемые ультрафиолетовыми ионизаторами, не соответствуют предъявляемым требованиям. Известно, что радиоактивные лучи вызывают ионизацию газа, через который они проходят. Если приблизить к заряженном^ элект- роскопическому радиоактивное вещество, то листочки электроскопа начнут спадать, ибо окружающий их воздух, в котором непрерывно возникают ионы, становится проводником электричества. Если электроскоп имел положительный заряд, то к нему устремляются освободившиеся электроны. Если электроскоп заряжен отрицательно, то он притягивает к себе положительные ионы. Поскольку в естественных условиях ионы воздуха возникают в основном благодаря излучению радиоактивных веществ почвы и воды, постольку в свое время возник вопрос о возможности применения радиоактивных веществ для получения искусственной ионизации воздуха отрицательного знака. Отсеять положительное ионы в постоянном электрическом поле не представляет больших затруднений. Как известно из литературы, радиевый аэроионизатор впервые был сконструирован проф. А.Б. Вериго и В.А. Подерни на средства ЦНИЛИ исключительно для физиологического эксперимента, но не для клинических исследований. А.Б. Вериго и В.А. Подерни опубликовали в трудах ЦНИЛИ "Проблемы ионифи- кации" по этому вопросу статью под названием "Применение радиоактивных веществ для получения униполярной ионизации воздуха в целях физиологического эксперимента" (1934). К сожалению, без достаточных оснований радиационный способ получения ионов стали применять при лечении больного человека. Неоднократно ставился вопрос о том, что указанный способ получения аэроионов не годен для лечения людей и вот по каким соображениям. Как бы ни было мало количество радиоактивного вещества, применяемого в этом ионизаторе, как бы ни был "прочен" лак, его скрепляющий, у экспериментатора никогда нет уверенности в том, что частички радиоактивного вещества (с лаком) не могут механически отрываться током воздуха, идущим от вентилятора, и попадать в дыхательные пути, а затем в кровь, которая эти частички может занести в любой орган или любую ткань. В этом случае речь идет не об общем загрязнении радиоактивным веществом всего объема воздуха, что, конечно, также абсолютно недопустимо, а о возможном механическом отрыве частиц радиоактивного вещества и попадания их через дыхательные пути в организм. Данный вопрос мы неоднократно ставили на научных конференциях 1935—1942 гг. и настоятельно рекомендовали воздержаться от применения радиевого аэроионизатора при лечении больных. А.Б. Вериго считал, что механический отрыв небольших кусочков радиоактивного вещества вполне возможен, хотя и мало вероятен, но, конечно, поручиться никто не может, что такой случай когда-нибудь не произойдет. А.Б. Вериго тем не менее допускал, что количество радиоактивного вещества в его ионизаторе не так уж велико, чтобы можно было бы опасаться какого-либо патологического влияния. Известно, что 1 г радия излучает в 1 с 3,7*10 альфа-частиц. Допустим, что в аэроионизаторе содержатся десятые доли миллиграмма радия, которые испускают 7,4 -10 альфа-частиц в 1 с. Это количество радия распределено на поверхности электрода, равной 4,6*10 мкм . На 1 мкм поверхности приходится 0,02 альфа-частиц в 1 с, иначе говоря, каждые 200 с из данного количества радия вылетает одна альфа-частица, что дает в 1 сут. 432 частицы, или 2,840 пар ионов, а в год — 1-10 пар ионов. Если учесть некоторые потери в скрепляющем слое (раствор целлулоида и амилацетата), то 80
</0 20 2 о to о ш 1 3s° • 1 о 2 /1 Ч 8 ЭФФЕКТИВНАЯ ДОЗА. мкКи 12 ко UJ £. /10 100 80 60 k0 201 <^ 2^ _/ ^""~- -..^ 2 4 6 ДОЗА. мкКи/2 /0 Рис. 19. Действие полония на сокращение жизни белых мышей (по Стеннар- ду, Блэру и Бекстеру) 1 — на самцов; 2 — на самок; 3 — однократная доза 4,3 мкКи в неделю Рис. 20. Действие стронция на сокращение жизни белых мышей (по Стеннарду, Блэру и Бекстеру) 1 — при однократной дозе; 2 — при многократной дозе указанную цифру следует несколько уменьшить: получим 2-10 пар ионов. Можно допустить, что это число ионов для электрических микроструктур наших тканей является достаточно ощутимой величиной. Но, спрашивается, почему мы принимаем оторвавшиеся кусочки радиоактивного слоя равными 1 мкм ? Отрываться от слоя радиоактивной установки и попадать в легкие и затем в кровь могут и значительно большие кусочки. Известно, что через щели между эндотелиальными клетками легочных альвеол свободно проходят крупные пылевые частицы, имеющие диаметр более 1 мкм. Такая частичка будет давать уже значительно больше ионов, будет еще большим радиационным раздражителем той части ткани, где эта частичка остановилась. Такая частичка будет производить уже до 10 пар ионов, что равно 1 Р. Как известно, 1 Р соответствует количеству лучистой энергии, которое создает в 1 г сухого воздуха при температуре 0°С и давлении 750 мм 1,61*10 пар ионов. Есть еще и другие соображения, говорящие против употребления аэроионизаторов с радиоактивными веществами. Известно, что если ионизирующее действие альфа-лучей, несмотря на его интенсивность, легко установить, закрыв активное вещество тонким экраном (бумажным или металлическим листком толщиной около 0,1 мм, так как альфа-лучи не могут пройти сквозь него), то бета-лучи, наоборот, могут проходить сквозь слой алюминия толщиной в несколько миллиметров, а гамма-лучи проникают сквозь несколько сантиметров такого плотного вещества, как свинец. Только полоний и ионий являются чистыми альфа-излучателями. Но и это не спасает положения. Доказано, что большая часть (80%) поражений, нанесенных организму высших животных альфа-излучателями необратима. Продолжительность жизни животных и дозы альфа- лучей связаны линейной зависимостью. На графиках Стэннарда, Блэра и Бекстера (рис. 19 и 20) видно, что" продолжительность жизни сокращается примерно одинаково при облучении дробными дозами данной величины и такими же однократными дозами" (в статье "Необратимость повреждений, вызываемых источниками альфа-лучей") Выяснением этого вопроса мы занялись в 1938 г., приобретая в Радиологической лаборатории ВНИИ метрологии соли радия и урана. Полученные в результате исследования данные заставили нас в категоричной форме забраковать радиевый аэроионизатор. Даже небольшие количества радиоактивных солей дают ощутимую бета- и особенно гамма-радиацию, воздействию которых организм человека подвергать ни в коем случае не следует. Человеческий организм в процессе эволюции приспособился к существую- Мирное использование атомной энергии. Т. 11. — М., 1958, с. 156—159. Ь- 792 81
щему уровню естественной радиоактивности. Данный уровень является порогом, выше которого радиоактивность, особенно гамма-излучение, представляет собой крайнюю опасность. Известно, что естественный фон радиоактивности на уровне моря дает за 30 лет около 3—4 Р. Доза 0,05 Р/сут в настоящее время считается чрезмерной. Радиевые аэроионизаторы при постоянной работе с ними могут давать тотальное облучение больших значений. Л.Л. Васильев в книге "Теория и практика лечения ионизированным воздухом" (Ленинград, 1953) пишет, что в применяющихся ионизаторах количество радия находится в пределах от 0,02 до 0,2 мг. В т. 13 "Мирное использование атомной энергии. Материалы Международной конференции в Женеве, август 1955 г." (Москва, 1958) в статье "Защита работников от действия ионизирующего излучения", представленной Международной организацией труда, сообщается, что опасным для здоровья человека является любое вещество, испускающее гамма-лучи, если его количество превышает количество, эквивалентное 0,1 мг радия. В радиевом аэроионизаторе количество опасного вещества содержится в 2 раза больше. Совершенно справедливо генетики считают, что для появления наследственных уклонений нет пороговых доз, т.е. что эти уклонения возникают при любой, даже слабой дозе ионизирующей радиации. Нижний предел облучения — естественный фон — составляет 10 мР/неделю. Ясинский и Златовский в т. 13 "Мирное использование атомной энергии" в статье "Предельно допустимая доза рентгеновского и гамма-излучения" утверждает, что мощность дозы гамма- и (или) рентгеновского излучения, получаемой человеком, не должна превышать 0,01 Р в день. Соли радиоактивных веществ выделяют в воздух эманацию — газ радон, обладающий определенным физиологическим действием. Количество радона, образуемого 1 г радия в 1 ч, равно 7,5 мКи. Превышение радиоактивных эманации в воздухе влечет за собой крайне тяжелые последствия для всего организма, и потому их количество подлежит строжайшему контролю. Зачем, вопреки здравому смыслу и с огромной опасностью для здоровья людей — пациента и медицинского персонала — применять радиационные аэроионизаторы? Это не более как технический трюк, ко всему тому вредный для здоровья. Мы не имеем права искусственно превышать природный уровень радиоактивных излучений вокруг нашего организма даже на 0,001 Р/сут, потому что это повышение может повлечь за собой возникновение лучевой болезни, которой болеют люди, работающие с радием и рентгеновским светом. Разве не мало погибло ученых и практических врачей от лучевой болезни или от рака, возникающих от частого облучения радиоактивными веществами или рентгеновским светом? На Всемирной выставке в Брюсселе (1958) демонстрировался листок из лабораторной тетради Марии Кюри, датированный 30 апреля 1902 г. Этот листок "непрерывно движется то к счетчику, то от него. И как только он начинает приближаться, счетчик со все возрастающим беспокойством отмечает попадание в него элементарных частиц из атомов радия, оставшихся полвека назад на листке от рук ученого и по сей день свидетельствующих о беспримерном подвиге этого великого человека-героя" (А. Буянов). Даже если бы с помощью какой-либо портативной защиты, а не толстых свинцовых пластин, полностью обезвредить радиевый аэроионизатор от альфа-, бета-, и гама-из- лучений, то и в этом случае следовало бы протестовать против такого рода прибора. Радиевые излучатели должны всегда находиться под самым бдительным контролем особых органов и запираться в сейфы на часы бездействия. Имеет ли право врач подвергать своих больных, пришедших к нему за помощью, опасности заболеть раком через энное число лет? Известно, что лучевая болезнь или рак иногда возникают спустя много лет (10—30) после окончания воздействия радием или другими радиоактивными веществами даже после однократного облучения. Число печатных работ о вредности радиоактивных запылений в последнее время достигло многих тысяч. Эти работы говорят лишь об одном — именно о том, что мы должны, по возможности, изолировать наш организм от радиоактивного излучения. Казалось бы, это настолько ясная и простая истина, что она должна быть известна не только специалистам, но и каждому образованному человеку. 82
В статье "Административные проблемы защиты от радиоактивных излучений н штате Нью-Йорк" (Мирное использование атомной энергии. Т. 13 — Москва, 1958, с. 62—63) Тэбершоу и Клейнфельд пишут: "Любое ионизирующее излучение потенциально опасно. Несмотря на необходимость разработки правил о максимально допустимых дозах (если это только возможно), следует полностью не допускать воздействия излучения... Особенность излучения состоит в том, что действие его носит кумулятивный характер. Накапливается все больше данных, свидетельствующих о том, что каждый луч причиняет какое-либо поражение и что, хотя это поражение может непосредственно не обнаружиться и даже, возможно, не имеет значения в пределах средней продолжительности жизни человека, тем не менее кумулятивный эффект его приводит к ряду нежелательных биологических измерений. Нарушение состава крови, образование раковых опухолей, катаракт, влияние на наследственность, дегенеративные изменения, связанные со старением, — вот некоторые из известных последствий облучения. Максимально допустимые дозы облучения не следует считать окончательными и неизменными". В свое время мы сделали также попытку применить эффект Трал- леса—Ленарда — дробление и распыление воды к устройству "водяного аэроионизатора". Различные способы механического дробления, распыления или пульверизации воды не дают положительных результатов. Степень псевдоаэроионизации была невелика, коэффициент униполярности равнялся единице, полярность менялась произвольно в зависимости от химического состава воды, влажность воздуха в помещении резко возрастала (рис. 21). Еще в 1925—1926 it. нами было показано, что тяжелые ионы (пульверизируемые капельки воды и порошок), попадая в конденсатор счетчика легких аэроионов Эберта, "имитируют" тысячи легких аэроионов. Тот же вопрос был нами изучен вторично в лаборатории аэроионификации "Союзсантехники". Оказалось, что аспирацион- ные счетчики легких аэроионов разных конструкций засасывают в свой цилиндрический конденсатор мелкие частицы наэлектризованной баллоэлектрическим эффектом воды и потому измеряют не только число легких газовых аэроионов, но и число зарядов, расположенных на поверхности водяных частиц. Эти наблюдения ставят под сомнение все измерения числа легких аэроионов, произведенные аспирацион- ными счетчиками типа Эберта при баллоэлектрическом эффекте. Ас- пирационные счетчики аэроионов засасывают также распыляемые частицы твердых тел (тальк, кварц и т.п.) и показывают большие числа зарядов (до 1 млн в 1 см ), в то время как никаких газовых ионов при пылении не возникает. Если сопло, образующее балло- и трибоэлектрический эффекты, поместить на расстоянии 2—3 см от входного отверстия конденсатора аспирационного счетчика легких аэроионов, но струю диспергированной жидкости или кварцевой пыли направить в противоположную сторону, электрометр совершенно не реагирует на балло- и трибоэффекты. Это говорит о том, что легких аэроионов приданных условиях опыта счетчик не обнаруживает, хотя и засасывает окружающий воздух. Ленард показал, как мы уже говорили, что при разбрызгивании 83
> о ^ S H- <J < X X X (X CI о 00 s o о z X 0. Ul 00 о с < z 03 о CI ОС a. < n • О с о т w w* Юч 10 3 w2 w 0 \\ \\ \ \/f V — РАССТОЯНИЕ М Рис. 21. Динамика уменьшения числа частиц, полученных в результате баллоэлект- рического эффекта в зависимости от расстояния (физическое отделение ЦНИЛИ) 1—4 — число замеров воды капельки ее получают положительный или отрицательный заряд. Этот эффект имеет место как при быстром разделении отдельных капель на меньшие, так и при ударе капель о твердую поверхность, разрыве непрерывных струй жидкости, выделении газовых пузырьков из жидкости, кипении и т.д. Буссэ в 1925 г. показал, однако, что при любом разделении частиц при разбрызгивании или падении на препятствие в воздухе образуются в основном положительные заряды. Далее необходимо иметь в виду, что незначительные примеси в воде могут существенно влиять на ионообразование и полярность. Например, если к воде прибавить ничтожное количество поваренной соли или серной кислоты, то образуется преимущественно положительные заряды. С другой стороны, еще Траллес в 1876 г. установил, что при разбрызгивании пресной воды пространственный заряд окружающего воздуха имеет отрицательную полярность. Тем не менее гидроэлект- ризаторы, основанные на эффекте Траллеса—Ленарда, не могут быть применены при аэроионификации населенных помещений вследствие того, что они на обладают постоянными параметрами, ибо число, величина и полярность электризованных частиц или псевдоаэроионов колеблются в зависимости от трудно учитываемых и постоянно меняющихся факторов. 84
Распыляя воду механически с подведением невысокого потенциала (до 200—300 В, номинальное напряжение), мы во всех случаях наблюдали возрастание влажности воздуха, лежащей за зоной климатического комфорта. Она достигала 85—95% относительной влажности. В помещениях такая сильная влажность должна привести к порче деревянной и металлической мебели, платья, картин и т.д., а потому недопустима даже с этой точки зрения. Измеряя диаметр водяных частиц, полученных в результате дробления или распыления воды, мы установили, что механическое дробление дает крупные частицы (свыше 6—10 мкм), которые не доходят до альвеол, и каждая такая частица несет не более 10—15 элементарных зарядов. Дробление с подведением невысокого потенциала уменьшает диаметр частиц, но недостаточно, и слегка повышает заряд каждой частицы. И, наконец, наиболее эффективным является "электростатическое" дробление при потенциале свыше 100 тыс. В (100 кВ). В последнем случае диаметр частиц достигает 1—2 мкм и каждая такая частица несет несколько тысяч элементарных электрических зарядов. Но сколько такая частица адсорбирует ионов кислорода, неизвестно. Результаты экспериментально-теоретических исследований в области электроаэрозолей и "гидроионизаторов" частично опубликованы в ряде статей, включенных в сборники "Труды ЦНИЛИ", т. III и другие издания. Следует сказать, что производя эти исследования, автор имел в виду усовершенствование интратрахеальной терапии. Для такого рода терапии необходимы специальные ингалятории, т.е. особо оборудованные помещения, не боящиеся высокой влажности, которая появляется там от постоянного распыления значительных количеств воды. В 1935 г. немецкий инженер Е. Бурхардт и еще позже Г. Бартель предложили совершенно тот же способ дробления и зарядки частиц жидкости в целях ингаляции. Почему отечественные авторы называют данный способ аэрозольной ингаляции "методом Бурхардта" — совершенно непонятно. Первые научные исследования в данной области были сделаны французским ученым Нолле в 1753 г., на что автор указывал в ряде статей по этому вопросу, опубликованных в 1934—1937 гг. Мы считаем на основании большого опыта, что гидроаэроионоте- рапия, или электроаэрозольная терапия, годна лишь для лечения небольшого числа заболеваний и главным образом при особых поражениях дыхательных путей. Введение в альвеольное пространство паров и жидкостей доставляет человеку не только неприятное ощущение, но может быть и вредным. Поэтому имеются основания категорически протестовать против применения гидроэлектризаторов в больницах и клиниках. Мы имели возможность неоднократно наблюдать, как повышенная влажность воздуха крайне плохо действует на астматиков и даже иногда вызывает приступ болезни. Наши наблюдения подтверждаются Н.П. Глотовым (1957) и другими врачами, применявшими гидроэлектризаторы при лечении бронхиальной астмы. Замечательно 85
то, что, настоятельно рекомендуя и рекламируя "гидроионизаторы", Л.Л. Васильев, Е.Г. Баранова и П.К. Булатов в то же время пишут, что, поданным В.М. Файбушевича, встречаются больные, у которых с первых же сеансов гидроаэроионотерапии астматические приступы учащаются, вследствие чего лечение приходится прекращать (1957). Влияют "гидроионы" плохой при других заболеваниях. Повышенная влажность вредно действует и на здоровые организмы. Недаром же физиологический комфорт лежит в совершенно определенной зоне относительной влажности. Известно, что некоторые виды бань противопоказаны не только больным, но и практически здоровым людям, хотя пары кипящей воды легко заряжаются до высокого потенциала. Каждый чайник может быть превращен в гидроэлектризатор. Есть экспериментальные доказательства того, что при кипении воды и при испарении ее образуется большое число тяжелых водяных частиц отрицательной полярности. Это число достигает 1 млн в 1 см . Известно также и то, что лучшие курорты, как-то: Ницца, Менто- на, Канны, Сан-Ремо — отличаются совсем небольшой относительной влажностью атмосферы, доходящей в зимнее и весеннее время до 8—12%. В теплое весеннее время, когда так легко дышится, относительная влажность атмосферного воздуха понижается до 15—20%. В Туркмении и Узбекистане относительная влажность воздуха в период с апреля по декабрь доходит до 12%, а в некоторые дни снижается до 4 %. Особенной сухостью отличается атмосферный воздух в Пекине. Некоторые зарубежные фирмы, усиленно рекламируя производимые ими аппараты для электроаэрозольтерапии, преследуют в основном не медицинские, а чисто коммерческие цели, цели наживы. Это наиболее возмутительный вид спекуляции на неосведомленности в этой области больных. Сетка с остриями непатентоспособна, поэтому предприниматели пошли на сделку с совестью и предложили больному человеку без всякой надобности вдыхать электризованную водяную пыль — "гидроионы". На "гид- роионизаторы" с трубочками, винтиками, кранами легко получить желательное число патентов или авторских свидетельств. На плодородной почве коммерческой спекуляции в научную литературу проникли лженаучные представления, которые в сильной степени подрывают значение проблемы аэроионификации и сбивают с толку лиц, недостаточно эрудированных в этой области. В некоторых странах появилось большое число различных фирменных проспектов, снабженных фотографиями электроаэрозольных установок с кривыми и схемами, имеющими только внешнюю научную видимость. Но текст этих рекламных брошюр не соответствует экспериментальным данным и пропагандирует идеи о водяных аэрозолях, как некоторой панацеи, избавляющей человеческий род от всяких заболеваний. И это преподносится как последнее слово медицинской науки, но оно не имеет под собой ничего другого, как плохо замаскированное стремление к наживе. Очень прискорбно, что некоторые отечественные организации, недостаточно осведомленные в проблеме аэроионификации, придают этим брошюрам исключительное значение, считая их откровением и забывая, что основные вопросы аэроионификации были подробно изучены в ЦНИЛИ. Например, сотрудники Пермского научно-исследовательского угольного института и Пермского медицинского института инж. И.А. Нельсон и врач З.М. Андриевская, изучая электроаэрозольную аппаратуру, показали следующее: 1. При работе установки влажность атмосферы ингалятория зависит от первоначальной влажности воздуха и расхода ингалята, распыляемого форсункой в единицу времени, и достигает 90—92% (рис. 22). 2. В специально поставленных экспериментах по работе установки в особо тяжелых условиях, при которых наблюдались электрические разряды и значительные утечки 86
Рис. 22. Рост относительной влажно- V, 7. сти IP , при действии установки типа WOr— Цимса в зависимости от расхода инга- лятаС у 3 — число замеров (по Г.А. Павловичу. Пермь, НИУИ) 90 80 70 0 2 U 6 8 10 12 Н 6,мл1м3 тока по поверхности изоляторов, в атмосфере ингалятория в отдельных случаях удавалось обнаружить наличие следов озона, а максимальная концентрация окислов (оксидов) азота не превышала 0,0005 мг на 1 л воздуха, что в 8—10 раз ниже концентраций, допускаемых санитарными нормами. Как видим, объективные исследования, произведенные в Перми, не говорят в пользу этого способа. По-видимому, совершенно непригодными для населенных помещений являются искусственные псевдоионы, получаемые в результате механического дробления воды. Во-первых, при самых лучших условиях вентиляции повышение влажности воздуха недопустимо с физиологической и гигиенической точек зрения, ибо дыхательный отброс и без того создает в воздухе излишнюю и вредную влажность. Человек выдыхает при спокойном состоянии в сутки около 610 мл воды (по Рубнеру). Во-вторых, частицы респираторного отброса представляют собой полидисперсный аэрозоль паров воды и вредных летучих веществ обмена. Псевдоионы, соединяясь с этим аэрозолем, превращаются в сверхтяжелые. Известно, что сверхтяжелые частицы обладают малой подвижностью и способствуют не очистке воздуха, а, наоборот, его крайнему загрязнению. Заполнение воздуха больничных или обитаемых помещений тонкой водяной пылью в результате действия "гидроионизаторов" влечет крайне вредные последствия. Тонкая водяная пыль препятствует рассеянию и отвлечению из населенных помещений вредных метаболитов человеческого организма, возникающих в результате респирации и перспирации. При наличии тонкой водяной пыли внутри помещения увеличивается концентрация газообразных примесей, в частности, возрастает содержание угольной кислоты. Вместо того чтобы осаждаться вниз и освобождать зону дыхания, угольная кислота адсорбируется на этих водяных каплях и долгое время витает в помещении, загрязняя его. То же самое можно сказать и про летучие вещества, выделяемые дыханием. Таким образом, отброс газообмена при наличии мелких водяных частиц вместо диффузного рассеяния сосредоточивается в населенном помещении и вновь вдыхается человеком, принося вред здоровью. В-третьих, даже незначительные колебания в химическом составе распыляемой воды влияют "Sy / 2 87
не только на число псевдоионов, получаемых с помощью гидроионизатора, но обусловливают также полярность и коэффициент унипо- лярности. Следовательно, химический состав распыляемой воды должен быть всегда под бдительным контролем, что резко ограничивает применяемость "гидроионизаторов". На неограниченное количество дистиллированной воды рассчитывать нельзя. В-четвертых, некоторые авторы, исходя из большого числа наблюдений, утверждают, что продолжительность сеанса аэрогидроэлектризации должна быть весьма ограничена, ибо уже после 10—15-минутного вдыхания псевдоионов начинают развиваться патологические явления — резкая усталость, головная боль, явления удушья, головокружение и т.д. Все это говорит о том, с какой осторожностью следует подходить к задаче выбора ионизатора для профилактических и терапевтических целей. Паровая ингаляция или ингаляция мелких водяных капель переносится человеком весьма плохо. Существует правило, основанное на многих тысячах наблюдений, из которого следует, что паровая ингаляция должна продолжаться не более 5 мин. Она противопоказана при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, гипертонической болезни, острых воспалительных заболеваниях слизистой оболочки дыхательных путей, при пневмонии, туберкулезе, гангрене и абсцессах легких. При гнойных процессах, острых воспалениях, наличии отека, при гипертрофических процессах слизистой оболочки паровые ингаляции вызывают усиление отека и раздражение воспаленных участков (И.И. Елкин и СИ. Эделыптейн). Ингаляция паров воды и водяных частиц большой плотности в неумеренном количестве несет еще и другую опасность: они могут создать водяные пленки и таким образом закупорить бронхи третьего порядка или концевые бронхиолы. В некоторых случаях это может привести к понижению газообмена, резкому кислородному голоданию и коллапсу. Таким образом, "гидроионизаторы" не могут стать общедоступным "домашним" прибором. Некоторые авторы полагают, что, распыляя электростатически слабощелочную минеральную воду и заставляя рудничных рабочих ее вдыхать, они тем самым способствуют растворению в легочной ткани кварцевой пыли, чем якобы помогают бороться с силикозом. Такая точка зрения явно неудовлетворительна. Легкие отрицательные аэроионы стимулируют работу мерцательного эпителия, секрецию слизистых желез и тонус гладких мышц, что помогает выталкиванию частиц из бронхов. За время многолетних исследований советскими учеными накоплен огромный материал, характеризующий неблагоприятное действие тяжелых водяных частиц и вообще и особенно частиц положительного знака, генерируемых в значительных количествах механическими гидроэлектризаторами. О крайне неблагоприятном влиянии тяжелых водяных частиц
красноречиво пишут и другие авторы, например, Л.Л. Васильев и Д.А. Лапицкий. После сеансов с действием легких аэроионов жалоб от людей обычно не поступало. Совсем иные показания давало большинство испытуемых после сеансов с действием тяжелых водяных аэроионов той же продолжительности и при том же приблизительном содержании аэроионов в 1 см : трудно объяснимое состояние усталости, головная боль, бессонница, слабость, головокружение. К совершенно аналогичному заключению приходят В.Г. Куневич, Г.Г. Иванов и Е.И. Каменев в своем отчете "Влияние тяжелых водяных аэроионов отрицательной и положительной полярности на легочный газообмен человека", представленном в 1941 г. Управлению строительства Дворца Советов при СНК СССР. Реферат статьи Е.А. Чернявского (1955) содержит заставляющие задуматься следующие сведения о гидроаэроионизаторе его системы: "Гидроаэроионизатор (ГАИ) — аппарат для получения в лечебных целях гидроаэроионов — представляет собой чашу, в верхней части которой находятся трубки, заканчивающиеся распылителями особого устройства. Вытекающие из распылителей струи воды (могут быть также добавлены те или иные лекарственные вещества) ударяются о карборундовый диск, в результате чего возникает баллоэлектрический эффект (ионизация воздуха при распылении воды). С помощью счетчика Эберта установлено, что во время работы ГАИ концентрация положительных и отрицательных ионов в помещении возрастала по мере увеличения давления, под которым вытекает из распылителей вода. Отношение числа положительных ионов к отрицательным (униполярность) при этом убывает. Вблизи аппарата преобладали отрицательные, а вдали — положительные ионы. (Курсив мой. — А.Ч.). При добавлении к водопроводной воде лекарственных веществ концентрация отрицательных ионов была меньше, чем при распылении одной водопроводной воды, в то время как концентрация положительных ионов мало менялась. При насыщении воздуха помещения парами йода число отрицательных ионов увеличивалось, а число положительных уменьшалось". Наконец, самым важным во всем этом деле является получение не вообще отрицательных зарядов на водяных частицах, а ионизированного кислорода воздуха. Об этом совершенно забывают многочисленные изобретатели разных гидроионизаторов. Следует отметить, что между тяжелыми водяными ионами внешнего, наружного воздуха и водяными аэрозолями, получаемыми с помощью "индивидуальных", или "комнатных", гидроэлектризаторов, существует огромная принципиальная разница. В то время как на поверхности природных гидроионов легко адсорбируются отрицательные ионы кислорода свободной атмосферы, поверхность "комнатных" водяных аэрозолей адсорбирует различные.газы и ионы летучих веществ выдыхаемого метаболита, всегда присутствующего в воздухе населенных помещений в больших количествах. х Дисперсное состояние комнатного и наружного воздуха весьма различно химически и физически. Если бы мы могли сделать видимой аэродисперсную систему комнатного воздуха, то пришли бы в ужас. Эта система включает в себя миллиарды пылевых, жидких, парообразных и газообразных частиц респираторного и перспираторного мета- 89
болита, а также "бытовых частиц", бактерий и сапрофитов, представляющих несомненную вредность для жизни. Но мы не видим этой аэросистемы и потому спокойно относимся к вопросу о качестве вдыхаемого воздуха. Пытливая мысль человека давно преодолела этот недостаток чувственного восприятия и снабдила ученых теоретическими щупальцами. Мы вычислили параметры и характеристики этой аэросистемы и увидели, сколь она сложна и биологически вредна. Далее, мы увидели принципиальную разницу между естественными гидроионами свободной атмосферы и гидроионами искусственно создаваемыми в населенных помещениях, а именно: огромную роль адсорбции на водяных частицах молекул кислорода — в свободной атмосфере, и частиц органических отбросов — внутри населенных помещений. Тогда стало ясным великое значение систематического и полного обмена воздуха в населенных зданиях, а также значение притока атмосферного кислорода и вывода из зоны дыхания выдохнутых продуктов обмена и затем искусственное ионизирование молекул кислорода внутри этих зданий. Нет сомнения в том, что частицы воды, получаемые в результате действия "гидроионизатора", могут адсорбировать отрицательные ионы кислорода воздуха и тем самым в некоторой мере становиться профилактическим и лечебным фактором. Но, спрашивается, зачем прибегать в данном случае к совершенно ненужным посредникам — частицам воды, для того, чтобы ввести в организм отрицательные аэроионы? Природа создала определенную насыщенность парами воды дыхательной зоны, и этих паров вполне достаточно, чтобы довести легкие отрицательные аэроионы к альвеолярной стенке. Вообще следует весьма осторожно подходить к решению столь важных и сложных вопросов, нельзя допускать скороспелых заключений. Нельзя, однако, не указать, что высоковольтное электростатическое распыление воды при одновременной подаче небольших количеств кислорода может быть применено в тех случаях, когда необходимо генерировать аэроионы в центральном месте и оттуда направлять их по воздуховодам большой длины, превышающей 30—50 м. Водяной аэрозоль с адсорбированными на нем отрицательными ионами кислорода может пройти по воздуховодам десятки и даже сотни метров пути и донести в обслуживаемое помещение еще достаточные концентрации ионов кислорода (10 —10 в 1 см ). Тот же способ тонкого распыления воды с помощью "электростатического дробления" и получения ионов кислорода может быть применен при кондиционировании воздуха. Этим вопросом в 1939— 1941 гг. занималась группа физиков и инженеров. Следует отметить, что при "электростатическом дроблении" воды относительная влажность воздуха повышается лишь на 2—3% по сравнению с исходной. Как аэроионы, так и заряженные аэрозоли обладают способностью двигаться с определенной скоростью вдоль силовых линий электриче- 90
ского поля. Это было экспериментально доказано нами еще в 1932— 1933 гг. Попытка создать с помощью электрического поля направленное движение униполярного медикаментозного аэрозоля по сложным дыхательным путям организма потерпела неудачу. Аэрозоли в этих случаях быстро разряжались уже в верхних дыхательных путях и не доходили до легочных альвеол. Таким образом, наложение поля на организм препятствует глубокому прониканию частиц. В 1934 г. нами был изучен высокочастотный электроэффлювиаль- ный ионизатор, но он оказался непригодным для внедрения в больницы по ряду причин: наличия поля высокой частоты, низкой продуктивности аэроионов и большого коэффициента униполярности. Все перечисленные аэрогидроэлектризаторы дают аэрозоли — это бесспорно, но этого еще далеко недостаточно, чтобы применять эти аэрозоли к больному или здоровому человеку. В клинике можно применять только такие аэроионизаторы, которые ионизируют кислород воздуха и вполне свободны от посторонних сопутствующих физических явлений или химических примесей. Как бы ни был внешне привлекателен тот или иной вид аппарата, но, если он неудовлетворяет предъявленным к нему крайне строгим медицинским требованиям, он не должен быть применен для лечения больного человека. Это надо иметь в виду всякому, кто хочет заниматься использованием отрицательных аэроионов для лечения больных. Это требование — обязательно для всякого врача и конструктора. Тщательное изучение вопроса о пригодности различных систем аэроионизаторов приводит нас к совершенно определенному выводу, а именно: изложенные выше способы получения аэроионов (пламенные, термические, ультрафиолетовые, гидроионизаторы и, конечно, радиационные) непригодны для применения и должны быть в ближайшее время повсеместно забракованы органами здравоохранения. Как уже упоминалось, в ЦНИЛИ и в Московской лаборатории аэроионификации Дворца Советов было тщательно изучено большинство из предложенных методов, и мы должны были остановиться на электростатическом электроэффлювиальном способе, как на самом простом, мощном и не дающем существенных побочных примесей и потому самом действенном биологически и физиологически. Были произведены многочисленные исследования работы электроэффлюви- ального аэроионогенератора и твердо установлены основные его качества и особенности. Электростатический или электроэффлювиальный способ применялся рядом авторов, начиная с первой половины XVIII в. Он был изучен П. Бертолоном. В своем труде "Об электричестве человеческого тела" (Париж, 1780) он писал о том, что внимательно рассмотрел различные способы получения электричества применительно к медицине. Один из предложенных П. Бертолоном способов заключается в "электризации" воздуха с помощью металлической кисти, соединенной с одним из полюсов (в зависимости от надобности) электростатической машины. "Когда атмосфера насыщена электричеством, — писал П. Бертолон, — человече- 91
ское тело погружено в среду электрического флюида; тогда тело проникнуто и со всех сторон окружено флюидом". Под названием франклинизации тот же электроэффлювиальный способ в течение 150 лет применялся в медицинской практике, применялся вслепую в течение всего XIX в., как применяется варварски и вслепую доныне, без учета полярности аэроионов и плотности аэроионного потока, что делает его часто просто бесполезным. После Нолле и Бертолона метод электрического эффлювия был применен в 1895 г. С. Лемстремом и О. Принсгеймом. С 1918 г. тот же способ начал практически применяться автором этой книги и затем его сотрудниками. С 1931 — 1932 гг. этот же способ успешно применяется А. Денье, А. Люмьером, А. Вальтером и многими клиницистами во Франции, с 1932 г. — С.Ж. Яглу, Л .П. Хер- рингтоном и другими в США, с 1933— 1934 гг. — Г. Лямпертом, П. Хаппелем, Ж. Страсбур- гсром и другими врачами в Германии, с 1935 г. — Ш. Кимурой и его многочисленными сотрудниками в Японии, с 1935 г. — У. Понтани, де Риски, Каммарелла. Спольверини, Пароли и их сотрудниками в Италии, Е. Ван-Обелем и Д. де Метцом в Бельгии и т.д. В настоящее время даже трудно перечислить все профилактические и лечебно-профилакти- ческиеучреждения, в которых применяется наш электроэффлювиальный способ получения аэроионов отрицательной полярности. Электроэффлювиальные установки имеются в Москве, Ленинграде, Киеве, Ашхабаде, Тбилиси, Караганде, Махачкале, Кирове, Гурьевске, Петрозаводске, Днепропетровске и др. II.2. ЭЛЕКТРОЭФФЛЮВИАЛЬНЫЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ УНИПОЛЯРНЫХ АЭРОИОНОВ 1. Для получения в достаточном количестве легких аэроионов отрицательной полярности необходимо наличие в воздухе свободных электронов. Электроны атомов любого вещества, будь это газ, жидкость или твердое тело (например, металл), совершенно одинаковы, имеют одну и ту же отрицательную полярность, у них одинаковая величина заряда и отношения заряда к массе е/т. Известно, что отрицательные и положительные заряды, входящие в состав каждого атома, отличаются один от другого. Положительный заряд прочно связан с атомом и в обычных условиях неотделим от его ядра; отрицательные заряды, или электроны, сравнительно легко отрываются от атома. Из теории электронной проводимости металлов мы знаем, что в них всегда присутствует значительное число отделившихся от атомов свободных электронов. Эти электроны находятся в беспорядочном, тепловом движении (рис. 23, Г). Под действием постоянного электрического поля электроны перемещаются по металлу и создают то, что называется электрическим током. Следовательно, электрический ток представляет собой упорядоченное движение свободных электронов. Свободные электроны могут быть "выброшены" из метала механическим способом. Для этого они должны преодолеть поверхностную разность потенциалов. Если металлической проволоке в форме спирали придать быстрое вращательное движение и затем внезапно остановить, то свободные электроны, обладающие определенной массой, вследствие действия инерции оторвутся от металла и должны быть обнаружены вне его в виде электрического тока. Эксперимент пока- 92
I \ -© b -© ,o ng o- 0 .. / .0 0.Q O'Q0P \ ДГ Ug -0 -e -g ~e2-e ( )-0 -0-0 -0J-0 -0 \ зал, что при этом опыте гальванометр дает отклонение, соответствующее теоретическому расчету, а именно: е/т-1,8108Кл/г. Если приложить к концам проводника разность потенциалов, т.е. создать электрическое поле JET, то на каждый электрон будет действовать определенная сила еЕу направленная вследствие отрицательного заряда электрона противоположно полю. Это придает электронам дополнительные скорости. Хаотическое тепловое движение электронов уступает место направленному в одну сторону, и "электронный газ" начинает перемещаться как целое (рис. 23, ID. Таким образом, при воздействии на металл некоторыми внешними факторами электроны могут покидать его поверхность и переходить в окружающую среду (эмиссия электронов). В зависимости от факторов, действующих на металл, различают: термо*-, авто- и фотоэлектронную эмиссию, а также вторичную электронную эмиссию. Автоэлектронная эмиссия наблюдается лишь при наличии определенного градиента потенциала (порядка 10 В/см). Такой величины градиент потенциала может быть получен лишь при незначительном радиусе кривизны острия [порядка от одного до десятых долей микрона (ммк) ]. Концы острий электроэффлювиальных люстр не являются геометрической точкой, а представляют собой шероховатую поверхность. Однако отдельные выступы ее могут иметь весьма малый радиус кривизны; именно у этих выступов наблюдается высокий градиент потенциала и может иметь место автоэлектронная эмиссия. Известно также, что напряженность электрического поля и поверхностная плотность заряда у острий достигает максимальных значений и вызывает явление "стекания", или "эффлювия", электрических зарядов с острий. На остриях или на металлических проводниках сравнительно малого радиуса кривизны при достаточной напряженно- Рис. 23. Схема движения электронов в металле / — беспорядочное, тепловое движение электронов в металле, // — направленное движение свободных электронов металла в электрическом поле со скоростью уз; /// — направления поля Е (7), тока 1 (2) и движения электронов (3) 93
V + +■*■ + + сти поля возникает явление электрического разряда, сопровождающееся ударной ионизацией. В результате ее появляются электронные и ионные лавины, и этот процесс распространяется далеко за пределы острия. При обычном радиусе кривизны острий электроэффлювиаль- ной люстры и при применяемых напряжениях в основном имеют место явления "темного" электрического разряда. Молекула кислорода воздуха легко присоединяет к себе один или два свободных электрона, ионизируется и превращается в аэроион кислорода отрицательной полярности. Отрицательные аэроионы кислорода приобретают в постоянном электрическом поле направленное движение к противоположному полюсу — земле, находящейся под положительным потенциалом. У земли происходит отдача электронов (рис. 24). Через землю и сеть аэро- ионификации электроны возвращаются снова в острия. При положительной аэроионизации молекул воздуха отдают электроны остриям. У острий и ниже в воздухе образуются слои с преобладанием молекул, у которых не достает одного или двух электронов, т.е. слои положительных аэроионов. 2. Исследование работы электроэффлювиального аэроионизатора было произведено автором в Лаборатории высокого напряжения Ленинградского электромеханического института. Основные задачи этого исследования были: а) определение зависимости силы тока с электроэффлювиальной люстры с различным числом острий от напряжения при положительной и отрицательной полярности; б) определение напряжения, при котором начинается ионизация у люстры; в) определение зависимости силы тока люстры от числа острий при различных напряжениях; г) распределение (плотность) тока на поверхности пола (экрана). Для определения силы тока с электроэффлювиальной люстры был впервые применен следующий метод. Под люстрой на полу, на изоляторах, устанавливался металлический экран размером 500x300 см. Экран был соединен с землей через сопротивление 15 кОм и с зеркальным гальванометром высокой чувствительности 94 Рис. 24. Схема распределения аэроионов отрицательной и положительной полярности при работе электроэффлювиального аэроионогенератора
Другой конец гальванометра присоединялся потенциометрически к переменному сопротивлению, которое было присоединено крайними точками к батарее аккумуляторов. К люстре подводилось напряжение от трансформаторной установки на 100 кВ через сопротивление порядка 50 кОм с кенотронным выпрямителем. Для сглаживания пульсации напряжения параллельно люстре была включена емкость С порядка 250/ид», или 250-10" F (250 пФ). Напряжение на люстре регулировалось потенциальным регулятором, включенным перед трансформатором высокого напряжения. Полярность напряжения на люстре менялась с помощью переключения кенотронов. В целях исследования указанных выше вопросов нами была использована следующая аппаратура: а) трансформатор на 100 кВ с регулировкой напряжения; б) кенотронная установка для выпрямления переменного тока, состоящая из двух последовательно включенных кенотронов по 100 кВ с питанием накала от специальных трансформаторов; в) гальванометр постоянного тока с чувствительностью 10" А; эта чувствительность гальванометра обеспечивала вполне достаточную точность измерения; г) сопротивления /?1, /?2 — постоянные проволочные по 15 кОм и /?3 — переменное, декадное со ступенями 1,10, 100, 1000; д) экран — деревянный щит размером 300x500 см, обклеенный станиолем и изолированный от пола фарфоровыми пластинками; е) электроэффлювиальная люстра в виде сетки из металлической проволоки диаметром 0,05 см. Сетка натянута на деревянную раму размером 182x92 см. Площадь сетки 1,675 м . Площадь размещения острий 1,211 м . Расстояние от сетки до экрана 100 см. Острия в виде отточенных гвоздей длиной 3 см устанавливались равномерно по всей поверхности сетки; ж) шаровой разрядник диаметром 125 мм. В основу измерений были положены следующие теоретические соображения (рис. 25). При наличии тока с люстры на экран на сопротивления R\ будет падение напряжения iRi, и гальванометр даст отклонение. Изменением сопротивления /?з можно получить равенство падений напряжений на сопротивления Ri и /?2, и при этом условии гальванометр не будет давать отклонений. Иначе говоря, при отсутствии отклонений гальванометра q будем иметь: U iRi = R3, [ R2 + R3 где U— напряжение на батарее. Отсюда силу тока с люстры на экран можно определить из соотношения U R2 i = • — . R2 "I- R3 Ri 95
iff I Ifff i r^ Рис. 25. Схема установки для подсчета числа униполярных аэроионов, падающих с электроэффлювиальной люстры на приемный экран АВ В принятой нами схеме были следующие постоянные: U= 11,9 В; R\ = /?2 - 15000 Ом; /?з - 1+9999 Ом (переменные сопротивления). Сила тока вычисляется по формуле 1 = 11,9 (15 000 + R3) __*з__ 15 000 Напряжение на сетке измерялось по вольтметру, включенному в специальную обмотку, положенную на ярмо трансформатора. Этот вольтметр градуировался шаровым разрядником, включенным между сеткой и землей. Результаты произведенного исследования можно сформулировать таким образом. На рис. 26 и в табл. 9 приведена зависимость силы тока от напряжения при двух полярностях. Эта сила тока обусловлена аэроионами. Заметная сила тока начинается в случае положительной полярности на люстре при 35 кВ и в случае отрицательной полярности при 25—30 кВ. Из кривых видно, что сила тока при отрицательной полярности на сетке больше, чем при положительной в 1,5—2 раза. Из приводимых данных видно, что сила тока порядка 0,05-10" А начинается при напряжении 25—30 кВ и что величина силы тока при положительной полярности меньше, чем при отрицательной. Разница в величине силы тока увеличивается с увеличением напряжения. На основании полученных данных на рис. 27 построена зависимость силы тока с люстры от числа острий при различных напряжениях. Из этих кривых видно, что увеличение числа острий сверх 200 на 1 м не вызывает заметного увеличения силы тока. Для выяснения характера распределения силы тока по поверхности пола было произведено определение величины силы тока, падаю- 96
3D 70 ПО ЬА •4 •ш ..Ж 0 20 НО 60 80 V, б) -6 110 6А 30 20 10 6 \7 к -1 кв НО 60 80 V.kB Рис. 26. Зависимость силы тока / с электроэффдювиальной люстры от напряжения V при различном числе острий п в ее сетке на 1 м а и б — соответственно при отрицательной и положительной полярности; / — при отсутствии в сетке острий (п - 0); 2 — при п - 41; 3 — при п - 83; 4 — при п - 163; 5 — при п — 332; 6 — при п - 660 щего на экран, при различных его положениях относительно люстры. Из рис. 28 видно, что сила тока на экран заметно падает по мере его удаления от люстры. Наконец, было определено число аэроионов, переносящих заряды с люстры на пол. Как известно, число положительных и отрицательных аэроионов, принимающих участие в переносе зарядов в единицу времени, можно определить из соотношения: n= i/(l,6-10"*19) S, где i - сила тока, А; 1,6 • 10_1У - заряд аэроионов, Кл; S - площадь экрана, см^. По этой формуле для данного случая можно определить число аэроионов положительной или отрицательной полярности, падающих на поверхность пола с люстры в 1 с. В качестве примера в табл. 10 приведены результаты измерений. Интересно отметить, что при отрицательной полярности на люстре, т.е. на электроде, где градиент больше, сила тока получается большей, чем при противоположной полярности. Возможно, что это объясняется различной подвижностью аэроионов, особенно при значительных градиентах. Работы автора по изучению плотности тока с люстры подтверждают в основных чертах работы Финкелыптейна-Кукье (1923) и особенно Ульмана (1929), показавших для случая цилиндрического конденсатора, что при отрицательном внутреннем электроде силы тока больше, чем при положительном. у Как видно из табл. 11, на 1 см поверхности экрана падает с люстры число аэроионов порядка десятков и сотен миллионов. Это значительно превышает число аэроионов, вырабатываемых другими аэроионизаторами. Но, распределяясь в воздухе данного помещения, число аэроионов произвольно может быть снижено до наблюдаемого в атмосферном воздухе в естественных условиях. 7—792 97
Таблица 9. Сила тока i • 10 "Ас люстры на экран в зависимости от напряжения, числа острим и полярности сетки На- пря- же- ние, кВ ребляемая мощность, кВ -А Сила гока при положении люстры в ценгре экрана на краю экрана на расстоянии 2 м от экрана При полярности сегки :i:e::[+::ie::i>::I:::j_>:::l:::i:::i:::i>:::i:::i::i_:: при числе острий 0 | 50 1 50 I 100 |~100 Т 200 |~200 I 400 [~400 1 800 I 800 Г 400 ~| 400 I 400 400 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 25,5 31,9 38,3 44,6 51 57,4 63,7 70 76,5 83 89,5 95,5 0 0,08 0,279 0,497 0,845 1,26 1,79 2,43 3,27 4 4,76 5,6 0,077 0,184 0,42 0,79 1,37 1,98 3 4,15 5,49 6,94 8,76 10,4 0,023 0,079 0,34 0,68 1,02 1,53 2,21 2,84 3,69 4,92 6,66 8,6 0,07 8 0,01 0,182 0,44 0,89 1,63 2,52 3,83 4,97 7,8 10,7 15,9 20,7 0.015 0,363 0,735 1,15 1,66 2,21 3,16 4,28 5,48 8,1 10,4 0,795 0,31 0,68 1,1 1,74 2,37 4,1 5,84 9,25 13.6 18,8 - - 0.12 0,42 0,79 1,26 1.739 2.69 3,96 8,8 8,58 10,92 - 0.01 0,31 0,735 1,26 2,26 3.47 5,8 8,63 13,5 19 25,9 - - 0,158 0,42 0.79 1.34 0,12 0,34 0,68 1,53 2,64 1,788 4,2 2,43 3,76 8,6 7,66 11,2 - 6,01 9,816 14,16 20,2 20,4 - 0.047 0,26 0,576 0,95 1,42 1,87 2,89 4.59 6,15 8,85 13,5 - 0,316 0,632 1,02 1,86 2,58 4 6,62 10,2 15,6 21,8 29,9 - 0,056 0,1 0.2 0,42 0.68 1 1,32 1,81 2.38 3,6 3,95 - 0.1 0,29 0,53 0,79 1,17 1,58 2,38 3,58 5,54 8,26 11,23 - 0 0 0 0 0,0105 0,015 0,21 0,0576 0,05 26 0,079 0,079 0,105 0,105 0.158 0,116 0.262 0.184 0,316 0.21 0.37 0,263 0,49 -
а) _б 1-Ю А 20 16 12 О 3 ( 4 ■2 — -i . V 40 120 200 280360WO 520600 110 70 W 19- s I/ о »"■■ «A 4 I3 Yi Ц W 120 200 280 360 M 520 600 n Рис 27. Зависимость силы тока / с электроэффлювиальной люстры от числа острий л в ее сетке на 1 м при постоянных напряжениях £7- const а и б — соответственно при отрицательной и положительной полярности; / — при £/-50 кВ; 2 — при £/-60 кВ; 3 — при £/-70 кВ; 4 — при £/-80 кВ Рис. 28. Зависимость силы тока / с электроэффлювиальной люстры от напряжения, V при 332 остриях в ее сетке на 1 м , при положении люстры вне проекции экрана 1 и 2 — соответственно при положительной и отрицательной полярности 1-10 "А 20 10 0 1[ \ Л J, W/7/ к 2м ; П II II II vs/S?/;////;//;/ //////// i 2 Ь^ 20 30 W 50 60 70 80ЦКВ Таблица 10. Сила тока i - 10 А, приходящаяся на одно острие в зависимости от числа острий на 1 м^ люстры и напряжения Полярность Напряжение U, кВ Сила тока iHa одно острие при числе острий на 1 м^ люстры 41 83 165 332 660 Отрицательная Положительная 50 60 70 80 50 60 70 80 3,9 4,87 12 23 2,11 4,1 6,8 10 1,9 3,49 7,1 13 1,2 2,4 3,8 6 1.21 2,72 5,2 9,2 0,62 1,26 2,3 4,1 0,72 1,51 2,86 5,3 0,361 0,6 1,1 1,9 0,36 0,78 1,5 2,7 0,18 0,36 0,68 1,1 99
Таблица 11. Концентрация аэроионов п • 1(Р, падающих с люстры О- экрана в 1 с в зависимости от числа острий на люстре и полярности на 1 см^ экрана Потребляемая мощность, кВ- А Концентрация аэроионов при числе острий на 0 1 50 люстре 1 200 при полярности аэроионов .:~:c:i::~~i:::::::i: - 1 + 44,6 70 83 95,5 20 800 102 000 166 700. 233 300 33 100 173 000 290 000 433 300 28 700 118 000 206 000 360 000 36 700 208 000 404 700 866 700 33 300 166 000 360 000 - Продолжение табл. 11 Потребляемая мощность, кВ- А Концентрация аэроионов при числе острий на люстре 200 400 800 при полярности аэроионов ::ci::::-::::i::-:::i: 44,6 70 83 95,5 52 700 360 000 800 000 - 33 300 175 300 324 000 - 64 000 410 700 846 700 - 40 000 192 000 370 700 - 77 300 432 000 914 000 - Автором и А.И. Божевольновым в 1933 г. был предложен портативный прибор для определения плотности аэроионов. Расхождение между показателями аспирационного счетчика (число аэроионов в 1 см ) и величинами, полученными в результате измерения силы тока на экран под люстрой (число аэроионов, падающих на 1 см ), хорошо объясняется еще и тем обстоятельством, что аспирационный счетчик измеряет число аэроионов, находящихся в данном объеме воздуха, в том лишь участке, который достигает до конденсатора аспирационного счетчика. При измерении же силы тока на 1 см экрана учитывается общее интегральное число аэроионов, их поток, падающий на данную поверхность. Если бы аэроионы были малоподвижны, то независимо от их числа на поверхность экрана не попадало бы ни одного аэроиона. При движении аэроионов их число, приходящееся на 1 см поверхности, будет тем больше, чем больше скорость движения и чем больше объемное содержание аэроионов. Этот принцип легко себе представить, сравнив его с течением воды (со взвешенными в ней частицами) по трубе. Число частиц, выходящих из крана, будет пропорционально числу их в 1 см и скорости движения воды. Тот и другой способы измерения можно связать приближенным соотношением. Если в 1 см воздуха заключается по аэроионов, то при 100
скорости их движения v, см/с, на 1 см поверхности экрана придется в 1 с число аэроионов (без учета рекомбинации) N- n0v, откуда по - N/v. Таким образом, пользуясь приведенной формулой и зная величину v, можно сравнить результаты одного способа измерения с результатами другого. 3. Действие пульсирующего электрического поля на приемный экран, измеряющий плотность ионного потока в условиях искусственной аэроионизации. Вследствие этого в проводе, соединяющем экран через гальванометре землей, кроме постоянного тока, обусловленного аэроионами, падающими на экран, будет существовать емкостный ток, который, по мнению некоторых авторов, может исказить измерения. В ЦНИЛИ была сделана попытка непосредственно измерить постоянную и переменную слагающие тока экрана, это значительно уточнило бы нашу исследовательскую работу в этой области. С этой целью была собрана специальная аппаратура. Приемный экран в виде небольшого латунного диска был помещен в камеру из парафина, крышка которой могла сниматься, открывая экран. Края крышки входили в желобок, заполненный маслом, чтобы обеспечить полную непроницаемость экрана для аэроионов при закрытой крышке. Провод от экрана к гальванометрам был заключен в защитную заземленную трубку. Для измерения были применены два последовательно соединенных гальванометра — стрелочный для постоянного тока чувствительностью 1,3310" А и струнный — чувствительностью 1,04 10" А, Нить струнного гальванометра натягивалась таким образом, чтобы иметь достаточную чувствительность и период собственных колебаний, далекий от резонанса с частотой переменного тока. Аэроионный поток и электрическое поле получались обычным способом от электроэффлювиальной люстры с остриями,, на которую подавалось напряжение до 40 кВ, выпрямленное кенотроном (без применения сглаживающего конденсатора). Измерения производились одновременно гальванометрами при открытой и закрытой парафиновой крышке и при различных расстояниях от электроэффлювиатора. Эти измерения показали, что емкостный ток существует во всех случаях, но положительная и отрицательная амплитуды его равны друг Другу. Таким образом, эффект тока равен нулю, что и показывает гальванометр постоянного тока. Большая амплитуда емкостного тока, наблюдаемая при закрытой крышке, может быть объяснена увеличением емкости системы экран—люстра благодаря введению диэлектрика. Если провизорно предположить прямоугольную форму тока, то полученная величина 3,6-10" , будучи разделена на 2, дает среднюю силу постоянного тока, отмечаемого гальванометром за период (импульс существует лишь половину периода) 1,8 10" — величину, несколько превосходящую наблюдаемую. 101
Если предположить синусоидальную форму импульса, то при определении средней силы постоянного тока, регистрируемого гальванометром за период, получим величину 1,15-10" , меньшую наблюдаемой. Очевидно, форма импульсов, с которыми мы работали, отличалась от синусоидальной формы, чем объясняется указанное расхождение. Приведенные данные позволяют сделать заключение, что применяемый при измерениях плотности аэроионного потока гальванометр измеряет лишь среднюю силу постоянного тока, обусловленного аэроионами, и не обнаруживает емкостной ток, среднее значение которого равно нулю. 4. Зависимость скорости движения аэроионов v и их числа от величины напряжения, поданного на сетку с остриями, и величины градиента поля. Скорость v в равномерном поле может быть определена следующим образом: и v=k- , S где к — подвижность аэроиона, см; подвижность легких аэроионов (ионов кислорода воздуха) при комнатной температуре и нормальном давлении к — 1,83 см /(В*с); U — напряжение, кВ; 5 — расстояние между электроэффлювиальной люстрой и полом, см. В табл. 12 даны скорости отрицательных легких аэроионов кислорода при различных напряжениях между электроэффлювиальной люстрой и полом и при расстоянии между ними, равном 100—300 см. Таблица 12. Скорость аэроионов отрицательной полярности в электрическом поле Напряжение на люстре, к В 30 40 50 70 90 100 Скорость движения отрицательных аэроионов, расстоянии между люстрой 100 570 760 950 1370 1710 1900 1 и полом 200 285 380 475 685 855 950 см | см/с, при 300 157 253 317 457 570 633 S. Исследование наиболее рационального использования острий в качестве источника электрического эффлювия было проведено в ЦНИЛИ. Для этого были получены электрические характеристики острий разных диаметра, длины и отточенности (остроты). Под электрической характеристикой острия подразумевается зависимость силы тока с данного острия от поданного на него напряжения отрицательной полярности. В специальной установке выпрямленный ток высокого напряжения (18—80 кВ) подавался на полый шар диаметром 12 см. К этому 102
Vp,кВ/см woo' 800 600 400 200 L 1 0,5 r,D 1,5 г, мм Рис. 29. Связь между напряжением разряда Up с острия и его радиусом г (по Зеленому—Во. Оствальду) шару плотно прикреплялись различные острия. Под острием помещался приемный экран, соединенный с землей через гальванометр чувствительностью 3,6*10" А. Это несложная установка позволяла получать значения силы тока в зависимости от геометрической формы острия. Исследованиями установлено, что разряд с тонких острий происходит легче, чем с более грубых, иначе говоря, с уменьшением острия сила тока с него увеличивается, а начальное напряжение, при котором начинается эффлювий, уменьшается. Эти исследования подтвердили работы Зеленого—Во. Оствальда (рис. 29). Зависимости начального напряжения, при котором появляются аэроионы, от диаметра острия приведены ниже. Диаметр острия, мм 5,2 Начальное напряжение, при котором начнут появляться аэроионы, кВ .. 43 0,5 30 С увеличением длины острия сила тока с него увеличивается. Однако это не значит, что острия должны быть длинными. Максимальная длина острия составляет 4,5—5 см. Степень отточенности острия имеет некоторое значение, особенно при остриях большого диаметра; при остриях малого диаметра разница в степени отточенности сглаживается. Два одинаковых острия дают увеличение значения силы тока в 2 раза на приемный экран только в случае относительно большого расстояния одного острия от другого. В случае близкого расположения Двух острий, при прочих равных условиях, увеличения значения силы тока в 2 раза не наблюдалось, а всегда бывало несколько меньшим. 103
На основании данных ЦНИЛИ (1935) и опытов Н.Д. Киселева (1958) острия не должны быть расположены ближе, чем на расстоянии 4—5 см одно от другого, т.е. на 1 м могут поместиться от-400 до 625 острий. Исследования показали, что при 400 остриях на 1 м вредных газов при действии электроэффлювиальной люстры не образуется. 6. Получение аэроионов электроэффлювиальным методом является одним из актуальных вопросов. Какое же число электроэффлю- виаторов может обслужить один высоковольтный трансформатор небольшой мощности? Иначе говоря, какое помещение может "насытить" один трансформатор достаточным числом аэроионов отрицательной полярности? Какое число люстр можно подключать к трансформатору, дающему 0,5 мА? Из табл. 10 видно, что в люстре с 332 остриями на 1 м и с расстоянием от острий до приемного экрана, равного 1 м при напряжении 80 кВ на одно острие, приходится сила тока 5,3 10" А. Отсюда к данному трансформатору можно подключить: 0,5-10"3/(5,ЗЮ"8) -10000 острий. 2 Если площадь люстры равна 1м , то к данному трансформатору можно подключить до 10000:332 - 30 люстр. При наличии 400 острий на люстре, находящейся в 2 м от приемного экрана (пола), и при напряжении 70 кВ и отрицательной полярности (см. табл. 9) на одну люстру приходится сила тока 0,49-10" А или приближенно 0,5-10" А. В этом случае на одно острие будет приходиться ток силой 0,5 10"6/(4 102) -0,125-Ю"8 А. Следовательно, теоретически к трансформатору можно подключить 0,5-10"3/(0,125 10"8) -4105 острий. В этом расчете мы пренебрегаем падением напряжения в сети люстр. Вследствие ничтожной силы тока в сети падение напряжения будет невелико. Однако наши расчеты должны быть проверены экспериментально, так как теоретически трудно предвидеть все возможные потери в сети электроэффлювиальных люстр. Ориентировочно число аэроионов с одного острия будет равным соответственно в первом и во втором случае: 5,310"8/(l,610"19)-310n иО,12510"8(1,610"19)-0,110Иаэроионовв1с, -19 где 1,6-10 — заряд аэроиона, Кл. Измерения показали, что одна люстра, имеющая диаметр, равный 1 м, и 400 острий, может насытить аэроионами помещение, объем которого равен примерно 90 м . Рассчитаем, сколько приблизительно аэроионов будет в 1 см воздуха помещения с площадью пола 30 м , если в таком помещении будет под потолком находиться одна электроэффлювиальная люстра с 400 остриями. ,, Для этого введем обозначения: п — число аэроионов в 1 м ; т — число аэроионов, генерируемых одним острием в 1 с; К — число острий; v — скорость движения аэроионов, м/с, при данном напряжении; S — площадь помещения, обслуживаемого одной люстрой (30 м ). Объем пространства, в котором размещаются аэроионы через 1 с после включения генератора, равен: V-vS. 104
Число аэроионов в единице объема составит n-mK/V~mK/vS. Для получения числа аэроионов в 1 см следует ввести коэффициент 10" , т.е. п — 10 vS Приближенные расчеты показывают, что один трансформатор при определенных условиях может обслужить несколько отдельных помещений. Эти расчеты подтверждают возможность централизованного устройства аэроионификационной аппаратуры при подаче тока высокого напряжения в различные помещения здания с помощью высоковольтного кабеля и при прокладке его в газовых трубах на чердаке или между полом и потолком. Учитывая некоторые потери в силе и напряжении электрического тока при разветвлении длинных кабелей, число аэроионов может быть доведено до такого, которое наблюдается в естественных условиях в воздухе лучших электрокурортов. 7. Абсолютная защита в сети тока высокого напряжения имеет принципиальное и существенное значение. При получении аэроионов отрицательной полярности с помощью электрического эффлювия человек должен быть абсолютно защищен от опасного поражения током высокого напряжения. Поэтому необходимо принять все меры и произвести расчеты, которые могли бы с достаточной убедительностью и надежностью защитить жизнь человека, работающего вблизи электроэффлювиаль- ных люстр, находящихся под высоким напряжением. Следует сказать, что высокое напряжение само по себе не является сколько-нибудь опасной характеристикой электрического тока. Детская электростатическая машина может дать до 50 тыс.В, и тем не менее она никакой опасности не представляет, ибо ее сила тока близка к нулю. Поэтому и была поставлена задача о снижении силы тока электроэффлювиальной люстры до безопасного предела. Как известно, сила тока 0,05 А является опасной для жизни. Поэтому в сеть аэроионификации должно быть помимо реле безопасности включено защитное сопротивление, которое может обеспечить ограничение силы тока в сети при прикосновении к оголенным токоведу- щим частям до величины 0,03 А или даже до 0,025 А. Величина сопротивления г определяется по формуле r-Unuix/0,03, где Umax — амплитудное значение напряжения трансформатора. | Очевидно, чем выше напряжение трансформатора, тем большей величины должно быть защитное сопротивление. Выбор защитного сопротивления в зависимости от Umax может быть произведен по табл. 13. При работе аэроионификационной установки с защитным сопротивлением теряется часть напряжения трансформатора и соответст- 105
Таблица 13. Значение защитного сопротивления при различных напряжениях трансформатора № п.п. Напряжение трансформатора U , кВ Защитное сопротивление, МОм 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 1 1,3 1.7 2 2,3 2,7 3 3,3 3,7 4 4,3 4,7 5 венно понижается напряжение между электроэффлювиаторами и землей. Величина потери напряжения на защитном сопротивлении в сети люстр определяется по следующим формулам: LU = ir; U = U - i> , max где / — номинальная сила тока в сети люстр. Конечно, все эти расчеты являются только ориентировочными, только приближенными, так как основной вопрос о потерях в сети электроэффлювиальных люстр, как мы уже говорили, требует экспериментального изучения в специально оборудованной лаборатории, стоящей на уровне современной техники и снабженной всеми необходимыми измерительными приборами. В случае применения схемы удвоения напряжения и выполнения сети кабелем, обладающих относительно большей емкостью, мы по существу, будем иметь сглаживающий фильтр: сопротивление г, емкость кабеля с. Поэтому, чем больше произведение гс, тем меньше коэффициент пульсации сглаженного напряжения и тем меньше, следовательно, его амплитуда. Значительное уменьшение амплитуды нежелательно, так как это приводит к уменьшению числа генерируемых аэроионов. Выполнять сеть заземления кабелем можно при небольшой его длине, пока коэффициент пульсации не станет ниже 0,7—0,8. При больших протяженностях кабеля должны быть предусмотрены специальные меры по уменьшению его емкости. К таким мерам могут быть отнесены: а) снятие с кабеля металлической оболочки и прокладка его в газовой трубе большего диаметра, чем диаметр кабеля, при условии заземления газовой трубы; б) прокладка кабеля в недоступных для людей местах (например, в междуэтажных перекрытиях). В этом случае участки кабеля должны быть лишены металлических оболочек, а кабель прокладывают в ко- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 106
робках или трубах из изоляционного материала. На участках кабеля, доступных человеку, сохраняется металлическая оболочка. Металлические участки оболочки соединяются один с другим и заземляются. В случае если емкость кабеля уменьшить нельзя, тогда должна применяться специальная схема с двумя кенотронами. Впрочем, наиболее простой и верной защитой явится изготовление специального кенотрона, ток насыщения которого соответствует номинальному току трансформатора, но не выше 0,003—0,025 А. Такой кенотрон следует включать последовательно в сеть аэроионификации. 8. Увеличение числа острий, подключенных к высоковольтно-вы- прямительной установке влечет увеличения силы тока в сети люстр, что приводит к увеличению падения напряжения на защитном сопротивлении и уменьшению напряжения между люстрами и землей. Уменьшение напряжения вызывает уменьшение силы тока, приходящегося на одно острие, причем зависимость между этими величинами нелинейная, суммарная сила тока в сети люстр не пропорциональна числу острий. По мере увеличения числа острий скорость роста суммарной силы тока уменьшается. На основании графика функции i~f(U) (рис. 30), выражающей зависимость силы тока, приходящегося на одно острие, от напряжения между люстрами и землей, могут быть построены графики зависимости силы тока и напряжения в сети люстр от числа острий, подключенных к высоковольтно-выпрямительной установке. Соотношение между напряжением в сети люстр, силой тока, приходящейся на одно острие, и числом острий определяется уравнением U-Un-irn, (1) откуда где Uh — напряжение высоковольтно-выпрямительной установки; U — напряжение между люстрами и землей; г — величина защитного сопротивления; / — сила тока, приходящаяся на одно острие; п — число острий. Решая графическим способом совместно уравнение для различного числа острий, находим рабочие точки (точки 1 —5 на рис. 30), которые определяют значения U и i, соответствующие данному числу острий. Значения непосредственно являются точками графика £/=/(л), построенного на рис. 31. Для получения точек графика / =/(л), где / — суммарная сила тока в сети люстр, следует каждое значение /', найденное на рис. 30, умножить на соответствующее число острий п. I График /-/(л) построен также на рис. 31. Ввиду того что уравнение (2) выражает линейную зависимость и, как следует из него, при {/- f/H, i ■ 0. При любом значении л это уравнение описывает пучок лучей, исходящих из точек 0, UH. Для построения того или иного луча достаточно найти лишь одну точку, задавшись требуемым значением п и произвольным значением U. 107
.мА 28 20 16 12 8 О ю'Ь — — 1 — i--f(v) - f им // I ц I 1Л -и Рис. 30. Графическое определение напряжения 0 в сети электроэффлю- виальных люстр и силы тока /' с одного острия п в зависимости от числа острии, подключенных к высоковольтной выпрямительной установке / — при п - 10000; 2 — при п - 30000; 3 — при п - 50000; 4 — при п - 70000; 5 — при п- 100000 20 40 60 80 100 Цк8 80 rv Ю~ Рис. 31. Зависимость напряжения U и силы тока в сети / электроэффлюви- альных люстр от числа острии п, подключенных к высоковольтной выпрямительной установке Графики на рис. 30 и 31 построены для случая 1/н =* ПО кВ при плотности 332 острия на 1 м люстры. 9. Пространственное распределение аэроионов в помещении было изучено в ЦНИЛИ. Аэроионы, образующиеся в большом числе у острии люстры, увлекались струей воздуха от вентилятора, проходя сквозь ячейки сетки. Затем, двигаясь вместе с потоком воздуха, они распространялись по всей комнате. Электроскоп, помещаемый даже в удаленных углах комнаты на расстоянии 5—7 м от источника аэроионов, через некоторое время заряжался. Вблизи сетки электроскоп настолько быстро получал предельный заряд, что отсчет времени зарядки был затруднителен. При удалении прибора от сетки время предельной зарядки увеличивалось. Количественное изучение аэроионного потока встретило ряд затруднений. Аэроионы, увлекаемые воздушной струей, не ограниченной какими-либо направляющими поверхностями, постепенно расте- 108
Таблица 14. Число аэроионов (измерено электроскопом) Расстояние от источника аэроионов,м Скорость потока, м/с Время зарядки электроскопа, с Число аэроионов на 1 см2 приемного экрана, п-106 1 1,3 3 1,4 2 0,8 15 0,5 3 0,4 65 0,2 4 0,3 190 0,1 кались по всей комнате. В 4 м от источника аэроионный поток не имел достаточного постоянства ни в скорости, ни в числе аэроионов, что, вероятно, вызывалось рядом причин: конвекцией воздуха комнаты от отопления и окон, присутствием экспериментатора, металлическими предметами и т.д. В условиях значительных концентраций аэроионов для количественных измерений использовался метод зарядки измерительного прибора, причем величина естественного рассеивания в учет не принималась. Метод снятия заряда ввиду крайней быстроты протекавшего процесса в этих условиях применять было затруднительно. На расстоянии 1 —4 м от источника аэроионов делались измерения скорости воздушного потока анемометром Казелла и одновременно по секундомеру определялось время зарядки электроскопа от нуля до предельного значения — 240 В. Приемная площадь измерительного экрана была равна 45 см , эта величина и принималась при вычислениях за площадь сечения измеряемой части аэроионного потока. Для униполярного, отрицательно заряженного потока аэроионов были получены данные (средние числа из ряда наблюдений), приведенные в табл. 14. Как видно из этой таблицы, убывание числа аэроионов с расстоянием приблизительно следует закону показательной функции. Форма этой закономерности указывает на процесс рекомбинации аэроионов, подчиняющийся тому же закону показательной функции, где убывание числа аэроионов является функцией времени. В наших же опытах убывание связано с расстоянием в различных сечениях аэроионного потока. Очевидно, обе закономерности становятся идентичными при условии равномерности движения аэроионов в потоке: путь пропорционален времени. Закономерность убывания аэроионов с расстоянием можно было бы рассматривать как следствие обычно имеющих место процессов рекомбинации и диффузии, но нельзя забывать об увеличении сечения аэроионного потока с расстоянием и связанного с этим уменьшения концентрации аэроионов, которая должна была бы убывать обратно пропорционально квадрату расстояния. Наблюдавшаяся в наших условиях закономерность уменьшения числа аэроионов, очевидно, является следствием суммарного действия указанных причин. 109
\ Таблица 15. Число аэроионов (измерено электрометром) Расстояние от источника аэроионов, м Время зарядки, с Потенциал, В Число аэроионов, приходящихся на 1 см2 приемного экрана, п-107 0,2 1,5 240 8 0,3 Ю 200 3 0,5 45 160 2,5 1 60 140 2 2 600 120 1,6 Для проверки полученных результатов измерения (табл. 15) были осуществлены следующим образом: вентилятор, подававший поток воздуха, выключался; измерительным прибором служил однонитный электрометр Вульфа, градуированный на вольты, к нему присоединялся приемник аэроионов, последним служила частая металлическая сетка площадью 76 см . Убывание числа отрицательных аэроионов в случае естественного их распределения в воздухе (без вентилятора) лишь приближенно следует закону уменьшения их числа с расстоянием. Это, как и следовало ожидать, указывает на близость данных условий опыта процессу естественного распространения аэроионов от точечного источника. Были поставлены опыты, имевшие своей целью сравнение гальванометрического метода измерений (табл. 16) с электрометрическим. Для измерений был применен зеркальный гальванометр Сименса чувствительностью порядка 10 А. Приемным экраном служила сетка площадью 76 см . Таблица 16. Число аэроионов (измерено гальванометром) Расстояние от экрана, м Число делений шкалы Число аэроионов, приходящихся на 1 см2 приемного экрана, п-107 1 J 0,35 4,4 5 0,5 3 3,2 1 2,2 2,5 2 0,9 1,2 4 0,5 0,4 Эти измерения показывают, что независимо от условий, сопровождающих поток аэроионов отрицательной полярности (с вентилятором или без него) еще на расстоянии 4 м от источника аэроионов мы имеем миллионы аэроионов, падающих на 1 см экрана, или сотни тысяч аэроионов в 1 см воздуха. Затем это число аэроионов уменьшается и в 10 м от люстры падает до десятков тысяч аэроионов в 1 см . Эти опыты показывают возможность в течение нескольких минут насытить отрицательными аэроионами в необходимых концентрациях помещение большого объема. Выше мы уже упоминали о том, что электроэффлювиальный метод получения аэроионов сопровождается электрическим полем между люстрой и землей. Это обстоятельство в свое время вызывало споры и послужило поводом к тщательному изучению вопроса. Пришлось заняться выработкой способа исключения электрического поля при ПО
работе наших установок. Для этого в ЦНИЛИ были изучены два типа аэроионогенераторов, которые дают униполярный, свободный от электрического поля поток легких отрицательных аэроионов. Первый тип аэроионогенератора представляет собой горизонтально расположенный цилиндр из листового железа, закрытый спереди металлической сеткой. С другой стороны помещается электрический вентилятор, направляющий по оси цилиндра поток воздуха. Сбоку (или сверху) цилиндр имеет квадратный вырез (10x10 см), закрытый стеклянной парафинированной пластинкой с отверстием для провода, подводящего ток к люстре, которая подвешена вертикально на стеклянных изоляторах. Электроэффлювиальная люстра состоит из кольца, обтянутого металлической сеткой (ячейка с размером сетки 3x3 см), в которой вставлено девять острий, что соответствует примерно оптимальным условиям аэроионообразования. Люстра вместе с изолятором может передвигаться в особых прорезах по оси цилиндра для приближения и удаления концов острий от сетки из спиц. Спицы и цилиндр аэроионогенератора заземлялись. Генератор тока и подводящие провода были тщательно экранированы. Исследование защитного (от электрополя) действия спиц производилось следующим образом. На люстру подавалось напряжение. Между люстрой и приемным экраном помещались проволочные спицы в различных сочетаниях и на различных расстояниях друг от друга. Измерения производились при градиенте потенциала около 3000 В на 1 см и расстояния спиц одна от другой в 1—4 см. Эти опыты показали, что при определенном числе спиц электрометр не обнаруживает электрического поля люстры. В аэроионификационных установках обычно применяются напряжения порядка 30 кВ и выше с большим градиентом потенциала, поэтому надб было проверить, насколько сетчатая защита эффективна при высоких потенциалах. Аэроионы, освобожденные от поля люстры, несут заряды, являющиеся источниками своего рода микрополей, что сказывается при всех электростатических измерениях. Например, даже при полной герметизации измерительного прибора в наших опытах (стеклянный колпак, в котором находился электроскоп, был опрокинут в ванну с керосином) электроскоп обнаружил индуцированный заряд. Этот факт можно объяснить тем, что аэроионы, осевшие на внешней поверхности колпака, создавали свое "микрополе". Опыты позволяют считать достаточной для практических целей электростатическую защиту в виде проволочной сетки с размером . ячеек 2x2 см, при которой влияние поля электроэффлювиальной люстры уже на расстоянии 50 см не сказывается. Уменьшение размера ячеек сетки вызывает увеличение поглощения ею аэроионов. В табл. 17 приведены результаты измерений (при незаземленной сетке) среднего числа аэроионов в 1 см воздуха на различных расстояниях от люстры и при разных размерах ячеек защитной сетки. Из этой таблицы видно, что уменьшение размеров ячеек снижает 'выход" аэроионов. Ш
Таблица 17. Число аэроионов на различных расстояниях от электроэффлювиальной люстры при различной частоте сетки Расстояние от люстры, см Число аэроионов (и - 10 ) в 1 см при размере ячейки, см 3x3 2x2 I 1x1 50 100 150 10 7,8 2,7 I 5,3 2 7,3 Определение "коэффициента поглощения" сеткой аэроионов, т.е. отношения числа аэроионов, прошедших за сетку, к общему числу аэроконов, поступающих к сетке, могло быть экспериментально произведено лишь при определенных условиях. Обнаружилось, что металлическая заземленная сетка с размером ячеек 2x2 см пропускает только 1—2% аэроионов. Следует отметить, что заряд защитной сетки также влияет на выход аэроионов. При незаземленной сетке выход аэроионов за нее увеличивается почти на 50—70% по сравнению с выходом при заземленной сетке. Незаземленная сетка при этом принимает значительный потенциал — по нашим измерениям до 2—3 кВ. Приближение острий эффлювиальной люстры к сетке вызывает увеличение ее потенциала до 4 кВ. Сетка получает заряд благодаря оседанию униполярных аэроионов. При этом быстро наступает своего рода насыщение сетки, обусловленное ее емкостью, и аэроионы, идущие от эффлювиальной люстры и увлекаемые воздушным потоком, в большем числе проходят за сетку. Хотя вертикальный электроэффлювиатор имеет ряд преимуществ при лабораторных исследованиях, все же практически в целях аэроионификации помещений более удобен поток аэроионов, направленный сверху вниз. Поэтому изучен горизонтальный тип аэроионогенератора с электростатической защитой, дающей направленный вниз поток аэроионов без электрического поля. Второй тип аэроионогенератора состоит из круглой электроэффлювиальной люстры, подвешенной на стеклянных изоляторах внутри цилиндрической проволочной клетки. Сверху помещен электрический вентилятор, дающий поток воздуха вниз. Размеры люстры этой модели были следующие: диаметр 23 см; число острий 14, что составляет 310 острий на 1 м . Защитная клетка имела диаметр 36,5 см и высоту 18,5 см. Она состояла из остова, сделанного из металлической проволоки, обтянутого сеткой из переплетенной никелиновой проволоки; размер ячеек был принят 2x2 см. Расстояние острий люстры от нижней сетки, как и других заземленных частей клетки, зависит от подаваемого на люстру напряжения и рассчитывается с некоторыми избытками по сравнению с тем расстоянием, которое отвечает искровому промежутку для данного потенциала. Подача напряжения на люстру осуществлялась проводом, изолированным двумя толстостенными стеклянными трубками, вставленными одна в другую. Наружная трубка обклеивалась станиолем, соединенным с землей. 112
Таблица 18. Число легких положительных и отрицательных аэроионов, полученных от электроэффлювиальной люстры без внешнего электрического поля на расстоянии 1 м от защитной сетки Скорость потока, м/с Потенциал заряда, получаемого в 1 с на 1 сма приемного экрана Число аэроионов на 1 см2/с I в 1 см3 Аэроионы положительной полярности 1,38 1 0,82 0,71 0,65 0,52 0,4 0,26 1,43 1,25 1,05 0,91 0,77 0,66 0,54 0,26 267 218 192 160 141 126 100 75 266 240 200 177 150 133 96 59 3,7410* 2,83-10* 2,5 -10е 2,08-10" 1,83-10" 1,64 108 1,31-10" 9,8 • 107 3,45-Ю8 3,1210е 2,6-108 2,310" 1,95-10" 1,73-10" 1,25-10" 7,7 -107 2,61-10в 2,83-10* 3,05-10" 2,93-10" 2,81 10" 3,15-10" 3,27-10" 3,77-10" 2,42-10" 2,49-10" 2,47-10 2,52-10" 2,53-10" 2,62-10 2,32-10" 2,96-10' Были поставлены опыты по определению влияния скорости воздушного потока на плотность аэроионов. Электрометр помещался на расстоянии 1 м от защитной сетки аэроионогенератора, скорость воздушного потока изменялась в пределах от 1,5 до 0,25 м/с. Измерения проведены для аэроионов обоих знаков (табл. 18). Рассмотрение этих данных позволяет сделать заключение, что число аэроионов, попадающих на 1 см приемного экрана в 1 с, и их плотность больше при положительной, чем при отрицательной полярности аэроионов. Плотность аэроионов обоих знаков почти не зависит от скорости воздушного потока. Незначительное убывание плотности аэроионов с уменьшением скорости воздушного потока возможно объяснить тем, что приемным экраном служила частая металлическая сетка, которая при больших скоростях потока могла пропускать часть аэроионов. Было также исследовано примерное распределение аэроионов обоих знаков на горизонтальную поверхность. Число аэроионов, получаемых на 1 см горизонтальной поверхности, измерялось электрометрическим методом. Плавное течение изоаэроионных кривых (линий одинакового числа аэроионов, приходящихся на 1 см /с) получается лишь в свободном помещении. Наличие мебели, приборов, металлических предметов искажает ход этих кривых, что хорошо объясняется неравномерностью пространственного распределения силовых линий 113 8—792
О 5 Ю 15 20 25 м ° 5 /0/5 20 25 м Рис. 32. Изолинии распределения аэроионов отрицательной полярности на уровне роста человека при работе электроэффлювиальных люстр при [/- 90 кВ в помещении с площадью пола 25* 15 м (по А.Л. Чижевскому и Р.Л. Брокшу) а — при одной люстре; б — при двух люстрах электрического поля, образуемого электроэффлювиальными люстрами. Даже на расстоянии 7—8 м от источника аэроионов были обнаружены десятки тысяч аэроионов в 1 см . Этими опытами была доказана возможность получения достаточных концентраций аэроионов от электроэффлювиальной люстры без внешнего электрического поля. Несколькими годами позже в Московской лаборатории ионифика- ции строительства Дворца Советов был тем же методом изучен вопрос о пространственном распределении униполярных аэроионов на уровне роста человека в зале с площадью пола 15x25 м и высотой 6,5 м. Элек- троэффлювиальная люстра (без защитной сетки) диаметром 2 м висела на изоляторах на высоте 4,5 м от пола. К люстре был подведен ток напряжением U - 90 кВ. На рис. 32, а представлены изоаэроионные кривые. При двух электроэффлювиальных люстрах, симметрично размещенных по отношению к стенам, и при тех же условиях мы получили изоаэроионные кривые, приведенные на рис. 32, б. В последнем случае можно видеть более равномерное распределение концентрации аэроионов по пространству залы. При большем числе люстр (например, при четырех) можно было бы, по-видимому, получить еще более симметричную картину изоаэроионных линий. При наличии нескольких электроэффлювиальных люстр, подвешенных к потолку помещения в шахматном порядке, концентрация аэроионов на уровне зоны дыхания может быть легкодоведена до своих максимальных значений (10 —10 аэроионов в 1 см ). Такие высокие концентрации аэроионов, естественно, могут наблюдаться только в больничных палатах или в местах большого скопления людей, где необходимо нейтрализовать положительные аэроионы, выделяемые дыханием, или осаждать из воздуха пылевые или другие загрязняющие частицы. Для создания электрического режима воздуха электрокурортов в обычных населенных или жилых помещениях число электроэффлювиальных люстр соответственно уменьшается и вся уста- 114
кВ И з w ею- hhhhhhhhhhhhhhhhhh Рис. 33. Кривая распределения аэроионов при закрытом способе аэрои- онификации зала (электроэффлювиатор помещен в устье вентиляционной системы) новка упрощается. Электроэффлювиаторы, помещенные в вентиляционных отверстиях, также дают достаточное насыщение залы аэроионами. Кривая распределения числа аэроионов в одном из таких случаев изображена на рис. 33. Приведем несколько примеров аэроионификации обитаемого помещения с помощью электроэффлювиального метода. На рис. 34, а приведены результаты опыта аэроионификации помещения, имеющего объем около 84 м , в котором постоянно находятся 10 чел. Работает одна электро- эффлювиальная люстра с напряжением 35 кВ. Курение в помещении запрещено. На кривых представлена динамика концентрации легких положительных и отрицательных аэроионов за 150 мин. Измерения числа аэроионов производились каждые 10 мин. Динамика числа аэроионов говорит о возможности непрерывно поддерживать в населенном помещении то число аэроионов отрицательной полярности, которое наблюдается в этом же помещении до его занятия людьми. На рис. 34, б приведены результаты опыта аэроионификации помещения, имеющего объем 47,5 м , в котором присутствуют 3 чел. Курение в помещении запрещено. Окна закрыты. Работает одна маленькая электроэффлювиальная люстра напряжением около 38 кВ. Динамика числа легких положительных и отрицательных аэроионов: кривые показывают, что число положительных аэроионов при данном числе отрицательных падает до минимума. На рис. 35, а приведены результаты опыта аэроионификации населенной комнаты объемом 65 м , в которой присутствуют 5 чел. Форточка открыта. Курение запрещено. К 70-й минуте число легких аэроионов падает до минимума, в этот момент включается аэроионогенератор (см. стрелку). Число аэроионов отрицательной полярности доводится до 500 в 1 см . Одновременно число положительных аэроионов падает до минимума. На рис. 35, б приведены результаты опыта аэроионификации жилого (3—5 чел.) помещения, имеющего объем 47,5 м . Динамика числа легких и тяжелых аэроионов обеих полярностей с 22 ч вечера до 9 ч утра следующая. До включения аэроионогенера- тора кривые легких аэроионов неизменно падают, кривые тяжелых аэроионов возраста- 115
П) 300^- 200 WO 1 ^.,ff) \' | е\ч \ 4 \ h / К 4 s£- tJ л 1 \ J *•"" л.^ ** • / i \-* 20 40 60 80 WO 120 № 160 ВРЕМЯ. МИН 6)1U00 12DD WOO Q00 600 400 eV ' -O j 4 i i / ' ^ "~-4., -r e I \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 20 40 60 60 WO ВРЕМЯ, МИН 120 140 160 WO Рис. 34. Аэроионкфикация населенного помещения а — объемом 84 м , в котором находятся постоянно 10 чел.: 1 — люди вошли в зал; 2 и 4 — соответственно первое и второе включение в работу аэроионогенератора для получения отрицательных аэроионов; 3 —-выключение из работы аэроионогенератора; б — объемом 47.5 м , в котором находится 3 чел.: 1 — включение в работу аэроионогенератора с регулировкой; 2 — выключение из работы аэроионогенератора ют. В 4 ч утра включен аэроионогенератор, продуцирующий легкие отрицательные аэроионы с регулировкой их числа. Легкие и тяжелые аэроионы положительной полярности вскоре исчезают из воздуха. Число легких аэроионов отрицательной полярности доводится до 2700 в 1 см . Число тяжелых аэроионов отрицательной полярности значительно сокращается. Измерения легких и тяжелых аэроионов производились каждый час по очереди. Из изложенного выше следует, что для создания оптимального аэроионного режима обитаемых помещений и целых зданий могут 116
U/ JUU 400 п 2 О g 300 z о 2 < 200 о с о X т 100 п \ \ к V, Л V > л \ V -J ^„ ' < / i \ i i i i i / / i / / / / '0 -""' -®- __ . е -® го чо 60 80 100 время, мин 120 НО 160 180 6) 300 15000 W000 5000 Рис. 35. Аэроионификация обитаемого помещения а — объемом 65 м , в котором находятся 5 чел.: 1 и 2 —„соответственно для положительных и отрицательных аэроионов; б — объемом 47,5 м , в котором находятся 3—5 чел.: I и 2 — соответственно для легких и тяжелых аэроионов 117
быть предложены два вида централизованной аэроионификации. Основные их особенности можно представить в следующих формах. А. Подача из центра здания в периферийные помещения с помощью высоковольтного кабеля тока высокого напряжения и подводка его к электроэффлювиальным люстрам "открытого" типа (люстры подвешены к потолку помещения) и "закрытого" типа (электроэфф- лювиаторы помещаются в специальных стенных и потолочных нишах). Трансформаторно-кенотронная аппаратура находится в центральной аппаратной. В случае необходимости электроэффлювиаль- ные люстры заключаются в защитную сетку (для освобождения от электрополя). Б. Прокладка высоковольтного кабеля производится по воздуховодам вентиляционной системы к электроэффлювиаторам (шарового типа с остриями), которые размещены в устьях вентиляционных каналов, защищенных решеткой из изоляционного материала. Трансформаторно-кенотронная аппаратура помещается в центральной аппаратной. Можно считать, что эти два способа являются наилучшими из всех до настоящего времени предложенных. Полная безопасность гарантирована специальной схемой, реле безопасности и соответствующим сопротивлением. 10. Справедливо ли утверждение, что отрицательные аэроионы- это аэроионы кислорода воздуха. Все элементы можно подразделить по их электрическим свойствам, вытекающим из явлений электролитической диссоциации, на элементы электроотрицательные и электроположительные. Так, отрицательный электролитический ион обычно состоит из атомов элементов, находящихся с правой стороны периодической таблицы Д.И. Менделеева (кислород). Положительными ионами всегда становятся атомы металлов или водорода, атомы, стоящие с левой стороны этой таблицы. Валентность по водороду растет справа налево, а по кислороду увеличивается слева направо. С ее увеличением электроположительный характер элементов ослабевает и переходит в электроотрицательный. Известно, что правосторонние элементы обнаруживают стремление соединяться с отрицательным электричеством, левосторонние таких свойств не обнаруживают. Отсюда следует заключить, что в газах носитель отрицательного заряда — электрон — может гораздо легче соединиться с молекулами электроотрицательного газа, каким является кислород, чем с молекулами газов электроположительных. Можно сказать, что электрон "имеет сродство" с молекулами электроотрицательных газов и потому легче всего входит с ними как бы в "химическое соединение", легче вступает в их систему. Основной причиной данного явления необходимо признать свойства электронных оболочек или периферических электронов электроотрицательных газов. Это свойство заключается в том, что группировка из шести электронов (кислород) или из семи электронов (хлор) 118
имеет тенденцию пополнять число своих электронов до восьми, что помогает системе приобрести наибольшую устойчивость. Стремление атома электроотрицательного элемента к устойчивости его электронной системы рассматривается как "сродство" электроотрицательного атома к электрону. Атом кислорода имеет шесть периферических электронов. Чтобы образовать устойчивую конфигурацию из восьми электронов, ему необходимо присоединить извне еще два электрона. Наличие движущихся в воздухе свободных электронов, возникающих при действии электроэффлювиального аэроионизатора, создает благоприятные условия для превращения нейтральной молекулы кислорода в отрицательный ион молекулярных размеров. Эти благоприятные условия соединения электрона с молекулой электроотрицательного газа — кислорода — возникают в соотношении 1 на 10 столкновений (Леб). О величине сродства к электрону молекул и атомов можно судить как на основании разнообразных опытов по взаимодействию, так и на основании теоретических расчетов. Но в применении к молекулам экспериментальные методики обычно не дают однозначных результатов, а теоретические методы оказываются несостоятельными, когда рассматриваемые отрицательные ионы отклоняются от сферической симметрии. Поэтому наука располагает лишь неполными сведениями о сродстве молекул атомов к электрону (Причард). Тюкген с помощью масс-спектрографа исследовал отрицательные ионы, образующиеся в разрядной трубке при высоком градиенте потенциала поля под воздействием быстрых электронов на сухой воздух, кислород, водород, гелий, неон и аргон. В качестве продуктов реакции был обнаружен ряд отрицательных ионов, в том числе О" и 02. Тюкген в этих опытах не нашел отрицательного иона озона Оз. Опыты других исследователей с медленными электронами не обнаружили присоединения электрона к С02 (Массей). Приближенные квантово-механиче- ские расчеты дали для сродства молекулы водорода к электрону отрицательные значения, приближенно равные 54 ккал/моль (226,26 Дж/моль) (Эйринг, Гиршфельд и Тайлор). Оценки с помощью экстраполяционных формул сродства благородных газов к электрону привели к значениям: для гелия — 13 ккал (54,42 Дж), для неона — 29 ккал (121,39 Дж) (Причард). Из этих данных можно сделать вывод о том, что молекулы N2, СОг и Нг, равно как и атомы благородных газов, не дают стабильных ионов отрицательного знака. Из молекул газов воздуха легче всего образуется отрицательный ион молекулярного кислорода Ог. По данным И.А. Казарновского, наиболее вероятным значением сродства молекулы кислорода ^с электрону является найденное им из энергии решеток и равное 22 + 10 ккал (92,1 ±41,9 Дж), что подтверждается и другими методами. Таким образом, рассмотрение этого вопроса приводит к исключительно важному выводу: как в естественной обстановке, так и при искусственном ионизировании воздуха отрицательные аэрои- 119
оны являются молекулами кислорода, несущими электрический заряд отрицательной полярности. Эти соображения, высказанные автором в прелиминарной форме еще в 1922 г., подтверждаются экспериментальными работами Марселя Лапорта, который показал, что кислород воздуха ионизируется в отрицательной полярности (А. Денье, 1952). Это еще раз подтвердил Т. Мартин в 1954 г.; он же нашел, что положительные аэроионы образуются за счет углекислоты. Весьма важно заметить, что при испорченном в физико-химическом отношении воздухе не помогут никакие электрические заряды. Электрический заряд не сделает такой воздух максимально биологически активным. Отрицательный заряд будет полезен только в том случае, если воздух содержит нормальный процент кислорода, не вступившего в соединение с другими многочисленными химическими загрязнениями воздуха обитаемых помещений. Застоявшийся, непро- ветренный, тяжелый воздух населенных комнат или спален с огромным число псевдоаэроионов (выдохнутые за время сна аэрозоли, заряженные летучие вещества, испарение кожи и т.д.), т.е. воздух "испорченный", надо заменить другим — внешним чистым воздухом с нормальным содержанием кислорода. Ошибочным является предположение о том, что аэроионы могут улучшить качество непригодного воздуха, воздуха, не полноценного в биологическом отношении. Прежде чем аэроионифицировать помещение, надо проветрить его. Перед сеансом аэроионизации следует открыть форточки или окна. Следовательно, вентиляция, создающая достаточный приток внешнего воздуха, является важнейшим фактором. И только после внедрения вентиляции должна решаться другая еще более существенная задача — аэроионификация. 11. Ликвидация электрического пульсирующего поля одного направления, возникающего между электроэффлювиальной люстрой и землеь (полом). Этого весьма легко добиться с помощью заземленной клет„и Фарадея с ячейками определенного размера, которая будет пропускать достаточное число отрицательных аэроионов. Можно еще прибегнуть к следующему способу. Под электроэффлювиальной люстрой на изоляторах прикрепляется на определенном расстоянии редкая металлическая заземленная сетка, покрытая диэлектриком. Между сеткой и люстрой возникает электрическое поле. Аэроионы ускоряются полем и, проникая через ячейки сетки, движутся дальше по инерции и диффундируют. Некоторая часть аэроионов оседает на поверхности диэлектрика и препятствует последующему оседанию аэроионов. В ЦНИЛИ еще в 1931—1933 гг. был тщательно изучен вопрос об освобождении электроэффлювиальных люстр от электрического поля. В результате этих работ выяснилось, что электрическое поле электроэффлювиальных люстр не вызывает какого-либо заметного биологического действия. Некоторые критики электрическое поле электроэффлювиального 120
аэроионизатора характеризовали отрицательно. Но постоянное электрическое поле как раз является естественным фактором природы, отсутствующим внутри зданий. Эквипотенциальные поверхности электрического поля земной атмосферы огибают здания, и внутри зданий градиент электрического поля атмосферы равен нулю. Электрическое поле электроэффлювиальной люстры совершенно не должно нас смущать, ибо как раз такое электрическое поле наблюдается в естественной обстановке вне зданий, крыш или навесов. При хорошей погоде в обычной обстановке вне зданий градиент потенциала электрического поля атмосферы равен: ^- = 100 В/м, во время грозовых явлений 40000 В/м. В электроэффлювиальных установках градиент потенциала электрического поля на электроэффлювиальной люстре равен 8000—15000 В/м. При франклинизации градиент потенциала электрического поля между "пауком" и головой больного доходит до 40000 В/м. Несмотря на то что вопрос о "влиянии" электрического поля электроэффлювиальных люстр был решен отрицательно, в ЦНИЛИ в 1933—1934 гг. проводились специальные исследования с биологическими индикаторами. Для этих целей было изучено влияние на биологические объекты аэроионизации отрицательной и положительной полярности, получаемой от электроэффлювиальной люстры, которая помещена в клетку Фарадея и сообщается с землей, т.е. без электрического поля. После многочисленных исследований сравнительного характера не удалось обнаружить биологического и физиологического действия электрического поля, возбуждаемого электроэффлювиальной люстрой. Ни один из опытов над ростом животных, реакциями нервной системы и картиной крови не показал сколько-нибудь заметных результатов влияния электрического поля на подопытные объекты. Результаты, полученные от этих исследований, дают основание утверждать, что аэроионы обладают определенным физиологическим и биологическим действием, в то время как одно электрическое поле электроэффлювиальных установок таких свойств совершенно не проявляет. Эти результаты, тщательно проверенные и изученные в ЦНИЛИ, дают основание в дальнейшем пользоваться электроэффлювиаль- ными люстрами без защиты от электрического поля, которое оказалось физиологически и биологически недеятельно вопреки ошибочным утверждениям некоторых исследователей. Остановимся на работе, выполненной К.А. Головинской в Биологическом отделении (зав. отделением А.А. Передельский) ЦНИЛИ на хорошо изученном объекте — плодовой мушке дрозофиле. |Это исследование весьма наглядно показывает биологическое действие именно униполярных аэроионов. Исследования не только показали большую чувствительность определенных стадий развития дрозофилы к воздействию униполярных аэроионов, но и позволило использовать ее в качестве своеобразного дозиметра. Таким образом, в этой работе в качестве теста на влияние аэроионов служит скорость эмбрионального развития дрозофилы. 121
Таблица 19. Влияние отрицательных аэроионов на эмбриональное развитие дрозофилы Вылупле- ние личинок дрозофилы в контрольной группе, % 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 13,3 22,4 28,2 34 40,2 47 53.8 60,6 67,4 Вылупление личинок дрозофилы в опытной группе, 7 -- — - 2 13.2 20,1 28,2 36,3 44.4 53,3 67,3 81,3 95,3 3 _ 11,7 21.1 33.7 44,3 52,8 61.3 69,8 78.3 4 12 20 29.1 38,2 45.5 52,2 58.9 65,6 72,3 5 14.3 15.3 18,2 27.5 36,8 46,1 55,4 64,7 77,7 - 6 23,1 29.7 36,3 45,2 57 68,8 80,6 —1 7 _ 30,5 36,1 41,7 47,3 55 70 85 100 - 8 г — - среднее 13,2 20 22,7 25,8 28,7 33,7 34,2 41.1 39,7 48.9 45.2 58,6 58,4 69,3 72,4 80,5 Объекты, в данном случае яйца дрозофилы, отложенные на предметных стеклах, помещались под электроэффлювиальной люстрой, в клетке из металлической проволоки, т.е. в клетке Фарадея с размером ячеек 3x3 мм. Эта клетка заземлялась. Этот прием позволяет считать, что силовые линии поля не достигали изучаемого объекта. 11аличие аэроионов устанавливалось с помощью фонтактоскопа фирмы "Понтер и Тегетмейер". Ток поступал на люстру от рентгеновского трансформатора сженотронным выпрямителем. Концентрация аэроионов была порядка 10 —10 в 1 см . Первые опыты сопровождались весьма большим числом аэроионов отрицательной полярности. Экспериментатор стремился получить наибольшую концентрацию аэроионов (макродозы), а потому использовал максимальное напряжение на люстре — 78 кВ, так как учитывал, что некоторое число аэроионов должно разряжаться на стенках заземленной клетки, снижая тем самым концентрацию внутри нее. Продолжительность сеанса составляла 60 мин. Расстояние от острий до клетки 1 м. К.А. Головинская провела две серии опытов, охвативших восемь пар стекол с общим числом яиц, равным 1271 (табл. 19). Из этой таблицы видно, что начиная с того момента, когда в контрольной группе вылупление личинок дрозофилы достигает 30%, в опытах мы наблюдаем неуклонный эффект торможения эмбрионального развития. Иначе говоря, эмбриональная ткань реагирует на отрицательные аэроионы диаметрально противоположным образом, чем ткани взрослых организмов: отрицательные аэроионы вызывают торможение ее развития. Если сопоставить эти данные с теми, которые имелись при воздействии комплекса в целом, то совершенно очевидно, что мы имеем эффект того же порядка не только в качественном, но и в количественном отношении, несмотря на то, что в одном случае действующим фактором был комплекс в целом, а в другом — только отрицательные аэроионы. Снова мы наблюдаем торможение в течение большей части периода вылуп- ления личинок дрозофилы и небольшое стимулирование в его начале. В ЦНИЛИ было высказано предположение, что различия в характере эффекта, проявляющегося на разных стадиях вылупления личинок, определяются ощелачивающим действием отрицательных аэроионов, влияние которых стоит в зависимости от той стадии эмбрионального развития, которая подвергается воздействию. На основании этих соображений было предположено, что воздействие комплексом положительного знака должно оказать диаметрально противоположное влияние на ход вылупления личинок дрозофилы, т.е. вызывать по преимуществу стимуляцию эмбрионального развития. Это побудило К.А. Головинскую поставить вторую серию опытов для выяснения влияния положительных аэроионов. Были все основания ждать противоположного эффекта. Как увидим, это предположение оправдалось. 122
Таблица 20. Влияние положительных азроионов на эмбриональное развитие дрозофилы Вылупление личинок дрозофилы в контрольной группе. 7< 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 1 — - 19,2 33.9 48,6 63.6 78 88,7 93,7 - Вылупление личинок дрозофилы в - 2 _j 19,3 28,7 38,1 47,5 56.9 66.3 77 89,7 3 40 56 63,2 70,4 77,6 84,8 92 99.2 г — 4 34 42.1 49 55.9 68.2 69.7 76,6 83,5 — 5 13.8 26.4 49,1 71,8 94,5 100 100 100 опытной группе, 7г — 6 — — 20,8 22,6 40,7 55,2 66.1 77 87,9 - — 7 -— - 51,8 37.1 50.4 68.6 74,2 79.8 85,4 - сред 28,4 35,3 48,4 61,8 73,6 80,9 87,5 92,6 Результаты двух серий этих опытбв, охвативших семь пар стекол с общим числом яиц 1154, сведены в табл. 20. Доза аэроионизации оставалась прежней. Итак, вылупление личинок в опыте значительно опережает их вылупление в контрольной группе. Налицо очевидное стимулирование эмбрионального развития дрозофилы под влиянием положительных аэроионов, т.е. снова эффект, вызываемый аэроионами вне поля, идентичен с эффектом, вызываемым всем комплексом. Настоящее исследование показало с полной очевидностью, что только аэроионы из всего комплекса оказывают на организм свое мощное влияние. При работе электроэффлювиальной люстры возникает также электромагнитное поле с частотой 50 Гц. Но электромагнитная волна длиной 6-10 м биологически инактивна. Она действует только на изолированный нервно-мышечный препарат подобно тому, как действуют на него искрение коллектора электродвигателя, включение и выключение ламп, плиток, радиоприемников, телевизоров, а также грозовые разряды, пылевые и снежные бури, т.е. явления, которыми окружен человеческий организм. Вредность электромагнитной волны указанной длины не доказана. Одним из главных достоинств электроэффлювиального способа получения униполярных аэроионов является то, что он при определенных параметрах электроэффлювиальной люстры не производит озона и окислов (оксидов) азота. Об этом нами было указано еще в 1933 г. (Проблемы ионификации — Т. 1. — Воронеж, 1933. — С. 446). Количество окислов (оксидов) азота при работе установки находится в пределах их нормального содержания в атмосферном воздухе. Впоследствии (1939—1941) химический анализ воздуха в условиях аэрои- онификации производился нами неоднократно с теми же результатами. 3 табл. 21 и 22 даны исчерпывающие данные по этому вопросу. Из новейших данных следует указать на работу Н.Д. Киселева (1958), который пишет, что при "темном" разряде с острий (20— 40 кВ) химический состав воздуха не изменяется. Этот факт с полной убедительностью был подтвержден Б.Е. Андроновым в 1959 г. 123
Таблица 21. Содержание озона* и окислов (оксидов) азота в воздухе при длительной работе электроэффлювиальной установки на расстоянии 2 м от люстры (по данным ЦНИЛИ, 1931 - 1935) С ерия наблюдений Т II II] *Мс Номер опыта {i 4 5 6 7 8 1 обна| тужено. Время действия электроэффлю- виального аэроионизатора при U=35^45kB 3 2,5 2 5 5 5,5 4,5 4,5 8 8 10 5 Объем воздуха, пропущенный за то же время через анализатор, л 300 235 210 525 550 625 465 465 715 720 1005 500 Количество окислов (оксидов) азота, мг/л 0.00023 0.00021 0.00021 0.00003 0,00004 0,00001 0,00001 0,00002 0,00005 0,00003 0,00003 0,00002 В свое время работы ЦНИЛИ вследствие новизны проблемы вызывали ряд возражений. Некоторые авторы предполагали, что наиболее действенным агентом во всех наших физиологических опытах и клинических наблюдениях является озон, который может образовываться в небольших количествах одновременно с образованием аэроионов в несовершенно сконструированных электроэффлювиальных генераторах. Исследования полностью опровергли это предположение. Советскими и иностранными исследователями твердо установлено противоположное физиологическое действие аэроионов положительной и отрицательной полярности. Если бы основным действующим фактором во всех опытах был электрически нейтральный озон, то, естественно, никогда не удалось бы открыть противоположного действия отрицательных и положительных аэроионов. Действие на организм нейтрального озона не дало бы отличающихся один от другого результатов, какие получаются при воздействии положительными и отрицательными аэроионами. Из электрофизиологии еще со времени Пфлюгера известно, какую решающую роль играют полюсы при воздействии постоянным электрическим током на нервно-мышечный препарат (катэлектротон, анэ- лектротон). Во всех исследованиях в области аэроионификации мы всегда принимали во внимание полярность, ибо она играет основную и решающую роль в исходе всех опытов и всех наблюдений. 124
Таблица 22. Анализ проб воздуха, отобранных в помещении с действующей аэроионизационнои электроэффлювиальнои установкой на расстоянии 2-4 м от люстры (поликлиника № 14 Куйбышевского района Москвы, 1958 - 1959 ) № п.п. Режим и условия работы электроэффлювиальнои установки в день отбора пробы Номер условных точек отбора проб Содержание в воздухе, мг/л П окислов(оксидов) азота Примечание При напряжении U.-= 40 кВ Установка до опыта не работала; проба отобрана в 1-й час работы 3 5 10 Не обнару- Не обнаружено жено То же То же Помещение не имеет вентиляции Установка работала днем несколько часов, после перерыва (30-80 мин) снова включена Следы 16 11 12 До опыта установка не работала; проба отобрана в 1-й ч работы При напряжении U = 60 кВ 1 Не обнару- Не обнаружено жено Следы Следы (0,00004) Не обнару- Не обнаружено жено То же То же Реакция, по-видимому, за счет окислов (оксидов) азота 13 Установка работала до опыта в течение 1 14 1,5-2 ч при U =40 кВ, после перерыва (15 мин) 5 15 снова включена 6 16 Опыт продолжен, проба отобрана на исходе 9 17 5-го ч работы 4 18 10
Продолжение табл. 22 № п.п. Режим и условия работы электроэффлювиаль- ной установки в день отбора пробы Номер условных точек отбора проб Содержание в воздухе, мг/л озона окислов(оксидов) азота Примечание При напряжении U = 80 кВ 19 Установкаработала до опыта в течение 1,5 ч при 1 U =40 кВ; после перерыва (5 мин) снова включена Не обнару- Не обнаружено жено 20 21 22 Опыт продолжен, проба отобрана на исходе 4-5-го ч работы 10 3 5 То же То же Следы Следы (0,00002) 11 На шинах установки замечены небольшие разряды
Если даже, вопреки всем экспериментальным данным, допустить образование стабильных молекул озона при генерации как положительных, так и отрицательных аэроионов, то и в этом случае необходимо признать, что основная роль в воздействии на организм принадлежит электрическим зарядам одной полярности, ибо электрически нейтральный озон полярным действием не обладает. Вся суть физиологических исследований в этой области заключается именно в установлении физиологического действия на данную функцию положительных и отрицательных зарядов (аэроионов кислорода). Доказательством того, что озон никакого участия в наших исследованиях не принимает, являются две большие серии изысканий о действии на организм отрицательных частиц, полученных при механическом диспергировании воды. Заметим, что большая серия исследований физиологического действия псевдоаэроионов была выполнена в 1938—1942 гг. в Ленинградской лаборатории аэроионификации строительства Дворца Советов. Условия работы гидроэлектрического генератора частиц были таковы, что образование озона не имело места. И тем не менее в этих опытах был получен противоположный эффект при действии именно разнозначных зарядов. Наличие же электрически нейтрального озона во вдыхаемом воздухе целиком сгладило бы именно противоположный эффект влияния отрицательных и положительных частиц. Другая серия работ с псевдоаэроионами была осуществлена в Узбекском институте курортологии и физиотерапии (с 1949 г.) с помощью бал- лоэлектрического эффекта. В этих установках озон не обнаруживался: частицы возникали также в результате механического разбрызгивания и дробления воды под небольшим давлением [около 3 атм (~304 кПа) ]. Никаких факторов, которые могли бы в данном случае возбуждать образование устойчивых молекул озона, не оказалось. II.3. СХЕМА АЭРОИОНИФИКАЦИОННОЙ ЭЛЕКТРОЭФФЛЮВИАЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ Принципиальная схема аэроионификационных электроэффлю- виальных установок приведена на рис. 36. Такая установка состоит из следующих основных частей: 1) генератора высокого напряжения постоянного тока; 2) электроэффлювиа- торов, или электроэффлювиальных люстр (рис. 37); 3) коммутационной аппаратуры; 4) аппаратуры защиты (реле безопасности, высоко- омное сопротивление); 5) аппаратуры измерения и сигнализации; 6) ceTij аэроионификации. Генератор высокого напряжения постоянного тока состоит из высоковольтного трансформатора, кенотрона и конденсатора, соединенных по схеме удвоения напряжения. Высоковольтный трансформатор ТГ подключен обмоткой низкого напряжения через регулировочный автотрансформатор AT к сети U= 220(127) В. Максимальное амплитудное напряжение на высокой 127
чх \-*Ь *—-*—^^Грг^ПГГ у* % Ж 2КЛ 2Ki 220 В Г Рис. 36. Принципиальная схема электроэффлювиальной аэроионифи кационной установки стороне трансформатора ТГ составляет 55 кВ. Один полюс обмотки высокого напряжения через входное сопротивление ЗСД реле безопасности заземляется, а второй подключается к высоковольтному конденсатору УС. Между заземленным зажимом высоковольтной обмотки трансформатора и вторым зажимом конденсатора УС включается высоковольтный кенотрон ВК (катод подключается к заземленному зажиму трансформатора, а анод — к конденсатору). Во время одной полуволны переменного напряжения (зажим а — "минус", зажим б — "плюс") конденсатор УС через кенотрон ВК заряжается до напряжения, приблизительно равного амплитуде напряжения высокой стороны трансформатора Um- Поэтому между землей и зажимом q конденсатора действует пульсирующее выпрямленное напряжение с амплитудой, примерно равной 2Um (при Um — 55 кВ, 2ит =110 кВ). К конденсатору УС подключено сопротивление УСД, от второго зажима которого непосредственно берет начало сеть ионифи- кации. Цепь накала кенотрона питается от отдельного трансформатора ТН. Степень накала регулируется с помощью реостата 4СДУ включенного в цепь первичной обмотки трансформатора. Для получения униполярной ионизации необходимо к электроэф- 128
Разрез Рис. 37. Схема электроэффлювиальной люстры типа ЭЭФФ-5 1 — крепление люстры к потолку; 2 — высоковольтный изолятор; 3 — планка-держа- I тель; 4 — держатель; 5,6 — винты; 7 — растяжка; 8 — стопорный винт; 9, 70, 11 — хомуты; 12 — обод электроэффлювиальной люстры флювиаторам подвести напряжение строго одного знака. Однако вследствие того что конденсатор заряжается до напряжения, несколько меньшего Um, потенциал точки q относительно земли имеет в части периода положительный знак, что могло бы явиться причиной генерации наряду с отрицательной полярностью некоторого числа ионов положительной полярности. 9—792 129
Поэтому выпрямленное напряжение сглаживается с помощью фильтра, состоящего из сопротивления 1СД, а также, с одной стороны, емкости кабеля, подводящего напряжение к электроэффлю- виаторам, а с другой — емкости электроэффлювиаторы — земля. Следует отметить, что это не единственное и не главное назначение сопротивления J С Д. Ввиду того что в результате сглаживающего действия фильтра снижается амплитуда выпрямленного напряжения, коэффициент пульсаций должен быть принят сравнительно высоким (порядка 0,7—0,8). Электроэффлювиатор, или электроэффлювиальная люстра Эл-Л, представляет собой совокупность металлических острий, расположенных вдоль некоторой выгнутой вниз поверхности и подключенных к сети аэроионификации. Действие электроэффлювиатора основано на явлении истечения электрических зарядов с острий, именуемого электрическим эффлювием. Открытые, т.е. висящие на изоляторах под потолком, электроэффлювиальные люстры могут иметь различную форму, связанную с архитектурным ансамблем помещения. Наиболее важным качеством, которым они должны обладать, является некоторая небольшая выпуклость вниз их поверхности, обусловленная законами электростатики. Соответствующим образом рассчитанные эффлювиаторы могут быть помещаемы в вентиляционных воздуховодах, нишах, специальных углублениях на потолке, прикрытых редкой решеткой из диэлектрика, и т.д. Электроэффлювиатор открытого типа также может быть огражден решеткой из изоляционного материала, предохраняющей персонал от случайного прикосновения к токоведущим частям. Коммутационная аппаратура — контактор AT, барабанный переключатель БП, пусковые кнопки 1КП, 2КП и выключатели В. С помощью контактора К производится включение и отключение автотрансформатора, главного трансформатора и сигнальных ламп 2ЛС и ЗЛС. В цепь катушки контактора К включены контакты элементов зажима и блокировок. Барабанный переключатель БП служит для ступенчатого регулирования высокого напряжения с целью дозировки генерируемых аэроионов. Пусковые кнопки 1КП и 2КП позволяют включать и отключать аэроионификационную установку с двух мест: из аппаратного и аэро- ионифицируемого помещений. Выключатели В предназначены для включения и отключения всей установки. Аппаратура защиты: а) плавкие предохранители Я, защищающие установку от коротких замыканий; б) реле РМ, отключающее главный трансформатор при перегрузках и коротких замыканиях; в) реле безопасности РБ системы инж. А.Г. Вигандта (рис. 38, а), 130
ОТ ТРАНСФОРМАТОРА -9 9 9" r£-i» ii < О s •- s * S -f СО c< о si Рис. 38. Принципиальная схема реле безопасности электроэффлювиальной установки а — по А.Г. Вигандту; б— по А.А. Бирюкову, М.Н. Лившицу и В.М. Недведскому / которое отключает аэроионификационную установку при возникновении утечки в высоковольтной сети вследствие нарушения изоляции, при приближении к электроэффлювиаторам заземленного предмета (что является резервной мерой безопасности), при генерации наряду 131
с аэроионами отрицательной и положительной полярности и при неисправности самого реле безопасности. Ввиду малой величины аэроионного тока реле безопасности содержит электронный усилитель тока с катодной нагрузкой — катодный повторитель, построенный на триоде 6С5. На выходе катодного повторителя включены управляющие обмотки поляризованных реле 1РЗ и 2РЗ. При нормальной работе аэроионификационной установки через сопротивление ЗСД протекает определенной величины постоянный ток. Падение напряжения на сопротивление ЗСД, обусловленное этим током, является входным напряжением триода Л и имеет положительную полярность по отношению к сетке. Ввиду 100%-й отрицательной обратной связи катодного повторителя определенному току аэроионизации соответствует определенный ток нагрузки триода Л независимо от колебаний напряжения питающей сети и изменений характеристики лампы. Стабильность усилителя дополнительно повышается за счет стабилизации анодного напряжения (стабиловольт 2СВ). С помощью сопротивлений 7СД и 8СД в тормозных обмотках поляризованных реле устанавливаются токи такой величины, чтобы при нормальной силе тока аэроионизации реле 2РЗ было возбуждено, а реле 1РЗ — нет. При приближении к электроэффлювиатору заземленного предмета ток аэроионизации увеличивается, соответственно увеличивается ток, протекающий через управляющие обмотки реле 1РЗ и 2РЗ, что приводит к срабатыванию реле 1РЗ и отключению аэроионификационной установки. К такому же результату приводит утечка тока в высоковольтной сети вследствие нарушения изоляции. При выходе из строя кенотрона ВК падение напряжения на входном сопротивлении ЗСД триода Л уменьшается, так как сопротивление шунтируется конденсатором 2С, оказывающим ничтожное сопротивление переменному току. Вследствие этого уменьшается сила тока, протекающего через управляющие обмотки реле 1РЗ и 2РЗ, и реле 2РЗ отпускает свой якорь. Это также приводит к отключению аэроионификационной установки. Кроме того, реле 2РЗ отключает установку при неисправности самого реле безопасности. Контакты реле 1РЗ и 2РЗ ввиду их малой разрывной мощности включены в цепь катушки промежуточного реле РП через выпрямитель 2В, а контакт последнего включен в цепь катушки контактора К. Дополнительная защита контактов реле 1РЗ и 2РЗ от подгорания осуществляется с помощью вентильного шунта ЗВ. Для эффективной защиты от поражения током при прикосновении к открытым токоведущим частям установки необходимо, чтобы реле безопасности обладало высокой чувствительностью, т.е. чтобы реле 1РЗ находилось, образно говоря, на грани срабатывания. При неизменном пороге срабатывания реле и его высокой чувствительности 132
была бы налицо опасность ложного отключения аэроионификацион- ной установки в случае повышения напряжения сети и связанного с ним увеличения силы тока аэроионизации и понижения чувствительности реле в случае понижения напряжения сети. Поэтому порог срабатывания реле 1РЗ должен быть не постоянным, а автоматически изменяющимся с таким расчетом, чтобы чувствительность реле безопасности оставалась высокой при изменениях напряжения в сети как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, и исключалась возможность отключения установки. С этой целью тормозная обмотка реле 1РЗ подключается к источнику питания анодной цепи со стороны нестабилизированного напряжения. Ампер-витки тормозной обмотки действуют в сторону запирания реле 1РЗ. Чем выше напряжение сети и, следовательно, больше сила тока, протекающего через тормозную обмотку, тем глубже запирается реле 1РЗ и тем выше порог его срабатывания. Этим автоматически компенсируется увеличение или уменьшение силы тока аэроионизации, вызванное колебаниями напряжения питающей сети, Степень компенсации регулируется с помощью сопротивления 6СД. Для защиты реле безопасности от перенапряжений, которые могут возникнуть в аварийных режимах, предусмотрены искровой промежуток ИП и стабиловольт 1СВ, используемый как разрядник. Питание реле безопасности предусмотрено от вспомогательного трансформатора ВТ. Переменное напряжение выпрямляется с помощью выпрямителя 1В, построенного на германиевых диодах. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения служит конденсатор ЗС\ г) блокировочный выключатель БД, включенный в цепь катушки контактора К и отключающий аэроионификационную установку при открытии дверцы высоковольтного устройства, в котором помещается вся высоковольтная аппаратура, кроме электроэффлювиаторов; д) защитное сопротивление 1СД, ограничивающее силу тока, протекающего через тело человека при случайном прикосновении к оголенным элементам аэроионификационной установки, до величины, не опасной для жизни; е) сопротивление 2СД, предназначенное для разряда конденсатора УС и емкости жила кабеля, — броня после отключения ионифика- ционной установки. Аппаратура измерения и сигнализации: а) миллиамперметр тА для косвенного измерения сила тока аэроионизации; б) амперметр Л для измерения силы тока на низкой стороне трансформатора 7Т; в) вольтметр U для измерения напряжения, подводимого к трансформатору ТГ; г) сигнальные лампы 2JIC и 3JIC, сигнализирующие о включенном состоянии аэроионификационной установки; 133
д) сигнальная лампа 1ЛС для контроля питающего напряжения и положения вводного выключателя. Портативное реле безопасности было предложено группой инженеров. Это реле обеспечивает личную безопасность обслуживающего персонала путем безынерционного отключения высокого напряжения при приближении руки человека на 150—200 мм к электроэффлюви- альной люстре. Принцип работы реле безопасности, приведенного на рис. 38, б, состоит в следующем. При приближении руки человека к электроэф- флювиальной люстре или шинопроводу растет сила тока, стекающего с острий. Эта сила тока измеряется микроамперметром. В микроамперметр помещено фотосопротивление 2 типа ФС-К2, освещаемое особым осветлителем 1 с 1/ш 6,3 В. На стрелке микроамперметра закреплен легкий флажок. При определенной силе тока этот флажок закрывает отверстие, через которое освещается фотосопротивление. Последнее включено в цепь сетки тиратрона с холодным катодом 3 типа МХТ-90. При уменьшении фототока тиратрон опирается и зажигается. При этом срабатывает очень чувствительное поляризованное реле 4 типа РП-4 и разрывает сеть питания катушки пускателя высокого напряжения. В электрическую цепь реле включены сопротивления 5 (R » 470 Ом и^* 1 Вт), сопротивление 6 (R - 470 кОм и N - 0,5 Вт) и сопротивление 7 (R - 68 кОм и //-0,5 Вт). Сеть аэроионификации выполняется высоковольтным бронированным рентгеновским кабелем с изоляцией, рассчитанной на £/« 110 кВ. Броня кабеля заземляется. II.4. ИЗМЕРЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛЕГКИХ, СРЕДНИХ и ТЯЖЕЛЫХ АЭРОИОНОВ В п. II.2 был рассмотрен примененный нами метод измерения плотности аэроионного потока на приемный экран, соединенный с землей через чувствительный гальванометр. Этот способ позволяет получать приближенные данные, достаточные для работ с электроэф- флювиальным аэроионогенератором. Он может быть принят только как удовлетворительный индикатор. В настоящее время существуют сравнительно хорошо изученные методы и сравнительно хорошо работающие приборы, которые могут быть применены для измерения объемной концентрации (числа) легких, средних и тяжелых аэроионов в естественных условиях. Как известно, еще в 1900 г. Зелени предложил метод аспирационного конденсатора, суть которого заключается в следующем. Если через цилиндрический конденсатор, осевой электрод которого соединен с электрометром, протягивается исследуемый воздух с известной скоростью и если между электродом и внешней трубкой конденсатора имеется достаточная разность потенциалов, то все ионы 134
Рис. 39. Схема устройства аспираци- онного конденсатора t>»M>}»f»J>/M/»>W»»?»t»ri / / / v»»»;»» »»»>»>»»w»»?»»\ А 10 0 Ю Рис. 40. Схема счетчика аэроионов Эберта / и 2 — соответственно внутренний и внешний электрод; 3 — зарядник; 4 — двунитный электрометр Вульфа; 5 — вентилятор; б — анемометр; 7 — конусовидная крышка определенной массы, знака, противоположного знаку заряда электрода, задерживаются в конденсаторе, оседая на внутреннем электроде и отдавая ему свой заряд (рис. 39). Из потери заряда электрометром можно вычислить концентрацию или число зарядов в протягиваемом воздухе. Эбертом в 1903 г. был сконструирован специальный прибор, который позволяет измерять число легких аэроионов в единице объема воздуха. Прибор Эберта носит название "счетчика ионов" (рис. 40). А.А. Сперанским была составлена инструкция к употреблению аспи- рационного прибора Эберта. Основная часть прибора состоит из двунитного электрометра Вульфа, который имеет следующее устройство. В коробке натянуты две тонкие платиновые нити (диаметром около 0,005 мм). Нити прикреплены верхними концами к пластинке, изолированной от корпуса электрометра янтарем и соединенной с капсюлей, которая предназначена для укрепления внутреннего электрода цилиндрического конденсатора. Нижние концы нити прикреплены к тонкой кварцевой дужке, которая поддерживает их в слегка натянутом состоянии. В коробку вставлен микроскоп, который может винтом передвигаться по салазкам в горизонтальном направлении. Микроскоп имеет муфту. Вращением ее наводят на нити. В окулярной системе вставлена шкала, по которой ведутся отсчеты расхождения нитей от нулевого деления влево и вправо. Окуляр ставится на ясную видимость делений 135
шкалы. Третье отверстие коробки завинчено крышкой. В это отверстие вставляется стеклянный сосудик с натрием или хлористым кальцием. Такой же сосудик помещается в цилиндрическую коробку для осушения наружной части янтарного изолятора. Вторая часть прибора (конденсатор) состоит из наружной трубки и металлического стержня, который вставляется или ввинчивается в капсюлю. На трубку надевается конический колпак для защиты от пыли, дождя, насекомых. Стержень конденсатора заряжается от столба Замбони через штифт, который нажимом пальца на эбонитовую или янтарную пуговку приводится в соприкосновение со стержнем. Прикосновением тем или другим полюсом Замбони к штифту заряд передается стержню. Третья часть прибора состоит из турбины, вентилятор которой приводится в движение часовым механизмом, заводимым ручкой. Турбина соединена с конденсатором изогнутой трубкой того же диаметра, в нее вставлен небольшой анемометр, по которому судят о количестве пропущенного воздуха через конденсатор за определенное время. При вентиляторе имеется тормоз и счетчик оборотов, на котором нанесены цифры. Выход цифр совершается через определенное число оборотов вентилятора и отмечается ударом звонка. Между турбиной и соединительной трубкой вставлена заслонка, поворачивая которую конденсатор соединяют с вентилятором или, наоборот, прекращают ток воздуха по конденсатору. Четвертая часть прибора, вспомогательный конденсатор, состоит из наружной трубки и внутреннего стержня. Стержень конденсатора изолирован от наружной трубки янтарем и для опыта заряжается от батареи элементов. Для производства наблюдений прибор устанавливают на горизонтальном столе и заземляют. Конденсатор собирают и дают ему заряд от столба Замбони. При измерении ионизации конденсатор по возможности желательно заряжать до одного и того же потенциала — до 200—250 В, при таком заряде нити разойдутся на 50—60 делений в обе стороны от нуля. Затем открывают заслонку, заводят турбину и пускают в ход вентилятор. Дают прибору "установиться", для чего необходимо пропустить один-два удара звонка турбины (2—3 мин). За это время записывают начальное положение стрелок анемометра и приготовляют нити к отсчету передвижением винта. В момент следующего удара звонка одновременно пускают в ход секундомер и анемометр и отсчитывают положения нитей. При последнем ударе звонка — пятом, если начальный считать за нулевой, — одновременно закрывают заслонку и останавливают секундомер, делают отсчет по нитям и анемометру. Можно делать отсчеты через три звонка, если спадение нитей хорошо заметно. Время от 0-го до 5-го звонка при нормальном ходе турбины составляет в среднем около 8,5 мин, но оно меняется в зависимости от завода турбины и температуры прибора. 136
После измерения концентрации аэроионов делают измерение нормального рассеяния электрометра, зависящего главным образом от недостаточной изоляции. Для этого оставляют на конденсаторе заряд того же знака (если нужно, подзаряжают конденсатор), останавливают турбину, сняв колпак, закрывают трубку конденсатора крышкой и при закрытой заслонке измеряют спадение нитей — потерю заряда — за время "пяти звонков", определенное по секундомеру. Такие же измерения и за тот же промежуток времени производят при противоположном заряде конденсатора. В сухую погоду потеря заряда от недостатка изоляции (собственный ход прибора) часто равна нулю, поэтому нет необходимости измерять ее после каждого наблюдения. Результаты измерений числа аэроионов, производимых прибором Эберта, не совсем точны благодаря влиянию присутствия в воздухе, кроме легкоподвижных, также средних и тяжелых ионов. В неблагоприятных условиях ошибка может достигать десятков процентов измеряемой величины и полученные результаты тогда сомнительны. Для того чтобы устранить влияние медленных аэроионов, приходится производить добавочные измерения; при этом может быть употреблено несколько приемов. К обычным измерениям добавляется еще измерение потери заряда при работающем аспираторе под влиянием средних и медленных аэроионов. На прибор надевается дополнительный конденсатор, предназначенный для определения подвижности аэроионов, который заряжается с помощью батареи до потенциала не менее 40 В тем же знаком, каким заряжен главный конденсатор. Для измерения числа средних и тяжелых аэроионов предложен ряд счетчиков, ничем принципиально от счетчика Эберта не отличающихся. Воздух, содержащий средние и тяжелые ионы, пропускается через цилиндрический конденсатор, между обкладками которого имеет место электрическое поле. Аэроион, попавший вместе с потоком воздуха в конденсатор, подвержен действию двух сил: силы, с которой движущийся воздух увлекает его вдоль пластин конденсатора, и силы электрического поля. При определенных скоростях движения воздуха и величины напряжения электрического поля можно вычислить движение иона под действием указанных сил. Подбирая скорость движения воздуха в конденсаторе и напряжение поля, можно добиться того, что все аэроионы данной подвижности упадут на пластину конденсатора. Для этого, как известно, подвижность данной группы аэроионов должна находиться в определенной зависимости от размеров конденсатора, количества проходящего в секунду воздуха и максимальной разности потенциалов, при которой, совершается полное падение ионов на конденсатор. Аппарат Линке и Израэля имеет ряд преимуществ перед другими приборами, применяемыми для измерения тяжелых аэроионов. Прежде всего он имеет в несколько раз меньшие размеры (удобен 137
Рис. 41. Схема счетчика аэроионов Л.Н. Богоявленского I и 2 — соответственно наружная и внутренняя труба; 3 — дополнительная труба для измерения средних и тяжелых ионов; 4 — уплотнители; 5 — переключатель для подачи напряжения на трубу 2 или J; б — батарея высокого напряжения; 7 и 8 — электроды для измерения концентрации соответственно легких и тяжелых аэроионов; 9 — раструб; 10 — вентилятор; II — реостат; 12 — электрометр; 13 — переключатель для заземления трубы; ММ — микроманометр для учета объема просасываемого воздуха; W — трубка Вентури; V — источник энергии; М — микроскоп •f'H для экспедиций) и значительную чувствительность. При разности потенциалов 200 В он дает возможность улавливать все аэроионы. Кроме того, этот аппарат имеет два конденсатора и соответственно этому два электрометра, так что воздух одновременно пропускается по двум путям и одновременно улавливаются как положительные, так и отрицательные аэроионы. Это дает возможность определять одновременно коэффициент униполярности. Кроме того, аппарат измеряет количество пропущенного воздуха и требует для производства всех измерений от 1 до 3 мин. Для уничтожения вредного влияния краевого эффекта конденсатора, благодаря которому часть легких аэроионов не попадает в измерительный конденсатор, во всасывающей трубке прибора установлен добавочный конденсатор. Он улавливает легкие аэроионы, прежде чем они попадут в основной измерительный конденсатор. Такое приспособление дает возможность более точного учета числа аэроионов. Л.Н. Богоявленский сконструировал прибор для счета как легких, так и тяжелых аэроионов воздуха (рис. 41). По сравнению с другими приборами он имел некоторые преимущества. Время одного наблюдения у этого достаточно портативного и обладающего необходимой чувствительностью счетчика сокращено до 1,5 мин. Измерение числа легких и тяжелых аэроионов производится следующим образом. При подсчете числа легких аэроионов применяется тонкий электрод и короткая труба, а также ток напряжением 100 В. Объем продуваемого воздуха поддерживается на определенном уровне, а именно около 200 см /с. В этих условиях тяжелые аэроионы, как 138
обладающие большой массой, проскакивают сквозь трубу, ибо электрическое поле в ней не достаточно сильно, что бы их задержать. Легкие же ионы осаждаются на тонком электроде и отдают ему свой заряд. Для подсчета тяжелых ионов применяется толстый электрод и дополнительная труба, а также ток напряжением равным 300 В. Объем воздуха поддерживается до 300 см /с. Для измерения заряда сильно заряженной водяной пыли Л.Н. Богоявленским был построен специальный прибор, в котором учтена значительная концентрация зарядов и их малая подвижность. Внутри изолированной на эбоните металлической трубы помещен висящий на двух стержнях электрод, изолированный янтарем. К одному из стержней электрода присоединен заключенный в металлическую, с одной стороны застекленную и заземленную коробку стержень с тонким алюминиевым листочком, вблизи которого помещен небольшой диск, регулируемый с таким расчетом, чтобы алюминиевый листок касался его при достаточном отклонении. К трубе может быть присоединен один из полюсов выпрямителя, другой полюс которого присоединен к наружному предохранительному кожуху и к земле. Вблизи от выходного отверстия трубы помещен центробежный вентилятор, приводимый в движение электродвигателем, частота вращения которого может регулироваться реостатом. Во входном отверстии трубы помещена изолированная с помощью эбонитового кольца трубка Вентури, присоединенная к двужидкостному микроманометру. Эти приспособления позволяют измерять с достаточной точностью количество воздуха, проходящего через трубку с электродом. Ионизированный воздух поступает сначала в отверстие трубки Вентури и затем в трубу с электродом, где под действием электрического поля, созданного напряжением в 300—400 В, поданного на трубу, отдает электрические заряды знака, одинакового со знаком потенциала трубы. Электрод накапливает постепенно эти заряды, вследствие чего алюминиевый листок электрометра начинает отталкиваться от стержня и, касаясь, наконец, заземленного диска, отдает ему свой заряд и падает. Затем под влиянием дальнейшего потока начинается новое накопление заряда, новое отклонение и падение листочка. Время качания листочка можно измерить по секундомеру. Зная емкость электрода и количество пропущенного через трубу воздуха, можно вычислить число элементарных зарядов в 1 см воздуха. Знак этих зарядов будет тот же, что и знак потенциала, поданного на трубу. Помимо указанных счетчиков, получили некоторую известность разработанные М.Н. Герасимовой счетчики легких, средних и тяжелых аэроионов (рис. 42 и 43). В этих счетчиках частично устранены недостатки счетчиков Эберта, Богоявленского и других авторов. Одной из существенных ошибок при измерении числа аэроионов является предположение, что каждый аэроион несет один элементарный заряд. Если это справедливо для легких аэроионов, то неизвестно, справедливо ли оно для средних. Оно не вполне справедливо для тяже- 139
г .H-i'l'fW ^1-1-[>1р Рис. 42. Схема счетчика легких и средних аэроионов М.Н. Герасимовой У — сетка, защищающая конденсатор счетчика от действия электрического поля атмосферы; 2 — система для устранения краевого эффекта; 3 — внешний электрод; 4 и j — внутренний электрод для измерения концентрации соответственно легких и средних аэроионов; б — вентилятор; 7 — анемометр; 8 — однонитный электрометр; 9 — потенциометр; 10 — милливольтметр; 11 — ключ для измерения вспомогательного напряжения Z ж. X ^7777 ^" '1 7737? Ш Ш) П J>4 ш. 2зЭ izzxlN V7W77. ■ 'Лл* Рис. 43. Схема счетчика легких и тяжелых аэроионов М.Н. Герасимовой У — газовые часы; 2 — заземленный кожух; J и 4 — электроды; i — защита Свана; /1 и /2 — квадрантные электрометры Долезалека лых аэроионов и вполне ошибочно для сверхтяжелых заряженных частиц. Примерно теми же недостатками обладает и счетчик аэроионов П.И. Тверского, уже не говоря об упрощенном счетчике В.Ф. Литвинова. Аэроионный спектрометр Уэта (Институт Карнеги, Вашингтон) представляет собой громоздкий стационарный прибор. К сожалению, до сих пор не разработаны портативные и универсальные счетчики аэроионов для изучения аэроионных спектров. В недавнее время сконструирован "динамический счетчик". Этот 140
9Ф- ¥;f»., „ "Д: Рис. 44. Аэроионный спектрометр Н.Н. Комарова—А. А. Середкина в лаборатории аэроионификации "Союзсантехники" счетчик (рис. 44) уже оправдал себя и при работе электроэффлюви- альной люстры, ибо полученные им данные о числе аэроионов хорошо совпадают с теоретическими расчетами. Сущность работы динамического электрометра состоит в следующем. Постоянное или медленно меняющееся напряжение, подаваемое на вход прибора, преобразуется путем модуляции входной емкости электрометра в переменное напряжение, амплитуда колебания которого пропорциональна входному напряжению. Полученное переменное напряжение тока усиливается, детектируется с помощью синхронного детектора и подается на стрелочный прибор. Электрометр имеет три диапазона чувствительности. Блок управления, смонтированный вместе с измерительным конденсатором, обеспечивает включение и выключение двигателя, коммутацию напряжений на конденсаторе и заземление электрометра. В качестве источников питания используются феррорезонансный стабилизатор и автотрансформатор. 141
Глава III ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АЭРОИОНИФИКАЦИИ III. 1. ОБЩИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ Живой организм во всех стадиях своего развития является приемником аэроионов, оказывающих на него то или иное физиологическое воздействие. Поэтому проблема аэроионификации является одной из актуальных физиологических и биологических проблем, разрешение которой должно будет иметь большое теоретическое и практическое значение. Особый интерес приобретает изучение механизмов физиологического действия искусственных аэроионов. Воздействие искусственными униполярными аэроионами коренным образом отличается от всех принятых в медицине электрических воздействий на организм. Это отличие состоит в том, что мы вдыхаем аэроионы вместе с воздухом. Физиологические исследования и клинические наблюдения показали наличие противоположного эффекта влияния униполярных аэроионов, находящегося в прямой зависимости от их электрической полярности. Этот факт имеет кардинальное значение в области выяснения механизмов физиологического действия аэроионов. Он совершенно исключает предположение о неспецифичности действия аэроионов и ставит по-новому проблему полярного физиологического действия электрической энергии вообще. С этой точки зрения искусственные униполярные аэроионы являются не только фактором, с помощью которого можно влиять на организм и вызывать в нем те или иные реакции, но и своеобразным методом расшифровки некоторых физиологических процессов. Остановимся на рассмотрении активности аэроионов положительной и отрицательной полярности. Независимо от того, какой бы газ воздуха не ионизировать, коэффициент диффузии отрицательного иона больше, чем коэффициент диффузии положительного иона (То- усенд, 1899). Значительное превышение скорости диффузии отрицательного иона сравнительно с ионом положительным может явиться весьма существенным физико-химическим фактором. Известно, что коэффициенты диффузии ионов, возрастают с уменьшением упругости, причем это возрастание наступает для отрицательных ионов скорее, чем для положительных. Повышение температуры также увеличивает коэффициент диффузии отрицательного иона. Обращаясь к подвижности ионов, под которой следует понимать ту скорость, которую ион развивает при движении в электрическом поле, равном В/см, мы видим, что подвижность отрицательных ионов превосходит подвижность положительных ионов. У некоторых газов, особенно у химически чистых, подвижность отрицательного иона превосходит подвижность положительного в сотни раз, как, например, у 142
чистых азота и гелия — в 100 раз, у аргона — в 158 раз. Чрезвычайно большие подвижности ионов очищенного азота и благородных газов можно объяснить тем, что электроны, получившиеся после диссоциации молекулы, неохотно соединяются с другими молекулами, чтобы образовать отрицательный ион молекулярных размеров, и движутся самостоятельно. У газов воздуха (кислород, азот и т.д.) подвижность отрицательных аэроионов также превышает подвижность положительных аэроионов. Следующим фактором, имеющим весьма большое значение, является ионизирующая сила отрицательных аэроионов, или электронов. Сравнивая способность отрицательных и положительных аэроионов производить расщепление молекул при ударе, Тоусенд обнаружил весьма существенную разницу в этой способности. Как те, так и другие аэроионы могут возбуждать ударную ионизацию, но для положительных аэроионов для этого нужны значительно большие энергетические затраты. В то время как отрицательные аэроионы при равных значениях электрической силы представляют достаточно мощные аэроионизаторы, положительные производят лишь ничтожную аэроионизацию. Исходя из данных опыта, Тоусенд получил следующие цифры: для воздуха при градиенте поля 190 В/см ионизирующая сила отрицательного аэроиона в 57 раз больше силы положительного; для водорода при градиенте в 50 В/см отрицательные аэроионы производят в 15 раз большую диссоциацию, чем положительные, и т.д. Отсюда следует, что в отношении диффузии, подвижности и особенно ионизационной силы отрицательные аэроионы активнее аэроионов положительных. Выше мы говорили о том, что все элементы можно подразделить по их электрическим свойствам, вытекающим из явлений электролитической диссоциации, на элементы электроотрицательные и электроположительные. Кислород — элемент электроотрицательный, под влиянием ионизации он увеличивает свою биологическую активность значительно больше любого другого атмосферного газа. Эта мысль находит подтверждение в высказываниях автора книги (1922), В. Кас- пари (1926) и Г. Шорера (1928—1931) и ныне может считаться доказанной. Ионизированный кислород воздуха играет основную роль во всех эффектах, полученных в работах по изучению действия отрицательных аэроионов. Можно наметить два основных пути, по которым осуществляется действие аэроионов на организм. Первый путь — отдача аэроионами своих зарядов поверхности тела, второй путь — поступление аэроионов в легочную ткань в процессе дыхания, а затем и в кровяное русло —. адсорбция и диффузия аэроионов. Не исключена возможность воздействия аэроионов на кровь через альвеолярную стенку путем электростатической индукции. При действии электроэффлювиальной люстры поток отрицательных аэроионов движется по направлению к положительно заряженной земле. Тело подопытного животного, имея от земли положительный 143
заряд, притягивает к себе движущиеся отрицательные аэроионы, которые и отдают ему свои заряды. В результате непрерывной отдачи телу потоком ионов своих зарядов на поверхности тела возникает электрический ток, имеющий постоянное направление сверху вниз. Этот поток обтекает тело, подобно так называемому вертикальному току проводимости, возникающему в атмосфере благодаря движению положительных и отрицательных ионов под влиянием сил электрического поля "атмосфера — земля". Средние значения этого поля над сушей по ряду прямых определений равны 3,1 -10" А/см . С. Дорно вычислил величину вертикального тока, протекающего через находящегося на земле под открытым небом человека ростом 165 см. Если градиент потенциала равен 500 В/м, а число аэроионов в 1 см — 4000, то величина силы тока будет равна 1,96-10 А. Вычисления Е.Г. Грачевой по территории Бенндорфа дают при тех же условиях 3,57*10" А, т.е. величину того же порядка. В.И. Баранов, исходя из других соображений, сделал попытку вычислить число аэроионов, падающих на поверхность человеческого тела, равную 1,6 м . Это число для неподвижного воздуха оказалось эквивалентным силе тока 5,4 -10" А в среднем для аэроионов каждого знака. Аэроионный поток, имеющий место под электроэффлювиальной люстрой, в сотни и тысячи раз сильнее вертикального тока проводимости в свободной атмосфере. Измерения автора показали, что при расстоянии люстры от подопытного объекта 1 м и при отрицательном потенциале 80 кВ сила тока, падающего на подопытный объект, достигает 310 А на 1 см /с. Какое физиологическое действие оказывает на организм электрический ток, слагающийся из массовой отдачи аэроионами своих зарядов периферии тела? По вопросу о влиянии на организм токов постоянного направления известно очень немного. Заряд и электропроводность кожного покрова у различных лиц неодинаковы; мало того, у одного и того же человека или животного в разное время можно наблюдать различное сопротивление происхождению электрического тока. Ряд факторов эндогенного и экзогенного порядка обусловливают это явление; среди них: состояние здоровья, кожи и внешние физико-химические агенты. Известна изменчивость так называемого психо- гальванического рефлекса под влиянием эндогенных факторов (И.Р. Тарханов и др.). Известно далее, что эпидермис плохой проводник электричества, так как его сопротивление равно от 1 тыс. до 10 тыс. Ом, причем различные участки кожи в зависимости от ее толщины, от кровенаполнения сосудов и разного состава желез различно проводят электрический ток. Однако эпидермис имеет множество выводных отверстий, волосяных сумок, потовых и сальных желез, через стенки которых может проходить электрический ток. Сама поверхность кожи может быть более или менее влажной, а потому неодинаково проводящей. Слизистая оболочка обладает лучшей проводимостью, чем эпидермис, именно благодаря своей влажности. Наконец, 144
кожа уснащена многочисленными нервными рецепторами — приемниками различных внешних раздражений. Поток аэроионов, бомбардируя кожную поверхность, должен возбудить на ней электрические токи, которые могут через поры попадать и в глубже лежащие слои кожного покрова и влиять на те или иные физиологические функции. В частности, эти токи могут повысить кожный газообмен, имеющий известное значение в жизнедеятельности всего организма в целом, возбуждать нервные окончания и т.д. Как известно, кожное дыхание у теплокровных животных достигает 0,005—0,01 всего газового обмена. Существует мнение, что кислород может всасываться влажной кожей и достигать капилляров и крови (Бенеке), но количество проникающего таким путем кислорода, по- видимому, крайне ничтожно (Рикке). Свою электрическую связь с внешним миром организм осуществляет как через легочную ткань, так и через кожный покров путем электрорегуляции между организмом и внешним миром. Электрическое поле атмосферы прежде всего воздействует на кожный покров, который передает это воздействие внутренним органам и принимает ответные электрические реакции организма. Таким образом, между организмом и внешней средой устанавливается определенное взаимодействие, выражающееся в непрерывном течении электричества по поверхности кожи, в отдаче электричества внешней среде. Это взаимодействие между организмом и внешней воздушной средой можно назвать внешним электрообменом (С. Дорно). Понятие об электрообмене между организмом и воздушной средой может быть распространено на электрические процессы, происходящие внутри организма под влиянием притекающего к легким ионизированного воздуха, — на легочный и тканевый электрообмен (Л.Л. Васильев и А.Л. Чижевский). Есть основания утверждать, что аэроионный поток влияет на нервные рецепторы кожного покрова. Это влияние может выразиться в изменениях возбудимости периферической нервной системы и повлечь за собой ту или иную реакцию организма. Известно, что аэроионный поток отрицательного знака при электрическом эффлювии, получаемом от статической машины, вызывает изменения порога пространственного чувства, тактильной и болевой чувствительности кожи, диаметра капилляров (Тыкочинская, Антонов) и т.п. В отношении действия колебаний атмосферного электричества на нервно-сосудистые реакции небезынтересны наблюдения Беттмана. Поток аэроионов, падая на поверхность кожи, может явиться достаточно сильным раздражителем, чтобы стимулировать усиленный рост оперения, волосяного или шерстяного покрова. Массовые наблюдения над птицами, а также над овцами, систематически подвергавшимися действию аэроионного потока, подтверждают эту возможность. Можно отметить случаи, когда поросята под влиянием определенных доз аэроионов обрастали исключительно густой и жесткой Щетиной. 145
Изучение иннервации кожного покрова птицы показало, что у птицы кожа богато снабжена нервами и, в частности, что у нее сильно развит нервный аппарат пера; возможно, что это обстоятельство придает кожному покрову птицы особую чувствительность к физическим агентам (А.В. Рахманов). В литературе мы находим описания ряда случаев излечения некоторых кожных заболеваний под влиянием аэроионов. Ввиду того что аэроионы, по-видимому, оказывают некоторое влияние на поверхность тела, необходимо отдифференцировать действие аэроионов на поверхность тела от их влияния на поверхность легочных альвеол. Это было успешно произведено А.А. Передельским и другими исследователями при изучении механизма действия униполярных аэроионов. Вообще говоря, трудно допустить, что главными воротами, через которые аэроионы оказывают свое действие на организм, является периферия тела. Через поверхность тела аэроионизация оказывает лишь частичное действие. Гораздо легче представить себе, что это процесс осуществляется через дыхательный аппарат. О существовании легочного электрообмена писал еще в XVIII в. П. Бертолон. В альвеолах вдыхаемый воздух приходит в теснейшее соприкосновение с кровью, протекающей по легочным капиллярам, ибо кровь отделена от альвеолярного воздуха всего лишь однорядным слоем эндотелиаль- ных клеток. Можно указать еще на один фактор — на статический заряд подопытного животного. Если животное плохо "заземлено", т.е. изолировано от пола или земли, то аэроионы, оседая на поверхности тела животного и отдавая ему свой электрический заряд, постепенно заряжают тело животного статическим зарядом, который легко обнаружить, коснувшись рукой животного. В месте соприкосновения должна появиться искра. Какую биологическую роль играет статический заряд, приобретаемый поверхностью организма животного даже в случае частичной изоляции, сказать в настоящий момент нельзя, но отметить это явление необходимо и в дальнейшем по возможности подробнее его изучить, особенно в связи с исследованием процессов вдыхания ионизированного воздуха. Опыты Ф. Влеса в известной мере могут пролить свет на этот вопрос. Станем на точку зрения коллоидной химии и примем насыщенный аэроионами воздух как дисперсионную среду, а аэроионы — как дисперсную фазу. Мы вправе рассматривать воздух, насыщенный свободно движущимися легкими или тяжелыми униполярными зарядами, как коллоидную систему с одним компонентом (У. Гиббс). Взвешенные в дисперсной среде — воздухе ионы можно принять за дисперсную фазу коллоидной системы, за суспензоиды или аэрозоли (А. Шмаус и А. Виганд). Сделав такое предположение, необходимо вместе с коллоидной химией принять известное положение о специфической роли в физико-химических реакциях той громадной поверхности, сконцент- 146
рированной в небольшом объеме, которую несут мельчайшие частицы диспергированного вещества. Известно, что скорость химических реакций пропорциональна поверхности соприкасающихся тел и что общая сумма поверхностей коллоидных частиц настолько велика, что объем и масса вещества сравнительно с громадным развитием поверхности кажутся ничтожными. Здесь вступает в работу та огромная поверхностная энергия, которая обусловливает собой явления катализа в химических, физиологических и, наконец, в олигодинамических реакциях. Не останавливаясь подробно на рассмотрении этих явлений, хотелось бы подчеркнуть то обстоятельство, что эти явления при дальнейшей разработке вопроса могут пролить свет на самые темные стороны проблемы воздействия кислородными аэроионами на организм. Особое значение коллоидная структура ионизированного воздуха приобретает в связи со структурой тканевых и органических жидкостей. За последние десятилетия точка зрения на физико-химические процессы, протекающие в организме, резко изменилась, особенно после того, как коллоидные и электрохимические методики стали проникать в биологические лаборатории. Было с несомненностью установлено, что все органические жидкости, как-то: протоплазма, кровь и лимфа, представляют собой коллоидные системы. Было также показано, что эти коллоидные системы являются системами электростатическими, так как отдельные частицы этих органических коллоидов несут на своей поверхности электрические заряды. В этом свете и весь организм, конечно, в качестве удобной схемы —. не более того, стали рассматривать как коллоидную машину, или машину электростатическую (Р. Келлер и др.). Проблема воздействия на организм аэроионами может быть сведена в грубом приближении к воздействию одной коллоидной системы на другую, к воздействию аэрозоля на гидрозоль. При соприкосновении ионизированного воздуха со слизистой оболочкой дыхательных путей и легочной ткани возникает ряд явлений, изучение которых может иметь решающее значение в области распознавания механизма действия аэроионов на организм. Эти явления носят название адсорбции и диффузии и заключаются в восприятии газов поверхностью того или иного "поглотителя" (адсорбента), т.е. поверхностью живой ткани. Под границей здесь следует разуметь поверхностный слой живой ткани, так называемую протоплазматическую оболочку (клеточную мембрану). Здесь частицы протекающего ионизированного воздуха вступают в сложные взаимодействия с лежащими на поверхности живой ткани молекулами. В основе этого взаимодействия лежат прежде всего силы электростатического притяжения. В зависимости от знака электрического заряда, несомого молекулами живой ткани, эти молекулы притягивают положительные или отрицательные аэроионы. В Результате этого притяжения возникает ряд явлений, как-то: электрофорез, электроосмос, выпадение или стабилизация коллоидов, явление заряда диафрагм и т.д. 147
Существует мнение, что все явления адсорбции следует подразделить на две основные категории: механическую и химическую. Молекулярные силы принимают самое деятельное участие в явлениях адсорбции. Так, например, величина адсорбции растворенных в воде электролитов, имеющих один и тот же анион, но различные катионы, увеличивается одновременно с увеличением атомного веса катионов. Таким образом устанавливается зависимость между силой адсорбции катионов и их атомным весом. Примером взаимодействия адсорбированного вещества и поглотителя в зависимости от знака электрического заряда могут служить явления окраски минеральных соединений, растительных волокон и живой клетки. Так, вещества, обнаруживающие в состоянии гидрозолей положительный заряд, окрашиваются только красками, несущими отрицательный заряд. Наоборот, красками, несущими положительный заряд, окрашиваются вещества, обнаруживающие при катафорезе отрицательный заряд. Во всех явлениях адсорбции основную роль играет развитие поверхности взаимодействующих тел. Это развитие поверхности обусловливает специфическую адсорбционную способность различных тел. Вопрос о специфической способности к адсорбции у различных тел стоит под сомнением, ибо различная способность к адсорбции является результатом различного развития поверхности, что иногда бывает трудно обнаружить. Принято считать, что способность того или иного поглотителя к адсорбции выражается тем количеством адсорбированного вещества, которое этот поглотитель может адсорбировать на единицу поверхности. В некоторых случаях тела изменяют адсорбционную способность в зависимости от своего физического состояния. Тогда можно предположить, что причиной этого изменения является уменьшение или увеличение развития поверхности тела, но не какое-либо изменение его природы. __ Адсорбционные явления могут происходить при участии таких ничтожных, иногда неизмеримо малых количеств взаимодействующих фаз, что они часто не могут быть аналитически учтены. Тем. не менее энергия адсорбции весьма велика. Она приближается по порядку величины к энергии, выделяющейся при экзотермических реакциях. По мере прохождения воздушной струи по дыхательным путям некоторая часть аэроионов, особенно легких, притягивается стенками дыхательного тракта и отдает свои заряды окружающей ткани. Эта отдача, впрочем, может оказывать также физиологическое действие. Легочных альвеол достигает лишь часть аэроионов от первоначального количества, поступающего в дыхательные пути вместе с вдыхаемым воздухом. Этот факт был установлен экспериментальными работами автора еще в 1924 г., а затем в физиологической лаборатории Лионского университета. 148
Живая ткань, состоящая из клеток с сильно развитой поверхностью, должна воспринимать с исключительной чувствительностью воздействие периодически притекающего к ней ионизированного воздуха. Вполне допустимо, что ионизированный воздух усиливает процессы адсорбции в живой ткани, особенно если признать, что одной из основных причин адсорбции является противоположность зарядов поглотителя и адсорбируемой материи. Здесь на поверхности коллоида и происходит восприятие притекающей извне электрической и химической энергии, в результате чего следует повышение энергетического уровня клетки. Изучение явлений адсорбции газов поверхностью живой ткани должно иметь особо важное значение для объяснения сложных физиологических процессов, совершающихся в мономолекулярном слое тканевой поверхности. Струя воздуха, вдыхаемая животными или человеком, увлекает с собой не только легкие, но и тяжелые аэроионы и несет их в сложную систему трубопроводов дыхательного аппарата. Благодаря униполярному заряду аэроионов при искусственной аэроионизации степень рекомбинации их в дыхательных путях снижается до минимума. Отсюда ясно, что в процессе вентиляции альвеолярного воздуха степень рекомбинации аэроионов также будет минимальной. Вычислив, какое количество и какого знака аэроионов имеется в 1 см воздуха, и зная, чему равен один элементарный заряд, можно рассчитать для каждого данного случая количество электричества, вдыхаемого вместе с воздухом в единицу времени. В легких вступает в силу взаимодействие поверхностей. Общее число альвеол у человека колеблется в пределах от 150 млн до 4 млрд, а в среднем составляет 700 млн. Дыхательная поверхность всех альвеол достигает 80—120 м , а в среднем 100 м , превосходя таким образом, в 50 раз поверхность человеческого тела. Электрические заряды, вносимые аэроионами в легкие, проявляют себя наиболее полно на пространстве нескольких десятков квадратных метров. Здесь они вступают в соприкосновение с восприимчивой к физико-химическим процессам тканью — с клетками респираторной стенки. Каждый удар аэроиона о поверхность альвеолы, отдача аэроионами заряда могут иметь для всего организма огромное значение и особенно для легочных, гуморальных и окислительных процессов. Сопоставление огромной поверхности респираторного энтоделия — этого воспринимающего аппарата легких и огромной поверхности химически активного вещества, отдающего легочной ткани свою электрическую и химическую энергию, делает понятным то значение, которое могут иметь аэроионы кислорода воздуха в жизнедеятельности организма, и те задачи, которые ставятся этой обоснованной предпосылкой. 149
Ш.2. ПРОХОЖДЕНИЕ УНИПОЛЯРНЫХ АЭРОИОНОВ ПО ВОЗДУХОНОСНЫМ ПУТЯМ И ДЕЙСТВИЕ ИХ НА ДЫХАНИЕ И ГАЗООБМЕН Число аэроионов, проходящих по воздухоносным путям человека, изменяется в определенных пределах. При естественной аэроионизации максимум его достигает нескольких тысяч или десятков тысяч, при искусственной аэроионизации — до ЫО в 1 см вдыхаемого воздуха. По сравнению с числом молекул в том же объеме воздуха (2,7-10 ) число ионов чрезвычайно мало. И тем не менее униполярно и высокоионизированный воздух физически резко отличается от обычного воздуха. Он быстро разряжает электрометр, заряженный до высокого потенциала; заряжает изолированные от земли предметы так, что при соприкосновении с ними проскакивают искры, способствует стабилизации или коагуляции коллоидов и т.д. Одним словом, в сфере действия униполярного и высокоионизированного воздуха происходят явления, обычно не наблюдаемые в комнатной обстановке. С другой стороны, концентрация аэроионов даже в высокоионизи- рованном воздухе чрезмерно мала по сравнению с числом электролитических ионов, находящихся в крови или в тканевых жидкостях. В.И. Баранов, сопоставляя число электролитических ионов в 1 см крови с числом вдыхаемых аэроионов, приходит к выводу, что благодаря исчезающе малой величине последнего числа действия аэроионов на организм быть не может. Легко подсчитать, что человеку понадобилось бы непрерывно вдыхать аэроионы в высоких концентрациях более 200 лет подряд, чтобы вдохнуть в себя такое же число ионов, которое содержится в 1 см крови. И тем не менее нам известно, какое мощное действие аэроионы оказывают на нервную систему, кровь, а также на обмен веществ и т.д. Следовательно, механизм действия аэроионов нужно рассматривать скорее с качественной, чем с количественной стороны. Существуют несоизмеримые эффекты или "запальные явления", когда совсем малые количества энергии освобождают огромные силы и направляют их по таким каналам, по которым они без этих "возбудителей" никогда не пошли бы. В химии известны каталитические действия. Аналогичные процессы постоянно протекают в живых организмах. Если спичка может взорвать пороховой погреб, то и укус комара может сопровождаться резкими моторными актами. Предположим, что вероятность физиологического действия микродоз кончается там, где отсутствуют материальные носители этого действия. Приведем следующий расчет. Возьмем 1 мг "меченых" молекул воды, которые условно назовем молекулами вещества х, и растворим их в 99 мг воды. Получим "раствор" концентрации 1 /100 - 1 б*. Из этого раствора возьмем 1 мг и снова разбавим его в 99 мг воды. Получим разведение. равное 10 . Так будем поступать и далее, пока не получим разведение, равное 10" . Спрашивается, сколько молекул вещества х осталось после всех разведений в 1 мг? Так каквес одной молекулы воды равен 29,934-10~21мг, то 1 мг содержит 1/(29,934-10 J = 3,34-10 молекул. Следовательно, в разведении Ю-2 содержится 3,34-10 -10 = 3,34-Ю17 молекул. В разведении, равном Ю-4, будет: 150
Таблица 23. Число вдыхаемых человеком аэроионов обеих полярностей при естественной и искусственной аэроионизации Аэроионы з Число вдыхаемых аэроионов в 1 см в 1 мин в 1 ч в 1 сут. Естественные х-\ О3 8-Ю6 4.8-108 11,5-109 Искусственные х-\О8 8-1011 4,8-Ю13 11.5-1014 3,34-1019-10 4 = 3,34-Ю15 молекул. В разведении 10~18 будем иметь: 3,34-Ю19* хЮ = 33,4 молекулы в 1 мг. При этом в последнем разведении на 3,34-Ю1 молекул воды приходится 33,4 молекулы х. При разведении 10"" в растворе уже не будет ни одной целой молекулы х. Конечно, это условие имеет место лишь при идеальном разведении. Практически возможно, что при разведении в 10~ или 10 в 1 мг может остаться еще одна молекула х. Заметим, что если принять разведение 10" для 1 г или 1 кг растворителя, то число молекул вещества х будет: в первом случае — 34,4 10 , а во втором — 33,4-10 . Отсюда следует, что для больших объемов растворителя можно брать соответственно более высокие степени разведения. Рассмотренные значения можно связать следующим выражением: л - NЛ0'к, или п - N/10*. где л — число молекул вещества х, которое останется в единице объема или массы раствора после к разведений; N — число молекул в единице объема или массы вещества х до первого разведения. Из сказанного следует, что чрезвычайные разведения имеют определенные границы, которые могут быть вычислены для каждого отдельного случая. Легко рассчитать, какое число аэроионов того или другого знака вводится в организм в единицу времени при вдыхании ионизированного воздуха. Если принять, что при каждом вдохе в легочный аппарат входит 500 см , то при 16 вдохах в 1 мин получим значения, приводимые в табл. 23. Можно рассчитать, где кончаются границы разведения "ионного газа" в воздухе, при которых еще присутствуют эти активные биологические деятели. Как известно, в 1 см газа при нормальных условиях содержится 2,7-10 молекул. Число аэроионов в 1см воздуха при искусственной аэроионизации достигает 1-10 —1 10 , т.е. представляет собой "разведения", равные: 1107/(2,71019)-410~13и 1108/(2,7 1019)-410"12. Эти значения в сотни тысяч и миллионы раз больше тех чрезвычайных разведений, которые обладают совершенно ясным физиологическим действием, что твердо доказано (П.Н. Кравков, А. Хейбнер, Г. Мимер, Г. Манке, И.П. Чукичев, Б.А. Иорданский и др.). Если же принять в расчет только молекулы кислорода в 1 см воздуха, то получим еще более убедительные величины: 1-107/(0,58-1019)-2-10"12и1-108/(0,58-1019)-210"11, которые в миллионы и десятки миллионов раз больше, чем физиологически активные разведения. Даже концентрация естественных аэроионов атмосферы, варьирующая от 1 • 10 до 5-10 аэроионов в 1 см , составит по отношению к общему числу молекул в том же объеме: Ы03/(2,7-1019)-3,7-10~17 и 5104/(2,7-1019)-1,8-10~15, что еще в десятки и тысячи раз больше тех чрезвычайных разведений, которые оказывают ясное физиологическое действие. 151
И.П. Чукичевым вместе с сотрудниками установлена периодичность реакции вазомоторного эффекта на чрезвычайные разведения белка — сосудорасширяющее действие в начальной части_шкалы разведенки и трилолны вазоконстрикторного эффекта в пределах с 10~ по 10 , с 10" по 10' и L0" . В промежутках между указанными волнами располагаются недействующие (10" и 10" •) либо сосудорасширяющие концентрации (10" ). Таким образом, влияние на организм небольших концентраций аэроионов атмосферного воздуха даже с количественной стороны не может вызвать большого удивления, учитывая убедительные результаты исследований в области физиологического влияния микродоз. Физиологическое же действие как естественной, так и тем более искусственной ионизации в свете современных знаний представляется не только вполне возможным, но и обязательным. В 1932—1934 гг. в ЦНИЛИ в ряде специальных опытов, например при изменении ректальной температуры животных (А.А. Передель- ский и О.И. Парфенова), было с несомненностью доказано, что аэроионы влияют на организм главным образом через дыхательный аппарат. Животные, находясь в камере, дышали через короткую респираторную трубку. В одной серии опытов они получали униполярно ионизированный воздух, в другой серии — комнатный воздух, но зато само тело животного находилось в униполярно ионизированном воздухе. В первом случае были обнаружены совершенно отчетливые сдвиги в ректальной температуре, в другом случае сдвиги были крайне незначительны и лежали в обычных пределах. Аналогичные явления были позже констатированы рядом других исследователей по той же методике, но на других тестах: хронаксии, газообмене и т.д. В.Г. Куневичем в 1939 г. было подтверждено наблюдение А.А. Передельского и О.И. Парфеновой и показано, что средние значения хронаксии икроножной мышцы находятся в прямой зависимости от того, направляются ли аэроионы положительной полярности только на кожу животного или только вводятся в его дыхательный аппарат. Из этих опытов следует, что сдвиги мышечной хронаксии, наступающие при вдыхании аэроионов, во много десятков раз больше сдвигов, обнаруживающихся при действии аэроионов на кожу. Вопрос о путях проникания аэроионов в организм может считаться окончательно выясненным. Одним из основных путей является дыхательный аппарат. Принято считать, что в воздухоносных путях, в ротовой и носоглоточной полостях легкие аэроионы превращаются в аэроионы средние и тяжелые вследствие наличия в данных полостях достаточных для этого превращения водяных частиц. Однако еще следует доказать, что именно все легкие аэроионы превращаются в аэроионы тяжелые. Не исключена возможность, что некоторая часть легких аэроионов доходит до альвеолярной стенки, не оседая на водяных частицах. Принимая в расчет число вводимых в ротовую и носоглоточную полости аэроионов (например, 1 *10 в 1 см ) и число водяных 152
частиц, находящихся в ней (например, 1-10 в 1 см ), легко показать, что между униполярными аэроионами и этими частицами лежат значительные (по сравнению с размерами аэроионов или частиц) расстояния. Расстояния между центрами частиц или аэроионов будут выражаться десятками микронов (микрометров). Диаметр же аэроионов лежит в пределах десятых, сотых и тысячных долей микрона: диаметр сверхтяжелого аэроиона приближенно равен 0,1 мкм, диаметр легкого аэроиона — 0,001 мкм. Это говорит о том, что число возможных столкновений водяных частиц и аэроионов не настолько велико даже при учете подвижности легких аэроионов, чтобы все легкие аэроионы мгновенно превратились в аэроионы тяжелые. Этому же способствует и униполярность потока вдыхаемого воздуха, рассредоточивающая аэроионы в связи с отталкиванием одного аэроиона от другого, в случае их сближения. Об этом же говорят и специальные исследования, произведенные в ЦНИЛИ и показавшие, что при относительной влажности воздуха 34—64% легкие аэроионы исчезают не сразу, а постепенно в течение достаточно длительного времени (за 18—15 мин, табл. 24). Один вдох происходит приблизительно за 1 с. За это время в альвеолы входит 150 см воздуха вредного пространства, т.е. воздуха, выброшенного из легких во время предшествовавшего выхода, и 350 см свежего воздуха. Вредное пространство дыхательных путей было в 1888 г. установлено Цунцем. Леви определил его объем, равный около 150 см . Современные воззрения значительно изменили представление о вредном пространстве. Во-первых, на основе законов аэродинамики следует, что осевой столб воздуха в дыхательных путях движется скорее, чем периферические слои, и смешение атмосферного воздуха с альвеолярным наступает уже во вредном пространстве. Во-вторых, вследствие изменения диаметра бронхов, наступающего в результате колебаний тонуса гладкой мускулатуры в разных фазах дыхания, величина вредного пространства меняется. А.Г. Дембо считает, что величиной вредного пространства при изучении легочных объемов можно пренебречь. Наружный воздух из гортани поступает в дыхательное горло, откуда проникает в бронхи и легкие. Бронхи разветвляются на долько- вые бронхи. Дольковый бронх вступает в верхушку пирамидальной, легочной дольки из легочной паренхимы и дает здесь ряд внутридоль- ковых ветвей бронхов, которые переходят в тончайшие разветвления, называемые концевыми бронхиолами. Бронхиолы в самом начале снабжены мерцательным эпителием, но затем на стенке бронхиол появляются полушаровидные выпячивания, или альвеолы, через стенки которых осуществляется газообмен. Как ни мал диаметр респираторных бронхиол (0,3—0,5 мм), но он в 3—5 тыс. раз превосходит диаметр сверхтяжелого псевдоаэроиона, в 6—10 тыс. раз больше диаметра псевдоаэроиона и в 30—50 тыс. раз больше диаметра легкого аэроиона. 153
Таблица 24. Число легких аэроионов отрицательной полярности при разных температурах t и относительной влажности v? Условия естественная аэроионизация без вентиляции Без искусственной аэроионизации и с вентиляцией При искусственной аэроионизации и без вентиляции Без искусственной аэроионизации и без вентиляции при времени после выключения аэроионизатора, мин: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Число отрицательных аэроионов в 1 см прит = 18° С и <р = 34 Уг 650 290 10 200 000 9100000 5700000 2500000 760000 120000 42000 15000 10000 8000 3000 1500 990 600 300 100 0 при t = 19°C hv> = 599? 470 160 37 000 000 21300000 6500000 780000 310000 92000 26000 3000 1000 300 0 0 0 0 0 0 0 при t = 16°C и у = 64 7( 280 230 1 850 000 990000 710000 305000 112000 31000 11000 1000 100 0 0 0 0 0 0 0 0 Еще в 1924 г., эспериментируя с моделями трахеи и бронхиального дерева при температуре 37°С и соответствующем давлении пара, автор установил, что не менее 30% первоначального числа легких униполярных аэроионов могут достичь поверхности альвеол. Значительно позже вопрос о проникании в организм аэроионов разрабатывался А. Яницким в Институте физических основ медицины (Университет во Франкурте-на-Майне). А. Яницкий полностью отвергал действие на организм легких аэроионов, считая, что они целиком остаются во вредном пространстве дыхательных путей и в альвеолы не попадают. Это, однако, оказалось неточным, и данный факт вынудил школу Ф. Дессауэра еще в 1932 г. отказаться от метода А. Яницкого и переключиться для клинических и физиологических исследований на разработанный автором электро- эффлювиальный метод получения аэроионов (Н. Лямперт, И. Страс- бургер и П. Хаппель, Н. Володкевич и Е. Сору и др.). А. Яницкий 154
считал, что тяжелые аэроионы, полученные по его методу, доходят до альвеол от 14 до 40% их первоначального числа. Остальная часть выдыхается обратно. М. Дюртез (Лионский университет) в 1938 г. экспериментально подтвердил свободное проникание ионизированных частиц (тяжелых аэроионов) до поверхности альвеол. П. Пантюм и Б. Николя (Лионский университет) в том же году показали на моделях, что и легкие аэроионы свободно проникают через трахею и ветви бронхиального дерева. Аэроионный баланс оказался не столь простым явлением, как это предполагал А. Яницкий, ибо в процессе выдыхания организм выбрасывает в окружающий воздух огромное число тяжелых аэроионов (до 300 млн аэроионов обоих знаков в одном выдохе). Это обстоятельство не было обнаружено А. Яницким в его измерениях аэроионного баланса вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Как мы только что говорили, молекулярные ионы кислорода при вдыхании воздуха попадают в полость рта или носоглоточное пространство, где они частично оседают на мельчайших частицах водяных паров, наполняющих эти пространства, и уже в виде тяжелых аэроионов достигают поверхности альвеол. По пути к альвеолам определенное число аэроионов прилипает к стенкам трахеи, бронхов и бронхиол и отдает им свой электрический заряд, заряжая стенки воздухоносных путей электричеством того же знака, что содействует отталкиванию вдыхаемых аэроионов от этих стенок, а это в свою очередь способствует сохранению униполярных аэроионов в струе вдыхаемого воздуха. Данный, казалось бы, маловажный факт играет очень большую роль в процессе проникания именно легких отрицательных аэроионов кислорода в альвеолярную полость. Расчеты показывают, что даже при максимальных концентрациях аэроионов в единице объема воздуха (10 —10 в 1 см ) расстояния между центрами вдыхаемых униполярных аэроионов будут лежать в пределах 12—8 мкм. Учитывая прилипание аэроионов к стенкам воздухоносных путей, адсорбцию их на частицах пара и возможный коэффициент рекомбинации, мы получаем значительные величины проникания легких аэроионов в альвеолярную полость. Потери аэроионов стоят также в известном соотношении со скоростью аспирируемого воздуха и просветом воздухоносных трубок. В бронхах эта скорость по сравнению со скоростью прохождения воздуха по трахее постепенно уменьшается. Действие центрифужных и ударных сил заметно проявляется только в верхних отделах дыхательных путей, где и происходит максимальная потеря аэроионов. Произведенные автором электро- и аэродинамические расчеты показывают, что при спокойном вдохе к поверхности альвеол может доходить до 78,3% аэроионов разной массы. Поступившие в альвеолы аэроионы обратно не выделяются, так как успевают во время дыхательной паузы адсорбироваться на стенках альвеол. Суммарная площадь поверхности стенки легочных альвеол у человека равна 50 м , а по данным некоторых современных ученых — 60—120 м . Приняв суммарную площадь 155
всех альвеол равной 100 м , получим толщину слоя воздуха, протекающего при каждом вдохе по этой площади, равной 3,5 мкм. Эта толщина слоя отличается тем, что лежит в пределах максимального развития адсорбционных сил (аэроионы — стенка альвеол), как это было показано еще Эбертом при изучении адсорбции аэроионов к поверхностям. Стенка альвеол представляет собой однорядный слой плоских эндотелиальных клеток. Толщина эндотелиальных клеток альвеолы и толщина капиллярной стенки, построенной из эндотелиальной трубки и мышечного слоя, не превышает 4 мкм. При каждом вдохе воздуха аэроионы протекают к громадной поверхности альвеолярной стенки и проходят через нее или вступают при ее посредстве во взаимодействие с кровью. Тут возникает один из наиболее интересных вопросов о механизмах влияния униполярных аэроионов на кровь. По этому вопросу могут быть высказаны следующие предположения: 1) легкие аэроионы (ионы кислорода воздуха) проникают через альвеолярную стенку прямо в кровь; 2) при вдыхании средних и тяжелых аэроионов в кровь проходит только газовый (кислородный) ион, "носитель" остается в альвеолах; 3) при ударе легких, средних или тяжелых аэроионов о стенку альвеолы электрические заряды благодаря электростатической индукции воздействуют на частицы протекающей по легочным капиллярам крови. Первые две гипотезы были отчетливо высказаны П. Бертолоном (1780) и Г. Шюблером (1810). Эти гипотезы допускают, что униполярные аэроионы свободно проникают из альвеол через эндотелиальную стенку или через щели между эндотелиальными клетками в кровь, не теряя и не меняя при этом несомый ими заряд. Третья гипотеза была предложена автором, который в статье "О механизме биологического действия ионизированного воздуха" (1933) писал, что поток униполярных аэроионов мы вправе рассматривать в грубой модели как диффузный электрод, по которому течет постоянный ток и который мы можем накладывать на всю огромную поверхность легочных альвеол, а следовательно, можем его накладывать и на кровь, на ее форменные элементы. Этот процесс следует понимать таким образом. Вследствие притока аэроионов к поверхности альвеол на последние появляется некоторый поверхностный заряд, который индуцирует равный по величине и противоположный по знаку поверхностный заряд на внутренней стороне стенки капилляра. Кровь приобретает заряд того же знака, что и знак вдыхаемых аэроионов. Стенка, отделяющая аэроионы от крови, в данном случае представляет собой как бы двойной электрический слой, находящийся в динамическом равновесии. Эта гипотеза была поддержана Л.Л. Васильевым и количественно обоснована Г.В. Ше- лейховским. Известно, что дзета-потенциал коллоидов крови равен 48 мВ, что близко к полученному значению. Следовательно, потенциал, создава- 156
емый униполярно ионизированным воздухом в легочных капиллярах, практически равен дзета-потенциалу коллоидных частиц крови. На- кладываясь на дзета-потенциал коллоидных элементов крови, он будет увеличивать этот потенциал при отрицательной аэроионизации и уменьшать его при положительной. Таким образом, влияние аэроионов на кровь может происходить путем индукции осевшего на альвеолярной стенке заряда на всю систему крови данного участка, что влечет за собой мгновенное изменение равновесия многофазной физико-химическбй системы крови, и равновесие это мгновенно переходит на другой уровень. Хотя действие индукции тотчас же прекращается при сдвиге данного участка кровотока, данный его участок движется далее по кровеносным сосудам в соответственно измененном состоянии. Ни одна из высказанных гипотез до сих пор не получила достаточного экспериментального обоснования, и вопрос о том, проникают ли электрические заряды непосредственно в кровь (пенетра- ционная гипотеза) или действуют на кровь путем электростатической индукции (индукционная гипотеза), ждет своего исследователя. Однако автором и другими исследователями были получены доказательства электрохимических и электростатических сдвигов в системе крови, которые возникают под влиянием вдыхания униполярных аэроионов. Поэтому весьма вероятно, что молекулярный ион кислорода с несомым им зарядом непосредственно в процессе газообмена проникает в кровяное русло. Мы рассматриваем организм как единство, в котором все органы и их функции находятся в пространственно-временной взаимосвязи. Этот факт, установленный современной физиологией на основании многих тысяч исследований, не подлежит сомнению. Поэтому говорить о том, что униполярные аэроионы действуют только на состояние и состав крови и измененная ими кровь влияет на нервную систему, или считать, что только нервно-рефлекторный аппарат подвергается действию аэроионов, это значило бы впадать в грубую ошибку. Униполярные аэроионы действуют на все доступные вдыхаемому воздуху "приемники" и с их помощью частью через центральную нервную систему, частью через кровь действуют на весь организм. Поэтому при изучении действия униполярных аэроионов нельзя обойтись без исследований о влиянии аэроионов как на нервно-рефлекторные приборы, так и на гуморальную систему, а затем уже выяснить большую или меньшую роль каждой из этих систем, учитывая их тесную взаимосвязь. При рассмотрении рефлекторных механизмов возникает вопрос: обладают ли аэроионы достаточной энергией для достижения порога чувствительности или для раздражения находящихся в альвеолярной стенке интерорецепторов? А.Б. Вериго произвел следующий расчет. Средняя энергия одного аэроиона отрицательной полярности, вычисленная по ионизационному потенциалу, равна 0,540 157
эрга (0,5:10" Дж). За время, равное 1 с, аэроионы отрицательной полярности вносят в альвеолы энергию Е-150-loS,5-10"10-7,5-10"3 эрг/с (7/10"10 Вт), где 150 — объем вдыхаемого воздуха, см /с; 10 —число отрицательных аэроионов в 1 см ; 0,5-10" —энергия одного аэроиона, эрг (0,5-10" Дж). Принимая во внимание то обстоятельство, что поверхность всех альвеол приблизительно составляет 5-10 см , легко получить величину поступления энергии на 1 см поверхности альвеол £1-7,510"3/(5-105)-1,5-10"8 эрг/с (1,5-Ю"15Вт). Полученная величина в 150 раз превышает пороговую величину чувствительности глаза (палочки сетчатки) и уха (кортиев орган) при условии полной адаптации их к темноте и к тишине. Абсолютный порог чувствительности глаза и уха имеет величины порядка 10" эрга (10 Дж) на 1 см /с. Ввиду того что механизмы физиологического действия аэроионов еще не изучены с исчерпывающей полнотой, некоторые исследователи впадали в крайности. Одни из них не придавали должного значения нервно-рефлекторному аппарату, другие — гумору. Получилось одностороннее рассмотрение вопроса, ибо свести все эффекты только к влиянию аэроионов на нервные рецепторы или только к влиянию их ни кровь нельзя. Аэроионы влияют на организм по двум основным путям. Попадая на нервные окончания, отрицательные аэроионы благоприятно влияют на высшие отделы центральной нервной системы, нормализуя ее физиологические отправления. Этот факт установлен экспериментально рядом авторов. Второй путь — кровь. При вдыхании аэроионов они попадают в альвеолы легких и либо проходят прямо в кровь, ибо отрицательные аэроионы — это ионы кислорода, либо воздействуют на кровяные коллоиды или тельца путем индукции. Следовательно, униполярные аэроионы являются нейрогуморальным фактором. Здесь рассматривается только частный вопрос о влиянии аэроионов на дыхательную функцию и процессы газообмена, с одной стороны, и на окислительно-восстановительные явления и электрические свойства крови и тканей — с другой. Известно, что в регуляции дыхания существеннейшее значение имеют различные рефлексы, в основном рефлексы, вызываемые раздражением интерорецепторов. Изменение в функции дыхания, интенсивность газообмена и окислительно-восстановительные явления находятся в определенной зависимости от полярности и числа аэроионов во вдыхаемом воздухе и потому представляют на данном этапе разработки вопроса исключительный интерес. Организм обладает весьма ограниченными запасами кислорода, сосредоточенными в легких, крови и тканевых жидкостях. Этих запасов организму может хватить только на несколько минут, и потому организм нуждается в непрерывном притоке кислорода из внешней среды — из воздуха. В обеспечении тканей организма кислородом 158
принимают участие органы дыхания, нервная, сердечно-сосудистая и гуморальная системы. Даже при значительном понижении содержания кислорода в атмосферном воздухе или при нарушении механизмов, поставляющих кислород тканям, кислородное голодание может не обнаружить себя при удовлетворительной работе компенсаторных дыхательных, гемо- динамических, кровяных и тканевых приборов, т.е. при раскрытии всех альвеол, глубинен частоте дыхания, тахикардии, ускорении кровотока, увеличении числа эритроцитов в единице объема крови и др. Только при недостаточности указанных регуляторных механизмов развивается кислородное голодание со всеми характерными патологическими симптомами. Обращает на себя внимание, что в горных ущельях или в густонаселенных помещениях, даже при вполне достаточном количестве кислорода, наблюдаются симптомы, тождественные с симптомами кислородного голодания. Является ли данный вид болезненного состояния результатом именно кислородного голодания или он имеет какую-либо другую причину? Выше уже упоминалось, какая огромная роль принадлежит аэроионам в жизнедеятельности организма. Невольно рождается мысль о том, что тут дело обстоит гораздо сложнее и что весьма часто то, что мы по комплексу симптомов принимаем за гипоксию, является по своей физической сущности аэроионным голоданием. Эти соображения заставляют серьезно изучать аэроионный режим воздуха в занятых людьми помещениях. Возникает вопрос: не создает ли пребывание людей в закрытых и недостаточно хорошо вентилируемых помещениях такие условия электрического режима воздуха, которые, дойдя до определенного предела, начинают вызывать комплекс всех тех явлений, которые оказывают на организм неблагоприятное, а иногда и явно болезнетворное действие? В то время как отечественные ученые в той или иной мере включились в изучение этого многообещающего вопроса, зарубежные специалисты зачастую игнорируют его. Приведем пример. В широко известной книге Холдена и Пристли "Дыхание" (раздел "Воздух населенных помещений"), второе издание которой вышло в Лондоне в 1935 г., а в русском переводе — в 1937 г., авторы пишут: "В помещениях, наполненных людьми и плохо вентилируемых, количество углекислого газа редко превышает 0,5% с соответствующим уменьшением процента кислорода. Изданных физиологии дыхания ясно, что столь незначительные колебания в составе воздуха едва ли имеют какое-либо значение". Во всей книге указанных авторов нет ни единого слова о влиянии атмосферного электричества или аэроионов на дыхательную функцию, хотя уже к тому времени был опубликован ряд исследований, посвященных этому вопросу. В 1933 г. в статье "О механизмах биологического действия ионизированного воздуха" автор этой книги писал: "Наши наблюдения над людьми и животными показали, что ионизированный воздух оказывает определенное воздействие на процесс дыхания в отношении уменьшения или увеличения числа дыханий в равные промежутки времени". Было обнаружено, что при одной и той же концентрации аэроионы отрицательной полярности замедляли и успокаивали дыхание, а положительной — производили обратное действие. Натуралисты уже давно обратили внимание на атмосферное электричество как на фактор, влияющий на функцию дыхания и на газообмен. История этой идеи уводит нас к XVIII в., где мы находим первые высказывания в данном направлении. Усиление дыхания растений под влиянием действия отрицательного полюса электростатической 159
машины впервые заметил Жаллабер, о чем и сообщил в § 127 своей книги "Исследования об электричестве" (1748, Женева). В сочинении Ф.А. Марера, опубликованном в 1766 г. в Вене, встречается указание на возможную связь между электрическим состоянием воздуха и явлениями духоты (удушья). Особенно ясно развиты идеи о связи между дыхательной функцией и электрическим состоянием окружающей атмосферы у П. Бер- толона в его упомянутом выше сочинении 1780 г. Он утверждал, что атмосферное электричество в зависимости от полярности либо способствует дыханию, либо затрудняет его. Это явление особенно отчетливо наблюдается у астматиков, которые, по Берто- лону, чрезвычайно чувствительны к атмосферному электричеству. Л. Буцорини в 1841 г. доказывал, что наэлектризованный воздух влияет на легочный газообмен. Он писал о том, что полярность в данном случае играет основную роль особенно для поглощения кислорода. Русский врач П.К. Угримов в 1888 г. экспериментально доказал, что под влиянием наэлектризованного с помощью электростатической машины воздуха газообмен у животных увеличивается, причем в отношении выделения углекислоты это увеличение достигает 8—33%. В 1901 г. В. Каспари, наблюдая симптомы горной болезни (затруднение дыхания, одышка, тахикардия, синюха лица и рук, тошнота, головная боль, диаррея, физическая и умственная депрессия и т.д.), пришел к мысли, что появление этой болезни можно объяснить чрезмерной ионизацией воздуха. В. Каспари обнаружил, что в местах горной болезни имеет место значительное преобладание положительных аэроионов над отрицательными. В последующие годы первые наблюдения В. Каспари получили подтверждение со стороны ряда исследователей (С. Леви, Н. Цунц и др.). Однако эти высказывания и наблюдения были забыты, и этиология горной болезни как острой, так и хронической считается неразгаданной (Ван-Лир). Следует отметить интересное наблюдение Е.М. Ченцовой, сделанное ею на Ай- Петри на высоте 1080 м над уровнем моря. Она испытала во время измерений числа аэроионов недомогания, весьма сходные с симптомами горной болезни. Свое состояние после суточной работы на вершине горы Е.М. Ченцова описывает так: "Во все время наблюдений было так душно, что я, привыкшая к крымскому лету и такой длительной работе, как суточные наблюдения, чувствовала себя очень скверно, а к концу дня появилась тяжесть в голове, ломота во всем теле, ощущение большой усталости и высокой температуры. Состояние усталости и плохого самочувствия прошло только к третьему дню измерений. При этих измерениях было обнаружено, что число положительных аэроионов в 19,3 раза больше числа отрицательных". Такого рода явления, как чувство "духоты", было отмечено многочисленными наблюдателями в подземельях, в горных ущельях при условии высокой степени положительной ионизации, хотя и с нормальным содержанием кислорода в воздухе. Как было сказано выше, наблюдения, проведенные нами в 1925— 1929 гг. над людьми и животными, показали, что униполярно ионизированный воздух оказывает строго определенное воздействие на функцию дыхания в отношении уменьшения или увеличения числа дыханий в равные промежутки времени. При одной и той же концентрации легких аэроионов отрицательные аэроионы замедляли и успокаивали дыхание, а положительные — производили обратное действие. Отчетливое действие легких отрицательных аэроионов на частоту дыхания было констатировано В.А. Михиным, Д.П. Соколовым и автором — у астматиков, Н.К. Утц и автором — у туберкулезных больных (1925— 1930). В 1930 г. впервые автором был опубликован случай радикального излечения бронхиальной астмы с помощью легких отрицательных аэроионов. Хотя заболевание это по своему этногенезу стоит в стороне от рассматриваемой проблемы, можно указать, что в настоящее время аэроионы отрицательной полярности большинством отече- 160
ственных и зарубежных врачей признаны лучшим средством при лечении бронхиальной астмы. В 1931 г. П. Хаппель показал положительное влияние на людей вдыхания отрицательных (магниевых) псевдоаэроионов, продуцируемых аппаратом А. Яницкого, и противоположное влияние вдыхания положительных (магниевых) псевдоаэроионов. Полученная П. Хаппелем кривая по время часового вдыхания людьми отрицательных псевдоаэроионов показала, что их дыхание действительно стало вскоре после начала опыта спокойнее. Через 20 мин появились паузы между отдельными вдохами, выступавшие все яснее до конца опыта при продолжающемся уменьшении частоты дыхания. При одночасовом вдыхании тяжелых положительных псевдоаэроионов людьми наблюдалось обратное явление, дыхание становилось все более и более ускоренным. "Создается впечатление, — пишет П. Хаппель, — будто испытуемые страдают от недостатка кислорода". Это подтверждает и тот факт, что после вдыхания кислорода возобновлялась нормальная частота дыхания. В этом случае после назначения кислорода испытуемому был дан еще раз в течение 1 ч отрицательно "ионизированный воздух". Уже через несколько минут можно было заметить замедление дыхания и появление пауз между вдохами. В опытах на животных было отмечено тоже ускоряющее влияние на дыхание положительных псевдоаэроионов и замедляющее влияние тяжелых отрицательных аэроионов. П. Хаппель предполагает, что одной из причин различия в действии положительных и отрицательных зарядов на организм человека и животных является различие в отношении кислорода и угольной кислоты к заряженным частицам. Он приводит данные о потреблении кислорода в 1 мин до и после часового вдыхания положительных или отрицательных псевдоаэроионов у одной пациентки во время лечения. Из этих данных видно, что после часового вдыхания положительных частиц в большинстве случаев наблюдалось увеличенное потребление кислорода. После вдыхания отрицательных частиц, наоборот, констатировалось уменьшение потребления кислорода. Здоровые люди обнаруживают примерно такие же явления, как и больные. Более точные методы исследования показали, однако, только незначительную разницу в потреблении кислорода здоровыми людьми. При патологических состояниях различное действие положительных и отрицательных зарядов на газообмен выступает яснее. Опытами Г. Эдстрема с магниевыми частицами (аппаратура А. Яницкого) было также показано, что отрицательные частицы вызывают заметное снижение потребления кислорода, а положительные частицы — столь же ясное повышение его потребления. Опыты П. Хаппеля открыли еще один факт: добавление углекислоты к отрицательно электризованному воздуху чрезвычайно резко сокращает выход отрицательных частиц из генератора, быстро доводя число частиц до нуля. Прибавление углекислоты к положительно ионизированному воздуху почти не оказывает на число положительных частиц какого-либо действия. По данным П. Хаппеля, азот совершенно не влияет на число как положительных, так и отрицательных псевдоаэроионов. Из этих опытов вытекает, что углекислота как бы разряжает отрицательно заряженный воздух. Следует ли это явление отнести за счет работы патрона из окиси магния, с помощью накала которого получались псевдоаэроионы, или же данные явления зависят от полярности псевдоаэроионов — осталось невыясненным. "Во всяком случае, — пишет П. Хаппель, — мы можем видеть одну из причин наблюдавшейся до сих пор разницы в действии положительных и отрицательных ионов на организм человека и животных в различном поведении кислорода и углекислоты по отношению к заряженным частицам." Е.И. Пасынков опубликовал пневмограммы больных бронхиальной астмой до, во время и после вдыхания аэроионов. Эти пневмограммы говорили о благоприятном действии отрицательных аэроионов на дыхательную функцию. Аналогичные наблюдения были сделаны Е.С. Боришпольским и И.Е. Ландсманом и затем рядом других врачей и физиологов. П-792 161
По поручению ЦНИЛИ В.Г. Куневич произвел серию опытов, показав, что аэроионы отрицательной полярности повышают легочный газообмен. Одновременно с этим повышается выделение углекислоты. Позже В.Г. Куневич, B.C. Воробьева и М. Сабурова изучили влияние аэроионов той и другой полярности на газообмен человека. Эти исследования показали, что отрицательные аэроионы повышают интенсивность легочного газообмена. Поглощение кислорода человеком по сравнению с контролем повышается в среднем на 20,1 %, выделение углекислоты — на 14,4%. Положительные аэроионы понижают газообмен в состоянии покоя в отношении поглощения кислорода и выделения углекислоты на 11—12%. При выполнении испытуемым 5-минутной динамической работы величина указанных сдвигов газообмена, развивающихся под влиянием аэроионов, становится менее выраженной. После работы в течение восстановительного периода эти сдвиги вновь достигают значительной величины. В другой серии тех же опытов вместо 5-минутной работы проводилась 5-минутная гипервентиляция легочного аппарата. До и после сеанса вдыхания аэроионов исследовался газообмен и изучалось графически состояние апноэ, произвольно поддерживаемое испытуемым после гипервентиляции. Опыты показали, что при действии тока воздуха в сочетании с отрицательными аэроионами продолжительность апноэ уменьшается в среднем на 30%. Таким образом, в состоянии кислотно-щелочного равновесия обменных процессов организма (состояние покоя) и в состоянии нарушения этого равновесия в кислотную сторону (восстановительный период после работы) или в щелочную (гипервентиляция) легкие отрицательные аэроионы закономерно повышают, а легкие положительные понижают интенсивность общего газообмена (Л.Л. Васильев). В целях дальнейшего выяснения вопроса о влиянии на газообмен тяжелых аэроионов обеих полярностей В.Г. Куневич, Г.Г. Иванов и И.Е. Камнев произвели 50 опытов в Ленинградской лаборатории аэро- ионификации Управления строительства Дворца Советов. Эти опыты показали, что тяжелые положительные и отрицательные аэроионы повышают легочный газообмен в отношении поглощения кислорода и выделения углекислого газа (оксид углерода), причем действие тяжелых положительных аэроионов в большинстве случаев оказывается более интенсивным (125%) по сравнению с действием тяжелых отрицательных аэроионов (117—115%). Полярность и доза аэроионов тесно связаны с процессом регуляции дыхательной функции, с процессом газообмена. В этом отношении чрезвычайно показательно развитие различных неврозов у людей и животных при сильных электрометеорологических пертурбациях, на больших высотах, во время фена, сирокко, ямази и т.д. Напомним известное наблюдение о появлении "чувства духоты", которое испыты- вается людьми в подземельях, пещерах и в горных ущельях с высокой степенью положительной ионизации и в то же время с нормальным количеством кислорода. Всем 162
известны изменения в дыхании перед грозой и после нее. Читатель по собственному опыту знает о "душном воздухе" предгрозья и "освобожденном дыхании" после прохождения грозового фронта. Сотни поэтических образов создала мировая литература об этом явлении. Много потрудились художники слова, чтобы лучше, ярче и полнее передать все оттенки и вариации, которые сопровождают этот переход от удушливого состояния перед грозой к необычайной легкости дыхания после нее. Уменьшение коэффициента униполярное™, преобладание отрицательных аэроионов над положительными могут обусловить облегчение дыхания и вызвать ряд приятных психологических ощущений. Французский специалист по вопросам аэроионотерапии А. Денье пишет: "В воздухе с искусственными отрицательными аэроионами больные испытывают самочувствие, подобное тому, которое испытывает человек после летней грозы, когда душный и тяжелый воздух сменяется свежим и дыхание становится вольнее, глубже и медленней, пульс — реже". Это состояние хорошо известно сотням астматиков, лечившихся нашим методом, начиная с 1920 г. Ряд авторов установили связь между альвеолярным напряжением двуокиси углерода и временами года, климатическими и теллурическими влияниями. Г. Шорер обратил внимание на это явление в связи с изменениями естественной ионизации воздуха. Для объяснения этого явления он сделал следующий вывод: если СО 2 выходит из крови не в молекулярной форме, а в форме ультрамикроскопических пузырьков, то эти пузырьки могут вызвать эффект Ленарда и приобрести заряд. Если при выходе из альвеол эти газовые пузырьки встретятся с частицами того же заряда, то возникает электростатическое отталкивание и противодействие их выходу. Г. Эдстрем произвел серию исследований в том же направлении, применяя униполярно ионизированный воздух. Ему удалось наблюдать закономерную связь между полярностью аэроионов и альвеолярным давлением С02: при вдыхании отрицательных аэроионов альвеолярное напряжение С02 повышается, при вдыхании положительных аэроионов — понижается. Из приведенных данных видно, что вопрос о действии униполярных аэроионов на дыхание и газообмен требует еще дополнительных изысканий, хотя большинство авторов безоговорочно признает, что отрицательные аэроионы успокаивают дыхательную функцию, а положительные вызывают более частое и менее ритмичное дыхание. В отношении же интенсивности газообмена мнения расходятся. Для объяснения этого несоответствия может быть предложено несколько толкований. Считается, что в полости рта или носоглоточной полости часть легких аэроионов оседает на водяных частицах, присутствующих здесь в достаточном количестве, и таким образом превращается в псевдоаэроионы. Различные дозы (число аэроионов в 1 см и продолжительность времени воздействия), различные материальные субстраты: легкие аэроионы (молекулы кислорода), псевдоаэроионы (окись магния, водопроводная или дистиллированная вода) — все они должны оказывать разное влияние. Можно говорить о недостаточности экспериментов в данной области. Эти задачи, поставленные автором в свое время перед Ленинградской лабораторией аэроионификации Управления строительства Дворца Советов, были разрешены только частично, а потому требуют дополни - тельных исследований. Правда, имеются некоторые данные, говорящие о том, что якобы и некоторые другие функциональные показатели неодинаково отзываются на воздействие униполярных легких и тяжелых аэроионов и то полярное действие аэроионов в некоторых случаях отсутствует, но данные эти страдают тем же дефектом — недостаточно глубокой изученностью вопроса (влияние псевдоаэроионов). Было бы ошибочно рассматривать торможение легочного газообмена, наступающее в результате вдыхания положительных аэроионов, только как местную реакцию функциональной деятельности легких. Это торможение является результатом падения общих газообменных процессов во всех тканях и во всех органах, иначе говоря, происходит нарушение одной из основных функций, протекающей в 163
Рис. 45. Результаты действия вдыхаемых отрицательных аэроионов на газообмен кишечника собак (по А.М. Дубинскому) Потребление кислорода в контроле принято за 100% норме непрерывно с определенной строго регламентированной интенсивностью. Изменение газообмена есть изменение тканевого дыхания, окислительного процесса, имеющего место в отдельных клеточных элементах. Эта точка зрения находит себе подтверждение в серии специальных исследований, показавших влияние ингаляции униполярных аэроионов на тканевое дыхание, на интенсивность окислительно-восстановительных процессов. Эти исследования обнаружили, что аэроионы отрицательной полярности при обычных дозировках повышают, а аэроионы положительной полярности снижают интенсивность указанных явлений. То же можно сказать и про изменения обмена веществ вообще под влиянием вдыхания униполярных аэроионов, изучению которых автор этой книги посвятил ряд фундаментальных исследований. И.Е. Камневым изучалось влияние аэроионов на интенсивность окислительно-восстановительных процессов в тканях кишечника теплокровных животных и амфибий как органа с наиболее выраженными процессами окисления. Применялась витальная окраска тканей с последующим количественным изучением краски, редуцированной в бескислородной среде. Анализ материала, полученного на 400 животных, показал, что достаточно продолжительное действие отрицательных аэроионов значительно повышает интенсивность окислительных процессов в кишечной стенке. Такие же экспозиции при положительной аэроионизации вызывают угнетение окислительных процессов. Более длительное воздействие вызывает у крыс извращенный эффект, при котором положительные аэроионы начинают повышать интенсивность окислительных процессов, а отрицательные — их угнетать. Опыты второй серии проводились A.M. Дубинским на собаках, ангиостомирован- ных по методике Е.С. Лондона. Кровь бралась до вдыхания животными аэроионов, а затем — после 20—30-минутного сеанса вдыхания отрицательных или положительных аэроионов. Определялось содержание кислорода в артериальной и венозной крови по методу Ван-Слайка. Четыре опыта показали, что потребление кислорода кишечной стенкой под влиянием отрицательных аэроионов возрастает в среднем на 50% (рис. 45). Однако этот эффект, по-видимому, является кратковременным, спустя 10—20 мин по окончании сеанса аэроионизации он уже не обнаруживался. Действия положительных аэроионов A.M. Дубинскому установить не удалось. В следующей серии опытов Г.Г. Ивановым изучалось влияние униполярных аэроионов на окислительно-восстановительную способность различных органов белых крыс. Животные подвергались непрерывному воздействию отрицательных или положительных аэроионов в течение различных сроков, после чего определялись изменения в интенсивности окислительно-восстановительных процессов различных тканей по отношению к данным, полученным для тех же тканей на контрольных животных того же возраста и пола. В этих опытах применялась методика Тунберга, позволяющая определять окислительно-восстановительную способность ткани по скорости восстановления тканью метиленовой сини в условиях вакуума. Опыты показали, что в зависимости от 164
Рис. 46. Результат действия вдыхания аэроионов на окислительно-восстановительные процессы у теплокровных (результат 39 опытов на ткани почек белых крыс) (по И.Г. Иванову) 1 - отрицательные аэроионы; 2 - положительные аэроионы; 3- контроль 260 250 240 230 130 120 ПО 100 90 80 / ~Г —т. V- L t /\ L 4 \ Т 4 22 kk-kB 68 1UU ЭКСПОЗИЦИЯ. Ч длительности воздействия аэроионами и их полярности наблюдаются противоположные сдвиги окислительно-восстановительной способности ткани. Различные ткани одного и того же животного обладают неодинаковой резистентностью по отношению к действию аэроионов. Из испытанных в 39 опытах органов мало стабильными оказались кишечная стенка и почки (рис. 46), менее — печень и еще менее — мозг. Важно отметить, что мозговая ткань оказалась наиболее функционально восприимчивой к действию аэроионов. Можно полагать, что в связи с указанными изменениями интенсивности окислительных процессов в тканях стоят сдвиги общего газообмена, белкового состава крови, выделительной деятельности почек и хронаксии мышц, что и было обнаружено в ряде опытов. Укажем, наконец, что Г.А. Цыбина изучила изменения количества каталазы в крови коров при воздействии на них отрицательными аэроионами. Каталаза занимает определенное и ответственное место в химизме клетки. Изучая изменение количества каталазы, можно в известной мере судить об интенсивности окислительных процессов, протекающих в организме. Работы Г.А. Цыбиной продтверждают, что аэроионы отрицательной полярности заметно увеличивают показатель каталазы (табл. 25). Период / аэроионификации скотного двора не вызвал изменений в показателе каталазы по сравнению с исследованием до сеансов. Только значительное увеличение числа отрицательных аэроионов в периоде //сказалось на показателе каталазы в сторону его повышения. Период IV, или контрольный, без сеансов дал значительное снижение показателя каталазы, доведя его до исходной цифры. В периоде V под действием аэроионов обнаружилось резкое повышение показателя каталазы, которое превысило даже цифру периода ///. Это относится к средним цифрам. Оставляя в стороне индивидуальные отклонения, происходящие в силу способности отдельных животных по-разному реагировать на аэроионы, общая картина остается вполне ясной: аэроионы влияют на показатель каталазы в сторону его повышения. В этом особенно убеждают цифры понижения показателя каталазы в периоде /К, когда были прекращены сеансы. Установлено, что каталаза крови в основном связана со стромой эритроцитов и лишь незначительное ее количество находится в лейкоцитах. Если обратиться к данным, характеризующим число эритроцитов в крови у опытных коров, то подобного колебания по отдельным периодам опыта не окажется. Быстро увеличиваясь в начале опыта, достигнув, видимо, своей нормы, число эритроцитов в дальнейшем осталось почти без изменения. Это заставило Г.А. Цыбину высчитать каталазный индекс с тем, чтобы посмотреть, как изменяется количество каталазы по отдельным периодам опыта в одном 165
Таблица 25. Изменения показателя катал азы у коров под действием аэроионов отрицательной полярности № п п Периоды 1(15-25/11) 1 5,02 2 4,26 3 6,9 4 - 5 5,3 6 5,54 7 5,99 8 4,81 9 5,57 10 6,35 11 8,03 12 5,75 13 4,54 14 5,37 15 6,58 16 7,92 17 9,44 18 - Ml (19-29/I") Гш(10-21/1У)Ьу(3- 5,45 4,65 6,44 5,34 6,39 4,97 5,5 5,61 6,88 5,41 6,65 5,73 5,27 6,29 6,2 8,33 5,31 5,51 7,99 6,37 5,27 5,43 6,33. 6,75 6,69 6,03 7,22 5,95 7,43 6,29 6,92 5,55 6,97 6,03 7,46 5,78 8,77 5,31 7,34 5,39 6,66 5,18 5,82 5,7 5,52 6,07 6,58 5,74 7,47 6,67 5,49 5,54 7,23 5,27 -11/У)Гу(25/У-6/У1) 7,48 5,6 6,54 6,46 7,31 8,58 6,97 7,99 7,82 8,33 7,22 6,97 6,97 6,63 7,65 7,31 6,12 7,14 Среднее 5,88 6,09 6,84 5,84 7,17 эритроците. Не останавливаясь на отдельных отклонениях, можно отметить, что индекс каталазы до сеансов аэроионизации, когда число эритроцитов было ниже нормы (в среднем 4573 тыс.), довольно высок; затем в связи с быстрым нарастанием числа эритроцитов идет его понижение вплоть до минимума в периоде IV. Индекс каталазы повысился в периоде V при больших дозах аэроионов. Говоря об усилении окислительных процессов под влиянием аэроионов отрицательной полярности, следует указать на систематические наблюдения И.Е. Ландсмана. Он показал, что отрицательные аэроионы усиливают окислительные процессы в организме, о чем можно судить по изменению редукционного коэффициента Моделя. Итак, рядом исследователей выяснена роль отрицательных аэроионов в окислительных процессах, занимающих столь ответственное место в физико-химических реакциях организма. Они подтвердили мысль о том, что, помимо необходимости в постоянном снабжении животных и человека молекулярным кислородом, организм в определенной мере нуждается и в электрически активном кислороде — аэроионах отрицательной полярности. Симптомы кислородного голодания обнаруживаются и в том случае, когда животные находятся в нормальных условиях атмосферного давления и при нормальном содержании кислорода во вдыхаемом воздухе, но когда все молекулы вдыхаемого воздуха лишены электрических зарядов, т.е. когда воздух полностью дезионизирован. Вопрос о кислородном голодании становится значительно более сложным, чем это казалось раньше. Кислородное голодание и .в экспериментах на животных и в наблюдениях за людьми, находящимися на больших высотах, выражается в ряде симптомов и в ряде патологических изменений в тканях. 166
К симптомам высотной болезни относятся: падение температуры тела, повышение диуреза, потеря массы, замедление пульса, небольшое снижение кровяного давления и др. При высотной болезни отмечается психологическая и физическая заторможенность, потеря мышечной координации, снижение склонности к умственному и физическому напряжению. Симптомами горной болезни являются: тошнота, рвота, головная боль, головокружение, одышка при движении, мышечная слабость, тремор рук и ног, желудочно-кишечные расстройства, тревожный сон или бессонница, аритмичное дыхание, аритмия сердца, цианоз, отечность конечностей, умственная депрессия и т.д. В тяжелых случаях наблюдается острая сердечная недостаточность, коматозное состояние и смерть. Симптоматика явлений, развивающихся на значительных и больших высотах, далеко не разработана, и вопрос этот требует дальнейшего изучения. Еще Шнейдер в 1918 г. "высотную болезнь" отдифференцировал от "горной болезни". Несмотря на кажущееся сходство некоторых симптомов, этиология этих заболеваний в острой и хронической форме может быть различна. Горная болезнь часто возникает в местах, где коэффициент уни- полярности аэроионов значительно превышает единицу, т.е. когда в воздухе имеется резкое преобладание положительных аэроионов над отрицательными. В то же время высотная болезнь совершенно не связана с электрическими изменениями в атмосфере и может быть легко объяснена понижением парциального давления кислорода. В последнем случае мы наблюдаем истинное кислородное голодание. Если при высотной болезни кислородным голоданием можно объяснить всю ее симптоматику, то горная болезнь, развивающаяся в местах с большой концентрацией положительных аэроионов, по-видимому, требует иного толкования. И это тем более вероятно, что горная болезнь часто имеет место на сравнительно небольших высотах или в ущельях с плохим обменом воздуха. Ван-Лир пишет: "Ряд факторов, могущих влиять на горную болезнь, зачастую остается нераспознанным". Он считает, что механизмы, ответственные за появление острой горной болезни, полностью не изучены, и соглашаются с той точкой зрения, что проявления горной болезни варьируют в зависимости от местных условий, несмотря на то, что эти местности находятся на одном и том же уровне. Некоторые автору утверждают, что развитие горной болезни в различных местностях не зависит от высоты. И хотя горная болезнь обусловлена в известной мере недостаточным парциальным давлением кислорода, неизвестные нам факторы могут не только ее усиливать, но и вызывать. Возникает вопрос: может ли идти речь о кислородном голодании в нормальном, но полностью дезионизированном воздухе? На этот вопрос многие склонны были бы ответить отрицательно. Есть основания утверждать, что отсутствие аэроионов отрицательной полярности приводит организм как раз к тем самым или чрезвычайно близким явлениям, которые характерны отчасти для высотной и отчасти для горной болезней. Поставленные здесь задачи требуют, конечно, специального изу- 167
чения. Ясно лишь одно, что аэроионы играют в дыхательной функции, в окислительно-восстановительных процессах и в явлениях общего метаболизма такую большую и ответственную роль, что требуют ревизии некоторых, казалось бы твердо установленных, положений физиологии и биохимии. В заключение остановимся еще раз на некоторых общих вопросах о механизме действия аэроионов. В этом направлении могут быть высказаны следующие соображения. Можно рассматривать электрическую аэросистему как один из экзогенных факторов, способный смещать уровень электростатического равновесия органических систем в ту или иную сторону в зависимости от полярности и числа аэроионов, а следовательно, и способный производить определенную физиологическую "работу". Систематическое нарушение электростатического равновесия коллоидов крови, возникающее под влиянием даже слабых доз аэроионов, вызывает в результате физиологический эффект, часто количественно несравнимый с поглощенной электрической энергией. Электростатическое равновесие между кровью и тканями под влиянием отрицательной ионизации переходит на высший уровень и влечет за собой определенные физиологические сдвиги. Эти явления при известных условиях могут быть не только благоприятны для организма, но и необходимы ему для поддержания основных функций на нормальной высоте, на той именно, которую организм постоянно утрачивает в процессе жизни или тем более при патологических состояниях. Человеческий организм обладает рецепторами величайшей чувст- вительности, воспринимающими мощность, равную 10~10 — 10"12 эрг/с (10~' 7 —10"19 Вт). Вопрос о биокаталитическом действии ин- финитезимальных доз, как мы видели выше, имеет в настоящее время весьма обширную литературу. Необычайная чувствительность клеток к микродозам химических веществ впервые получила строгое экспериментальное обоснование в работе нашего выдающегося фармаколога Н.П. Кравкова. В ряде блестящих опытов он доказал исключительную чувствительность протоплазмы к высоким разведениям и заложил прочный фундамент изучения физиологического действия инфинитезимальных количеств вещества, при которых химические процессы уступают место процессам физическим или ионным. Говоря о механизмах действия высоких разведений на изолированные органы или на целый организм, можно допустить, что при чрезвычайных разведениях молекула выходит из тех связей, в которых она находится в коллоидной системе, т.е. переходит в особое активное состояние. При чрезвычайных разведениях наступает "разуплотнение" молекулы, и она переходит на стадию высокой биологической активности. Чрезвычайные разведения вещества — это прежде всего высокая диссоциация его, освобождающая от химических связей положительные или отрицательные ионы, которые начинают действовать или взаимодействовать своей электронной периферией. 168
Следует предположить, что молекулы ионизированного кислорода являются ни чем иным, как биокатализаторами, которые могут воздействовать на окружающие молекулы, поднимая их энергетические уровни. Вопрос о механизме каталитического действия еще далек от окончательного разрешения. Считается, что функция катализаторов состоит в том, что их присутствие обусловливает некоторое особое состояние реагирующих веществ, облегчающее ход реакции. Каталитические явления могут быть обнаружены почти при всякой химической реакции. Известно, что почти каждый процесс, протекающий в живом организме, при ближайшем изучении его оказывается тесно связанным с каталитическими явлениями. Изучение хода реакции, наблюдаемое при действии ионизированных молекул, по-видимому, объясняется тем, что при попадании иона на реагирующую поверхность происходит разрушение существующих там поверхностных связей, что в свою очередь способствует присоединению к реакции других нейтральных молекул. Это производит лавинообразное нарастание реакции, вызванной первичной реакцией одного иона. Отсюда вытекает, что для возбуждения реакции нет необходимости, чтобы все молекулы реагирующих веществ были ионизированы. Небольшое число ионов может ускорить в такой мере протекание первичной реакции, чтобы затем вовлечь в эту реакцию всю массу веществ. С этой точки зрения могут быть рассмотрены и окислительно-восстановительные процессы в организме, в его жидкостях и тканевых клетках. Процессы окисления теснейшим образом связаны с электрическими явлениями. Еще Лунд установил, что значение разности потенциалов стоит в прямой зависимости от интенсивности окислительных процессов. Реакцию окисления он считал источником биотоков. Аналогичные взгляды были высказаны и экспериментально подтверждены Фрэнсисом, Кометиани и другими исследователями. Окисление в конечном счете сводится к потере электронов окисляемым веществом, восстановление — к их присоединению. Значит, окислительно-восстановительная реакция представляет собой электронный процесс. Переход электронов возникает в результате молекулярной перегруппировки, которая состоит в присоединении окисляемым веществом кислородного атома. В других случаях окисляемая молекула теряет водородные атомы, которые присоединяются окислителем. Клетки содержат разнообразные окислительно-восстановительные системы, которые позволяют ей экономно использовать химическую энергию, освобождающуюся при окислительных процессах. Действие на кровь электростатических зарядов, сосредоточенных на поверхности альвеол, или появление кислородного иона в крови, по-видимому, вызывает иррадиацию энергии вовне на целый ряд атомных расстояний в форме волны возбуждения. Это возбуждение сопровождается интенсивными колебаниями соседних или прилегающих атомов или молекул, которые повышают свой уровень энергии и 169
передают возбуждение далее. Указанное воздействие не ограничивается возбуждением одной "точки", а захватывает и приводит в активное состояние большое число атомов или молекул, находящихся в сфере энергетического влияния данного иона. При благоприятных обстоятельствах одна молекула катализатора может превращать более 100000 молекул субстрата в 1 с. Этот экспериментальный факт позволяет говорить уже о соответствии между причиной и следствием и допускать количественный подход к трактовке аэроионного воздействия на организм, тем более что отношение 1:100000 иногда наблюдалось и в наших исследованиях. Уже сам по себе элементарный заряд, несомый аэроионом, проникая в глубину тканей и приходя в сближение с молекулами, составляющими данную ткань, является мощным физическим фактором. Принимая ион как точечный заряд, в соответствии с законом Кулона находим на очень близких (молекулярных) расстояниях от него напряженность электрического поля, равную 10 млрд В/см. Вдыхание аэроионов отрицательной полярности вызывает в организме ряд таких явлений, которые говорят об активизирующем воздействии их на специфические химические вещества, находящиеся в организме, — ферменты, энзимы, витамины, гормоны и прочие активаторы или катализаторы биохимических реакций, на их комплексы и группы. Обмен веществ возможен только при одном обязательном условии: необходимо, чтобы молекулы обменивающихся веществ были ионизированы. Это твердо установлено для белков, жиров, углеводов и солей. Электрически нейтральные молекулы этих веществ не вступают ни в какие биохимические соединения и не принимают участия в обмене. Например, сталкиваясь с молекулами специфического или активированного белка, молекулы пищевых веществ сами становятся активированными, т.е. в их электронной структуре происходят такие изменения, после которых электроны могут быть переброшены через ряд оксидоредукций. В биокаталитических реакциях решающую роль играют электронные слои атомов и происходят глубокие изменения электронной структуры. Вещество как бы преображается, возникают сдвиги электронной ковалентной связи, деформация электронных слоев, диполь- ная индукция и т.д. Механизмы энергии активации приходят в действие. Сталкиваясь с активными частицами, "инертные" молекулы становятся активированными. В их электронной структуре происходят процессы, решительным образом изменяющие их биологическую активность. Допустимо, что отсутствие ионизированного кислорода во вдыхаемом воздухе может вызвать ряд нарушений в работе некоторых дыхательных катализаторов. Вопрос об активировании кислорода в этих системах недостаточно разработан. Не исключена возможность того, что для пуска в ход этих систем может быть необходимо наличие уже готового активированного кислорода в виде небольшого числа 170
ионов кислорода воздуха отрицательной полярности. Данное высказывание может быть опровергнуто или подтверждено только дальнейшими теоретическими и экспериментальными работами. Ш.З. ДЕЙСТВИЕ УНИПОЛЯРНЫХ АЭРОИОНОВ НА ЭЛЕКТРОГУМОРАЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ При спокойном дыхании объем легочной вентиляции человека равен 8000 см /мин. Если из этой цифры вычесть то. что задерживается в трахее и бронхах, то получим около 6000 см , из которых на долю кислорода приходится в среднем 1200 см . Эти 1200 см кислорода растекаются по поверхности 700 млн альвеол, равной 100 см . Мимо этой громадной поверхности, периодически бомбардируемой аэроионами, непрерывным потоком бежит кровь — дисперсная система, энергия которой связана с развитием ее поверхности. Эритроциты играют в газообмене основную роль. Поверхность одного эритроцита равна 109,46 мкм . Общая поверхность эритроцитов в 5 л крови равна примерно 2750 м , т.е. почти в 1500 раз больше, чем поверхность человеческого тела. Поверхность эритроцитов, находящихся в каждый данный момент в легочных капиллярах, составляет около 130 м . Благодаря близкому совпадению диаметра капилляра (8— 9 мкм) с диаметром эритроцита (в среднем 7,5 мкм) последние проходят по капилляру поодиночке и соприкасаются с его стенками. Это облегчает диффузию газов и способствует эффективному использованию поверхности эритроцита. В том направлении действует беспрерывное вращение эритроцита в токе крови и резкое замедление скорости тока крови в капиллярах, доходящей до 0,5 мм/с. Таким образом, 2750 м поверхности эритроцитов вплотную соприкасаются с тончайшею преградой, через поры которой происходит газообмен и к которой притекают электрические заряды (А.Л. Чижевский, 1944). При соприкосновении этих двух громадных поверхностей и происходит воздействие аэроионов на кровь. Выдыхаемые аэроионы могут быть представлены как "диффузный электрод", по которому течет "униполярный" ток и который накладывается на тысячи квадратных метров поверхности крови и таким образом непосредственно воздействует на нее. Кровь, протекающая по легочным капиллярам, одна из первых (помимо нервно-рефлекторных приборов) реагирует на вдыхание униполярных аэроионов путем изменения своих электрических свойств. Поэтому нами еще в 20-х годах было обращено внимание на внутреннюю среду организма, как на чувствительнейший объект, который должен помочь при изучении механизмов действия униполярных аэроионов на организм, на его ткани и органы. С другой стороны, если высказанное положение отвечает действительности, организму далеко не безразлично, каким воздухом он дышит — ионизированным или лишенным аэроионов. Это положение имеет уже практическое 171
значение и должно быть воспринято и разработано той областью гигиены и физиологии, которая изучает воздух населенных помещений и действие этого воздуха на человека. Система воздух — кровь является самой важной и самой ответственной за жизнь системой общения организма с внешней средой. Она находится в непрерывном действии в течение всей жизни, и прекращение ее работы означает смерть организма. Вопросы химического состава и особенно физического состояния вдыхаемого воздуха до сих пор не привлекли к себе должного внимания физиологов и гигиенистов. Разработка этого важнейшего вопроса все еще находится в рудиментарном состоянии, в то время как на нее следовало бы обратить пристальное внимание и направить силы человеческого ума на самое подробное и всестороннее исследование системы воздух — кровь. Многое из того, что до сих пор сделано физиологией дыхания, есть только преддверие того, что еще надлежит сделать в ближайшем будущем. В качестве иллюстрации "железного закона" системы воздух — кровь приведем следующий пример. 3 Экспериментально установлено, что за время одного вдоха 1 см крови соприкасается с 1,48 см воздуха. Мы говорим "соприкасается", ибо общепризнано, что стенка эндотелия легочного капилляра, находящаяся между альвеолярным воздухом и кровью, играет лишь пассивную роль, так как кислород проникает в кровьлгутем диффузии. Оказывается, что число молекул кислорода, содержащихся в 1,48 см воздуха, соответствует числу атомов железа во всех эритроцитах, находящихся в 1 см нормальной крови (А.Л. Чижевский, 1945). Известно, что один атом железа в молекуле гемоглобина связывает два атома или одну молекулу кислорода. Отсюда видно, насколько точно пригнаны один к другому различные приборы живого организма: работа эритроцитных депо ц костного мозга, подающих в кровеносное русло в единицу времени определенное число эритроцитов; работа сердца и сосудистой системы, своевременно доставляющих в капилляры, оплетающие альвеолы, определенные объемы крови в ту же единицу времени; работа легочного аппарата, скорость диффузии через стенки капилляров, скорость распределения и реакции соединения в эритроцитах и т.д. Безукоризненная и математически точная, строго координированная работа живой системы прекрасно иллюстрируется этими связями. Имеется основание высказать предположение о наличии принципа квантитативной эквивалентности между числом молекул кислорода, приходящихся при одном вдохе на один эритроцит, с одной стороны, и усвоением молекул кислорода в единичном эритроците за то же время — с другой. Существует ли закономерность такого рода для вдыхаемых аэроионов и их усвоения кровью и тканями? Если ответ на данный вопрос основывать на многочисленных экспериментальных работах, то можно прийти к положительному заключению. Процесс этого "усвоения" представляется значительно более сложным, чем процесс соединения кислорода с гемоглобином, и в настоящее время он не может быть связан, как об этом уже говорилось и будет видно дальше, простыми 172
количественными соотношениями, ибо в крови происходят процессы каталитического характера. Кровь представляет собой многофазную и полидисперсную систему, пространственная устойчивость которой обязана в основном электрическим зарядам, окружающим ее корпускулярные элементы. Экспериментально установлено, что поверхность морфоэлементов крови — эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов — несет заряд отрицательного знака. Заряд того же знака несут белковые коллоиды кровяной плазмы — альбумины и глобулины. Только фибриноген имеет слабый заряд положительной полярности. Электрический потенциал, приложенный извне к системе телец крови, должен воздействовать на них в зависимости от его величины и полярности. Циркулирующая по сосудам кровь, будучи системой коллоидов и суспензий, является в то же время системой электростатической, в которой электрические заряды, окружающие белковые частицы и морфологические элементы, препятствуют частицам при движении сталкиваться друг с другом (электрораспор) и сохраняют их высокоразвитую физиологически активную поверхность. Электрические заряды, электрические и магнитные поля частиц движущейся крови способствуют рассредоточению дисперсных и форменных элементов крови в пространстве и непрерывно поддерживают динамически равновесное состояние всей системы. Нашими работами показано, что электростатическая и магнитная системы крови обладают высокой степенью чувствительности к электрическим воздействиям (электрические поля, ионизирующие радиации) и реагируют на них, изменяя в ту или другую сторону степень своей устойчивости, склоняясь в зависимости от электрической полярности либо в сторону повышенной стабилизации, либо в сторону заметной и даже решительной седиментации. Добавление к столь чувствительной и уравновешенной системе некоторого числа ионов неминуемо должно сдвинуть систему в ту или другую сторону, и система произведет определенную работу, которую можно обнаружить с помощью специальных методик (А.Л. Чижевский и Г.Н. Перлатов, 1949). Заряд отрицательного знака должен усиливать стабильное состояние большинства морфоэлементов крови или, по крайней мере, предотвращать их разрядку. Положительный заряд должен нейтрализовать отрицательный заряд частиц, снижать устойчивость электростатических систем крови и способствовать объединению частиц и их коагуляции. Именно поэтому далеко не безразлично, имеются ли во вдыхаемом воздухе населенных помещений аэроионы, каковы их число и преобладающая полярность. Так как кровь омывает все ткани и органы, то не исключена возможность того, что она может воздействовать и на электростатические системы клеток тканей и органов всего организма. Не исключена возможность также и того, что кровь и тканевые образования одновременно с обменом веществ обмениваются и своими электрическими зарядами. Над этой проблемой автор 173
работал совместно с Л.Л. Васильевым в течение ряда лет (с 1932 г.). В результате этой совместной работы возникла теория легочно-гумо- рального и гуморально-тканевого электрообмена. Эта теория принимала в расчет явления, протекающие под влиянием вдыхания униполярных аэроионов в системе: аэроионы —*■ альвеолы —* венозная кровь —» артериальная кровь —*■ ткани. На основании экспериментальных данных автор мог раздвинуть пределы электрообмена и предложил следующую новую формулу, характеризующую циклические свойства электрообмена: аэроионы —* альвеолы -* венозная кровь —»• артериальная кровь —► ткани —»• венозная кровь —> аэроионы —*■ воздух. Это значит, что электрообмен может протекать циклически в двух направлениях. Электрическая аэросистема влияет на электростатическую систему крови, протекающей по легочным капиллярам; это влияние распространяется на ткани и органы, которые в свою очередь воздействуют на электростатические системы венозной крови, а венозная кровь возбуждает ионизацию выдыхаемых газов. Между электрическими системами организма и электрической аэросистемой устанавливается определенное взаимодействие, выражающееся в непрерывном обмене электрическими зарядами. Организм не только поглощает аэроионы из воздуха, ной отдает, так сказать, "отработанные" электрические заряды воздуху. Каково число отдаваемых организмом электрических зарядов, мы не знаем, ибо при выходе из легких выбрасывается до 310 зарядов в 1 см .а принимаем из атмосферного воздуха в лучшем случае 1,5 10 в 1 см , т.е. в 200 раз меньше. Какую часть выдыхаемых аэроионов следует отнести за счет истинного "отброса", а какую за счет электростатической функции самих легких (о чем речь будет идти ниже), — это является еще вопросом, подлежащим изучению. Воздействие униполярных аэроионов на электростатическую систему крови может быть представлено рядом специальных исследований, произведенных автором и другими исследователями по его рекомендации. 1. Влияние униполярных аэроионов на электрический заряд на- тивной кровли и ее морфологических элементов. Если согласиться с теорией легочного электрообмена, то следует признать, что вдыхание униполярных аэроионов должно отражаться на заряде крови, на электростатической ее системе, на потенциалах форменных элементов и коллоидов крови, окруженных, как известно, системой электрических зарядов. Уже давно были сделаны попытки определить заряд частиц коллоидов и суспензоидов в виде числа элементарных электрических единиц. Задача оказалась сложной, и до сих пор по этому вопросу не существует единства мнений. Прибавление к крови солей электроположительного лантана также не дало ожидаемых результатов. Теоретически полученные нами по примеру Зигмонди, Гевеей и Льюиса значения заряда одного эритроцита в элементарных единицах выражаются сотнями тысяч и миллионами зарядов и варьируют в зависи- 174
Рис. 47. Изоэлектрические точки важней тих компонентов крови 1 — альбумины; 2 — глобулины; 3 — эрит роциты; 4 — гемоглобин; 5 — кровь цель ная; б — фибриноген 2 Ч 6 8 10 12 рН" мости от метода вычислений в значительных пределах. Исходя из расчета гидродинамических сил, действующих в кровотоке на эритроциты, нами было найдено минимальное значение заряда эритроцита, которым последний должен обладать, чтобы обеспечить себе несопри- касаемость с соседними эритроцитами в кровотоке. Это минимальное значение заряда эритроцита (нормоцита) оказалось приближенно равным 22 тыс. элементарных зарядов. Пространственная устойчивость эритроцитов в движущейся крови в основном обусловливается величиной их электрического заряда. Заряд отрицательной полярности, свойственный эритроцитам, вызывает появление электрораспора между эритроцитами и обеспечивает им рассредоточение в плазме и их неслипаемость. Взаимодействие экс- травазированных эритроцитов в первое время седиментации также, по-видимому, зависит от величины заряда. Приложение к решению задачи метода Б. Дерягина и Д. Ландау встречает значительные трудности. Этот вопрос рассматривается автором и Г.Н. Перлатовым в монографии, посвященной структурным и электрическим факторам оседания экстравазированной крови. Цельная нативная кровь проявляет себя вовне как электроположительно заряженное тело. Об этом упоминается в учебнике физиологии Ландау. Это явление может быть показано на диаграмме (рис. 47). Отложим по оси абсцисс 14 делений шкалы рН и по оси ординат —14 делений шкалы рОН", а крайние точки соединим прямой. На этой прямой должны лечь изоэлектрические точки компонентов крови в порядке их последовательных значений. Биссектриса угла, выходящая из точки начала координат, разделяет пополам указанную прямую в точке, нейтральной рН. Если опустить перпендикуляры из какой-либо точки на оси абсцисс и ординат, то длина этих перпендикуляров будет означать число в данной точке ионов Н и ОН". Из диаграммы следует, что цельная нативная кровь несет положительный электрический заряд, значение которого находится по правой стороне рОН 74 —s /Ч,б / г 1 1 • 1 1 1 1 1 1 1 175
от нейтральной точки и приближается к положительно заряженному фибриногену. Первые опыты по непосредственному изучению электрического заряда цельной крови до и после вдыхания униполярных аэроионов были осуществлены автором совместно с А.С. Путилиным. Было выяснено, что при вдыхании отрицательных аэроионов положительный электрический заряд нативной крови уменьшается. Изучение электрического заряда крови было произведено по специальной методике с помощью чувствительного электрометра и показало, что капля крови обладает электрическим зарядом, который после вдыхания униполярных аэроионов изменяется в соответствии с полярностью, причем разность после сеанса аэроионизации для 1 мг (приближенно) крови в одном случае достигла 5,1-10" электростатических единиц (1,7-10~ Кл). В последующих опытах заряд капли нативной крови человека измерялся при падении ее вдоль осевой зоны соленоида-катушки, концы обмотки которого через катодный усилитель присоединялись к регистрирующему осциллографу. Ток, появляющийся в катушке при падении электрически заряженной капли, вызывает в осциллографе отклонение, по величине и направлению которого можно судить о величине и полярности падающей капли крови. В этом случае для заряда отдельных капель нативной крови были получены еще большие значения. Также были проведены измерения заряда капли крови до и после сеанса вдыхания отрицательных аэроионов. При этом было установлено, что после сеанса вдыхания отрицательных аэроионов положительный заряд капли нативной крови снижается. Затем был применен метод капли, падающей в постоянном электрическом поле. Кровь бралась также до и после сеанса ингаляции отрицательных и положительных аэроионов. Кровь, вытекающая из пальца после глубокого укола иглой франка, непосредственно попадала в постоянное электрическое поле, которым и отклонялась от вертикального направления в зависимости от величины несомого заряда. Величина отклонения фиксировалась на вощеной миллиметровой бумаге, на которую капля падала, пройдя электрическое поле. В тех же целях было изучено отклонение в постоянном электрическом поле тонкого хлопчатобумажного волокна, смоченного кровью из ранки, только что нанесенной иглой. Далее при изучении данного вопроса был применен капиллярный анализ по методу Гоппельсродера. Качественные способы в большинстве случаев показали более или менее ясное действие на кровь вдыхаемых униполярных аэроионов. Таким образом было установлено, что вдыхание аэроионов вызывает изменение потенциала цельной нативной крови в соответствии с полярностью аэроионов. Роль длительности сеанса ингаляции аэроионов установить точно не удалось, так как между сеансом в 10 и в 30 мин разницы в величине заряда крови обнаружено не было. Необходимо отметить один чрезвычайно важный факт. Расчеты показывают, что во всех этих опытах имеет место количественное несоответствие между числом вводимых в организм аэроионов и величиной электрических сдвигов в крови. Последние во всех случаях оказывались большими чем в первые, что подтверждают соображения, высказанные в конце п. III.2. Еще в 1934 г. автор поставил вопрос о необходимости измерить электрический потенциал крови в различных участках кровяного русла, на различных глубинах артерий и вен и при различных условиях жизнедеятельности организма (как в нормальных, так и при патологических состояниях). В последующие годы вопрос этот был подвергнут экспериментальному изучению при участии А.В. Леонтовича. Сеансы ингаляции аэроионов отрицательной полярности вызывали не- 176
большое увеличение потенциала морфологических элементов крови. Сеансы ингаляции положительных аэроионов не позволили обнаружить каких-либо изменений в величине потенциала крови. К сожалению, эти исследования остались незаконченными. Надо надеяться, что дальнейшее углубленное изучение вопроса позволит выяснить, в какой мере электрические явления в крови стоят в связи с гидродинамическими и прочими процессами, имеющими место в ней. Следовало бы произвести изучение электрических свойств движущейся крови, пользуясь прибором для искусственного кровообращения — автожектором, изобретенным и усовершенствованным С.С. Брюхоненко. Этот прибор дает возможность выводить наружу кровяное русло и заставлять кровь течь по трубкам из соответствующим образом подобранного материала. В эти трубки могут быть помещены необходимые электроды чувствительной электрометрической установки. 2. Влияние униполярных аэроионов на электрический заряд эритроцитов. Дзета-потенциал эритроцитов человека и некоторых млекопитающих хорошо изучен с помощью электрофореза. Подвижность эритроцитов человека равна 1,31 см / (В-с). Замечено, что величина электрофоретической подвижности эритроцитов отличается большим постоянством и остается в некоторых случаях на одном уровне в течение суток и более. В изотоническом растворе глюкозы с небольшим количеством фосфатного буфера эритроциты человека приобретают подвижность, равную 2,33 см / (В-с). По С. Скадовскому и В. Шредер в изотоническом растворе сахара дзета-потенциал эритроцитов равен 25—26 мВ. Другие исследователи приводят еще большие его значения. В Японии вопрос об изменении дзета-потенциала эритроцитов под влиянием вдыхания отрицательных и положительных аэроионов изучался М. Ашиба и И. Матсумура. Они показали, что отрицательные аэроионы заметно повышают электрокинетический потенциал красных кровяных телец. Дзета-потенциал позволяет при прочих равных условиях опыта следить за его изменениями, например, при патологических условиях. Абсолютные значения величины заряда частиц до сих пор не поддаются точному экспериментальному выяснению. Большинство исследователей, изучавших реакцию оседания эритроцитов, сходятся на той точке зрения, что одним из основных факторов реакции является изменение электрического заряда эритроцитов. Чем больший электрический заряд несут на своей поверхности эритроциты, тем больше их стабильность в кровяной плазме и тем медленнее они оседают. При очень малом заряде эритроциты быстро объединяются в конгломераты и седиментируют. Несмотря на большую сложность механизма реакции оседания эритроцитов, следует признать, что величина электрического заряда эритроцитов, а следовательно, и электростатический распор между ними, обусловливающий устойчивость системы эритроцитов, играют в процессе оседания одну из наиболее важных ролей. Значение электрического заряда в процес- 177 19 7ПО
Г,ч t? в 4 0 8 12 © ill I il I I HI I ' ' 11 РОЭ, мм 0 Рис. 48. Ускорение РОЭ, мм/ч, после вдыхания аэроионов положительной полярности и замедленное РОЭ после вдыхания аэроионов отрицательной полярности (1925— 1928) се оседания эритроцитов подтверждается большим опытом коллоидной химии, исследованием причин коагуляции и седиментации коллоидных растворов и суспензоидов. Замедление скорости оседания эритроцитов под влиянием ингаляции аэроионов отрицательного знака было констатировано на большом материале еще в 1925—1928 гг. (рис. 48) и частично опубликовано нами совместно с Н.К. Утц в 1930 г. В последующие годы то же явление наблюдалось и у больных бронхиальной астмой, легочными туберкулезом и другими заболеваниями. Эти наблюдения в период 1931 —1936 гг. были подтверждены рядом других авторов (С.С. Жихарев, Б.М. Прозоровский, В.А. Никонов, И.Е. Ландсман, М.И. Зорин, М.Г. Бабаджанян, И.Н. Сизов, К.П. Булатов, Г. Меттен, П. Хаппель и др.). В ЦНИЛ И O.K. Венгрижановской на крови животных и птиц было показано, что вдыхание отрицательных аэроионов замедляет скорость указанной реакции, а вдыхание положительных аэроионов увеличивает ее. Таким образом, на большом материале (в 92% всех наблюдений) был твердо установлен факт противоположного действия на скорость оседания эритроцитов ингаляции отрицательных и положительных аэроионов — факт, точно соответствующий теоретическим предпосылкам (табл. 26—30). 3. Влияние заземления крови на скорость реакции оседания эритроцитов. З.А. Тыщенко были поставлены ориентировочные наблюдения за реакцией оседания крови при ее заземлении. Порция 178
Таблица 26. Замедление реакции оседания эритроцитов (РОЭ) под влияния вдыхания аэроионов отрицательной полярности у здоровых кур (по O.K. Венгрижановский) Номер подопытной группы 1 2 3 4 5 Число кур в группе до аэроионизации 4.3 4 4,6 4 4,3 РОЭ, мм после аэроионизации разность (через 2 мес.) 4,1 -0,2 3.7 0,3 3.8 -0.8 3,8 -0,2 3,7 -0,6 6 7 8 9 10 4,1 4,2 4,7 4,1 3,9 3 3,5 3,7 3,3 3,1 1,1 -0.7 1 0,8 -0,8 Таблица 27. Замедление РОЭ под влиянием вдыхания аэроионов отрицательной полярности у здоровых кроликов (по Р.И. Ланда-Глаз) Номер опыта РОЭ до аэроионизации, мм РОЭ после аэроионизации зарядами, мм положительным и отрицательными 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 7 5 19 16 4 1 13 7 Таблица 28. Замедление РОЭ под влиянием вдыхания аэроионов отрицательной полярности у людей, больных легочным туберкулезом (по В.А. Никонову) Номер опыта РОЭ, мм до лечения аэроионизацией после лечения аэроионизацией разность 26 37 44 55 37 35 10 17 21 31, 24(второй курс) 23 15, 6(второй курс) -16 -20 -23 -24, -14 -20, - 31 -29 цитратной крови, взятая от одного человека, втягивалась в три градуированные пипетки, употребляемые обычно для реакции оседания эритроцитов. В опытную пипетку после заполнения ее кровью вставлялась тонкая неокисляющаяся металлическая проволока, прочно со- 179
Таблица 29. Замедление РОЭ под влиянием вдыхания аэроионов отрицательной полярности у больных людей (астматиков) (по И.Е. Ландсману) РОЭ, мм До 8 От 8 до 15 Свыше 15 Число случаев, 'f< до лечения аэроионизацией после лечения аэроионизацией 9 52 39 37 56 П Таблица 30. Замедление РОЭ под влиянием вдыхания аэроионов отрицательной полярности у людей с различными заболеваниями (по Г. Меттену) Номер наблюдений 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Заболевание Туберкулез легких Хронический бронхит Пневмония Бронхиальная астма Плеврит Цирроз печени до лечения аэро- ионизациеи 80 93 110 44 107 38 59 56 85 56 20 68 68 85 28 56 22 30 80 РОЭ, мм после 15-21 дня лечения аэроионизацией 63 90 98 28 89 39 58 60 86 40 16 59 68 53 17 43 8 24 65 разность -17 -3 -12 -16 -18 +1 -1 + 4 + 1 -16 - 4 - 9 0 - 32 -11 -13 -14 -6 -15 единенная с землей. Во вторую пипетку вставлялась такая же проволока, но без заземления. В третью пипетку проволока не вкладывалась. Эта пипетка служила контрольной. Если считать, что скорость оседания эритроцитов зависит только от концентрации эритроцитов или структурной вязкости крови, то следовало бы предположить, что оседание красной крови в пипетках с проволокой должно быть замедленным, ибо проволока создает определенное препятствие оседающим эритроцитам, что и обнаруживается в части случаев. 180
С другой стороны, в заземленную кровь может поступать некоторое число электронов, что приводит к увеличению суммарного электрораспора между эритроцитами и, следовательно, к замедлению оседания. Наблюдения, однако, показали, что кровь дает в некоторой части случаев также и ускорение оседания в заземленной пипетке по сравнению со второй пипеткой (незаземленная проволока), а также по сравнению с контрольной. Это явление можно объяснить тем, что электрические заряды крови, оседающие на проволоке, уходят в землю, разряжая прилегающие, а затем последующие слои крови (выравнивание потенциала). Таким образом, сокращается электрораспор между эритроцитами, уменьшается структурная вязкость крови и ускоряется оседание красных кровяных телец. Из опытов следует, что в оседающей крови происходит взаимодействие основных факторов: структурной вязкости (концентрация и взаимное пространственное расположение эритроцитов) и отталкивающего действия одноименных электрических зарядов. Если первое явление достаточно прочно и преодолевает утечку зарядов, происходит замедление оседания. При определенной величине падения заряда и лабильности пространственной структуры наблюдается ускорение оседания эритроцитов. В тех случаях, когда устанавливается баланс между структурной вязкостью и электрическим фактором, наблюдается одинаковая скорость их оседания во всех трех пипетках. Исследования З.А. Тыщенко говорят об определенном значении электрического заряда крови в процессе его оседания. Но только ли этим ограничиваются данные наблюдения? Они подтверждают ту точку зрения, что электрический потенциал эритроцитов играет одну из важных ролей в сложном механизме оседания системы красной крови. Они говорят также, что заряд этот лабилен, а следовательно, и вся электростатическая система крови в известной мере подвижна. Это в свою очередь подтверждает теорию гуморального и тканевого электрообмена и, значит, имеет прямое отношение к расшифровке действия вдыхаемых аэроионов на кровяное русло. 4. Влияние униполярных аэроионов на электрический заряд коллоидов кровяной сыворотки. Р.Т. Ланда-Глаз изучила действие ингаляции униполярных аэроионов на реакцию коагуляции коллоидов кровяной сыворотки кроликов с применением методики Матеффи- Брюлловой. Реакция производится следующим образом: в пробирки наливается серно-кислый алюминий в разведении 1:1000, начиная от 0,1 см и постепенно возрастая до 1 см . Затем доливают дистиллированную воду до объема в 1 см . После взбалтывания в каждую пробирку вводят по 1 см разведенной в 10 раз сыворотки крови. После нового взбалтывания пробирок наблюдается коагуляция коллоидной сыворотки в виде выпадения хлопьев (рис. 49). Плюсами отмечается степень выпадения хлопьев, минусами — их отсутствие. Эта весьма чувствительная реакция полностью оправдала ожидаемый результат. При вдыхании кроликом положительных аэроионов 181
a) 1 2 3 4 5 6 7 НОМЕР ОПЫТА 6) -* — i J /. я \ \ 7Л 1 * \ \ 1 \_ з to -df А У j i / /у A / \\ 2> w 4s N. / 23456769 70 НОМЕР ОПЫТА Рис. 49. Действие вдыхания аэроионов на коагуляцию коллоидов кровяной сыворотки (по Р.И. Ланда-Глаз) а и б — соответственно отрицательной и положительной полярности; 1 и 2 — соответственно до и после вдыхания аэроионов реакция коагуляции коллоидов сыворотки дает хлопья уже при очень незначительных концентрациях серно-кислого алюминия, а при вдыхании отрицательных аэроионов коллоиды сыворотки становятся значительно более стабильными. Отсюда необходимо сделать заключение, что естественный электрический заряд коллоидных частиц крови повышается при вдыхании отрицательных аэроионов и понижается при вдыхании положительных. Впоследствии Н.В. Чижевской была изучена реакция коагуляции белковых коллоидов сыворотки крови человека, наступающая под влиянием ингаляции униполярных аэроионов. Это исследование подтвердило результаты описанных опытов. 5. Влияние аэроионного потока на электрический заряд неорганических и органических коллоидов. Когда было бесспорно доказано, что вдыхание униполярных аэроионов вызывает соответствующий эффект изменения реакции оседания эритроцитов и меняет заряд коллоидов плазмы, автор проверил эти явления на модели с помощью обдувания униполярно ионизированным воздухом протекающих по поверхности стеклянных трубок различных неорганических и органических коллоидов. Коллоиды, подвергнутые аэроионному потоку отрицательного или положительного знака, а также контрольные коллоиды исследовались спектрофотометрически и методом определения электрокинетического потенциала. Были исследованы приготовленные по Во. Освальду коллоидные растворы золота, серебра, гидрата окиси железа, конгорубина, мастики и канифоли. В результате произведенных автором исследований можно было прийти к следующим заключениям (рис. 50 и табл. 31): а) протекающие коллоиды, несомненно, изменяют степень стабильности частиц под влиянием направленного на них аэроионного потока того или иного знака; б) фотометрический метод дает более или менее ясные показатели изменчивости дисперсности для органических коллоидов и менее яс- 182
100? Рис. 50. Действие аэроионов положительной (+) и отрицательной (—) полярности на коллоиды (К — контроль) 1—8 — порядковые номера наблюдений ные для неорганических, за исключением золотого коллоида высокой чувствительности; в) метод измерения электрокинетического или дзета-потенциала дает во всех случаях весьма отчетливые результаты. В некоторых случаях под влиянием потока аэроионов наблюдается изменение первоначального заряда коллоидных частиц в несколько раз; г) отрицательный аэроионный поток резко повышает стабильность частиц отрицательно заряженного коллоида и несколько снижает стабильность частиц положительного заряженного коллоида; д) положительный аэроионный поток оказывает противоположное действие, хотя и не столь резко выраженное, как при действии отрицательных аэроионов; е) коллоиды, подвергнутые влиянию аэроионов и исследованные через несколько дней, показали сохранность своей измененной дисперсности и электрического заряда (исследовались через 10 дней); ж) контрольные коллоиды, пропущенные через прибор с обдуванием потоком воздуха той же силы, не дают никаких заметных изменений; з) химический анализ воздуха при работе генератора аэроионов не обнаружил в зоне опыта озона и окислов (оксидов) азота, за счет которых можно было бы отнести полученный эффект; и) необходимо заключить, что причиной изменения электрокинетического потенциала при воздействии аэроионным потоком является 183
ТаблицаЗ!. Влияние аэроионов потока на коллоиды Номер опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Исследуемый коллоид Колофан Мастика Золото Полярность аэро- Продолжитель- ионного потока ность экспози- , ции, мин Отрицательно заряженные коллоидные частицы Контроль 10 + 10 10 Положительк Гидрат окиси железа Контроль + Контроль + Контроль + Контроль + Контроль + Контроль + Контроль + Контроль + Контроль + 10 10 10 60 60 60 10 10 10 30 30 30 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Дзета- потенциал, мВ 10,7 5,4 54,4 34,6 30,5 95,7 16,7 33,3 26,4 42,7 38,6 90,5 24,4 38,6 44,7 49,2 43,7 58,1 41,9 29,3 62,5 34,8 26 39,1 56,5 32,5 67,6 27,4 15,2 40,9 о заряженные коллоидные частицы Контроль 60 22,8 + 60 9,0 60 13,0 Контроль + Контроль + Контроль + 20 20 20 30 30 30 30 30 34,8 58,2 25,2 11,3 22,6 24,4 2,6 10,2 184
увеличение или уменьшение присущего коллоидным частицам электрического заряда того или иного знака. Указанные изменения находятся в зависимости, с одной стороны, от полярности аэроионов и, с другой стороны, от знака заряда коллоидных частиц. В этих опытах 1 см протекающих коллоидов "усваивал" 6-10 аэроионов в 1 с. Опыты имели целью создать модель действия униполярных аэроионов на кровяное русло и показатель, каким образом может осуществляться "зарядка" крови, ее белковых коллоидов, ее форменных элементов. Эти опыты автора дополняют его исследования (1925), которыми было доказано, что униполярные аэроионы могут переноситься поверхностью текущей жидкости. 6. Влияние униполярных аэроионов на экстравазированную кровь. В 1945—1946 гг., а также в 1951—1952 гг. нами было доказано, что если поверхность экстравазированной цитратной крови подвергнуть в течение нескольких минут воздействию потока отрицательных аэроионов и затем поместить эту кровь в седиметр, то можно наблюдать следующие явления: а) скорость оседания опытной и контрольной красной крови здоровых людей, независимо от количества времени аэроионоэкспозиции, различна. Опытная кровь оседает значительно медленнее, чем контрольная (табл. 32), что графически выражается в расхождении кри- Таблица 32. Оседание эритроцитов, мм, после аэроионовоздействия на здоровых людей Фамилия Продолжительность опыта, мин Оседание эритроцитов при продолжительности наблюдений в течение, ч ix:i:x:i У. О. к. с. к. ч. н. п. с. к* 8 к 8 К 8 К 4 8 К 4 8 К 4 8 К 4 8 К 8 К 15 7 13 7 13 5 23 15 9 20 17 12 20 6 16 10 8 5 10 3 18 9 24 13 21 14 20 8 35 29 20 27 25 17 36 15 25 30 15 9 28 10 32 18 31 18 26 19 26 12 41 38 23 29 29 22 39 19 29 37 17 19 31 15 39 24 35 22 29 22 28 13 43 40 24 32 30 25 40 20 31 45 21 23 32 19 44 27 * Здесь и далее во всех таблицах К — контроль. 185
Таблица 33. Оседание эритроцитов, мм, после аэроионовоздействия на здоровых животных Продолжительность опыта. мин К 4 8 16 К 4 8 16 К 4 8 16 К 4 8 16 К 4 8 16 К 16 Оседание эритроцитов люде ний 1 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 0 2 2 2 2 4 3 3 2 1 0,5 Морс в 1 течение,ч 2 кие свинки 4 3 2 2 3 3 3 1 3 2 2 1 4 3 3 2 10 5 6 3 Баран 2 1 при продолжительности наб- 3 5 3 2 2 3 3 3 1 4 3 2 1 5 3 3 2 17 7 8 4 3 1 _:г_т::::::: 6 4 3 3 4 3 3 1 5 4 4 1 6 3 3 2 18 8 8 5 6 2 вых. Аналогичный эффект расхождения кривых опытной и контрольной крови наблюдается в ходе оседания эритроцитов здоровых животных (морских свинок), хотя скорость оседания их крови вообще очень мала (табл. 33); б) менее резкое, но достаточно ясное различие в скорости оседания опытной и контрольной красной крови наблюдается при легочном туберкулезе и гангрене легких, плевритах, гепатитах, пиелитах, нефрозах, при некоторых инфекционных заболеваниях и т.д. Во всех этих случаях опытная кровь оседает медленнее контрольной. В расхождении кривых иногда обнаруживаются стабильные и тонкие вариации, патогенетические причины которых должны быть выяснены впоследствии на большом клиническом материале; в) при ряде заболеваний оседание красной крови дает извращенную реакцию. Опытная кровь оседает быстрее контрольной. Это явление наблюдалось при абсцессе легких, пиелонефрозе и некоторых других заболеваниях. Опытная кровь маляриков иногда оседала при малых дозах экспозиции медленнее контрольной, при больших дозах экспозиции — быстрее (рис. 51 и табл. 34—36). г) кровь больных раком легких, пищевода, желудка, кишечника, 186
Г^" / / ■hts У / Рис. 51. Электрореакция оседания красной крови в мм аиб— у практически здоровых людей; виг — у больного соответственно туберкулезом и острым гепатитом; 1 — фактически в течение 8 мин; 2 — контроль (К) Таблица 34. Оседание эритроцитов, мм, после аэроионовоздеиствия на больных легочным туберкулезом Фамилия жительность опыта, мин Оседание эритроцитов при продолжительности наблюдений в течение, ч О. ш. г. У. Б. В. П. Т. К 4 К 8 К 8 К 8 К 8 К 8 К 8 К 8 50 28 30 15 5 5 3 3 6 3 5 4 17 9 3 2 58 30 39 23 6 5 6 7 19 7 6 5 22 14 5 9 60 31 45 37 10 7 9 12 30 13 8 6 30 20 8 15 64 31 48 43 15 12 12 16 37 14 10 7 35 22 10 21 187
Таблица 35. Оседание эритроцитов, мм, после аэроионовоздеиствия на людей при разных заболеваниях Фамилия С К. 3. к. X. к. н. м. 11. г. Заболевание Продолжительность опыта, мин Оседание эритроцитов при продолжительности наблюдений в течение, ч Гепатит Плеврит Абсцесс легкого Пиелонефроз Гепатит, желтуха Пиелоцистит После острого аппендицита Бруцеллез Язва на носу - эпителиома, подозревался рак К 8 К 12 К 12 К 8 К 8 К 12 К 6 18 К п:лхл к 6 4 6 4 4 9 4 15 12 6 6 3 5 7 3 5 4 3 10 13 14 2 10 5 16 8 7 14 8 17 17 14 14 7 11 16 5 9 7 6 19 23 35 4 14 8 19 11 14 20 11 22 22 17 18 17 23 26 7 16 11 8 27 31 44 5 30 15 40 22 25 35 18 30 26 20 20 30 35 32 8 22 13 11 36 40 51 6 Таблица 36. Оседание эритроцитов, мм, после аэроионовоздеиствия на больных малярией Фамилия Продолжительность опыта, мин Оседание эритроцитов при продолжительности наблюдений в течение, ч 1 3 6 16 13 13 5 3 3 18 16 3 3 8 6 4 6 14 8 1 2 5 7 20 23 28 7 8 6 50 55 6 5 30 18 8 10 25 14 1 » 12 14 23 31 45 9 10 7 55 61 8 6 45 27 12 15 48 27 1 4 _ - - _ - - — — - - 9 6 48 28 16 19 60 32 И. Б. А. П. X. Б. М. П. к 4 8 К 4 8 К 8 К 8 К 16 К 16 К 8 К 12 188
Продолжение табл. 36 Фамилия Продолжительность опыта, мин Оседание эритроцитов при продолжительности наблюдений в течение, ч r::c:z::ci ч. ф. с. к 8 К 8 К 8 16 8 3 6 8 8 5 4 24 10 9 14 15 10 8 39 16 18 23 31 25 13 43 18 22 26 35 29 15 брюшины, печени, матки, грудной железы, губы, носа и др. в большинстве случаев обнаруживает изореакцию оседания. Кривые скорости оседания опытной и контрольной крови раковых больных часто совпадают одна с другой (рис. 52 и табл. 37). Наблюдения автора получили в 1953 г. подтверждение на большом материале (1523 измерения) в работе И.Н. Кулаковой (рис. 53). Было установлено, что частота отклонений опытной крови от контрольной при раке монотонно убывает с возрастанием величины отклонения, обнаруживая максимум частоты при изореакции (за 100% была принята величина максимального отклонения). Эти исследования показывают исключительную чувствительность электрической системы крови к внешним электрическим воздействиям и открывают большие диагностические возможности реакции оседания эритроцитов. Рис. 52. Электрореакция оседания красной крови в мм при раке а — легких; б — печени; в — желудка; г — матки; 1 — фактически; 2 — контроль (К) а) мм 20 10 / А / Г 0~% 6°) 1 2 5 к1 г) 8 мин /2 мин ММ // 1 j/f 1 » """" ? : 1 2 J г 8 мин •Я 189
% wo 80 60 UO 20 0 \ ^ /^—■ / / t / t /^ * 2 \ 4 ^. Рис. 53. Отклонение от контроля в мм скорости оседания эритроцитов после электровоздействия при раке 1 и других заболеваниях 2 (за 100% принята величина максимального отклонения) (по И.Н. Кулаковой) Юнм Таблица 37. Оседание эритроцитов, мм, после аэровоздействия на больных раком Фамилия Заболевание Продолжительность опыта, мин Оседание эритроцитов при продолжительности наблюдений в течение,ч IXlLl м. м. к. н. м. к. м. л. м. X. м. т. с. X. Б. к. Рак легких Рак желудка Рак губы Рак печени Рак желудка Рак губы Рак желудка Тоже Рак легких Рак губы Рак легких Рак печени Рак губы Рак пищевода Рак носа Рак кишечника К 4 8 К 8 К 8 К 4 8 К 4 8 К 8 К 8 К 8 К 8 К 8 К 12 К 6 12 К 8 К 8 К 8 К 8 12 35 40 33 5 4 8 10 4 4 4 29 25 29 2 2 4 4 8 7 8 10 5 5 6 6 4 4 4 4 4 5' 5 23 24 4 3 2 45 50 50 15 16 9 48 49 48 3 3 6 7 11 И 9 11 10 10 12 13 7 7 6 7 7 9 9 38 40 6 5 4 53 53 56 10 12 17 17 11 10 10 60 57 56 5 6 10 11 13 13 11 12 14 14 14 14 11 11 10 9 9 13 13 45 47 9 7 54 54 56 12 13 17 17 13 13 12 65 62 62 6 7 13 14 15 15 14 15 17 16 16 16 15 14 13 13 13 16 15 51 52 12 10 11 190
Продолжение табл. 37 Фамилия Заболевание Продолжительность опыта, мин Оседание эритроцитов при продолжительности наблюдений в течение, ч ixin: с. п. г. X. н. м. п. м. X. м. А. ж. Рак губы Рак желудка То же Рак пищевода Рак губы То же Рак желудка Рак губы То же Рак желудка Рак желудка и кишечника К 8 К 8 К 8 К 8 К 8 К 8 К 8 К 8 К 8 К 8 К 8 К 8 4 4 15 16 39 39 19 19 5 4 16 17 11 12 45 46 6 5 33 37 4 3 55 56 7 32 34 63 62 35 35 И 12 33 32 20 20 53 52 17 17 42 45 6 5 61 61 15 14 51 52 71 70 52 50 22 22 40 39 25 23 56 54 22 21 47 48 10 9 62 63 18 18 61 63 73 72 58 55 29 29 43 42 29 29 56 55 27 25 50 50 13 12 63 64 Таблица 38. Изо электрическая точка коллоидов мышечной ткани мышей Номер опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 контрольных 5,35 5,35 5,35 5,37 5,37 5,37 5,37 5,49 5,37 5,37 5,36 5,35 5,35 5,35 pHj у 1 мышей подопытных 5,37 5,15 5,26 5,11 5,14 5,17 5,3 5Д 5,19 5,19 5,11 5,13 5,36 5,3 Разность рН, 0,02 0,2 0,09 0,26 0,23 0,2 0,07 0,39 0,18 0,18 0,25 0,22 -0,01 0,05 7. Влияние униполярных аэроионов на электрический зарядтка- невых коллоидов. Автором совместно в Л.Л. Васильевым, Е.Э. Голь- денбергом и др. был изучен вопрос о действии униполярных аэроионов на изоэлектрическую точку коллоидов мышц у животных с примене- 191
нием метода электрофореза. Под влиянием отрицательных аэроионов наблюдался сдвиг изоэлектрической точки до трех десятых значения рН. Этот сдвиг указывает на повышение отрицательного электрического заряда коллоидных частиц. Что касается действия положительных аэроионов, то в этой серии опытов не было замечено сдвига в положении изоэлектрической точки мышечных коллоидов (табл. 38). Эти опыты подтвердили существование тканевого электрообмена (кровь—ткани). 8. Влияние униполярных аэроионов на кислотно-щелочное равновесие крови. Вдыхание униполярных аэроионов производит весьма незначительные, но закономерные сдвиги в кислотно-щелочном равновесии крови. Впервые это явление было отмечено в 1931 г. Г. Шоре- ром. Наши специальные опыты показали, что разность между значениями активной реакции до и после сеанса ингаляции аэроионов отрицательной полярности в среднем не превышает нескольких десятых одного деления шкалы. После ингаляции положительных аэроионов эта разность оказалась еще меньшей, но сдвиг происходил в противоположную сторону (рис. 54, табл. 39 и 40). а) АрН /,2 W о,в 0,6 0,к 0,2 0 ■0,2 -ом . - А 1 12 3 4 ! 1 © , I ll , ill 1 ll '7 8 9 10 11 12 1J /4 /5 1 /7 18 Ы* 16 б) АрН 0Л 0,2 0 -0,2 -0,4 -0BY -1 Ч © 2 3 Ч 5 В / 8 9 10 11 12 13 1</ 15 16 П 18 19 20 21 22 23 № II|111'1 III'1 II' "|| I || тг Рис. 54. Действие вдыхаемых отрицательных (а) и положительных (б) аэроионов на рН крови (по данным ЦНИЛИ) 192
Таблица 39. Изменение рН крови кроликов под влиянием отрицательных аэроионов № п.п. Величина рН крови до сеанса ингаляции после сеанса ингаляции первое измерение разность второе измерение разность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7,29 7,29 7,36 7,39 7,4 7,4 7,42 7,43 7,44 7,44 7,44 7,45 7,46 7,48 7,5 7,51 7,51 7,52 - - 7,55 7,78 7,99 8,4 7,49 7,43 7,62 8,03 — 7,57 8,26 7,94 8,12 7,99 — 7,89 - — + 0,19 + 0,39 + 0,59 + 1 + 0,07 0 + 0,18 + 0,59 — + 0,12 + 0,8 + 0,46 + 0,62 + 0,48 — +0,37 7,79 8,59 7,9 7,45 - 8,03 7,42 7,57 7,74 8,2 7,49 7,55 8,06 7,53 7,88 7,16 7,41 7,8 + 0,5 + 1,3 +L0,54 + 0,06 — + 0,63 0 + 0,14 + 0,3 + 0,76 + 0,05 + 0,1 + 0,6 + 0,05 + 0,38 -0,35 -0,1 +0,28 Таблица 40. Изменение рН крови кроликов под влиянием положительных аэроионов № п.п. до сеанса ингаляции Величина рН крови после сеанса ингаляции первое измерение разность второе измерение разность 1 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 7,35 7,4 7,41 7,43 7,47 7,48 [ 7,49 7,51 7,53 7,6 7,29 7,14 7,23 7,27 7,41 7,19 7,32 7,37 7,25 7,55 7,14 7,2 7,62 6,93 7,03 7,35 7,28 7,47 -0,06 -0,26 -0,18 -0,16 -0,06 -0,29 -0,17 -0,12 -0,24 +0,06 -0,35 -0,29 +0,13 -0,56 -0,46 -0,26 -0,25 -0,13 22 17 28 29 32 7,2 7,45 7,3 7,4 7,16 7,29 7,16 7,39 7,37 7,54 7,33 7,51 0,13 -0,23 0,13 -0,14 -0,15 -0,28 -0,04 -0,19 -0,09 -0,33 -0,2 -0,33 -0,1 -0,12 +0,03 -0,2 -0,09 13—792 193
Отклонения держатся ограниченное время и вскоре исчезают. Изучавший тот же вопрос А. Денье нашел еще меньшие отклонения при вдыхании униполярных аэроионов, а именно 0,02—0,04 одного деления, причем в зависимости от полярности вдыхаемых аэроионов эти сдвиги от нормального значения происходят в ту или иную сторону. Д. Накадзима полностью подтвердил опыты автора и А. Денье, показав, что аэроионы оказывают действие на кислотно-основный баланс: положительные увеличивают кислотность крови, а отрицательные — ее щелочность. Тот же японский ученый в другой серии исследований обнаружил следующие факты: а) отрицательные аэроионы уменьшают количество углекислоты в плазме кролика при ацидозах, возникших в результате введения раствора соляной кислоты через рот; б) отрицательные аэроионы уменьшают количество углекислоты в плазме кролика при ацидозе, полученном в результате введения раствора соляной кислоты под кожу; в) отрицательные аэроионы изменяют в благоприятную сторону количество углекислоты в плазме кролика с ацидозом в результате полного голодания, предотвращают падение живого веса и продлевают срок жизни; г) отрицательные аэроионы уменьшают ацидоз и умеряют симптомы (конвульсии), наблюдаемые в результате введения азотно-кис- лого стрихнина. В другой серии исследований Д. Накадзима показал, что положительные аэроионы оказывают несомненное действие на алкалозы. 9. Влияние униполярных аэроионов на величину электрораспора между эритроцитами и на вязкость крови. Рядом исследований было установлено, что в преобладающем числе случаев вдыхание отрицательных аэроионов повышает вязкость цельной крови, а вдыхание положительных понижает ее. Для объяснения этого явления, по-видимому, не следует обращаться к вискозному действию глобулиновой фракции, так как расчеты показывают, что даже при максимально допустимом изменении белкового коэффициента крови вискозный эффект будет сравнительно невелик. Теоретические и экспериментальные исследования автора показывают, что основную роль в некотором возрастании вязкости при ингаляции отрицательных аэроионов и падении ее при ингаляции положительных аэроионов приходится приписать изменению эффективного диаметра эритроцитов — электрораспора, который значительно увеличивается при вдыхании отрицательных и уменьшается при вдыхании положительных аэроионов. Возрастание эффективного диаметра эритроцитов обусловливает возрастание электростатического распора между ними и создает такую систему телец, которая обладает повышенным сопротивлением при движении по капилляру вискозиметра. Аналогию этого можно видеть в серии наших опытов с оседанием эритроцитов в седиметре при различных разведениях одной и той же крови разнопроцентными растворами лимонно-кислого натрия. В том 194
Таблица 41. Динамика оседания эритроцитов крови практически здорового человека при разбавлении раствором лимонно-кислого натрия Номер наблюдения Время, ч 1 4:1 Разведение 5%-е \ Разведение 20%-е при соотношении 4:2 I 4:4 Г7:8 Т4:2 I 4:4 Т4:8 при высоте столба плазмы, мм 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 13 24 30 36 48 6 16 26 32 34 37 39 41 42 43 45 48 49 50 50 5 10 16 23 27 30.5 34 37 38.5 40 45 57 60 61 61 3 6 8 10 13 16 19 21 22.5 24 30 56 66 70 74 4 6.5 9 11 14 16 19 20 21 25 53 70 77 80 4 9 14 19 22 27 30 33 35 37 42 44 53 60 61 10 13 15 18 19 20 22 28 42 56 66 73 4 5 7,: 9 11 12 13 14 15 19 40 60 68 79 случае, если бы фактор электрораспора не играл роли в механизме оседания эритроцитов, то следовало бы ожидать, что с разбавлением раствора ввиду убыли фактической концентрации и, следовательно, снижения вязкости скорость оседания должна была бы возрастать. В действительности же, во всех этих опытах был получен диаметрально противоположный эффект, чем более была разведена кровь цитратом натрия, тем меньше в начале реакции была скорость оседания. По мере утечки электрического заряда с поверхности эритроцитов более разведенная кровь нагоняет менее разведенную, и во второй половине оседания, начиная с 23—26 ч, скорость оседания определяется уже только концентрацией эритроцитов в единице объема. Явление подобного рода можно объяснить только возрастанием ионной силы раствора в результате добавления цитрата натрия, т.е. ростом электрораспора между эритроцитами или ростом "кажущейся" концентрации. Известно, что анионы лимонной кислоты являются сильным пептизатором и сообщают взвешенной (коллоидной) частице достаточный электрический заряд, чтобы временно задержать коагуляцию. Хотя расчеты и показывают, что возрастание эффективного диаметра эритроцита при одновременном возрастании осмотического давления не превышает нескольких долей микрона, этого оказывается достаточно, чтобы повысить структурную вязкость крови и тем самым замедлить оседание эритроцитов в седиметре. Приводимая табл. 41 иллюстрирует высказанное положение. Таким образом, и эта серия исследований подтверждает высказанную мысль о большой роли электростатической системы крови 195
в тех явлениях, которые наблюдаются при вдыхании униполярных аэроионов. 10. Устойчивость изменений в электростатической системе крови, возникающих под влиянием вдыхания униполярных аэроионов. Близкие или тождественные по характеру электростатические явления развиваются в кровяном русле под влиянием ионизирующей радиации, например при кюри- и рентгенотерапии, и в значительно меньшей степени — при ультрафиолетовом облучении. Вискозиметрия крови людей, подвергнутых кюритерапии, показывает некоторое возрастание структурной вязкости крови, т.е. увеличение эффективного диаметра эритроцитов. В меньшей степени это имеет место при ультрафиолетовом облучении. Рентгенотерапия уменьшает структурную вязкость крови, благодаря уменьшению эффективного диаметра эритроцитов (рис. 55). Перестроенная соответствующим образом электростатическая система крови сохраняет свои изменения в течение достаточно долгого времени. Автором было показано, что кровь людей, лечившихся радием или рентгеном, по истечении нескольких месяцев сохраняет свои измененные электростатические параметры. Аналогичные явления были констатированы С.С. Гробштейном и М.Э. Керсановым при лечении генуинной озены. Переливание крови озенозного больного, подвергшегося лечению отрицательными аэроионами, другому больному озеной вызывало почти такое же целебное действие, какое дает непосредственная ингаляция отрицательных аэроионов. За счет чего бы ни относили терапевтический эффект: за счет ли аэроионов или ионизирующей радиации, кровь "сохраняет" приобретенные ею изменения и "переносит" их от донора к»рецепти- енту. Такого рода перенос стимулирующих свойств хорошо известен при ультрафиолетовом облучении самого донора и его экстравазиро- ванной крови перед гемотрансфузией. Для объяснения этого явления был предложен ряд биохимических гипотез, в то время как следовало бы обратиться к построению гипотез электрохимического характера. Исследования, произведенные в ЦНИЛИ, также позволили прийти к тому заключению, что благоприятные изменения в организме, происшедшие под влиянием вдыхания отрицательных аэроионов, сохраняются достаточно долгое время. По-видимому, не только кровь весьма восприимчива к униполярному электровоздействию и фиксирует свои изменения определенными сдвигами электростатической системы, аналогичную реакцию на это воздействие оказывает всякая живая протоплазма. Опыты автора и В.А. Кимрякова показали, что раздача животным растительных кормов, подвергнутых бомбардировке аэроионами от- рицательной полярности (11,7*10 см /с), оказывает действие почти аналогичное тому, какое вызывает ингаляция отрицательных аэроионов. Опытами установлена долговременная устойчивость электрохимических сдвигов в коллоидной системе клетки. 196
Рис. 55. Схема действия кюри- и рентгенотерапии на объем эритроцитов на основании данных вискозиметрии (по Б.Н. Дуби некой и B.C. Зетлер) / — до лечения; //, IV — кюритерапия; /// — рентгенотерапия ВРЕМЯ Если аэроионный бомбардировке подвергнуть семена растений, то при известных дозах можно получить увеличение энергии прорастания и т.д. Исследования, произведенные нами в сотрудничестве с И.Д. Буромским, А.Н. Поповым, М.Г. Фарафоновым и др., установили, что электрохимические сдвиги в семенах, возникшие под влиянием аэроионной бомбардировки, сохраняются достаточно долгое время. Эти исследования были подтверждены А.А. Рихтером в СССР, О. Люмьером во Франции и другими учеными. 11. Действие аэроионов на митогенетическое излучение крови. Этот вопрос был изучен сотрудниками ЦНИЛИ А.А. Передельским и О.Г. Гольцман. Их материалы оказались достаточными для суждения о митогенетических закономерностях, проявлявшихся в опытах. Стоит бросить беглый взгляд на рис. 56 и табл. 42, чтобы убедиться, насколько митогенетический режим крови белых мышей, подвергнутых воздействию аэроионизации, отличается от митогенетического режима крови контрольных животных. Ярко очерчивается совершенно различное, противоположное действие на митогенетический режим отрицательных и положительных аэроионов. Пороговая митогенетическая экспозиция для контрольных мышей ясно обнаружилась при 1-минутной продолжительности. Только здесь, но не ранее, можно говорить о наличии митогенетического эффекта. При более длительных экспозициях, вплоть до 15 мин, эффект сохраняется, что, быть может, указывает на излучение умеренной интенсивности в крови контрольных мышей. Насколько известно, эти данные не отличаются от литературных сведений по вопросу о мито- генетическом режиме крови у нормальных белых мышей. Кровь мышей, подвергнутых воздействию отрицательной ионизации, вызывает довольно резкий сдвиг порога времени. Экспозиция в 15 с оказалась достаточной для появления митогенетического эффекта. А.А. Передельский и О.Г. Гольцман не испытывали экспозиций с меньшей продолжительностью. Однако дальнейший анализ позволяет предполагать, что порог времени здесь значительно ниже. Действительно, эффект сохраняется только еще при 30-секундной экспозиции, но немедленно исчезает, как только длительность экспозиции доводится до 1 мин. Цифровые данные говорят об отсутствии митоге- I у \ У 197
Таблица 42. Влияние аэроионов на митогенетическое излучение крови Группа мышей Показатель Продолжительность экспозиции, мин 0,25 Г 0,5 Г 1 Г 5 Г 10 Tl5 Суммарное число опытов Контрольная П одвергавшаяся аэроионизации: отрицательной положительной Число опытов Индукция, %* Число опытов Индукция, %* Число опытов Индукция. %* 10 +0,83 9 +33,03 8 +0,44 13 + 6,01 8 +29,54 6 -4,15 13 +30,08 9 +11,49 8 +4,96 10 +24,45 8 +2,99 7 +13,33 10 +34,44 7 -12,07 8 +16,85 9 +27,3 6 -7,16 8 +5,78 65 47 45 1 Средний показатель.
-40 -30 *-20 ■10 10 20 \ < V 1 f\ 1 \ 1 1 f .____ Л / _. —- — 2 ~-^-. """-- 4tf • - _ _ "■" 4 6 экспозиция, мин /0 Рис. 56. Действие вдыхания положительных / и отрицательных 2 аэроионов на мито- генетическии режим крови (по А.А. Передельскому и О.Г. Гольцман) К — контроль нетического эффекта при экспозициях прод шжительнее 30 с. Графическое изображение динамики митогенетич ского эффекта в зависимости от величины экспозиции имеет настолько правильно выраженное направление в сторону подавления эффекта индукции, что вызывает допущение об увеличении интенсивности излучения крови под влиянием вдыхания отрицательных аэроионов. Иное заключение вытекает из рассмотрения цифр, относящихся к серии воздействия положительными аэроионами. Здесь видно исчезновение митогенетического эффекта. Ни краткие, ни длительные экспозиции не вызывают эффекта, и лишь графическое изображение позволяет обнаружить очень слабую тенденцию в смысле нарастания подпорогового эффекта от наименьших экспозиций к наибольшим. Можно сказать, что положительные аэроионы вызывают в крови подопытного животного процессы торможения или погашения митогенетического излучения. Эти опыты выяснили, что митогенетический режим крови млекопитающих чутко реагирует на единичное и кратковременное воздействие определенной дозы вдыхаемых аэроионов. Реакция оказывается резко противоположной в зависимости от полярности аэроионов. Воздействие отрицательных аэроионов вызывает немедленное понижение порога времени до 15-секундной экспозиции, а воздействие положительных аэроионов приводит к настолько значительному торможению излучения, что порог времени не наступает даже при 15-минутной экспозиции. 12. Электрический заряд биоколлоидов и патологические процессы в организме в связи с полярностью и числом аэроионов во 199
PH pHt г—<>-- I <)- К-6> СН рН ■-о-- (»—. о 4- О —<> О-»- -*^И- Рис. 57. Величина электрического заряда _ _ крови при различных сдвигах рН и рН/ — а, -&, с, вдыхаемом воздухе. Согласно теории Ф. Влеса, лабильность ткани, которая делает ее канцерофильной, зависит от разности между активной реакцией рН и изоэлектрической точкой рН/ клеточных коллоидов данной ткани. Эта разность л=рН - рН/ определяет собой величину электроотрицательного заряда, несомого частицами клеточных коллоидов: чем она меньше, тем менее значительным становится заряд. Рис. 57 иллюстрирует эти соотношения. Из этого рисунка следует, что увеличение электрического заряда данного компонента крови имеет место в случае: а —сдвига рН/ в кислую сторону и постоянства рН крови, b — постоянства рН/ и сдвига рН в щелочную сторону, с — одновременности указанных сдвигов. При уменьшении электрического заряда крови явление сдвига протекает следующим образом: а\ - рН/ сдвигается в щелочную сторону, а а - рН/ остается на месте, Ь\ - рН сдвигается в кислую сторону при постоянстве рН/. При наличии обоих указанных сдвигов — с\. В норме д= рН - рН/ невелика и не превышает одной-двух единиц рН. Благодаря этому клетка живет в условиях очень малой стабильности — ничтожное по силе воздействие может вызвать сдвиг рН/ по направлению к рН и тем самым повлечь за собой чреватый физиологическими последствиями эффект — нейтрализацию или даже перезарядку биоколлоидов. При ненормальном повышении лабильности ткани эта разность, а следовательно, и заряд тканевых коллоидов должны принимать еще меньшую, чем в норме, величину. Следует допустить, что, уменьшая тем или иным способом л=рН - рН/, свойственную в норме коллоидам данной ткани, можно делать ее более восприимчивой к действию канцерогенного раздражителя. И наоборот, увеличение этой разности должно приводить к понижению восприимчивости ткани к канцерогенным влияниям. Эти ожидания получили подтверждение в опытах Ф. Влеса и А. де Кулона. Оказалось, что параллельно с искусственно вызванным понижением изоэлектрической точки (т.е. параллельно с увеличением разности рН - pHf) уменьшается восприимчивость животных к эспериментальному дегтярному раку. У подопытных мышей опухоли развивались медленнее и реже, чем у контрольных. И наоборот, явления, вызывающие повышение изоточки (т.е. уменьшение д«рН - рН/), приводили к увеличению восприимчивости. В этом случае у подопытных животных опухоли развивались скорее и чаще, чем у контрольных. В опытах Ф. Влеса изменения заряда клеточных коллоидов достигаются путем сдвига изоэлектрической точки. Но такие же изменения могут происходить и за счет перемещения величины рН. Правда, устойчивость рН крови и клеточной плазмы является вполне доказанным фактом, но это еще не значит, что столь же устойчивым рН обладают и тканевые жидкости. Так, для жидкости из злокачественных клеток характерна усиленная кислотность. Поэтому возможно, что понижение электроотрицатель- 200
Рис. 58. Динамика появления папиллом /, 2 и раковых опухолей 3, 4 у белых мышей соответственно в заземленных и изолированных клетках (по Ф. Влесу, Биофизический институт Страсбургского университета и Парижская академия наук) ного заряда клеточных коллоидов и связанное t этим повышение канцерофильности может зависеть не только от сдвига рН/ в щелочную сторону, но и от сдвига в кислотную сторону самого рН. Какому из этих двух возможных факторов принадлежит более важная роль в случаях возникновения различных форм спонтанного рака, в настоящее время неизвестно. В 1931 г. Ф. Влес приступил к серии экспериментов по изучению электростатических условий на дегтярный и спонтанный рак у белых мышей. Выводок в 1200 мышей был подвергнут Ф. Влесом статистическим наблюдениям в период гудронирования затылка (3 раза в неделю). Опыт длился несколько месяцев. Смазывание продолжалось и после появления папиллом до установления факта их канцеризации, между 4- и 8-м месяцами. Одновременно производились гистологические исследования. Наряду с этим контрольным выводком другие мыши в числе 800 животных подвергались, кроме гудронирования, еще другим процедурам с целью противостоять действию дегтя. Во всех случаях каждый контрольный выводок имел относительно пола и возраста в опыте однородную категорию (молодые самцы, старые самки и т.д.). Одним из наиболее существенных факторов, влияющих на канцеризацию, оказалась электрическая изоляция или заземление мышиных партий (клетки были снабжены заземленным металлическим дном). Папилломы заземленных партий заметно опередили в росте папилломы партий контрольных или изолированных; рост раковых опухолей изолированных партий заметно отставал от развития рака заземленных или контрольных партий (рис. 58). Во втором опыте по изучению спонтанного рака наблюдению подверглось около 12000 животных. Одна группа содержалась изолированно в электрическом отношении от земли; другая была заземлена, т.е. мыши помещались в клетках с металлическим дном, соединенным с землей; третья группа жила в обычных условиях. В результате опыта во второй группе было получено 4 % спонтанного рака против 0,3 % в изолированных партиях. Условия, создавшиеся благодаря заземлению клеток, способствовали появлению рака. Частота появления рака, как это установил Ф. Влес, находилась в определенном соотношении с электропроводимостью воздуха, т.е. с его аэроионизацией, с числом и полярностью аэроионов. В этом опыте наблюдалось еще одно явление. Шесть мышей, заболевших раком, проверенным биопсией, были взяты и помещены в банки на электрически изолированных подставках. У этих мышей появилась самопроизвольная регрессия опухолей, у пяти из них опухоли совершенно исчезли меньше чем через 6 недель. По исчезновении опухолей некоторые из переживших болезнь мышей продолжали жить и достигли возраста в несколько месяцев. Случаи естественного выздоровления от спонтанного рака у мышей были отмечены некоторыми авторами, но в чрезвычайно редких случаях: 13 спонтанных регрессий на 2000 случаев рака, т.е. 0,6 на 100 (Воглом). 100 80 60 20 О \уА / 2 3 4 50 100 Г50 200 250 300 550 ВРЕМЯ. ОТ 201
Рис. 59. Заземленное тело В, находящееся под влиянием положительных аэроионов воздуха (справа), и изолированное тело Л, находящееся под влиянием отрицательных аэроионов (слева) (по А.Л. Чижевскому и А.Б. Вериго) Что значит в данном случае изоляция или заземление животных? Всякое тело, металлически соединенное с землей, приобретает потенциал и знак земли. Мы вправе считать, что заземленный предмет будет нести на своей поверхности избыток зарядов отрицательного знака, так как земля заряжена отрицательным электричеством. Это обстоятельство поставит заземленный объект в совершенно определенные условия по отношению к аэроионам. К заземленному объекту из воздуха будут устремляться аэроионы положительного знака. Наоборот, изолированный от земли объект приобретает потенциал той точки поля, в которую он помещен, с одной стороны, а с другой — знак заряда, противоположный заряду земли, т.е. в нашем случае знак положительный. Можно сказать, что изолированный от земли объект будет находиться под бомбардировкой аэроионов отрицательного знака (рис. 59) (А.Л. Чижевский, А.Б. Вериго). Можно считать доказанным, что в акте дыхания значительная часть аэроионов достигает легочных альвеол. Аэроионы, адсорбируясь альвеолярной стенкой, передают свой заряд коллоидным и форменным элементам протекающей по легочным капиллярам крови. Измененная в своих электрических свойствах кровь в свою очередь оказывает влияние на электрическое состояние клеточных коллоидов омываемых ею тканей. Согласно этому воззрению, кровь, несущая на своих коллоидных и форменных элементах повышенный отрицательный заряд, способствует увеличению естественного отрицательного заряда тканевых коллоидов. Напротив, кровь, элементы которой благодаря вдыханию положительных аэроионов частично разряжены, оказывает разряжающее действие и на коллоиды тканей. Отсюда возник вопрос о влиянии аэроионов отрицательной полярности на раковых больных. В совместной работе с Л.Л. Васильевым вопрос этот был поставлен автором в 1934 г. и получил дальнейшее 202
экспериментальное развитие в трудах Е. Кюстлера, С. Дитмара и других исследователей. Ими были получены обнадеживающие результаты при профилактическом и лечебном применении искусственных отрицательных аэроионов к животным, больным раком. В 1951 г. американские ученые Б. Соколов, В.Н. Эдди, Л. Стрельцов, Р. Блей, И. Виллиамс и Л. Циортини опубликовали результаты своих исследований, показавшие, что отрицательные аэроионы задерживают рост трансплантированных раковых опухолей у животных. Читатель вправе будет задать вопрос: почему мы остановились на рассмотрении электрических явлений в крови и тканях, обнаруженных при ингаляции униполярных аэроионов? Почему мы заговорили о проблеме рака? Имеют ли эти вопросы непосредственное отношение к проблеме аэроионификации зданий? На этот вопрос можно ответить утвердительно. Да, имеют. Есть экспериментальные основания утверждать, что систематическое аэроионное голодание, которое человек испытывает, проводя большую часть жизни в закрытых помещениях, ведет к расстройству эндогенного электрообмена, снижает электрические потенциалы кровяных частиц, коллоидов клеток, тканей и органов, нарушает метаболизм вообще и вызывает дисфункцию органов, их гипотрофию и атрофию, т.е. вызывает преждевременное старение. Вопросу о прогрессивном падении электрической заряженности кровяных и клеточных коллоидов в связи со старением организма было посвящено немало экспериментальных исследований, на рассмотрении которых здесь мы останавливаться не будем. Можно считать экспериментально установленным, что старение организма происходит одновременно с разрядкой электростатических систем организма, неуклонным уменьшением степени ионизации коллоидов тканей, в результате чего наступает падение дисперсности биоколлоидов, укрупнение частиц, падение способности к набуханию, дегидратация, уплотнение или конденсация протоплазмы, потеря тканями эластичности и многие другие коллоидно-химические явления, характеризующие старение организма (Маринеско, Люмьер, Ружичка, Влес, де Кулон, Войнар). Постановка вопроса в таком "электрическом" аспекте в 30-е годы считалась однобокой, односторонней, ибо, конечно, в явлениях старения участвует целый комплекс факторов, начиная от социальных — уклада жизни и т.д. и кончая факторами физиологическими. Однако после того как автором этой книги и его сотрудниками было доказано, что систематическое пользование аэроионами отрицательной полярности в определенных дозировках способствует продлению жизни животных, а дезионизированный воздух приводит животных к серьезным заболеваниям и гибели при явлениях дисфункции органов и при резких анатомических и гистологических изменениях. Вопрос этот не только можно, но и должно ставить смело, не боясь упреков в однобокости. В работе "Старение и омоложение организма в свете электрохимии" А.О. Войнар, Л.Л. Васильев и автор этой книги писали: "Значе- 203
ние ионизации коллоидов для жизнедеятельности клеток и тканей организма легло в основу предложенной в 1932 г. Л.Л. Васильевым и А.Л. Чижевским теории органического электрообмена. Еще задолго до этого, а именно в 1919—1924 гг., А.Л. Чижевский, экспериментируя с крысами, заметил, что систематическое вдыхание ионизированного воздуха значительно задерживало старение подопытных крыс по сравнению с контролем". Эти наблюдения автора за 487 крысами длилось около 5 лет. В результате подсчета продолжительности жизни крыс оказалось, что срок жизни животных контрольных групп в среднем на 42% короче, чем срок жизни подопытных. Спустя 10 лет сотрудником ЦНИЛИ М.Г. Бабаджаняном в результате опытов над 125 белыми мышами было обнаружено, что смертность контрольных мышей достигала 43,1 %, а смертность подопытных мышей, подвергавшихся влиянию отрицательных аэроионов, за то же время составляла 25,4%. Продолжительные наблюдения за выживаемостью кур и цыплят подопытных и контрольных групп производились нами совместно с В.А. Кимряковым в период 1930—1936 гт. и дали положительные результаты. В упомянутой работе авторы писали: "Уменьшение электрической заряженное™ клеток в старости, очевидно, имеет своим следствием наряду с общим угнетением процессов обмена также и определенное уменьшение интенсивности электрообмена. Работы по изучению действия искусственной ионизации воздуха на организм, широко развернутые в ЦНИЛИ, дают основание говорить, что мы стоим на верном пути. Систематическое введение в организм аэроионов, быть может, и явится тем средством, с помощью которого можно будет защитить биоколлоиды, т.е. замедлить прогрессивную их разрядку и тем самым замедлить в целом старение организма". III.4. ДЕЙСТВИЕ УНИПОЛЯРНЫХ АЭРОИОНОВ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ В настоящее время нет никаких сомнений в том, что униполярные аэроионы влияют на периферическую и центральную нервную систему. Это действие может осуществляться несколькими путями: непосредственным действием аэроионов на нервные рецепторы кожи и периферическую нервную систему в целом или с помощью гуморального пути — переноса электрических зарядов форменными и коллоидными элементами крови к интерорецепторам кровеносных сосудов и к головному мозгу, к коре больших полушарий. Каким бы путем ни осуществлялся приток электрических зарядов к нервной ткани, в месте соприкосновения ионов и нервной ткани должно получить начало явление, аналогичное так называемому электротону. Если сила электрического тока на катоде превысит некоторую определенную величину, то фаза нервного возбуждения переходит в свою противоположность — фазу нервной депрессии. Таким образом, обнаруживается двухфазное действие катода. Существование этих явлений было доказано как на отдельных изолированных нервно-мышечных препаратах, так и на целых животных. 204
Известно также, что нервное волокно является коллоидным образованием, содержащим электролиты, ионы которых несут положительные и отрицательные электрические заряды. Согласно мнению ряда авторов (Берштейн, Леб, Нернст, Гебер и др.) основная роль в процессах раздражения и проведения в нервном волокне принадлежит катионам, из которых одни действуют возбуждающе (калий и натрий) , другие — угнетающе (кальций и магний). Электрические заряды, попадая в кровь, в зависимости от своей полярности должны либо стабилизировать форменные элементы и коллоиды, либо способствовать их перезарядке и даже частичной коагуляции. Стабилизированная дисперсная фаза крови может переносить заряды к тем или иным органам, в частности к головному мозгу, и отдавать им эти заряды. Так, основная часть крови — эритроциты заряжены отрицательным электричеством, и их стабилизация в коллоидной системе крови возможна при условии подведения к ним отрицательных зарядов. С помощью форменных элементов и белковых тел крови избыточные отрицательные заряды переносятся по кровяному руслу и достигают таким образом тех или иных участков нервной системы и, наконец, ее центрального органа — головного мозга. Гуморальный перенос аэроионов доказан опытами, изложенными в п. III.3. Еще в начале 30-х гг. нами был задуман опыт с перекрестным кровообращением, постановка которого в настоящее время уже потеряла свое значение. Если данное явление имеет место в организме, в чем теперь нельзя уже сомневаться, то в зависимости от знака избыточного заряда мы будем наблюдать феномены типа катэлектротона или анэлектротона, выраженные в данном случае в общей реакции организма. Автору постоянно приходилось наблюдать благотворное повышение нервного тонуса при вдыхании отрицательно ионизированного воздуха и явление депрессии при вдыхании положительных аэроионов. В исключительно редких случаях автор наблюдал явление второй фазы катэлектротона — общую катодическую депрессию животных под влиянием действия чрезмерных по времени и концентрации доз отрицательных аэроионов. Автор считает необходимым подчеркнуть слова "в исключительно редких случаях", ибо неоднократное многочасовое пребывание в отрицательно высокоионизированном (10 в 1 см ) воздухе не вызывало каких-либо заметных болезненных реакций как у практически здоровых, так и у больных людей. Отрицательные аэроионы кислорода воздуха, полученные электроэффлювиальным способом, даже в высоких концентрациях прекрасно влияют на человека. Поэтому следовало бы изучить реакции действия аэроионов на нервно- и психически больных (психастения, маниакально-депрессивный психоз) . Есть основания допускать, что в этом направлении можно получить интересные результаты. Автором этой книги в 1922—1926 гг. впервые был установлен тот факт, что животные (крысы), подвергнутые действию отрицательных 205
аэроионов, проявляют признаки общего нервного возбуждения и двигательного беспокойства. Под влиянием положительных аэроионов животные, напротив, казались угнетенными и менее подвижными. Так было впервые установлено, что аэроионы влияют на функциональное состояние нервной системы. Такие же наблюдения были сделаны им на других объектах — на насекомых (пчелы), птицах (цыплята и куры), свиньях, овцах и других животных. Впоследствии П. Хаппель, пользуясь существенно иным методом получения аэроионов и производя свои опыты преимущественно на людях, пришел к близким выводам. По его данным, после вдыхания положительных псевдоаэроионов пациенты жаловались на чувство усталости, сонливости и на понижение работоспособности, а после вдыхания отрицательных псевдоаэроионов, напротив, ощущали себя бодрыми и активными. Обследование тестового характера показало, что нетрудные вычисления в уме при вдыхании отрицательных аэроионов становятся более быстрыми и с меньшим числом ошибок, а при вдыхании положительных аэроионов умственный счет ухудшался. В опытах Л.Л. Васильева лягушки, подвергнутые действию аэроионов положительного знака, проявляли меньшее двигательное беспокойство и казались угнетенными в течение всего опыта. Л.Л. Васильев провел также исследование одновременно на двух препаратах от одной и той же лягушки. Пороги раздражения определялись с помощью платиновых электродов, которые прикладывались к нервам и соединенных с индукционным аппаратом, имевшим в первичной цепи камертонный прерыватель. Мышечные эффекты записывались миографами. Опыты выяснили, что влияние положительных аэроионов, ухудшая функциональное состояние нервно-мышечного прибора, вызывает ослабление его деятельности, тогда как влияние отрицательных аэроионов приводит к противоположному результату — к повышению функциональной устойчивости нервно-мышечной ткани. В 1935 г. Л.П. Херрингтон и К.Л. Смит нашли, что моторика крыс резко усиливается под влиянием отрицательных аэроионов. Регистрируемая автоматически, так же как в исследованиях, проведенных в 1922—1926 гт. автором, моторика дала рекордные показатели под влиянием отрицательных аэроионов (см. п. 1.2). В 1936 г. И.Б. Ландсман, желая выяснить, как действуют аэроионы на нервную систему, проследил за изменениями, которые наступают в периферических нервах под влиянием вдыхания аэроионов. Он исследовал изменчивость электровозбудимости лобной ветви тройничного нерва, локтевого и малоберцового нервов под влиянием гальванического и фарадического тока до и после сеанса аэроионизации. Полученные данные показывают, что после вдыхания отрицательных аэроионов всегда наступало повышение возбудимости всех четырех нервов. И.Е. Ландсман отмечает стойкость этого эффекта на протяжении всего курса лечения. Итак, рядом авторов было установлено, что отрицательные и положительные аэроионы оказывают явное и притом противоположное действие на функциональное состояние нервной системы. Но это еще не говорит о прямом влиянии аэроионов на нервную систему. Влияние может оказаться лишь косвенным, обусловленным изменениями вегетативных функций организма. Для решения вопроса о прямом действии аэроионов на нервные функции большое значение имеет работа Г. Эдстрема (1935). По его данным, отрицательные аэроионы укорачивают хронаксию, т.е. повышают возбудимость нервно-мышечных приборов человека, тогда как положительные — удлиняют ее, т.е. приводят к понижению возбудимости. Такие же опыты с определением моторной и сенсорной хронаксии были осуществлены Ю.М. Уфляндом и И.М. Вулом. Испытуемый усаживался в удобное мягкое кресло, и у него в течение 20—40 мин определялась моторная и сенсорная хронаксия. Для этого обнажалась рука выше локтя и найденная двигательная точка сгибателя пальцев отмечалась карандашом. Для определения сенсорной хронаксии выбиралось одно из чувствительных окончаний на коже в области предплечья и также отмечалось карандашом. Моторная и сенсорная хронаксия исследовались все время на одних и тех же участках. После ряда определений хронаксии испытуемый подвергался воздействию униполярных аэроионов. После сеанса снова повторялись исследования хронаксии мно- 206
гократно на тех же участках тела, причем испытуемый все время сохранял одинаковое положение. Проведенные по указанной схеме опыты показывают наличие сдвигов возбудимости нервно-мышечной системы под влиянием вдыхания аэроионов. Моторная хронаксия является вообще величиной лабильной. Однако нельзя считать случайностью, что в большинстве опытов отмечено снижение величины хронаксии после сеанса отрицательной аэроионизации. Параллельно с повышением мышечной возбудимости отмечено и укорочение сенсорной хронаксии. Последняя уменьшается еще резче моторной. В тех опытах, где отмечено снижение сенсорной хронаксии, этот феномен выражен гораздо резче, чем при исследовании моторной хронаксии. Для оценки величины сдвига возбудимости исследователи сравнивали в каждом опыте среднюю величину хронаксии трех измерений до сеанса ионизации и трех измерений после него. Они получили в среднем укорочение моторной хронаксии на 30% и сенсорной на 62%. Отрицательные аэроионы провоцируют явное повышение возбудимости как мышечной ткани, так и кожного рецептора. Последующие опыты обнаружили, что положительные аэроионы вызывают в основном противоположные сдвиги хронаксии, что отмечено более отчетливо опять-таки для кожного рецептора. Хронаксия сгибателя пальцев или удлинялась после получасового сеанса вдыхания положительных аэроионов, или оставалась без изменения. Если проанализировать проведенные эксперименты, то необходимо отметить противоположный эффект воздействия аэроионов обоих знаков. Допустить, что аэроионы вызывают изменения возбудимости мышечной ткани непосредственно, или, иными словами, обусловливают сдвиг конституциональной хронаксии, весьма трудно. Скорее мы имеем дело со сдвигами субординационной хронаксии, т.е. с такими колебаниями возбудимости мышечной ткани, которые вызваны вторично со стороны центральной нервной системы. Доказано, что после отделения нерва от центров изменяются не только функциональные его свойства, но и более глубокие биохимические процессы, в нем протекающие. Указанное различие объясняется тем, что в опытах на человеке хронаксия определялась на периферических органах, находящихся в их естественной связи с нормально функционирующим мозгом, тогда как в опытах на изолированных препаратах определение хронаксии производилось после разрушения нервных центров. Присущая каждому периферическому органу конституциональная хронаксия может быть определена только после отделения этого органа от его центров или же после разрушения последних. Находясь в состоянии естественной связи с мозгом, периферический орган непрерывно находится под регулирующим влиянием центров, которые существенно изменяют его конституциональную хронаксию. Определяемая при этих усло- 207
виях хронаксия носит поэтому название субординационной, т.е. "подчиненной". У высших животных и человека эта обусловленная центральными влияниями "подчиненная" хронаксия всегда короче, чем хронаксия конституциональная. Некоторое несовпадение между данными опытов Ю.М. Уфлянда и И.М. Вула, с одной стороны, и результатами экспериментов Л.Л. Васильева — с другой, можно объяснить тем, что первые изучали влияние аэроионов на подчиненную, обусловленную центральными влияниями хронаксию нервов и мышц; Л.Л. Васильев же имел дело с конституциональной, не зависящей от центральных влияний, хронаксией тех же нервов и мышц. Аэроионы, изменяя подчиненную хронаксию, не влияют (или почти не влияют) на хронаксию конституциональную. Иными словами, объектом физиологического воздействия аэроионов является не столько периферия (нервы, мышцы), сколько центральная или, быть может, автономная нервная система. Наблюдаемые на периферических органах изменения хронаксии являются, таким образом, результатом лишь отраженных влияний со стороны нервных центров, изменяющих под влиянием аэроионов свое функциональное состояние. Данные исследования показывают, что специфическое действие положительных и отрицательных аэроионов на функциональное состояние тех или иных элементов нервной системы может сказаться лишь в опытах с целым организмом, у которого сохранены органы дыхания и кровообращения, необходимые для осуществления переноса электрически активного кислорода из легких во все ткани и органы. В 1937 г. серия опытов в том же направлении была произведена В.Г. Куневичем. Эти опыты окончательно установили факт влияния аэроионов на состояние возбудимости мышечной ткани. Хронаксиметром определялись реобаза и хронаксия по возможности в одной и той же точке икроножной мышцы кролика сначала до воздействия аэроионов через каждые 10 мин в течение 1 ч, затем — после 30-минутного сеанса вдыхания аэроионов. Подопытные животные (шесть кроликов) предварительно приучались к 2-часовому пребыванию в станке. Положительная аэроионизация во всех опытах вызывала увеличение моторной хронаксии на 74—114%. Величина сдвига зависит от исходного уровня хронаксии: чем он ниже, тем эффективнее оказывалось воздействие аэроионов. При систематическом проведении опытов на одном и том же животном удалось обнаружить явления адаптации к действию положительных аэроионов. Адаптация сказывалась в том, что величина сдвига хронаксии в течение первых пяти—шести опытов снижается до 20—25%, после чего она становится более или менее устойчивой. Отрицательные аэроионы вызывают уменьшение хронаксии на 10—15% при условии достаточно высокой температуры окружающего воздуха (не ниже 19—20°С). Влияние аэроионов того или другого знака оставляет за собой довольно длительное последействие. Сдвиги хронаксии, достигающие максимальной величины тот час же по прекращении сеанса вдыхания аэроионов, постепенно убывают в течение 1,5—2 ч. Контрольные опыты показали, что одно электрическое поле аэроионизатора при тех же условиях опыта сколько-нибудь заметных сдвигов хронаксии не вызывает. Специально поставленная серия опытов с отклонением потока аэроионов от дыхательного аппарата и действием их на кожный покров животного закономерных сдвигов хронаксии не обнаружила. 208
Еще раз было доказано, что легкие аэроионы действуют на организм теплокровных животных не через кожу, а через дыхательный аппарат. В период 1939—1941 гг. по нашей рекомендации Л Л. Васильев и Д.А. Лапицкий изучали тот же вопрос, но с применением легких и тяжелых водяных частиц положительной и отрицательной полярности. В результате своих исследований упомянутые авторы приходят к следующим выводам. 1. Тяжелые водяные аэроионы отрицательной и положительной полярности, продуцируемые гидродинамическими аэроионизатором, оказывали на субординационную хронаксию избранного для опытов моторного нерва животных (кроликбв) ярко выраженное полярное действие: отрицательные аэроионы укорачивали хронаксию в среднем на 34,6%; а положительные удлиняли ее в среднем на 36,3%. 2. Такое же полярное действие, и столь же отчетливо выраженное, тяжелые водяные аэроионы оказывали на субординационную хронаксию избранной скелетной мышцы человека: отрицательные аэроионы укорачивали хронаксию в среднем на 34,6%, а положительные удлиняли ее в среднем на 32%. 3. Указанные средние величины полярных сдвигов моторных хронаксии у кроликов и человека были получены при следующих условиях опыта: продолжительность сеансов — от 15 до 30 мин; число тяжелых водяных аэроионов — порядка 180—200 тыс. в 1 см ; подопытные кролики и люди вдыхали аэроионы того или другого знака, направляемые на объект током воздуха со скоростью 0,6—1,7 м/с. При тех же условиях опыта легкие аэроионы, продуцируемые радиационным аэроионизатором, вызывали такие же полярные сдвиги моторных хронаксии и приблизительно того же порядка величин. Отрицательные легкие аэроионы укорачивали моторную хронаксию в среднем у кроликов на 32,7%, у человека на 21%, а положительные легкие аэроионы удлиняли моторную хронаксию в среднем у кроликов на 25,9%, у человека на 35%. 5. Эти факты показывают, что отрицательные аэроионы усиливают субординирующие влияния центральной нервной системы на периферию и, следовательно, повышают функциональное состояние самих центров. Положительные аэроионы, напротив, подобно некоторым неблагоприятно действующим факторам (наркотики, утомление и пр.) ослабляют субординирующие влияния центров и, следовательно, понижают их функциональное состояние. 6. Полярность действия тех же тяжелых и легких аэроионов и при тех же условиях опыта на кожно-срнсорную хронаксию человека оказалась заметно менее выраженной. Легкие аэроионы того или другого знака нередко не оказывали заметного влияния на сенсорную хронаксию, вызывая в то же время резкие закономерные сдвиги моторной хронаксии. Тяжелые аэроионы, примененные в той же дозе, нередко вызывали двухфазные сдвиги сенсорной хронаксии, например закономерное для действия положительных аэроионов повышение хронак- 209 М 7<V
60 40 20 0 20 40 60 III II тг т || 1 е тг т 1 jj © 1 1 .1 б) % so 40 20 О 20 40 60 © © Рис. 60. Действие на моторную хронаксию кроликов тяжелых водяных аэроионов отрицательной и положительной полярности (а) и легких отрицательной и положительной полярности (б) (по Д.А. Ла- пицкому и Л.Л. Васильеву) сии в дальнейшем течении опыта сменялось ее падением ниже исходного уровня. 7. Сопоставление результатов опытов по действию на сенсорную хронаксию человека одинаковой дозы легких аэроионов и тяжелых водяных аэроионов, приводит к выводу, что последние в данном случае оказывают более интенсивное физиологическое действие. В отношении моторной хронаксии (рис. 60) указанное различие в действии тяжелых и легких аэроионов в условиях применявшейся дозировки не наблюдалось, но возможно, что она окажется в опытах с применением более высоких аэроионных доз. 8. Сопоставление результатов опытов по действию тяжелых водяных аэроионов на сенсорную и моторную хронаксию испытуемых, по-видимому, позволяет считать сенсорные функции нервной системы менее устойчивыми по отношению к чрезмерным аэроионным воздействиям, чем функции моторные. 9. Вегетативные иннервации некоторых внутренних органов, о чем косвенно можно судить по объективным показаниям и жалобам испытуемых, еще менее устойчивы к чрезмерным дозам аэроионов, особенно тяжелых водяных аэроионов положительного знака. Тяжелые водяные аэроионы того или другого знака в этих опытах получались в результате работы гидродинамического сопла с возможным образованием некоторого числа кислородных аэроионов на поверхности тяжелых аэроионов отрицательной полярности. Авторы указывают, что испытуемые вскоре после начала опытов жаловались на недомогание и категорически отказывались продолжать опыт. Как это характерно для действия на организм водяных псевдоаэроионов! Окружающая нас атмосфера всегда в некоторой степени ионизирована, поэтому мы должны принять ионизированный воздух как ес- 210
тественный фактор природы, к известным концентрациям которого живые организмы уже давно приспособились, выработав соответственные механизмы его усвоения. Колебания в сторону повышения привычных для организма концентраций аэроионов или изменения знака заряда вызывают патологические явления, подобные горной болезни, а длительное уменьшение числа аэроионов в воздухе в туманные или осенние дни сопровождается массовыми явлениями физического недомогания, общим понижением метаболизма, падением иммунитета и психической депрессией. Колебания в напряженности поля атмосферного электричества, изменения в числе, знаке и подвижности аэроионов отражаются на жизненных процессах, в результате чего изменяется нервно-психический тонус. За последние годы накопился исчерпывающий материал (Ф.М. Шитов, М.П. Березина, М.Н. Маслова) о действии аэроионов на функциональное состояние нервной системы — материал, полностью подтвердивший первоначальные наблюдения автора. Из всего сказанного следует, что электрический режим обитаемых и жилых помещений оказывает совершенно определенное действие на функциональное состояние нервной системы и ее высших отделов и потому должен подлежать тщательному изучению. Аэроионы оказывают столь мощное влияние на нервную систему, что аэроионный режим внутри помещений должен быть строго регламентирован. Необходимо разработать строгие физиологические нормы аэроионного режима и автоматическое управление им. В заключение можно поставить следующий вопрос: оказывают ли физиологическое действие вдыхаемые электрические заряды отрицательной или положительной полярности, т.е. электроны или частицы с недостатком их? Можно ли на этот вопрос ответить утвердительно? Псевдоаэроионы обладают значительно развитой поверхностью, на которой могут поместиться сотни и тысячи электрических зарядов или ионизированных молекул. Таким образом, псевдоаэроионы в лучшем случае являются лишь переносчиками электрических зарядов или аэроионов. Поэтому, не отрицая некоторого влияния псевдоаэро- ионов, мы считаем, что вопрос этот в данном аспекте еще недостаточно изучен. 211
Глава IV АЭРОИОННОЕ ГОЛОДАНИЕ В НАСЕЛЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ И АЭРОИОНИФИКАЦИЯ IV.I. ПАТОГЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЫДЫХАЕМОГО И ДЕЗИОНИЗИРОВАННОГО ВОЗДУХА Вопрос о химическом составе выдыхаемых человеком газов, летучих веществ и паров воды приобретает особое значение в свете того несомненного факта, что все они образуют в воздухе населенных помещений физиологически активные тяжелые частицы положительной и отрицательной полярности, которые медленно седиментируют и снова попадают в организм человека при вдыхании, т.е. происходит процесс постоянного проникания в организм собственного респираторного отброса. Неблагоприятное действие на организм так называемого "спертого" воздуха, чувство "духоты", появляющееся при большом скоплении людей в закрытых помещениях, вероятно, относится к наиболее древним из человеческих наблюдений. Это наблюдение могло возникнуть вскоре после того, как человек ста,! строить себе жилье и собираться в нем для обсуждения общественных вопросов. Понадобилось много тысячелетий, прежде чем человек начал изучать неблагоприятное действие на организм так называемого "спертого" воздуха, проявляющегося при скоплении людей в закрытых помещениях. И в наши дни первопричина явления "спертого" воздуха и "духоты" не вполне выяснена, несмотря на многочисленные эксперименты в этой области. При дыхании из легких выделяется двуокись углерода, или углекислый газ (оксид углерода), представляющий собой отброс жизнедеятельности тканей организма. Как для горения, так и для дыхания углекислота непригодна. Накопление ее в воздухе, превосходящее обычные нормы, следует рассматривать как неблагоприятный фактор. Токсическое количество углекислоты по разным данным различно. В 1858 г. М. Петтенкофер доказал, что пребывание в воздухе, содержащем 1% углекислоты, для человека безвредно. Согласно другим данным, в атмосфере, содержа- шей до 1,5—2% углекислоты, вследствие ее накопления в крови и тканях возможно появление очень слабых признаков отравления (Ильцгофер, Кимура, Шульцик). Экипажи подводных лодок остаются под водой, пока концентрация углекислоты не достигнет 3% (Холден, Пристли). Ремсен указывает, что даже 5%-е содержание углекислоты в воздухе переносится человеком в течение нескольких ч?сов без вреда. И в то же время даже при наиболее скверных условиях вентиляции в воздухе обитаемых помещений содержание углекислоты не превышает 1 %, т.е. не достигает вредных значений. К физическим факторам воздуха, неблагоприятно влияющим на организм животных и человека, относятся повышенная влажность и температура воздуха. Их значение ныне выяснено с достаточной пол- 212
нотой радом исследователей (Хилл, Уинслоу, Бенедикт и многие другие) . Тем не менее и эти физические факторы не могут обусловить ту ощущаемую недоброкачественность воздуха, которая наблюдается при плохой вентиляции и при скоплении людей в закрытых помещениях, они лишь в редких случаях достигают значений, патологически влияющих на организм. В последней четверти прошлого столетия поиски вредного начала в воздухе, выделяемого из легких человека, привели к ряду ценных выводов. В 1887 и 1894 гг. Ш. Бро- ун-Секара и А. д'Арсонваль доказывали, что в выдыхаемом человеком и животными воздухе содержится некоторое токсическое начало. Они выдвинули гипотезу о том, что упадок сил и тягостные ощущения у людей, находящихся в густо населенных помещениях, зависят от выделяемого человеком газообразного органического летучего яда "ан- тропотоксина". Опыты Ш. Броун -Секара и А. д'Арсонваля показали, что молодые 5—7-недельные кролики, посаженные в восемь последовательно соединенных камер, погибают очень быстро, за исключением тех, которые сидят в 1 -й и во 2-й, если называть 1 -й ту камеру, через которую воздух входит в установку. Смерть наступает для кроликов в последних двух камерах и даже в 6-й к концу второго или третьего дня. Некоторые кролики в последних двух камерах, впрочем, погибали на четвертый, пятый или шестой день. Смерть наступала через неделю для кролика 5-й камеры и еще на несколько дней позднее — для кролика 3-й камеры. Кролики в 1 -й и во 2-й камерах жили очень долго и умерли о г случайной причины, хотя кролик из 2-й камеры в это время уже обнаруживал признаки, по которым можно было судить, что здоровье его сильно подорвано. Нет оснований сомневаться в верности самого факта заболевания и смерти кроликов в последовательно соединенных камерах. Правильность факта доказана дальнейшими опытами Меркеля, Бена (на мышах) и Зюбберта и Петерса (на морских свинках). Но объяснение самого факта смерти животных вследствие отравления респираторными токсинами, как это видно из опытов Дастрэ и Лойэ, Лоррен-Смитта и др., оказалось неубедительным. Нельзя также объяснить причину гибели животных повышенным содержанием углекислоты или вообще каким-либо другим изменением химического состава воздуха, которым они дышали. С химической стороны такой воздух был вполне годен для поддержания жизни животных. Хотя химический анализ и не давал убедительных результатов, повторные опыты указанных авторов приводили всегда к заболеванию и гибели животных Эти опыты были проверены во многих лабораториях. Они выяснили, что выдохнутый воздух оказывает вредное действие на животных. Возникал вопрос: какие в нем происходят изменения — химические или физические? На физическое состояние воздуха исследователи не обращали никакого внимания, попытки же химически обнаружить какие-либо изменения успехом не увенчались. Схожие опыты были произведены в 1895— 1897 гг. русским врачом А.А. Жандром. Его экспериментальная работа о влиянии выдыхаемого воздуха на животный организм заслуживает и в настоящее время серьезного внимания. С целью проверки опытов Ш. Броун-Секара и А. д'Арсонваля он взял шесть стеклянных колпаков емкостью около 60 л каждый, герметически привинтил их к чугунной подставке и последовательно соединил один с другим. Кролик /, помещенный под первый колпак, дышал наружным воздухом, кролик 2 — воздухом, прошедшим через первый колпак, кролик 3 — воздухом, прошедшим через два колпака с кроликами и т.д. Для подведения к установке чистого воздуха. А.А. Жандр вставил в лабораторное окно жестяной цилиндр, к которому была герметически прикреплена жестяная воронка. От воронки шли стеклянные и каучуковые трубки, проводившие наружный воздух к первому колпаку. В стеклянную трубку вблизи воронки вкладывался небольшой ватный тампон. Вентиляция в установке осуществлялась с помощью воздушно-водяного насоса со скоростью от 4 до 1 л/мин. Было поставлено четыре опыта на 24 кроликах. Продолжительность первого опыта — 10 дней, второго — 20 дней, третьего — 30 дней, четвертого — 10 дней. Пища (овес) и вотда подавались с избытком. 213
А.А. Жандр отрицал присутствие каких-либо токсинов в выдыхаемом воздухе. Тем не менее его опыты представляют интерес, но в другом отношении. А.А. Жандр пишет: "Если признаков серьезного заболевания при этих опытах не наблюдалось, то нельзя сказать, чтобы кролики относились к вдыханию такого воздуха совершенно безразлично, так как они становились вялыми, аппетит у них у всех ухудшался, все они теряли в массе, а на более слабых такой воздух оказывал некоторое действие и после прекращения опыта, так как аппетит у них не восстанавливался и они продолжали голодать, хотя корм им предлагался в изобилии". В самой установке погиб только один кролик под первым колпаком, где воздух как раз был чище. Это произошло на 7-й день четвертого опыта. Однако почти половина кроликов (11 из 24) погибла вскоре после изъятия их из-под колпака и прекращения опытов, несмотря на самый тщательный уход, чистый воздух и обилие корма. В первом опыте кролики: Погибли Потеряли в массе, % под колпаком 3 — на 2-й день 39 3 " >' 2- " 5-й " 12 » » 6- " 5-й " 28,7 „ „ 1-" 12-й день спустя 21,5 Прижизненные симптомы составляли кроме описанных выше (слабость, вялость, отсутствие аппетита и др.) белок в моче и понос у некоторых животных. Вскрытие нескольких кроликов не дало А.А. Жандру никаких данных для объяснения причины гибели животных. Во втором опыте кролики: Погибли Потеряли в массе, % под колпаком 3 - на 4-й день 6,1 б - " 4-й " 13,2 » 2- " 7-й " 4,9 Один кролик был очень слаб, но поправился, по словам А.А. Жандра, благодаря согреванию возле печки. В третьем опыте кролики после поднятия колпаков и прекращения наблюдений: Погибли Потеряли в массе, % под колпаком б - через 2 ч 16 мин 36,6 4 — на 4-й день 40,2 2- "'5-й " 26,4 Последний кролик погиб, начав уже поправляться, от заболевания ноги. В четвертом опыте погиб только один кролик в самом колпаке на 7-й день после начала опыта. Вскрытие обнаружило изменения дегенеративного характера в почках (набухание и начало жирового перерождения канальцев), моча содержала значительное количество белка. Явлений уремии при жизни животных А.А. Жандр не отмечает. Он объясняет гибель подопытных кроликов неполным кислородным голоданием и хроническим отравлением углекислым газом (оксидом углерода). Но это предположение опровергается тем фактом, что животные погибали не сразу после их изъятия из-под колпаков. Известно, что животные, отравленные даже сильными и вызывающими глубокие изменения в организме ядами, быстро оправляются, если их вовремя вынести на свежий воздух. Если и можно допустить гибель некоторых кроликов, потерявших 40% массы от голодания, то она является вполне загадочной и далеко не случайной у остальных кроликов, потерявших всего 4—6% своей массы. Голодание животных, когда перед ними стояли в изобилии корм и вода, также непонятно и указывает на серьезное заболевание невыясненной этиологии. Известно, что одно голодание не вызывает глубоких 214
и непоправимых расстройств в обмене веществ у животных даже тогда, когда общая потеря доходит до 40—50% их первоначальной массы. Причины поголовного заболевания кроликов и их гибели были непонятны. А.А. Жандр отрицает влияние какой-либо инфекции, так как опыты производились в фармакологической лаборатории Химического института Военно-медицинской академии в отремонтированной комнате, где, как он отмечает, случайные ранения у кроликов заживали первичным натяжением. Причиной заболеваний кроликов и их гибели могло быть глубокое и трудно поправимое расстройство обмена, на что указывают изменения в почках, присутствие белка в моче и т.д. Эти изменения вызваны тем, что кролики дышали от 10 до 30 дней "искусственным" воздухом. А.А. Жандр утверждает, что в выдыхаемом здоровым человеком или здоровым животным воздухе хотя и не обнаружено никакого "токсина", тем не менее нельзя сказать, что такой воздух не оказывает вредного действия на животных. Наоборот, его опыты показали, что кролики, вдыхавшие выдохнутый воздух, становились вялыми, апатичными, сонными, начинали дышать чаще и глубже, чем в обыкновенном комнатном воздухе, теряли аппетит, масса их уменьшалась и более слабые из них погибали. Как прижизненные наблюдения, так и данные вскрытия указывали, что причиной их гибели является неполное кислородное голодание. И это заключение А.А. Жандра может показаться тем более странным, что количество кислорода в воздухе, вдыхаемом животными, всегда было достаточным, а количество С02 не достигало его токсического значения. Из этих опытов А.А. Жандра следует, что какой-то патогенный фактор в выдыхаемом воздухе опыть-таки ускользнул от взоров исследователя. Можно отметить, что А.А. Жандр не придал никакого значения ватному тампону, который он помещал в трубку, подводящей воздух к установке, для очистки его от пыли. Опыты над биологическим действием выдохнутого воздуха были поставлены Ричардсоном. Заставляя животных дышать выдохнутым, но декарбонизированным воздухом, Ричардсон пришел к заключению, что такой воздух не в состоянии поддерживать нормальной жизни животных, которые заболевали и умирали по истечении нескольких дней после начала опытов. Вейхардт в ряде экспериментальных работ начиная с 1904 г. ставит вопрос о кенотоксинах вообще и о кенотоксинах выдыхаемого человеком воздуха, в частности. Согласно существующим взглядам, накоплением углекислого газа (оксида углерода) в переполненных людьми помещениях едва ли можно объяснить испорченность такого воздуха. Согласно большинству литературных данных (Лилиенстранд, Спитас), испорченность воздуха вряд ли зависит только от его повышенной температуры и влажности. Спитас считает, что решение этой существенной в теоретическом и практическом отношении задачи будет зависеть от усовершенствования методов химического анализа и что полученный до сих пор экспериментальный материал не разрешает этого вопроса. Петере и Ланге* применили к изучению токсических свойств выдыхаемого воздуха изолированное сердце лягушки, как биологический объект, по их мнению, весьма высокой чувствительности по отношению к большинству органических и неорганических ядов. Петере предлагал ряду лиц делать выдохи в колбу, погруженную в охлаждающую смесь. Получающаяся в колбе конденсационная вода бралась для исследования. В течение 1 ч было Получено 10— 15 см бесцветной конденсационной воды. Эта вода была без запаха.» реагировала на лакмус нейтрально, на фенолфталеин — слегка кисло. На 100 см конденсационной воды приходилось приблизительно 1,2 мг углекислоты. Для питания сердца лягушки был применен метод Виллиямса. Питающей жидкостью служил раствор Рингера. Опыт показал, что при употреблении этой конденсаци- Некоторые сведения почерпнуты из работы М.И. Граменицкого и И.И. Сиверцева. 215
онной воды вместо обычной дистиллированной чля приготовления питающего раствора, как правило, замечалось ослабление силы сердца и аритмия. Имея в виду, что содержание углекислоты в конденсационной воде лишь немногим выше ее содержания в обычной дистиллированной воде, Петере нашел, что конденсационная вода, полученная из выдыхаемого человеком воздуха, является до известной степени ядовитой для лягушечьего сердца. Однако это явление следует объяснить не наличием углекислоты, а какими-то еще неизвестными ядовитыми веществами, находящимися в выдыхаемом человеком воздухе. Ланге приходит к общему выводу, что токсичность выдыхаемого воздуха до сих пор полностью не доказана. Кажущиеся положительные результаты некоторых работ проще всего объясняются недостатками и ошибками методики опытов. Разбирая работу Петерса, Ланге заключает, что, во-первых, наблюдавшееся Петерсом ослабление работы изолированного сердца лягушки могло зависеть в значительной мере от несовершенства примененной методики опытов, заставляющей сердце слишком напряженно работать, и, во-вторых, при этих условиях даже небольшие повышения содержания углекислоты могли вести к ослаблению работы сердца. Ланге применил более совершенный и широко известный метод Штрауба — канюлю в модификации Фюнера. Кислорода вводился не в окружающую сердце влажную камеру, через нижнее отверстие которой проходила лигатура от верхушки сердца к пишущему рычагу, а непосредственно в сердечную канюлю. При опытах с сердцами зимних лягушек, которые вообще менее требовательны в смысле условий питания и более выносливы, без ущерба для результатов опыта можно было отказаться от пропускания кислорода. Конденсируя выдыхаемую влагу на поверхности охлаждаемых сосудов и получая таким образом конденсационную воду, Ланге пришел к заключению, что эта последняя не содержит каких-либо вредных веществ, отражающихся на работе изолированного сердца лягушки. В ряде своих опытов Ланге поступал таким образом: выдыхаемый им самим воздух он вводил в окружающую сердце влажную камеру или пропускал выдыхаемый воздух через содержимое питающей сердце канюлю. Оказалось, что сильные и мало утомленные сердца не ослабляют своей работы при этих условиях. Наоборот, утомленные, слабые, недостаточно снабжаемые кислородом сердца (летних лягушек) при данных условиях впадают, как правило, в "асфикцию", давая замедление ритма, понижение амплитуды и диастолическую остановку. Самопроизвольное возобновление работы происходит редко. Массаж сердца способствует восстановлению его работы. Подводя итоги своим опытам, Ланге приходит к заключению, что ослабляющее работу изолированного сердца лягушки действие выдыхаемого человеком воздуха объясняется всецело содержанием углекислоты. Из этого, однако, не следует, как осторожно резюмирует Ланге, что выдыхаемый человеком воздух не содержит ядовитых веществ, так как сердце лягушки не ко всем ядам может оказаться в достаточной степени восприимчивы. В1935 г. М.И. Граменицкий и И.И.Сиверцев изучали вопросотом. содержит ли воздух, выдыхаемый человеком и животными, или "испорченный" воздух, в наполненных людьми помещениях какие-либо ядовитые вещества. Пользуясь методикой пневматической записи работы изолированного сердца, разработанной М.И. Граменицким, упомянутые авторы произвели ряд опытов, исследуя влияние выдыхаемого воздуха на эту работу. Так как методикаМ.И. Граменицкогопосравнениюсовсемисуществующимиболее "щадит"сердце и делает его легко доступным экспериментальным влияниям извне, то она является наиболее подходящей в данном случае. В результате серии своих тщательно проведенных исследований указанные авторы пришли к следующим выводам: 1) предложенная М.И. Граменицким методика пневматической регистрации работы изолированного по Штраубу сердца лягушки оказалась удобной для изучения влияния газообразных веществ на сердце через его внешнюю поверхность; 2) испытывая указанным способом влияние выдыхаемого воздуха, можно было установить, что в большинстве случаев при замене окружающего сердце комнатного воздуха выдохнутым происходит ослабление деятельности сердца (замедление ритма, падение амплитуды, диастолическая остановка); 216
3) приблизительно в половине всех таких опытов удалось доказать, что это ослабление зависит не только от С02 выдыхаемого воздуха, а от каких-то еще содержащихся в нем веществ; 4) у различных людей эти летучие токсины выдыхаемого воздуха могут быть, вероятно, количественно и качественно неодинаковыми. Так, выдыхаемый одним из испытуемых, пожилым и болезненным человеком, воздух оказался более ядовитым, чем воздух, выдыхаемый человеком молодым и здоровым. В том же году А.Г. Аверьянов, Г.Е. Владимиров, З.Э. Григорьев, Б.Д. Кравчинский, МЛ. Рылова и П.Н. Смухнин опубликовали обстоятельное исследование о влиянии на организм человека длительного пребывания в герметически замкнутом помещении. Известно, что продолжительность безболезненного пребывания в герметически закрытом помещении при отсутствии вентиляции и регенерации воздуха в основном определяется предельно допустимой концентрацией СОг. Явления кислородного голодания наступают лишь позже при более длительном пребывании в замкнутом помещении. Наблюдения указанных авторов с несомненностью показали, что в условиях пребывания в закрытом помещении болезненные явления возникают еще задолго до предельного повышения содержания углекислоты или понижения содержания кислорода во вдыхаемом воздухе. Авторами был проведен ряд наблюдений над 27 лицами (из них 20 испытуемых и 7 экспериментаторов) при продолжительном пребывании (6—10 ч) в герметически закрытой камере при различных микрометеорологических условиях. Приведем результаты этой работы. 1. Пребывание в течение 8 ч в герметически закрытой камере с количеством воздуха, равным 3,1 м на 1 чел., без внешнего воздействия на метеорологические факторы влечет за собой: а) повышение концентрации С02 в камере до 5,5% и более (в среднем в 1 ч — на 0,6—0,65%); б) снижение концентрации кислорода воздуха до 14,5% (в среднем на 0,65—0,7% в 1ч); в) повышение температуры воздуха с 18—21 до 29—30°С, влажности до 87—93% и эквивалентно-эффективной температуры до 28—29°С (движение воздуха, создаваемое при этом конвекционными токами, незначительно). 2. Физиологическое действие такого режима выражается в следующем: а) легочная вентиляция по мере пребывания в камере резко возрастает, доходя к концу опыта до 30—35 л (в 4—5 раз выше нормы). Особо крутой подъем легочной вентиляции отмечается после 6 ч пребывания в камере при концентрации С02 воздуха свыше 3%; б) потребление кислорода повышается на 50%, что может быть отнесено за счет увеличенной работы дыхательных мышц вследствие значительного роста легочной вентиляции; в) концентрация С02 в альвеолярном воздухе возрастает по мере пребывания в камере с 5—5,5 до 6,5—7 %. При этом отмечается определенная зависимость повышения концентрации углекислоты альвеолярного воздуха от концентрации ее в воздухе камеры; г) С02 — емкость крови изменяется незначительно, чаще в сторону снижения. Активная реакция крови обнаруживает значительный сдвиг в кислую сторону. Компенсаторные явления со стороны почек по устранению ацидоза выражены слабо; д) общий размах колебаний функции сердечно-сосудистой системы невелик. Однако существенны определенная направленность и характер этих изменений, в основном обусловленных прямым действием высоких концентраций С02, вызывающих замедление ритма сердечной деятельности и повышение тонуса периферических сосудов. 217
Преобладающее повышение минимального кровяного давления и падение амплитуды при понижении частоты пульса ведут к уменьшению эффективного кровоснабжения; е) в сериях, не осложненных действием высокой температуры воздуха, прямое действие высоких концентраций С02 сказывается в преимущественном понижении температуры тела в пределах 0,5°С. В сериях же без охлаждения преобладает повышение температуры тела на 0,5°С. Снижение температуры тела, несмотря на увеличенное потребление кислорода, следует, очевидно, объяснить повышением теплоотдачи благодаря усиленной легочной вентиляции; ж) кожная температура в сериях без воздействия на метеорологический фактор дает резкое повышение. Максимум повышения падает на первые 3 ч пребывания в камере; з) данные функциональные пробы говорят о том, что к концу пребывания в камере резко нарушается способность производить физическую работу, так как всякое физическое напряжение чрезмерно усиливает одышку. Опуская изложение дальнейших опытов упомянутых авторов, перейдем к описанию последствия пребывания людей в герметической камере. Так как в большинстве серий опытов были достигнуты большие концентрации С02 (свыше 5%, а в некоторых опытах и свыше 6%), авторы почти всегда по выходе из герметической камеры отмечали заметное отрицательное последействие. При быстром переходе из камеры в комнату чувствовалось резкое раздражение дыхательных путей свежим воздухом, дыхание было затруднено (как будто не хватало воздуха). Возвращение в камеру приносило облегчение. В дальнейшем авторы практиковали медленный переход из камеры в комнату, широко открывая двери камеры и выжидая в ней 5— 10 мин. Общая слабость и вялость отмечались и по приходе домой. В первые дни опытов ночной сон приносил полное восстановление. В последующие дни ночной сон не приносил облегчения, и на следующий день, а подчас и на третий день ощущалась общая слабость. Это исследование показывает, что еще задолго до появления токсического количества углекислоты и сокращения количества кислорода самочувствие испытуемых резко ухудшается, нарастают неблагоприятные изменения вдыхательной функции, увеличивается одышка, потоотделение, появляется ощущение жара, духоты, наблюдается головокружение и сердцебиение, которые постепенно, по мере пребывания в герметической камере, переходят в более тяжелые формы и оставляют достаточно длительное болезненное последействие. Химические исследования загрязненного присутствием людей воздуха и многостороннее изучение этого вопроса привели к заключению, что все газообразные и парообразные выделения человеческого тела (углекислота, аммиак, метан, органические кислоты и т.д.) не могут создать своим крайне ничтожным количеством условий, которые объяснили бы вредное действие воздуха даже густо населенных помещений. Само собой разумеется, что дурные запахи и дурно пахнущие выделения человеческого тела могут оказывать отрицательное действие на самочувствие человека, но это вопрос уже иного порядка. Химический состав выдыхаемого воздуха подлежит еще всестороннему и более точному изучению, чем это было произведено рядом исследователей до настоящего времени. Применение более тонких аналитических методик, может быть, позволит установить присутствие в выдыхаемом воздухе вредоносного начала. Ничтожные количества вредных примесей выдохнутого воздуха могут вызвать в организме патологический эффект, особенно в том случае, если эти примеси входят в состав ядер конденсации или псевдоаэроионов положительной полярности. Тут мы сталкиваемся уже с новым вопросом — с 218
вопросом о влиянии на организм не только вредных химических примесей выдохнутого воздуха, но и о возможном возрастании токсического действия примесей, частицы которых снабжены электрическим зарядом, ибо заряженные частицы проникают до поверхности альвеол и задерживаются в легких в значительно большей степени, чем частицы незаряженные. В то же время причину патогенного действия вдыхаемого воздуха следует искать не только в изменениях его химического состава, но и в чем-то другом. Опыты Ш. Броун-Секара, А. д'Арсонваля и А.А. Жандра с несомненностью говорят о том, что воздух, пропущенный через фильтры, или воздух, выдохнутый из легких, вообще говоря, непригоден для дыхания, ибо рано или поздно приводит животных к серьезным заболеваниям и даже к гибели. Тут мы вплотную сталкиваемся с вопросом о физических изменениях воздуха, выдохнутого из легких или прошедшего через какие-либо фильтры. Физическое состояние воздуха населенных помещений тщательно изучается начиная с середины прошлого века. Влияние на организм человека температуры и влажности воздуха, аэродинамических явлений в нем в связи с различными системами вентиляции были предметом всесторонних и серьезных изысканий. Эти изыскания привели к усовершенствованию аэрации населенных помещений, к наиболее совершенному виду вентиляционных устройств — централизованному кондиционированию воздуха. Этот способ якобы позволяет создавать благополучную для человека "зону физиологического комфорта" и до настоящего времени считается непревзойденным техническим достижением в данной области. Теперь значение этого достижения приходится брать под сомнение. В конце прошлого века русский гигиенист И.И. Кияницын посвятил 7—8 лет экспериментированию в области влияния профильтрованного воздуха на животных. Он считал, что в окружающем нас воздухе якобы всегда находятся некоторые "окисляющие" микроорганизмы, дефицит и тем более полное отсутствие которых приводит животных к серьезным заболеваниям и затем к смерти вследствие хронического неполного кислородного голодания и отравления продуктами неполного окисления. Для этих целей он организовал исследования о влиянии на животных воздуха, лишенного микроорганизмов, по его выражению, "обеспложенного". За период с 1892 по 1899 г., с некоторыми перерывами, И.И. Кияницын упорно экспериментирует в одной и той же области, постепенно улучшая методику своих опытов. / И.И. Кияницын организовал три серии опытов: 1892-1893 гг 1-я серия (40опытов) 1896-1897 " 2-я " (16 " ) 1898-1899 " 3-я " (28 " ) 219
В первой работе И.И. Кияницын показал, что воздух, прошедший через раскаленный песок и затем охлажденный до нормальной температуры, оказался, безусловно, негодным для поддержания жизни животных (кролики, собаки и морские свинки). Животные обнаруживали резкие признаки заболевания и погибали или в самой установке за время от 36 ч до 5 сут после помещения их туда или от 10 мин до 1,5 ч после окончания опыта и изъятия их из-под колпака. Контрольные животные, помещенные при совершенно одинаковых условиях в тот же аппарат с током комнатного воздуха, оставались живы и никаких признаков заболевания не обнаруживали. Установка, которой пользовался И.И. Кияницын, состояла из стеклянного колпака емкостью 50 л, герметически привинчивавшегося к цинковому кругу. Ток воздуха через прибор осуществляется с помощью воздушно-водяного насоса. Некоторые ученые опровергали результаты опытов И.И. Кияницына, утверждая, что причиной смерти животных являлись ненормальные условия их жизни вообще и, в частности, асфикция. Эти возражения следует считать совершенно несостоятельными. Еще в первой серии своих работ И.И. Кияницыну удалось обнаружить удивительный по своей новизне биологический факт. Считая свои опыты недостаточными и не вполне безупречными для решения такого важного вопроса, он воздержался от выводов и объяснений, ограничившись только указанием на самый факт. Во второй серии работ по вопросу о влиянии "обеспложенного" воздуха на животных, кроме заболеваний и смерти их в "обеспложенном" воздухе, И.И. Кияницыну при исследовании мочи животных удалось обнаружить второй, не менее интересный факт. Причиной заболеваний и смерти животных было резкое расстройство окислительных процессов в организме. Гибель животных с почти правильной постепенностью во времени указывает на несомненную негодность для жизни профильтрованного воздуха. Считая опять-таки число анализов и опытов, произведенных в этом направлении, не вполне достаточным, а также имея в виду возражения, которые ему пришлось слышать, И.И. Кияницын счел необходимым для доказательства правильности своих взглядов изменить методику опытов, чтобы сделать их более совершенными. Как ни слабы были возражения относительно возможности изменения газового состава воздуха при прохождении его через раскаленный песок, И.И. Кияницын в дальнейших исследованиях задался целью: 1) получить "обеспложенный" воздух для опытов над животными не путем его нагревания, а фильтрацией через вату, положенную в стеклянную трубку; 2) не подвергать подопытных животных голоданию, а давать им в изобилии корм и воду, предварительно стерилизованные, причем давать одну и ту же пищу животным одного вида при опытах как с обыкновенным, так и "обеспложенным" воздухом, чтобы пище не оказывала влияния на состав мочи. Кроме первых трех опытов на собаках, во всех остальных опытах вода и корм ставились под колпак в избытке. Кроликам и морским свинкам давался овес, крысам и голубям — просо; 3) произвести опыты по возможности на разнообразных животных (собаки, кролики, морские свинки, крысы и голуби); 4) определять время от времени количество углекислоты в воздухе, которым дышали животные, как показатель его испорченности; 5) сделать опыты более продолжительными, так как в прежних работах исследование мочи в большинстве опытов производилось при голодании. Число дней, проведенных животными в "обеспложенном" воздухе, пришлось ограничить несколькими днями, если, конечно, животное не погибало раньше; 6) исследовать, как и в предыдущей работе, состав мочи. Принципиальная схема установок в этой серии опытов заключалась в следующем: воздух пропускался через стеклянную трубку, наполненную гигроскопической ватой, и затем поступал в большой стеклянный колпак, который был герметически вделан в подставку. Под колпаком помещались подопытные животные, снабженные водой и пищей на все время опыта (несколько дней). Из колпака воздух через стеклянную трубку вытягивался воздушно-водяным насосом. По пути движения воздуха находились сухой и влажный термометры, ртутный манометр, газовые часы для учета объема воздуха, пропущенного через установку и некоторые другие измерительные приборы. Скорость 220
Рис. 61. Диаграмма соотношения азота мочи (100%) к азоту мочевины у морских свинок, кроликов и собак, живших в профильтрованном через вату воздухе (по И.И. Кияницыну) движения воздуха через колпак с животными была более чем достаточна, чтобы уносить продукты газообмена (50-кратный обмен в 1 сут). Разрежение воздуха в приборе достигало 5 мм рт. ст. (666,61 Па), ибо вата не создавала особых препятствий для тока воздуха. Моча и кал животных собирались внизу колпака в концентрированном растворе борной кислоты, которая предохраняла их от разложения. Подопытные объекты располагались на сетке. Это были голуби, крысы, морские свинки, кролики и маловесные собаки. Некоторые опыты были разделены на два периода. Сначала животные, помещенные в установку, дышали обычным воздухом, не профильтрованным через вату; затем в трубку вкладывалась вата и животные дышали профильтрованным воздухом. Одна серия опытов была только контрольной, т.е. установка действовала без ваты. Во время опытов у животных систематически производилось измерение температуры. Для этих целей перед началом опыта на поверхности бедра животного укреплялся с помощью гипсового бинта термоэлемент, от которого шли изолированные провода через каучуковую трубку, герметически проложенную через дно аппарата к электроизмерительному прибору. Анализы воздуха до и после фильтрации через вату показали, что химический состав его не претерпевал никаких изменений. Содержание С02 в воздухе, вышедшем из колпака с подопытными животными, не превышало 0,72 % и, следовательно, не могло явиться причиной болезни или гибели животных под колпаком. Вода и пища животным ставились под колпак в избытке. Голубям и курам во время опыта давалось просо, кроликам и морским свинкам — овес, собакам — хлеб, мясо. Вода и пища предварительно подвергались стерилизации — кипячению и воздействию сильно нагретого водяного пара. Опыты с пропусканием воздуха сначала через вату, а затем через мясопептонный бульон показали его полную стерильность: все микроорганизмы задерживались ватой. Исследование показало поистине поразительное явление. Голуби, крысы, кролики, морские свинки и собаки, жившие в профильтрованном воздухе, погибали необычайно быстро — через несколько дней — либо в самом приборе, либо вскоре после поднятия колпака. Все животные, помещенные в профильтрованный воздух, вскоре после начала опытов заболевали, становились вялыми, неохотно пили и ели, делались безучастными ко всему окружающему. У многих животных наблюдался понос. Накануне гибели животные буквально валились с ног от крайней слабости. У некоторых животных — крыс, кроликов и морских свинок — перед гибелью наблюдались судороги. Вскрытие показало малокровие легких, гиперемию почек. Моча всегда содержала более или менее значительное количество белка (рис. 61). Количество продуктов неполного окисления в моче во всех без исключения опытах было весьма большим (рис. 62). Масса животных, живших в профильтрованном воздухе, систематически уменьшалась (табл. 43), несмотря на достаточное количество пищи, находившейся под колпаком. Термометрические измерения обнаружили у подопытных животных катастрофическое падение температуры ниже нормы, продолжавшееся до самой смерти (рис. 63). Как мы уже писали, в первой и во второй сериях опытов воздух пропускался через песок. Исходя из предположения, что гибель животных в воздухе, предварительно прошедшем через песок при температуре, равной 350°С, может наступать также вслед- 221
a) 35% 29 25 19 2k 22 15 15 f3 ik D UUD D 6) 10% 9 7 к — 65 — 6 ш т 8% D 3% Рис. 62. Диаграмма количества продуктов неполного окисления в моче у животных, %, погибших в профильтрованном через вату воздухе (а), и контрольных животных (б) (по И.И. Кияницыну) Таблица 43. Продолжительность жизни и динамика массы птиц и животных в опытах с профильтрованным воздухом Номер опыта Подопытное животное Продолжительность жи> ни, сут. Средняя масса, г до опыта после опыта Разность в массе, г Уменьшение массы, Голубь 9,2 12,1 258 245 206 205 -52 -40 20,2 16,3 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Крыса Морская свинка 2,2 2 2,5 1,5 4,5 3,5 6,5 7 3,5 5,5 112 ПО 106 102 125 390 536 505 495 530 96 102 93 92 112 345 385 354 397 392 -16 -8 -13 -10 -13 -45 -151 -151 -98 -138 14,3 7,3 12,3 9,8 10,4 11,5 28,2 29,9 19,8 26 13 14 15 Кролик 8,5 5,25 8,5 1218 995 1097 996 790 795 -222 -205 -302 18,2 20,6 27,5 16 17 Собака 4,1 3,1 6920 1700 6200 1390 -720 -310 10,4 18,2 ствие каких-либо вредных химических реакций. И.И. Кияницын исследовал и этот вопрос и получил отрицательный результат. Последняя, третья серия опытов И.И. Кияницына заключалась в том, что он пропускал воздух с определенной скоростью через вату слоем 24 см. Этот слой полностью задерживал пыль и микроорганизмы и не вызывал никаких изменений в химическом составе воздуха. Однако, несмотря на эти меры, животные погибали в профильтрованном через вату воздухе так же, как и в предыдущих двух сериях опытов. 222
t,°c 39,2 38,8 m 38,0 31,6 31,2 36,8- 36,4 36,0 a :5l:___i __L_I_.___tr___A l_-^-__. \ V 3 t-- U ___X 4 -L----L-. _Д- ^____JL__X__JL ±_ l.___t№±.__l_A. \ A \T > 1 . 1 12345676 123456 12345678 123 12 3 4 5 Г, сут Рис. 63. Динамика температуры тела пяти кроликов, живущих в профильтрованном через вату воздухе (по И.И. Кияницыну) В первой и второй сериях опытов погибли не все животные, ибо И.И. Кияницыну приходилось по тем или иным причинам приостанавливать опыты. Из 40 животных первой серии остались в живых 5 животных, во второй серии из 16 животных выжили 12, причем максимальная длительность опыта не превышала 4—5 дней, что, по-видимому, следует считать недостаточным для такого рода опытов. В третьей серии от влияния профильтрованного через вату воздуха погибли все без исключения опытные животные, причем срок их жизни в профильтрованном воздухе был уже не 4—5 дней, а достигал в ряде случаев 9—12 дней. Казалось, этот факт огромного значения должен был бы привлечь внимание естествоиспытателей. Но этого не произошло. В чем же тут дело? Ответ на этот вопрос представлялся очень простым. Во-первых, И.И. Кияницын категорически настаивал на исключительной роли "окисляющих" микроорганизмов и столь же категорически отрицал патологическое действие дезионизированного воздуха и, во-вторых, ученые того времени не оценивали должным образом биологического значения электрических явлений атмосферы. И.П. Скворцов на X съезде русских естествоиспытателей и врачей 26 августа 1898 г. в Киеве выступил с речью "О значении для здоровья динамических свойств среды существования", в которой впервые в России со всей ясностью поставил вопрос о роли воздушного электричества в жизнедеятельности растительных и животных организмов. Он категорически настаивал на том, что без изучения этого вопроса остаются неясными многочисленные явления не только в живых организмах, но и в метеорологических и геофизических явлениях. Свои воззрения он подкреплял ссылками на работы Сванте Аррениуса, Вант^Гоффа, Нернста, Освальда и др. И.П. Скворцов впервые со всей убедительностью выдвинул на первый план электрические заряды воздуха, почвы и воды, как обусловливающие собой те многочисленные явления и измерения во внешней среде, которые не имели в то время рационального объяснения. После его речи выступил Н.Д. Пильчиков, который заявил, что доклад И.П. Сквор- цова "затрагивает крайне широкий и важный отдел приложений физики к гигиене и предложил включить в число ближайших задач, подлежащих изучению, исследование влияния на жизнь животных "обеззараженного", но ионизированного лучами Рентгена воздуха. Такое исследование было бы естественным продолжением работ Кияницына". Иной точки зрения придерживался И.И. Кияницын. Он настолько был увлечен идеей о существовании окисляющих микроорганизмов воздуха, что считал, что никакие другие объяснения гибели животных в профильтрованном воздухе (третья серия опытов) не должны быть приняты во внимание. 223
В том же 1898 г. он опубликовал брошюру, в которой в резкой форме выступил против соображений И.П. Скворцова и Н.Д. Пильчикова. Вот что он писал по этому вопросу: "По моему мнению, говорить о том, что животные погибали в моих опытах потому, что воздух при прокаливании теряет свои электрические свойства, — это решать уравнение с весьма многими неизвестными. Во-первых, высказанное проф. Скворцовым соображение о влиянии электрических свойств воздуха на животных (динамизация воздуха) не имеет за собой никаких сколько-нибудь положительных доказательств, общепринятых в естественных науках, и настолько гадательно и туманно вообще, что не заслуживает даже названия гипотезы . . . Вообще в электрохимии и электрофизике проф. Скворцов видит главнейшие опоры для дальнейшего и притом быстрого развития физиологии и даже всей биологии. Медицинская к биологическая химия, в которых почти все будущее медицины, должно, по мнению профессора Университета в Харькове, уступить место электрохимии! Во-вторых, нужно привести хоть какие-нибудь доказательства того, что при потере электрических свойств воздуха влияние это существует и настолько сильно, что животные могут погибнуть и, в-третьих, что прокаленный, а затем охлажденный до комнатной температуры воздух теряет навсегда или по крайней мере надолго свои электрические свойства" (Отд. оттиск, стр. 22—24. И.И. Кияницын. Обеспложенный воздух, влияние его на животных. Из гигиенической лаборатории Киевского военного госпиталя). Ни о каких химических изменениях в воздухе после фильтрации его через вату, конечно, не могло быть и речи. Но физические изменения воздуха, пропущенного через ватный фильтр, вполне допустимы. Во-первых, гигроскопическая вата может отчасти поглощать влагу и делать профильтрованный воздух суше обычного. Но объяснить гибель животных сухостью воздуха нельзя, так как под стеклянным колпаком всегда стоял открытый сосуд с водой, который насыщал воздух влагой, что и отмечалось гигрометром. Во-вторых, атмосферный воздух, пропущенный через толстый слой ваты, должен был терять свои электрические заряды, а следовательно, подопытные животные дышали дезионизированным воздухом. Можно ли отсутствием аэроионов объяснить гибель животных? Если токсическую роль профильтрованного воздуха приписать его дезионизации, то легко себе представить, какое важное социально-гигиеническое значение приобретает этот факт в свете того ныне экспериментально доказанного положения, что во всяком закрытом помещении мы имеем частично или вполне дезионизиро- ванный воздух. Естественно, исследования И.И. Кияницына подлежали дальнейшему углублению уже в свете современных воззрений. О том, что ватный фильтр достаточной длины задерживает аэроионы воздуха, известно из работы В.И. Оболенского (1925). Автор этой книги занялся проверкой данного явления и в 1926 г. установил, что ватный фильтр слоем 24 см задерживает все легкие, средние и тяжелые аэроионы, ни один электрический заряд не прорывается через ватный барьер указанной длины. Следовательно, в третьей серии опытов И.И. Кияницына подопытные животные дышали дезионизированным воздухом. Эгим следует объяснить их поголовный падеж. Но если это так, тогда возникает совершенно новая проблема, несоизмеримо более важная и более существенная для биологии высших животных, чем гипотеза об "окисляющих микроорганизмах" И.И. Кияницына. Из этого факта вытекает, что аэроионы, или ионы кислорода воздуха, являются жизненно обязательным фактором. Для того чтобы кислород поддерживал жизнь, необходимо, чтобы небольшое число молекул кислорода было ионизировано. Но если это так и если атомарный или молекулярный кислород воздуха поддерживает жизнь только до некоторого определенного срока, значит теория дыхания нуждается в ревизии. В свою очередь эта ревизия может привести к еще более глубоким последствиям — к пересмотру действия дыхательных ферментов под новым углом зрения. IV.2. ПОГЛОЩЕНИЕ АЭРОИОНОВ ВНЕШНЕГО ВОЗДУХА РАЗНЫМИ ФИЛЬТРАМИ И ПРИ КОНДИЦИОНИРОВАНИИ Итак, автором в свое время было установлено, что ватный тампон длиной 24 см не пропускает ни одного аэроиона, независимо от величины иона, кратности его электрического заряда и полярности. 224
Рис. 64. Схема счетчика Эберта со стеклянной насадкой 1 и с ватными дисками 2 различной толщины для изучения задержки аэроионов в слоях ваты Искусственные униполярные аэроионы и аэрозоли продуцировались разными при - борами (электроэффлювиальным и элекрогидрогенератором) в концентрациях 10 — 10 в 1 см . На цилиндрический конденсатор аспирационного счетчика Эберта плотно надевалась стеклянная трубка диаметром 5 см и длиной 24 см, которая заполнялась ватным тампоном. В 1938 г. эти наблюдения были нами повторены с целью определения наименьшей толщины ватного фильтра, необходимой для поглощения всех аэроионов. В трубку поочередно вкладывались слегка спрессованные ватные диски диаметром 5 см и различной толщины (от 1,2 мм и более). Чтобы ватные пластинки не проваливались в конденсатор, внизу стеклянной трубки была вставлена стеклянная решетка (рис. 64). Воздух пропускался через прибор с помощью вытяжного вентилятора, соединенного с газовыми часами. Проницаемость аэроионов различной массы измерялась через вату. Результаты опытов сведены в табл. 44 и 45, из которых видно, что даже высокие концентрации легких аэроионов, полученных в воздухе путем истечения постоянного тока высокого напряжения с пучка острий, не пробивают себе путь через ватный фильтр. Вата слоем 4 мм пропускает менее 0,1 первоначального числа ионов, а слоем 12 мм поглощает все легкие аэроионы обеих полярностей (рис. 65). Прохождение через прибор 500 л высокоионизированного воздуха не разряжает электрометр Вульфа в счетчике аэроионов. Что же касается естественных аэроионов, то с целью изучения их проницаемости через ватный фильтр воздух пропускался через счетчик аэроионов в течение 12 ч подряд, и никаких сдвигов нитей электрометра обнаружить не удалось. Опыты с еще более спрессованной ватой показали, что вата слоем 2,5 мм задерживает все легкие аэроионы. Для задержки в ватном фильтре тяжелых 225 U 8 ТОЛЩИНА СЛОЯ ВАТЫ. ММ /2 Vac. 65. Поглощение ватным фильтром аэроионов обеих полярностей
Таблица 44. Дезионизирующее действие ватного фильтра при искусственной аэроионизации положительной или отрицательной полярности Номер опыта Условия опыта Полярность аэроионов Деления электрометра- счетчика аэроионов до опыта после опыта разность Объем воздуха, пропущенного через счетчик, л Число легких аэроионов в 1 см3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 До помещения фильтра То же После фильтрации через вату слоем 1,2 см То же л но 112 108 104 107 102 115 ПО 98 104 0 108 104 107 102 115 ПО 98 104 108 112 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 300 300 300 300 500 500 500 500 4 070000 4 230000 0 0 0 0 0 0 0 0 Таблица 45. Дезионизирующее действие ватного фильтра различной толщины при искусственной аэроионизации отрицательной полярности Номер опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 Условия опыта До помещения фильтра После фильтрации через вату слоем, мм: 2 4 6 8 10 12 12 Деления электрометра ка аэроионов до опыта после опыта 108 28 103 51 113 86 102 94 120 117 117 116 116 116 116 316 - счетчи- разность 80 52 27 8 3 1 0 0 Объем воздуха, пропущенного через счетчик, л 5 10 20 50 100 100 200 500 Число легких отрицательных аэроионов в 1 см3 3020000 980000 255000 30200 5610 1890 0 0 % 100 32,5 8,4 1 0,2 0,06 0 0 аэроионов понадобилась большая толщина фильтра. Тяжелые аэроионы свободнее проходят через фильтр, чем легкие. Серия измерений, проведенных с помощью счетчика аэроионов Л.Н. Богоявленского, показала, что спрессованная надлежащим образом вата слоем 8—10 см задерживала все тяжелые и сверхтяжелые аэрононы, искусственно созданные в воздухе лаборатории. 226
Таблица 46. Дезионизирующее действие угольного фильтра при естественной аэроионизации (место измерения - в середине металлической камеры на уровне 154 см от пола) Номер опыта Полярность аэроионов Деления электрометра аэроионов до опыта после опыта разность Объем воздуха, пропущенного через счетчик, л Число аэроионов в 1 см3 1 2 3 4 5 6 7 8 + л + т -л —т + л + т -л —т 108.5 108,5 114 114 98 98 118 118 108,5 108,5 114 114 98 98 118 118 0 0 0 0 0 0 0 0 300 500 500 500 300 500 600 600 0 0 0 0 0 0 0 0 Условные обозначения аэроионов: л — легкие; т — тяжелые. Для опытов использовались рыхлые ватные фильтры толщиной 24 см, что полностью гарантировало поглощение всех легких, тяжелых и сверхтяжелых аэроионов и в то же время заметно не уменьшало барометрического давления в опытной камере при данной скорости движения воздуха. Тот же феномен полного отсутствия аэроионов был обнаружен в металлической и радикально герметизированной камере объемом около 120 м , несмотря на чрезвычайно сильную вентиляцию воздуха, пропущенного через угольный фильтр. Этот фильтр задерживал все легкие, тяжелые и сверхтяжелые аэроионы наружного воздуха, ибо аспирационные счетчики аэроионов при непрерывном пропуске по 600 л и более воздуха не обнаруживали присутствия аэроионов (табл. 46). В то же время измерение числа легких и тяжелых аэроионов вне герметической камеры, в наружном воздухе, показало нормальное их содержание. Говорить об абсолютном отсутствии аэроионов в герметических камерах с профильтрованным воздухом все же нельзя. Космическое излучение, проникающее сквозь стенки таких камер, создает 1,4 пары аэроионов в 1 см . Но такое число аэроионов аспирационными счетчиками не улавливается. В 1939—1940 гг. автором совместно с В.К. Варищевым были исследованы на прохождение естественных аэроионов фильтры американских кондиционеров. Эти фильтры поглощали все аэроионы. Наблюдения Л.Р. Брокша (1940—1941) показали полную задержку легких и тяжелых аэроионов наружного воздуха в масляных и сухих фильтрах кондиционеров. В 1932 г. то же явление на фильтрах кондиционеров было установлено СП. Яглу с сотрудниками в Чикаго. Наконец, о том же сообщает Ф. Хетчинсон в 1944 г. Он пишет, что прохождение воздуха через современные кондиционеры полностью дез- ионизируют его. Наблюдаемые неприятные ощущения людей в помещениях, где работает установка для кондиционирования воздуха, указанный автор относит за счет отсутствия в кондиционированном воздухе определенного числа легких аэроионов. В американской научной литературе все чаще и чаще появляются статьи, в которых говорится о необходимости применения легких отрицательных аэроионов при кондиционировании воздуха. В октябрь- 227
ском номере американского журнала "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха" за 1954 г. появилась статья инж. Г.С. Мер- фи "Как плотность ионов влияет на комфортные условия". В этой статье автор настаивает на необходимости внедрения аэроионов отрицательной полярности в кондиционеры. В январском номере того же журнала за 1958 г. напечатана статья инж. Джона С. Беккетта "Роль ионов в кондиционированном воздухе, как новая важная задача". Американский автор резюмирует свою статью так: "Физиологически совершенно очевидно, что действие электрических зарядов воздуха на дыхательную систему человека и методы контроля атмосферных ионов в кондиционированном воздухе имеют большое практическое значение". В книге "Кондиционирование воздуха" (М., 1957) советский инженер P.M. Ладыженский пишет: "В результате обычных методов обработки воздуха в системах кондиционирования (фильтрации, охлаждения, осушения и т.п.) ионный состав его резко снижается или происходит дезионизация воздуха. В воздухе, не содержащем ионов, не могут нормально протекать процессы жизнедеятельности любого живого организма". IV.3. АЭРОИОННОЕ ГОЛОДАНИЕ В ДЕЗИОНИЗИРОВАННОМ ВОЗДУХЕ И АЭРОИОНИФИКАЦИЯ Экспериментальные доказательства поглощения ватным фильтром естественных и искусственных аэроионов открыли возможность автору приступить к изучению действия дезионизированного воздуха на организм животных. Опыты были организованы в лаборатории кафедры общей и экспериментальной гигиены (зав. кафедрой В.К. Ва- рищев) 3-го Московского государственного медицинского института. Были осуществлены две серии опытов. В первой серии подопытными животными были белые мыши и белые крысы. Чтобы исключить возможность проникания через ватный фильтр присущей воздуху радиоактивной эманации (радона), воздух пропускался через две склянки с вазелиновым маслом, поглощающим эманацию, затем через специальный угольный поглотитель и указанный выше слой ваты. После указанного фильтрования воздух попадал в колпак с животными. Впоследствии было установлено отсутствие необходимости в масляном и угольном поглотителях и они были изъяты. Стеклянный колпак имел объем 17 л. Воздух втягивался под колпак воздушно-водяным насосом лабораторного типа, действовавшим от водопровода. Для измерения объема воздуха, пропускаемого через колпак с животными, служила трубка Вентури. Входной конец этой трубки присоединялся к концу стеклянной трубки, выводящей воздух из колпака с животными, другой — к воздушно-водяному насосу. Позже трубка Вентури была заменена газовыми часами. В течение всех опытов-первой серии имел место в среднем 30-кратный обмен воздуха в сутки, или 0,35 л/мин. Дно стеклянной трубки, в которой помещался ватный фильтр, было снабжено стеклянным ситом, предохраняющим воздух от загрязнений волокнами ваты. Герметизация колпака достигалась тем, что хорошо просмоленные пазы деревянной подставки, куда входил нижний край колпака, тщательно заливались парафином. В подставку был 228
Таблица 47. Результаты опытов над животными с применением дезионизи- рованного воздуха (первая серия) Номер опыта Исследуемые животные Средняя должительность жизни животного, сут Средняя масса животных, г до опыта после опыта разность Потери массы, % Результаты 1 14 21,5 20,5 -1 4,7 2 16 24,5 23 -1,5 6,1 3 мыши Пали 3 13 19,5 18,5 -1 5 4 17 20 18 -2 10 5 24 82 76 -6 7,3 Пали 3 крысы 2 крысы 6 22 96 82,5 -13,5 14 Пали вмонтирован водяной манометр. Подача животным воды для питья совершалась при помощи U-образной трубки, одна сторона которой заканчивалась под колпаком воронкой на уровне головы животного, а другая — через прочные каучуковые муфты, вмонтированные в дно и залитые парафином, была выведена наружу. Как только животные выпивали из воронки воду, ее уровень в наружной части трубки понижался, следуя закону сообщающихся сосудов, и она доливалась во внешнюю часть трубки. Это устройство позволило давать животным по мере надобности чистую воду, не нарушая герметичности прибора. Сухой корм (черствый белый хлеб, пшено, овес) был всегда под колпаком в достаточном количестве. Эта серия опытов над 18 белыми мышами и белыми крысами дала следующие результаты: 14 животных пали во время опыта, а 3 — вскоре после поднятия колпака (одна крыса через 2 дня, а две другие — через 3—6 ч). Причина смерти одного из 14 погибших под колпаком животных не вполне ясна, так как при вскрытии была обнаружена травма головы. Одна крыса, переболев в течение трех недель, осталась жива. Наблюдения показали, что уже к 8—10-му дню опыта у животных заметно начинают сказываться недомогание и вялость. Они слабеют, неохотно передвигаются по камере, безразлично относятся к пище и воде. Внешний вид животных меняется: шерсть из гладкой и лоснящейся становится шероховатой и взъерошенной, местами проглядывает розовая кожа, глаза тускнеют. В последние дни жизни животные, в большинстве случаев обессиленные, лежат с закрытыми глазами и не реагируют на раздражители (стук по колпаку, направленный луч света). Максимальный срок жизни животных в профильтрованном воздухе в данной серии опытов был равен 24 дням. Некоторые опыты (пятый и шестой) приходилось прерывать вследствие того, что из трех животных, бывших под колпаком одновременно, одно или два животных пали. Но, как показали наблюдения, извлеченные из-под колпака живые животные почти всегда были обречены на гибель. Картина гибели животных, вынутых из-под колпака после 13—18 дней опыта, примерно одинакова. Животные после поднятия колпака впадают в судорожное состояние, затем ложатся на бок и в таком состоянии погибают. Заметно некоторое уменьшение массы животных. Результаты первой серии опытов представлены в табл. 47. Для второй серии опытов были сконструированы пять установок с таким расчетом, чтобы к ним могли быть присоединены в третьей серии опытов электростатический или радиевый генераторы аэроионов. Объем колпака каждой установки составил 19л. Нижние края стеклянного колпака входили в пазы деревянной подставки и пазы заливались натуральным воском, что, с одной стороны, обеспечивало полную герметизацию прибора, а с другой — натуральный воск не давал каких-либо побочных примесей в воздухе. 229
&) СЖ^з Рис. 66. Герметические установки для исследования влияния на животных дезионн- зированного воздуха в лаборатории кафедры общей экспериментальной гигиены 3-го Московского медицинского института (стрелками показаны направления движения воздуха) а — для мышей и крыс; б — для кроликов и морских свинок; / — стеклянные трубки с фильтрами из ваты, присоединенные к трубкам 2; 3 — деревянная провощенная подставка с пазами 4, залитыми натуральным воском; 5 — стеклянный колпак; 6 — мешочки с кормом, опускаемые вниз по мере необходимости; 7 — стеклянная подставка, на которой помещаются животные; 8 — U-образные стеклянные трубки для подачи питьевой воды; 9 — сосуды с раствором борной кислоты (мочеприемники); 10 — стеклянные трубки, выводящие воздух и соединенные через газовые часы 77 с отсасывающими насосами; 12 — трубка, ведущая к отсасывающему насосу; 13 — водяной манометр (ионизатор присоединяется к трубкам I и 2); 14 — деревянная (частая) решетка, на которой размещаются животные; 15 — деревянный ящик со стеклянными стенками, привинченный к провощенной подставке (швы и пазы залиты воском, наружные части заделаны менделеевской замазкой) 230
Подставки были сделаны из сухого провощенного со всех сторон дерева, колпаки — из стекла (без посторонних примесей). При таких условиях обеспечивалось отсутствие аэроионов в воздухе под колпаками. Корм закладывался животным на все время опыта. В последних опытах мешочки с кормами подвешивались на шелковых нитках у самого верха колпака. Эти нитки пропускались через U-образную трубку с подсолнечным маслом. Корм опускался животным по мере надобности. Установка, позволяющая осуществить опыты с профильтрованным воздухом, была безукоризненна в отношении герметичности (рис. 66, а). Четвертая и пятая установки, предназначенные для опытов с морскими свинками и кроликами, несколько отличались от указанных трех. Это были два больших ящика объемом 485 л каждый, сделанные из сухого дерева, со вставленным с четырех сторон и сверху двойным рядом стекол (рис. 66,6). Деревянные части ящика были между собой плотно скреплены, стекла пригнаны также с возможной тщательностью, а затем все швы и пазы прочно заливались с обеих сторон натуральным воском. После посадки животных и закладки достаточного для опыта количества кормов ящики привинчивались ко дну и все пазы заливались воском. Герметичность больших камер проверялась водяным манометром. Способ подачи питьевой воды был тот же, что и в описанных выше установках. Моча собиралась в мочеприемнике с концентрированной борной кислотой. Количество пропущенного через большие установки воздуха отмечалось газовыми часами. В стеклянных камерах имел место в среднем 50-кратный обмен воздуха в сутки, в больших камерах — 20-кратный, или соответственно 0,66 и 6,83 л/мин. Вопрос об аэродинамических явлениях в стеклянных камерах с животными при пропускании воздуха был рассмотрен специально. Распределение потока воздуха, входящего в колпак из подводящей стеклянной трубки, было изучено с помощью паров аммиака (по формуле НО + NH3 ~ NH4C1). Все условия, принятые при опытах (скорость пропускания воздуха и др.), соблюдались полностью. Данные наблюдения позволили точно выяснить динамическую картину распределения потоков под колпаком. Струя белого дыма, поступающая из входной трубки, направляется вверх, касается стеклянного колпака, частично расползается по поверхности стекла, частично падает вниз несколькими потоками, на долю секунды задерживается у стеклянной подставки, где помещаются животные, затем проходит через многочисленные отверстия в стеклянной подставке, собирается внизу и попадает в высасывающую трубку. Наблюдения установили, что о каких-либо концентрациях углекислоты в зоне жизни подопытных животных и тем более об образовании постоянной "подушки" из углекислоты у этой подставки не может быть и речи. Эти же опыты наглядно показали, что распределение аэродинамических потоков в нижней части колпака таково, что животные не подвергаются влиянию аммиачных испарений из мочеприемника, находящегося в самом низу. Скорость прохождения воздуха через колпак оказалась достаточной, чтобы тотчас уносить с собой все примеси в воздухе, образующиеся в зоне жизни животных. Пищевой рацион состоял: для мышей и крыс — овес 350 г, белый хлеб с отрубями 350 г и вода по потребности, в дальнейшем сухой рацион также по потребности; для морских свинок и кроликов — сено 2,5 кг, овес 800 г, свекла 8 кг, морковь 8 кг и вода по потребности. Во второй серии под опытом было 46 животных (белые мыши, крысы, морские свинки и кролики), 35 животных были подвергнуты воздействию профильтрованного воздуха (табл. 48) и 11 контрольных животных (табл. 49) помещались в такие же установки, но вата в трубке отсутствовала. Животные во втором и девятом опытах остались живы по причинам, указанным в табл*. 48. Все остальные животные, дышавшие профильтрованным воздухом, пали. Из них 4 животных в третьем, четвертом и пятом опытах пали от случайных причин, так как одновременно с ними пали и контрольные (холод в лаборатории вследствие порчи отопительных труб, остановка подачи воздуха). Одна морская свинка погибла в специальном опыте (28-м) с асфикцией. От влияния профильтрованного воздуха пало 29 животных. Из 11 контрольных животных, помещавшихся под колпаком в совершенно аналогичных с опытными условиях, но дышавших непрофильтрованным воздухом, три пали 231
к> Таблица 48. Результаты опытов над животными с применением дезионизированного воздуха к> (вторая серия) Номер опыта 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Исследуемые животные 2 Мышь Свинка Мышь » Крыса Крыса Свинка »» Мышь •» Продолжительность жизни животных, сут 3 13 13 10 1 1 1 10 11 24 30 29 43 7 12 17 Масса животного, г до опыта 4 17,5 16,5 163 21 21 21 15 18 74 130 800 930 11 11 11 после опыта 5 14,5 15 161 21 21 21 14,5 14,5 77,5 145 535 . 790 7 10,5 9,5 разность 6 -3 -1,5 -2 0 0 0 -0,5 -3,5 +3,5 +15 -265 -140 -4 -0,5 -1,5 Изменение массы, % 7 -17,1 -9,1 -1,2 - - -3,3 -19,4 +4,7 +11,5 -33,1 -15,1 -36,4 -4,5 -13,6 15 63 11 17 +6 +54,5 16 17 16,5 И -5,5 -33,3 17 18 19 20 21 20 10 48 56 56 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35' " " Кролик " Мышь " Свинка Мышь " Кролик Мышь " »» " 49 49 16 19 35 35 4 3 3 29 26 29 41 41 14,5 11,5 14 18,5 19,5 22 17,5 1950 1870 22,5 20 660 22 22 1600 13 19 14,5 20 10 11 14 18 23 17 17,5 1715 1550 17 16,5 640 22 22 1370 И 16 13,5 14 -4,5 -0,5 0 -0,5 +3,5 -5 0 -235 -320 -5,5 -3,5 -20 0 0 -230 -2 -3 -1 -6 -31 -4,3 -2,7 +17,9 -22,7 -12,1 -17,1 -24,4 -17,5 -3 0 0 -14,4 -15,4 -15,8 -6,9 -30
Результаты опыта 8 Пала Выпущена в связи с гибелью соседней мыши; жива Пала вследствие порчи отопления и холода в лаборатории Пала вследствие прекращения подачи воздуха на 4-й день Пала Пала в судорогах через несколько минут после поднятия колпака Опыт прекращен вследствие закрытия лаборатории на лето; жива Пала через 11ч после поднятия колпака Пала; дважды пересаживалась Пала Пала через 12 ч после поднятия колпака Пала; дважды пересаживалась ввиду смерти соседней мыши Пала Пала; дважды пересаживалась ввиду гибели соседней мыши Пала; дважды пересаживалась То же Пала Пал Пала Пала в герметически закрытой камере, без подачи воздуха Пала.Ускоренная гибель вследствие сопутствующего заболевания Пал Пала Пала через 1 сут. после поднятия колпака Пала Пала через 1 ч после поднятия колпака
!£ Таблица 49. Результаты опытов над контрольными животными (вторая серия) Номер опыта Исследуемые животные Продолжительность жизни животных, сут Масса животного, г до опыта после опыта разность Изменение массы, % Результаты опытов 10 11 Мышь Свинка Мышь Крыса Свинка 13 13 10 1 1 11 11 24 30 67 67 155 21,5 20 14 143 21,5 20 14 -12 -7.7 --) Жива. Опыт прекращен ввиду смерти соседней подопытной мыши То же Пала вследствие порчи отопления и холода в лаборатории Пала вследствие прекращения подачи воздуха Жива. Опыт прекращен ввиду гибели подопытной мыши 12 69 118 780 825 13 74 89 965 900 + 1 +5 -29 + 185 +75 +8,3 +7,2 -24,6 +23.7 +9,1 То же " Жива. Опыт прекращен вследствие закрытия лаборатории на лето Жива
от случайных причин и одно вынуто из-под колпака вследствие закрытия лаборатории на лето; остальные семь животных остались живы. (см. табл. 49). Таким образом, исключая случайные причины смерти, все 29 подопытных животных от воздействия профильтрованного воздуха пали, все семь контрольных животных остались живы. Во время опытов измерялось количество углекислоты, вышедшей из опытных и контрольных колпаков. У опытных это количество составляет 0,25, у контрольных — 0,21 %, т.е. это ни в коем случае не могло явиться причиной заболевания или смерти животных, ибо, как известно, вредное действие этого газа начинается с концентрацией, в десятки раз больших, чем те, которые были обнаружены в наших опытах. Это подтверждается опытом 28 с морской свинкой (см. табл. 48), помещенной в полностью герметизированную камеру (без доступа воздуха) и погибшей только на пятые сутки. Наблюдения за подопытными и контрольными животными (морскими свинками) позволили отметить интересные явления в поедании кормов, в поведении и во внешнем виде животных. Из этих наблюдений, подтвержденных еще несколько раз, можно сделать следующий вывод. Обмен веществ у подопытных и контрольных животных не одинаков, м результате чего потребность организма в тех или иных кормах различна. В то время как животные, живущие в дезионизированном воздухе, поедают свеклу, овес и сено, контрольные обнаруживают разительную противоположность: оставляя свеклу и сено, а также и большую половину овса почти нетронутыми, они предпочитают главным образом морковь. Одновременно обнаруживается и тот факт, что опытные животные страдают жестокой диарреей, в результате чего подстилка в клетках становится мокрой. Вторая серия наблюдений за поведением мышей, крыс и морских свинок, подвергнутых воздействию профильтрованного воздуха, в основном подтвердила первую серию наблюдений. В большинстве случаев через неделю подопытные животные начинают мало-помалу слабеть, недомогать, затем резко меняют внешний вид и поведение. Во время этих опытов было неоднократно замечено, что крысы, находясь в состоянии глубокого упадка сил, становятся на задние лапки, а передние упирают в стеклянную трубку, подающую воздух в колпак, и усиленно нюхают ее, подолгу поводя носом. Утомившись, они опускаются на лапки, но через некоторое время повторяют те же движения по направлению к текущему из трубки воздуху. Эта серия опытов также показала, что если приподнять колпак после нескольких дней опыта, то у животных могут наблюдаться судороги. Дальнейшие наблюдения обнаружили, что если ежедневно с первых же дней опыта поднимать колпак хотя бы на 1 ч, то смерть животных значительно отсрочивается. Этим можно объяснить несколько затянувшихся опытов, в которых поднимался колпак из-за смерти одного из животных. Павшие животные немедленно вскрывались, органы их помещались в формалин и в тот же день исследовались. Вскрытие животных, павших от действия профильтрованного воздуха, во всех случаях давало одну и ту же паталогоанатомическую картину: резкое малокровие, иногда расширение легких, сморщивание и гиперемию селезенки, увеличение печени, гипертрофию почек и т.д. Приведем несколько примеров гистологического изучения срезов органов животных, павших в профильтрованном воздухе. ч Опыт 10 ставился на морской свинке, которая погибла в профильтрованном воздухе. Легкие. Стенки .альвеол истончены, местами ателектичны. В межальвеолярных пространствах скопление кровяных элементов с преобладанием лейкоцитов. В отдельных местах скопление нитей фибрина. Сосуды не изменены. Сердце. Особых изменений нет. Очаговые скопления форменных элементов. Селезенка В трабекулах соединительно-тканные разрастания. В отдельных местах скопления бурого пигмента. Обильное скопление форменных элементов с преобладанием неизмененных эритроцитов (рис. 67, слева). Печены Межтрабекулярные пространства равномерно увеличены. Обширные скопления форменных элементов. В поле зрения преобладают неизмененные эритроциты. В нескольких местах имеются пустые вакуоли, указывающие на жировую дистрофию паренхимы (см. рис. 67, справа). 235
Рис. 67. Микрофотография среза селезенки (слева) и печени (справа) морской свинки, погибшей в профильтрованном воздухе (опыт 10) ч * -• " ■■'«*;;. <г-. • Рис. 68. Микрофотография среза легких (оева) и почки (справа) мыши, погибшей в профильтрованном воздухе (опыт 13) Почки. Канальцы неравномерно увеличены. Зернистое перерождение. Массовое очаговое скопление форменных элементов. Сосуды не изменены. Надпочечники. Корковый слой увеличен. Скопление форменных элементов в отдельных очагах. Преобладают неизмененные эритроциты. Заключение. Общее кровенаполнение органов. Жировая дистрофия печени. Зернистое перерождение почек. Изменение коркового слоя надпочечников. Бурый пигмент в селезенке. Опыт 13 осуществлялся на мыши, которая погибла в профильтрованном воздухе. Легкие. Отдельные альвеолы несколько сдавлены. Явление резкого кровенаполнения. Среди паренхимы рассеяны очень мелкие клеточные скопления и небольшие фокусы пневмонии (катарального характера; рис. 68, слева). Сердце. Поперечная исчерченность мышечных волокон сглажена. Местами явления мелкозернистого распада. Печены Резкое кровенаполнение сосудов, множественные очаги некрозов и переплетающиеся розовые нити. По периферии множественный ядерный распад (фиброзный склероз). Почки. Имеются растянутые сосуды, наполненные эритроцитами. Клубочки и капилляры в них растянуты. Эпителий извитых канальцев в стадии набухания, многие клетки подверглись зернистому распаду, которым наполнены просветы канальцев (см. рис. 68, справа). 236
4v; ♦ >>*•,- * <-- . 4 >*>*/« 4'« k» % ■*» ^ 4 к r»:,. _ *.. ■■ * *' л« • ж ■ -■ » '■'■, ■ if. jp" * Рис. 69. Микрофотография среза селезенки (слева) и печени (справа) мыши, погибшей в профильтрованном воздухе (опыт 18) Селезенка. Хорошо развитая лимфоидная ткань, в некоторых местах с центром размножения. В растянутых синусах эритроциты, клетки эпителия и мегакариоциты. Гиперплазия ретикулоэндотелия. Заключение. Во всех органах резкое кровенаполнение. Явления миодегенера- ции сердца. Некротические явления в печени. Зернистое перерождение почек. Пневмоническая реакция в легких. Реактивно-воспалительные изменения в селезенке. Опыт 16 ставился на мыши, которая погибала в профильтрованном воздухе. Легкие. Увеличены и малокровны. Сердце. Отдельные места с явлениями мелкозернистого распада, стушеванность рисунка поперечной исчерченности в мышцах, явления обильного кровенаполнения. Печены Резкое кровенаполнение, некротические участки и явления ядерного распада. Селезенка. Лимфоидная ткань хорошо развита с центрами размножения. Синусоиды растянуты, имеются эритроциты, эндотелиальные клетки и мегакариоциты. Рети- кулоэндотелий гиперплазирован. Почки. Много растянутых сосудов и клубочков. Эпителий изменен. Опыт 17 осуществлялся на мыши, которая погибла в профильтрованном воздухе. Легкие. Эпителий сохранен. Отмечаются явления кровенаполнения. Сердце. В межмышечных пространствах разрастание синцития. Поперечная исчерчен ность не ясна. Обильное кровенаполнение. Печены Сосуды растянуты. Бесструктурные очаги некроза в отдельных участках паренхимы без резкой границы. Явление полнокровия. Селезенка. Синусы растянуты, с центрами размножения. Очагов некроза не отмечается. Между трабекулами элементы кровенаполнения. Почки. Явления ядерного распада и кровенаполнения. Опыт 18 ставился на мыши, которая погибла в профильтрованном воздухе. \Легкие. Эпителий сохранен, альвеолы свободны. Сосуды растянуты, переполнены эритроцитами. Сердце. Поперечная исчерченность мышечных волокон стерта. Кровенаполнение сосудов. Селезенка. Лимфоидная ткань хорошо выражена, синусы растянуты, имеются фолликулы с хорошо выраженным центром размножения. В синусах небольшое число эритроцитов. С краю под капсулой небольшой некротический очаг (рис. 69, слева). Печены Центральные вены растянуты и наполнены эритроцитами. Крупные сосуды также содержат много эритроцитов. По всей паренхиме разбросаны различной величины, неправильно округлой формы очаги, в центре своем представляющие большей частью безъядерную массу, по периферии которой имеется ядерный распад. Эти очаги непосредственно переходят в здоровую паренхиму (см. рис. 69, справа). Почки. Сосуды растянуты и наполнены эритроцитами. Клубочки так же растяну- 237
ты, как и капилляры в них. Эпителий извитых канальцев в состоянии набухания с разорванными краями. Заключение. Во всех органах большое кровенаполнение. Явления некроза в селезенке и печени. Миодегенерация сердца. Опыт 19 осуществлялся на мыши, которая погибла в профильтрованном воздухе. Легкие. Альвеолы несколько растянуты и свободны. В отдельных местах лимфоид- ные скопления. Сердце. Явления кровенаполнения и измененные отдельные мышечные волокна. Печены Отдельные очажки с явлениями ядерного распада. Сосуды растянуты и наполнены эритроцитами. Общее паренхиматозное кровенаполнение. Селезенка. Явление кровенаполнения. Лимфоидная ткань хорошо развита с ясно выраженными центрами размножения. Местами гиперплазия. Почки. В клетках эпителия извитых канальцев явление зернистого распада. Явление общего кровенаполнения. Заключение. Обращает внимание явление кровенаполнения всех органов. Некротические изменения в мышцах сердца и паренхиматозные изменения в печени, ядерный распад эпителия извитых канальцев в почках. О чем говорят эти явления? Гистологические исследования обнаруживают во всех жизненно важных органах животных резкие патологические изменения. В сердце наблюдается стушеванность рисунка поперечной исчерченности мышц, явление обильного кровенаполнения, в легких отмечено истончение стенок альвеол, в межальвеолярных пространствах — скопление кровяных элементов, с преобладанием лейкоцитов, частичное скопление нитей фибрина. В печени отмечаются очаги некроза, явления ядерного распада, резкое кровенаполнение паренхимы. В почках — неравномерное увеличение канальцев, зернистое перерождение, массовое скопление форменных элементов. В селезенке — соединительно-тканные разрастания в трабекулах, местами — скопление бурого пигмента и морфологических элементов крови. В надпочечниках констатируются изменения коркового слоя. Следовательно, дезионизированный воздух вызывает жировую дистрофию печени, зернистое перерождение почек, скопление бурого пигмента в селезенке, миодегенерацию сердца, гипертрофию и анемию легких и сосудистые аномалии. Эти анатомические и гистологические изменения ряда органов и тканей могут быть в известной мере сравнимы с теми анатомическими и гистологическими изменениями, которые имеют место при гипоксии: при асфикции, сердечной декомпенсации, распространенном туберкулезе легких, хронической эмфиземе, острых инфекциях и т.д. В условиях острого или хронического кислородного голодания развивается цианоз, застой, отеки, сердечная декомпенсация. Наблюдается полнокровие во внутренних органах и рассеянные кровоизлияния, отмечено наличие в лимфе эритроцитов. Одновременно с расстройствами кровообращения появляются свежие кровоизлияния, которые располагаются по ходу мелких сосудов в мозгу и мозговых оболочках, в миокарде, легких, надпочечниках. В центральной нервной системе эритроциты иногда заполняют расширенные периваскулярные пространства и инфильтруют окружающую ткань. Сравнивая результаты, полученные в опытах И.И. Кияницына и автора, можно заметить, что сроки жизни животных в профильтрованном воздухе неодинаковы. Так, максимальный срок жизни крыс в опытах И.И. Кияницына был равен 4,5 дня, максимальный срок жиз- 238
ни морских свинок — 7 дней. Наши исследования этих сроков не подтвердили. Срок жизни белых мышей и крыс в профильтрованном воздухе увеличился. Вторая серия опытов показала сроки жизни животных приблизительно того же порядка. В нескольких случаях эти сроки оказались еще более значительными. Как объяснить это расхождение в сроках жизни животных в профильтрованном воздухе? По-видимому, имеются факторы, способствующие болезнетворному действию профильтрованного воздуха и еще более усиливающие это действие, и факторы, противодействующие ему, т.е. увеличивающие срок жизни животного в профильтрованном воздухе. Во время исследований было 3 раза отмечено, что сроки жизни подопытных животных, помещенных в одной камере, отличаются от сроков жизни подопытных животных, находившихся в другой камере. Эти опыты проводились в двух комнатах лаборатории, причем в одной комнате стояла высоковольтная трансформаторно-кенотронная установка, при работе который в воздухе вследствие коронирования некоторых частей электрической аппаратуры появлялся озон. Количество озона превосходило в 2—3 раза обычное содержание его в атмосфере. Озон проникает через ватный фильтр, а следовательно, может влиять как сильный окислитель. Если мы предположим, что животные в профильтрованном воздухе погибают от падения окислительных процессов, то можно допустить, что озон мог в некоторой мере компенсировать отсутствие аэроионов и таким образом несколько продлить срок животных. Это продление, правда, было весьма кратковременным и ограничивалось всего лишь несколькими днями. Животные так же болели и так же погибали в данной установке с профильтрованным воздухом, как и в установке, находящейся в одной из соседних комнат, где содержание озона было обычным (следы или равнялось нулю). С другой стороны, могут быть факторы, усугуляющие патогенное действие профильтрованного воздуха. Одним из таких факторов является состояние здоровья подопытных животных. У И.И. Кияницына животные получали стерилизованную пищу и воду, пища подвергалась длительному (до 24 ч) воздействию горячего водяного пара, вода — кипячению. Стерилизованная указанным образом пища была лишена части витаминов, и, следовательно, животные вскоре после начала опыта заболевали авитаминозом или полиавитаминозом. При наличии авитаминозной диеты животные помещались на несколько дней под колпак, куда подавался по трубкам непрофильтрованный комнатный воздух. Это были контрольные дни. Затем во входную трубку вкладывалась вата и начинался опыт. За несколько контрольных дней крысы, морские свинки и кролики, получавшие лишенный некоторых витаминов корм, заболевали и быстро погибали в совершенно лишенном аэроионов воздухе. Такой подготовкой, вызывавшей болезненное состояние организма животных вследствие получения предварительно авитаминозной диеты, только и может быть объяснена столь скорая гибель их в профильтрованном воздухе. Как известно, 239
некоторые авитаминозы развиваются чрезвычайно быстро (в течение 5—10 дней). В наших опытах животные получали нормальную пищу и свежую воду, организм их имел возможность более долгий срок сопротивляться болезнетворному действию дезионизированного воздуха. Настоящее высказывание подтверждено серией опытов, проведенных в ЦНИЛИ по изучению действия полученных искусственным путем аэроионов на авитаминозы. Эти исследования достаточно убедительно доказывают, что животные, подвергнутые систематическому воздействию аэроионов отрицательной полярности, лучше справляются с авитаминозами, чем контрольные. Опыты А.А. Передельского и К.Д. Самойлова (1934) с полиавитаминозными голубями показали, что отрицательные аэроионы несколько увеличивают продолжительность жизни голубей с искусственно вызванным полиавитаминозом. Опыты К.Н. Кржишковского и Н.Г. Беленького (1934) обнаружили задерживающее действие отрицательных аэроионов на развитие авитаминоза В. Спустя 3 года эти работы получили полное подтверждение в исследованиях японского ученого Т. Сайто (1937). Автор уже вторично в ЦНИЛИ в 1933 г. пришел к заключению, что весьма эффективным методом лечения рахита является применение аэроионов отрицательной полярности. Эти опыты получили подтверждение в исследованиях другого японского ученого У. Мо- рийя (1937), который наблюдал замедляющее действие отрицательных аэроионов на развитие рахита. Он показал, что действие аэроионов отрицательной полярности основывается не на способности их активировать эрстерин в организме, а на заметном уменьшении потребности организма в витамине D, т.е. что при достаточном числе в окружающем воздухе отрицательных аэроионов количество поступающего в организм витамина D может быть сведено к предельному минимуму, не вызвав явлений рахита. И, наоборот, отсутствие достаточного количества аэроионов отрицательной полярности во вдыхаемом воздухе способствует быстрому развитию и тяжелому течению данного авитаминоза. Интересно отметить, что корма, активированные потоком аэроионов отрицательной полярности, также способствуют излечению рахита птиц (А.Л. Чижевский, 1919; В.А. Кимряков, 1933, 1938). Осталось невыясненным, происходит ли под влиянием этой бомбардировки изменение в строении вещества в смысле изомеризации и передвижки непредельной связи в органических соединениях определенного строения. В результате тщательных опытов Р. Мугикура (Япония, 1933) доказал, что аэроионы отрицательной полярности задерживают возникновение цинги, а в случае заболевания ею ускоряют выздоровление. До открытия витаминов была полная уверенность в том, что нам известны все составные элементы питания — белки, жиры, углеводы и соли. Открытие витаминов разрушило эту уверенность. Казавшиеся незыблемыми факты подлежали коренному пересмотру. Очень малые дозы витаминов "самым поразительным образом доминируют над всей картиной обмена" (Функ). Отсутствие их в пище приводит организм к заболеванию и, наконец, к гибели. Как уже было сказано, авитаминозный или гипоавитаминозный рационы вызывают анатомические аномалии и жестокие разрушения в жизненно важных органах во все периоды жизни организма. Описаны случаи, когда недостаточность витаминов в рационе беременных самок приводила к удивительным уродствам потомства. Зильва, Гольдинг, Дреммонд и Ковард показали, что свиньи, выкормленные на А-авитаминозной диете, приносят поросят, у которых некоторые члены полностью отсутствуют. Холе обнаружил у поросят, родив- 240
шихся от самки, бывшей во время беременности на А-авитаминозном рационе, отсутствие глаз и другие анатомические уродства. Конверз и Мейгс наблюдали врожденную слепоту у потомства коров, которые питались А-авитаминозным сеном. Литература, имеющаяся по этому вопросу, исключительно богата данными о деструктивном действии авитаминозной и гипо- авитаминозной диеты на различные ткани и органы животных и человека. Установлено, что первые признаки авитаминоза дают о себе знать уже через несколько дней после отсутствия данного витамина в пище. С полной ясностью это явление сказывается на физической выносливости при недостаточном содержании тиамина в диете в течение 7—10 дней (Джонсон с сотрудниками). Экспериментально установлено, что лишение организма некоторых витаминов немедленно отражается на силе мышечного сокращения. В то же время имеются указания, что избыток тиамина не повышает работоспособности сверх обычного уровня (Кнуцук и Молитар). Для достижения максимальных потенциальных возможностей развития организма далеко не безразлично, какой из двух уровней снабжения витаминами — оптимальный или минимальный — имеет место в жизненном цикле особи (Б.А. Кудряшев). Нужно сказать, что между действием на организм витаминов и отрицательных аэроионов можно усмотреть некоторую аналогию. Подобно тому, как организм при полноценном высококалорийном питании белками, жирами, углеводами и солями обречен на тяжелое заболевание и гибель, если рацион лишен необходимого комплекса витаминов, так и организм, получающий для вдыхания самый чистый атмосферный воздух, обречен на тяжелые заболевания, если в этом воздухе полностью отсутствуют хотя бы малые концентрации аэроионов. И если организм на частично авитаминозной диете может существовать месяцы, постепенно увядая, то полностью дезионизированный воздух приводит его к заболеванию и гибели в более короткий срок. Не является ли ионизированный кислород тем естественным обязательным фактором, сохраняющим жизнь, систематический недостаток которого ведет к серьезным заболеваниям, а полное отсутствие приводит организм в большинстве случаев к гибели? Мы не можем здесь останавливаться на дальнейшем развитии этих идей, но нам кажется, что сказанного достаточно, чтобы понять, какую огромную роль в жизнедеятельности человека играет нормальный аэроионный режим жилых и вообще обитаемых помещений. Естественно, что не только авитаминозы могут сокращать жизнь животных в дезионизированном воздухе, но и другие заболевания также должны привести животных к быстрому летальному концу, если животные находятся в воздухе с недостатком и тем более с полным отсутствием аэроионов. Описанные выше опыты дали неоспоримые доказательства разру- 241 16 — 749
шающето действия профильтрованного воздуха на жизненно важные органы животных. Было также установлено, что при фильтровании воздуха через слой ваты определенной толщины происходит полная потеря всех аэроионов, присущая внешнему атмосферному воздуху. Невольно укрепилась мысль о том, что отсутствие аэроионов в профильтрованном воздухе вызывает те многочисленные деструктивные явления в организме, которые в ограниченное время приводят животных к заболеванию или к гибели. Вероятность такого предположения необходимо было проверить экспериментально. Для этого надлежало поставить такие опыты, в которых профильтрованный и, следовательно, дезионизированный воздух вновь после фильтрации искусственно насыщался бы отрицательными аэроионами и направлялся под стеклянный колпак, в зону жизни животных. С целью выполнения этого плана автор пользовался теми же камерами, ибо к ним легко присоединялась аппаратура, возбуждающая униполярную ионизацию воздуха. Для получения отрицательных аэроионов служили электроэффлювиальный и радиевый аэроионогенераторы. В начале этой серии опытов работала электростатическая машина Вимшерста малого размера с постоянными полюсами, которые проверялись электрохимическим методом. Размер искры между полюсами достигал 5 см. Вскоре эта машина была заменена трансформатором, дающим напряжение до 45 кВ и силу тока до 0,1 мА. Трансформатор имел кенотронный выпрямитель. Как от электростатической машины, так и от трансформаторно-кенотронной установки получали электрический ток высокого напряжения. Ток отрицательной полярности по проводу направлялся к клемме, впаянной в выпуклую стеклянную трубку и соединенной с небольшой, но густой металлической кистью. Ионизация воздуха наступала благодаря электрическому эфф- лювию с тонких острий кисти. Трубка с аэроионизатором одним концом герметически присоединялась к трубке с ватным фильтром, другим концом — герметически к стеклянной трубке, подводящей воздух к колпаку с животными (рис. 70, а). Изменяя напряжение в первичной обмотке трансформатора, можно было регулировать концентрацию аэроионов. Положительный полюс трансформатора заземлялся. Радиевый аэроионизатор (рис. 70, б) представлял собой модификацию прибора А.Б. Вериго и В.А. Подерни. В качестве радиоактивного вещества применялись сернокислая соль бария и радия BaS04 + RaS04 и стандартная окись урана U308- Диск с радиоактивным веществом помещался в выпуклую стеклянную трубку. Электрическое поле с определенным градиентом потенциала помогало получать аэроионы с достаточно высоким коэффициентом униполярности. Общий вид установки представлен на рис. 71. Так как генераторы возбуждали большое число аэроионов, то между ними и колпаком с животными была в ряде опытов применена еще одна маленькая стеклянная трубочка, в которую вкладывались кусочки марли. Число аэроионов регулировалось плотностью упаковки марли. При ее плотной упаковке число аэроионов в зоне жизни животных становилось меньше. В то время как радиевый генератор аэроионов можно было эксплуатировать без перерыва неопределенно долгое время, генератор электростатический, обслуживающий другую установку, включали в действие периодически по несколько раз в день. В самом начале исследований его включали даже в ночное время, для чего устанавливали дежурство студентов. Вскоре ночные сеансы были отменены, ибо выяснилось, что для поддержания жизни животных нет необходимости столь часто возбуждать аэроионизацию. Нескольких получасовых сеансов в течение дня было достаточно, чтобы животные не обнаруживали каких-либо заметных отклонений от нормы за все время опыта. Измерения числа аэроионов, полученных от электростатического и радиевого генератора, производились аспирационным счетчиком аэроионов Эберта и иногда с помощью метода "приемного диска". Цилиндрический конденсатор аспирационного счет- 242
0.1 ^ т Рис. 70. Схема генераторов аэроионов отрицательной полярности (стрелками показано направление движения воздуха) а — электростатического; б — радиевого; / — электроэффлювиатор, продуцирующий аэроионы отрицательной полярности; 2 — стеклянная трубка, герметически присоединенная левым концом к фильтру из ваты, а правым — к трубке, вводящей воздух в колпак с животными; 3 — заземление; 4 — высоковольтный трансформатор; 5 — кенотрон; 6 — диск с радиоактивной солью; 7 — кольцо с сеткой определенной частоты; 8 — батарея элементов чика вставлялся в прорез нижней доски (подставки) и входил в колпак, достигая уровня местонахождения животных. Установка была полностью герметизирована воском, и воздух через установку и счетчик пропускался с помощью вытяжного насоса. При других измерениях цилиндрический конденсатор счетчика подводился к трубке, выводящей воздух из колпака, и все измерения производились именно в этом месте установки. Данные измерения помогли выяснить вопрос о потерях числа аэроионов при движении воздуха вдоль подводящей стеклянной трубки. Было установлено, что большая часть аэроионов проникает в зону нахождения животных. Измерение числа аэроионов в самом 243
-■*■■■ Рис. 71. Две герметические установки для исследования влияния на животных дез- ионизированного, а затем ионизированного воздуха с помощью электроэффл ювиал ь- ного аэроионизатора (Лаборатория кафедры общей и экспериментальной гигиены 3-го Московского медицинского института) колпаке, в присутствии животных, производилось с помощью зонда, впаянного в колпак и соединенного с катодно-усилительной схемой. Данный метод не давал надежных результатов, подобно и другому испытанному тогда способу — плоскому конденсатору, помещенному под колпаком с животными и соединенному по определенной схеме с экранированным электрометром. Число отрицательных аэроионов в изложенных ниже опытах варьировало в пределах от 5-10 до 72-10 в 1 см . Особое внимание было обращено на присутствие в зоне нахождения опытных животных эманации радия. Как известно, эманации радиоактивных веществ являются инертными газами, изотопами, высшими гомологами ксенона в семействе благородных газов. Они вступают в химические соединения, их молекулы одноатомны и их атомное порядковое число равно 86. Выделяемые радиоактивными веществами почвы в атмосферу эманации не отличаются достаточной продолжительность жизни, кроме радона, который диффундирует в атмосферу, где его присутствие обнаруживается даже на большом расстоянии от поверхности земли. Средняя продолжительность его существования равна 5,525 дня. Среднее количество радона в атмосферном воздухе у поверхности земли равно приблизительно 10 Cu/см , что соответствует двум атомам радона в 1 см воздуха. Эманации радиоактивных веществ свободно проходят через ватные фильтры, что следует из опытов по изучению их распада в приборе с ватным фильтром для освобождения струи воздуха от пылевых частиц (М. Кюри). В свое время был изучен вопрос о том, являются ли эманации радиоактивных веществ, в частности радон, в нормальных условиях электрически заряженными. Оказалось, что поперечное электрическое поле не влияет на диффузию радона в узкой трубке, а поэтому исследователи пришли к выводу, что радон электрически нейтрален. Но альфа-излучение радона является ионизатором воздуха. Пробег альфа-лучей радона в воздухе при нормальных условиях равен 4,12 см. Другого излучения радон не имеет. Последовательные превращения активного осадка радона обладают также весьма краткой продолжительностью жизни, и некоторые из них (кроме радия Д) испускают бета- и гамма-лучи. Ионизирующее действие бета-излучения равно приблизительно 1 % альфа-излучения. Расчеты показывают, что как сам радон, так и его производные в условиях наших опытов 244
не могут обеспечить той степени аэроионизации, которую можно считать биологически или физиологически активной. Так как протягивание воздуха через камеру с животными происходит с достаточной скоростью, то накопление осадка радона на стенках камеры должно быть крайне невелико и, во всяком случае, не так велико, чтобы возбудить ощутимую аэроионизацию внутри камеры. Измерения, произведенные нами с помощью аспирационных счетчиков аэроионов, в опытных камерах с профильтрованным через вату воздухом ни разу не обнаруживали заметного разряжающего электрометр эффекта независимо от объема пропущенного через камеру воздуха. Достаточно было вынуть вату из подводящей воздух трубки, как электрометр счетчика немедленно показывал присутствие аэроионов. Указанные обстоятельства заставили автора после нескольких опытов отказаться от поглощающих радиоактивную эманацию фильтров, как от излишней установки. При наличии в подводящей трубке ватного фильтра животные заболевали и погибали совершенно независимо от того, имелись ли в воздухе камеры озон или эманации радия или их там не было. Вопрос о возможном влиянии на животных озона и эманации как факторов, поддерживающих жизнь, отпал. После проведения физических и химический исследований можно было приступить к изучению действия профильтрованного через вату и затем отрицательно ионизированного воздуха. Было поставлено 19 опытов. В каждом опыте подвергались эксперименту по три белые мыши или белые крысы одного пола и возраста. Результаты опытов этой серии приведены в табл. 50. Продолжительность каждого из первых четырех опытов составляет 25 сут. Так как никаких отклонений от нормы в поведении животных при этих опытах отмечено не было, продолжительность опытов в последующем была сокращена до 15 сут. Таких опытов было организовано также четыре с тем же числом животных. Затем было проведено еще восемь опытов продолжительностью 10 сут каждый. Наконец, было проведено три "смешанных" опыта (17—19). Всего было проведено 19 опытов с белыми мышами и крысами. В число этих опытов не включены четыре, при проведении которых были допущены методические погрешности. Результаты первых 16 опытов дали совершенно определенную картину в поведении животных при воздействии на них профильтро-. ванным, а затем отрицательно ионизированным воздухом. Никаких отклонений от нормы в их поведении ни в первые, ни в последние дни не- наблюдалось. Животные вели себя вполне нормально, моторика была даже временами выше, чем обычно; аппетит хороший, никаких признаков вялости, слабости или недомогания отмечено не было. Рефлексы у животных на внешние раздражители были нормальны. Животные хорошо поедали корм. Как индивидуальная, так и средняя масса их не падала, а систематически возрастала. Исключение составляют лишь два 10-су точных опыта, при которых масса животных не изменилась. Учитывая нормальное состояние здоровья животных, можно было считать, что для данного этапа исследований какие-либо другие наблюдения и анализы излишни. Безоговорочно приходится 245
Таблица 50. Результаты опытов над животными с дезионизированным и затем отрицательно ионизированным воздухом Номер опыта Исследуемые животные Продолжительность опытов, сут Средняя масса животных, г до опыта после опыта разность Изменение массы, % Число часов ионизации в сутки Продолжительность сеансов (с), перерывов (п), мин Генератор аэроионов Результаты 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 3 мыши 3" 3" 3 крысы 3 мыши 3" 3 крысы 3 " 3 мыши 3" 3 мыши 3 крысы 3 м 3 мыши 3" 3 " 3 " 3" 3" 25 25 25 25 15 15 15 15 10 10 10 10 10 10 10 10 33 13 27 21,5 23 19,5 68 17 24 73,5 63,5 22,5 18 17,5 71 25 19,5 21,5 17 21 23,5 23 24,5 26,5 23 79,5 18,5 26 77,5 68 23 19 18,5 80 25 19,5 22,5 17,5 19 22 23 +3 +3,5 +3,5 +11,5 +1,5 +2 +4 +4,5 +0,5 +1 +1 +9 0 0 +1 +0,5 -2 -1,5 0 +14 +15,2 +17,9 +16,9 +8,8 +8,3 +5,4 +7,1 +2,2 +5,6 +5,7 +12,7 0 0 +4,7 +2,9 -9,5 -6,4 0 20 5 18 4 14 5 12 5 5 5 5 5 3 3 3 3 3 1 9ч Беспрерывно 30 с, 30 п Беспрерывно 30 с, 30 п Беспрерывно 30 с, 30 п Беспрерывно 30 с, 30 п Беспрерывно 30 с, 30 п Беспрерывно 30 с, 30 п Беспрерывно 30 с, 30 п Беспрерывно 30 с, 30 п — - - Р э Р э р э р э р э р э р э р э э э э 20 мин Животные остались живы Тоже Животные остались живы То же Погибли Остались живы Условные обозначения генератора: р - радиевый; э - электростатический .
признать тот факт, что профильтрованный, а затем снабженный отрицательными аэроионами воздух производит не только поддерживающее жизнь животных, но и благотворное действие. Остановимся на рассмотрении трех "смешанных" опытов с животными в установке с электростатическими аэроионогенераторами. Опыт 17. После помещения трех белых мышей под колпак был включен аэроио- ногенератор, который и ионизировал профильтрованный воздух ежедневно по 3 ч. Сеансы проводились в течение 12 сут, после чего они были прекращены, и животным подавался профильтрованный через вату воздух. Первые дни после прекращения сеансов у животных не обнаруживалось ухудшения состояния их здоровья, но на 19-е сутки опыта можно было отметить вялость в их поведении, уменьшение моторики, некоторое ухудшение аппетита. Развиваясь прогрессивно, эти явления привели животных к гибели на 30—33-е сутки опыта. Средняя потеря каждого животного в массе за время опыта равнялась 2 г. Опыт 18. Три белые мыши помещены в ту же установку и с первого дня опыта начали получать профильтрованный воздух. На 11-е сутки состояние здоровья мышей было крайне плохим. На 12-е сутки опыта был включен электростатический аэроионо- генератор и мыши получили 30-минутный сеанс отрицательно ионизированного воздуха. К концу сеанса у одной из мышей начались судороги и через 2 часа она пала. Две другие мыши пали на другой день (13-е сутки опыта): одна утром до сеанса, другая через 1 ч 20 мин после сеанса. Средняя потеря в массе мышей составляла 1,5 г. Опыт 19. После 11 сут опыта с применением только профильтрованного воздуха, когда болезненное состояние мышей проявилось достаточно полно, были даны пять сеансов воздействия отрицательно ионизированным воздухом продолжительностью по 1 мин. На другой день пять 1 -минутных сеансов были повторены. На 14-е сутки опыта были даны пять 2-минутных сеансов. Продолжительность сеансов нарастала по 5 мин ежедневно до 18-го дня опыта, когда поведение и внешний вид мышей можно было признать более или менее удовлетворительным. На 19-й" день опыта были даны пять сеансов по 10 мин. Сеансы не вызывали неблагоприятного эффекта. Та же дозировка была повторена в следующие 20—27-й дни опыта. Так как состояние здоровья мышей было удовлетворительным, опыт был прекращен на 27-е сутки. Средняя масса животных была равна исходной. Изложенные опыты с "оживлением" "умерщвленного" воздуха дали достаточно ясный ответ на поставленный вопрос. Гибель животных в профильтрованном воздухе следует объяснить отсутствием в нем необходимых для жизнедеятельности организма аэроионов кислорода воздуха (1941). Когда наши исследования были уже закончены, стало известно, что Ш. Кимура тоже занимается изучением вопроса о влиянии дезионизированного, а затем униполярно ионизированного воздуха на животных и человека. Но его опыты, вследствие плохо разработанной методики, не могли дать исчерпывающего ответа на поставленный вопрос, и потому их следует считать не удавшимися. Для осуществления своих наблюдений Ш. Кимура использовал обычную комнату, воздух в которой он пытался освободить от аэроионов с помощью крайне несовершенного метода. На потолке комнаты был укреплен механизм, который позволял попеременно опускать и поднимать ряды металлических сеток, одна часть которых находилась под положительным, а другая — под отрицательным потенциалом. Легкие аэроионы должны были притягиваться к этим сеткам и таким образом, по мнению автора этих опытов, воздух в комнате дезионизировался. Сам Ш. Кимура о своем дезионизаторе пишет, что с его помощью "можно было почти (Разрядка наша. — А.Ч.) полностью устранить легкие аэроионы". Результатов своих электрометрических измерений он не приводит. 247
Ч^5 зй С ^^ * т. Рис. 72. Схема установки для изучения влияния аэроионов отрицательной полярности на длительность выживаемости животных в условиях предельного кислородного голодания У — стеклянные колпаки с разреженным воздухом; 2 — электроэффлювиатор, соединенный с источником тока высокого напряжения отрицательной полярности; J — трубка к отсасывающему насосу Неизвестно также, производились ли они. Животные, находившиеся в указанной комнате, проявляли явные признаки общего недомогания, но их гибели не наблюдалось ни разу. Различные виды животных оказались неодинаково чувствительными к частично дезионизированному воздуху. Даже близкие друг к другу виды животных по-разному реагировали на отсутствие аэроионов. Например, мыши начинали испытывать недомогание раньше и в большей степени, чем крысы. Болезненное состояние животных прекращалось, как только воздух насыщался аэроионами отрицательной полярности числом от 500 до 2000 в 1 см . Аналогичные наблюдения были произведены Ш. Кимура и на людях. Частичное дезионизирование воздуха вызывало у людей ряд функциональных нарушений: головную боль, сонливость, повышение кровяного давления и т.д. Насыщение помещения аэроионами отрицательной полярности восстанавливало у людей нормальное состояние. Но отсутствие легких аэроионов имеет место и в переполненном людьми помещении, где развивается ряд приводимых Ш. Кимура и всем хорошо известных симптомов общего недомогания. Таким образом, опыты Ш. Кимура дают лишь неполное решение поставленной задачи. С помощью своей методики Ш. Кимура мог лишь отчасти лишить воздух аэроионов, но не мог полностью его дезионизировать. Электростатическое улавливание аэроионов для точных опытов такого рода непригодно. Такой фактор, как потенциал на сетках, мог резко исказить результаты. В лучшем случае можно говорить только о приближенных или только ориентировочных результатах. Для дальнейшего развития исследований в этом направлении мы наметили серию работ по изучению влияния на животный организм аэроионов отрицательной полярности в условиях предельного кислородного голодания. Для этих опытов автором книги была смонтирована специальная установка (рис. 72), состоящая из двух стеклянных колпаков. Вставленные в пазы деревянных подставок они герметизированы пчелиным воском. Через дно каждого колпака проходила стеклянная трубка, соединяющаяся с трубкой соседней камеры. Общий вывод присоединялся к отсасывающему насосу, который позволял разряжать воздух под колпаком до момента гибели животных. В верхней части одного из стеклянных колпаков впаивалась короткая металлическая проволока, заканчивающаяся металлической сферой — аэроионизатором с большим числом острий (из расчета 500 острий на 1 м ). При подведении извне к шару высокого потенциала (от 35 до 45 кВ) внутри колпака возбуждалась ионизация воздуха отрицательной полярности. Положительный полюс трансформатора заземлялся. Химические анализы, произведенные во время действия аэроионизатора, не обнаружили озона. Что же касается окислов (оксидов) азота, то их количество оказалось равным 1,5-10" мг/л, т.е. в 330 раз меньше 248
Таблица 51. Действие аэроионов отрицательной полярности на белых мышей при предельном кислородном голодании Номер опыта Число мышей в опыте Напряжение на аэр оионогенерато- ре, кВ Продолжительность жизни подопытных животных после смерти контрольных, мин 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 2 3 2 4 2 5 2 2 2 3 35 35 40 40 40 40 45 45 45 45 45 2-3 3-3 2-5 3-5 2-4 3-3 4-5 3-5 3-6 3-5 4-4 допустимой концентрации. Температура окружающего воздуха за время опытов колебалась от 16 до 18"С. Образующаяся при дыхании мышей углекислота отсасывалась из камеры вместе с воздухом. По мере уменьшения давления поведение животных изменялось. Прежде всего было отмечено усиленное двигательное беспокойство животных, повышенная моторика, которая длилась недолго и вскоре сменялась вялостью. Животные присмирели, сидели на одном месте без движения. При дальнейшем разрежении снова стали появляться признаки двигательного беспокойства. Мыши нюхали воздух, поворачивали голову, иногда перебегали с места на место, появилась заметная одышка и неправильное дыхание. В двух случаях в этот период наблюдалась диаррея. Наконец, при непрекращающейся одышке животные впадали в сонливость и коматозное состояние и при дальнейшем разрежении воздуха погибали от асфикции. В течение 2 ч постепенного разрежения воздуха можно было наблюдать картину перехода животных от состояния некоторой эйфории к смерти. Однако достаточно было включить в момент наступления асфикции электроэфф- лювиальный аэроионизатор, т.е. возбудить униполярную ионизацию отрицательного знака оставшихся молекул воздуха (кислорода), как состояние животных изменялось, и животные, несмотря на предельное кислородное голодание, продолжали еще жить некоторое время, тогда как под соседним колпаком с равной степенью разреженности воздуха животные лежали на боку совершенно неподвижно (табл. 51). Средняя продолжительность жизни белых мышей, подвергнутых воздействию аэроионов отрицательной полярности, возросла до 3,6 мин. Известно, что при 3% кислорода парциальное давление в альвеолярном воздухе не обеспечивает перехода молекул кислорода в кровь путем диффузии, а следовательно, не происходит и насыщения кислородом гемоглобина. И тем не менее экспериментальный факт говорит о возможности кратковременного продления жизни животных, если ионизировать часть оставшихся молекул кислорода воздуха, придав им отрицательную полярность. Опыты показывают также, что с увеличением концентрации аэроионов продолжительность жизни животных несколько возрастает. Через 7 лет Д.А. Лапицкий осуществил другой вариант этого исследования. Он сделал попытку выяснить, в какой мере можно продлить жизнь животных в небольшой герметически замкнутой камере 249
с помощью аэроионов отрицательной полярности. Он, исходя из описанных выше экспериментов, считал, что ионизированные молекулы кислорода могут оказать более сильное окисляющее действие, чем неионизированные. Он ожидал, что ограниченного запаса кислорода в камере будет достаточно, чтобы при условии его ионизации несколько продлить жизнь животных или оживить тех их них, которые уже впали в состояние асфикции. Для своих опытов Д.А. Лапицкий соорудил герметическую камеру со стеклянными стенками объемом 380 л воздуха. Камера была снабжена электроэффлювиальной установкой, которая позволила генерировать аэроионы отрицательной полярности в количестве около 8-10 в 1 см . Каждый опыт длился от 1 до 4 сут, на этот срок камера снабжалась запасом воды и пищи (овес, сухари) для питания 30 мышей. Д.А. Лапицкий так описывает результаты своих опытов: "Животные, уже близкие к смерти от задушения, лежавшие неподвижно с редким и неправильным дыханием, тотчас же после включения аэроионизатора временно оправлялись: садились, нюхали воздух, принимались бегать по камере, причем дыхание у них вновь учащалось. Выключение аэроионизатора вновь приводило мышей в состояние асфикции; вторичное включение опять поднимало их на ноги. В некоторых случаях пуск в ход аэроионизатора вызывал у животных сильнейшее возбуждение: они начинали быстро бегать по камере, падали и погибали в судорогах". В другой серии опытов Д*.А. Лапицкий имел в виду увеличить продолжительность выживания мышей в герметической камере при периодическом включении аэроионизатора в течение всего опыта. Эти опыты также дали положительные результаты. О них Д.А. Лапицкий сообщает следующее: "Периодическое включение аэроионизатора с самого начала опыта и в дальнейшем его течении, каждый час по 10—15 мин, способствует увеличению продолжительности выживания животных в герметически замкнутой камере". Изложенные выше исследования привели к результатам, состоящим в противоречии с общепринятыми до этого времени понятиями о роли кислорода в механизме дыхания и окисления. Со времени Лавуазье в науке укоренилось мнение о том, что молекулярного кислорода вполне достаточно для приведения в действие всех сложных механизмов дыхания и окисления. Опыты автора показывают, что молекулярного кислорода воздуха для длительного поддержания жизни недостаточно и что для этого известная часть молекул вдыхаемого кислорода обязательно должна быть ионизирована. В литературе имеется указание о том, что искусственно приготовленный воздух путем механической смеси азота и кислорода в пропорциях, свойственных атмосферному воздуху, не поддерживает жизни животных, которые погибают в таком воздухе через несколько часов (по Е.П. Головину и М.А. Головиной). Нам неизвестны многие механизмы физиологического действия аэроионов. Но каковы бы они ни были, по-видимому, необходимо признать, что отрицательные ионы кислорода атмосферного воздуха являются обязательными для живого организма факторами внешней среды, без которых невозможно длительное сохранение высокоорганизованной жизни. 250
Глава V АЭРОИОНИФИКАЦИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ V.I. ПСЕВДОАЭРОИОНЫ ВЫДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА Акт дыхания, т.е. вдыхание атмосферного воздуха и выдыхание отработанных газов и паров воды с растворенными в ней веществами обмена, представляет собой сложное и, по-видимому, еще весьма недостаточно исследованное явление. Не будем останавливаться здесь на общеизвестных данных нормальной физиологии дыхания, которые можно найти в любом курсе физиологии или в соответствующих монографиях, а рассмотрим некоторые новые вопросы, мало освещенные в литературе. Здесь имеются в виду некоторые физические свойства выдыхаемого воздуха. Вместе с газообразными продуктами выдыхаемого воздуха [15,5— 18 % кислорода и 2,5—5% углекислого газа (оксида углерода), остальное — азот ] в окружающее пространство организм выбрасывает пары и огромное количество мелких водяных частиц или капелек, которые образуются при акте выдыхания. Процесс образования капель тумана и дождя уже давно привлек к себе внимание физиков и метеорологов. Изучение этих явлений привело к возникновению науки о дисперсном состоянии воздушной среды. Атмосферный воздух стали рассматривать как полидисперсный коллоид, отдельные фракции которого обладают различной степенью устойчивости. Учение об атмосферных аэрозолях внесло ясность в целый ряд практических вопросов не только метеорологии и геофизики, но, как увидим ниже, физиологии дыхания и гигиены. Работы Ж. Айткена и его последователей послужили толчком для выяснения роли, которую играют частицы пыли в процессе конденсации водяного пара. Было экспериментально обнаружено, что в очищенном от пыли воздухе капли тумана не образуются и что конденсация пара имеет место только на частичках пыли. Капли возникают начиная с определенного радиуса частиц и никогда не проходят стадии молекулярных размеров. Еще Кельвин показал, что в случае молекулярных размеров поверхностное натяжение неминуемо приводит к испарению частицы в ее зародыше. В атмосферном воздухе обычно содержатся частицы пыли, радиусы которых варьируют в пределах от 10" до 10" см. На центрах таких размеров конденсация влаги происходит при очень малом пересыщении. Капли быстро увеличиваются до видимых размеров, и их рост определяется степенью пересыщения и числом капель в единице объеме. После работ Келлера считается, что процесс конденсации паров на ядрах совершается постепенно только до известного, строго опреде- 251
Таблица 52. Кратность числа ядер конденсации в различных помещениях при 25 000 ядрах в 1 см воздуха № п.п. Место взятия проб воздуха Число ядер n-25-Ю 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Помещение для воздушных ванн Помещение для отдыха открытое " " закрытое Остекленная хорошо проветриваемая веранда Слегка проветриваемая отепленная комната в санатории Нетопленная и непроветренная больничная палата Отепленная курительная Столовая после обеда 50 чел. Помещение центрального отопления (котельная) Кухня (с газовой плитой) Помещение с горящей кварцевой лампой (горное солнце), а также с открытыми окна- 1 1 1,15 1,74 1,85 2 9,4 9,4 2 21,4 22,1 ленного размера. Последующий рост капель происходит скачкообразно путем попарного слияния одинаковых капель. Ядрами конденсации в атмосфере могут быть частицы сульфатов и морской гигроскопической соли с ничтожной массой (10" г), которые относятся воздушными течениями на тысячи километров от моря; отбросы работы фабрик и заводов, особенно химических; продукты горения топок, образовывающиеся в воздухе ядра серного ангидрида (диоксида серы) и некоторые другие мельчайшие частицы. Наружный воздух в подавляющем большинстве случаев изобилует ядрами конденсации. Наблюдения показывают значительные вариации в числе ядер в зависимости от самых разнообразных причин. Наибольшее число ядер конденсации по сравнению с "чистым" воздухом было найдено внутри населенных и производственных помещений. Измерения ряда авторов согласуются с данными немецких ученых В. Амелунга и Г. Ландсмана, которые в одной из своих работ приводят полученные ими данные (табл. 52). Возникновению ядер конденсации в воздухе способствуют ультрафиолетовая радиация солнца и электрические разряды, возбуждающие химические реакции, которые в свою очередь приводят к образованию центров конденсации. В среднем облачная капля содержит одну часть гигроскопического вещества на 10000 весовых частей воды. Диаметр среднего размера ядра конденсации приблизительно равен 1 мкм. Было обнаружено, что при известной степени адиабатического расширения влажного воздуха конденсация тумана может иметь место и при полном отсутствии пыли. Опыты показали, что в данном случае центрами конденсации являются аэроионы. Ввиду того, что в воздухе всегда содержится некоторое число аэроионов и водяного пара, при известных условиях расширения пар обладает по- 252
тенциальной возможностью образования капель тумана. Отрицательные аэроионы обладают лучшей способностью к конденсации пара, чем положительные. Известный английский ученый Вильсон показал, что в системе воздух—водяной пар отрицательные аэроионы становятся центрами конденсации при меньшем расширении, чем аэроионы положительные. Было также показано, что густой туман может быть получен экспериментально и в отсутствие аэроионов, но при определенном расширении. Туман этот очень быстро оседает. Данное явление было объяснено тем, что в насыщенном паре путем коалесценции молекул постоянно образуются маленькие капельки воды, которые, однако, быстро испаряются. Радиус молекулы водяного пара равен 2^10" см. При коалесценции 10000 молекул пара образуют зародышевую капельку, которая при последующем пересыщении может стать центром конденсации и в дальнейшем образовать уже капельку больших размеров. В насыщенном паре всегда содержится в равновесии некоторое число зародышевых центров конденсации, которые, находясь в стадии образования или испарения, могут стать центрами конденсации капель. Применяя электрическое поле и дезионизируя им воздух, Флад нашел, что конденсация пара происходит лишь на капельках молекул пара как раз при таком расширении его, которое соответствует границе возникновения тумана. При выдохе воздуха из легких организм одновременно выделяет большое количество влаги в виде частиц малого, среднего и крупного размера. Размеры частиц, выбрасываемых при акте дыхания или кашля, являются предметом тщательного изучения в связи с исследованием природы так называемого физиологического бактериального аэрозоля, носителя аэрогенной или капельной инфекции. Для этого пользуются сверхмоментальным фотографированием, специальной микроскопией и др. В настоящее время различают капли физиологического аэрозоля следующих радиусов: 10" , 10" , 10" и 10" см, а также капли крупного размера, подобные дождевым. Число капель в объеме одного облака физиологического аэрозоля различно и зависит от силы кашлевого толчка или силы акта чихания. Считается, что это число варьирует от 40000 до 4000 капель (С.С. Речменский). Если в акте чихания в основном диспергируется выделение слюнных желез и носо-ротовая слизь, то при кашле в окружающий воздух вылетает и выдыхаемый легочный аэрозоль. Поэтому объяснить решительное несовпадение у многих авторов полученных значений числа капель можно только несовершенной методикой изучения физиологического аэрозоля. В одном выдохе воздуха, нормальный объем которого можно принять равным 500 см , содержится в среднем 0,0265 см воды (Рубнер). Легко рассчитать, что водность выдыхаемого воздуха в среднем в 53 раза больше водности облаков, если принять, что 1 м облака содержит 1 г конденсированной воды. В метеорологии считают, что в 1 см 253
облака может быть заключено до 500 капель. Это число совпадает с числом ядер конденсации, найденным с помощью счетчика Ж. Айтке- на на определенных высотах в атмосфере. Исходя из этих данных и производя соответствующие вычисления, получаем для одного выдоха воздуха 1,32*10 возможных ядер конденсации. Как увидим ниже, это число на один порядок величин меньше числа ядер конденсации, найденного экспериментально в одном выдохе человека. Может быть сделан и другой расчет, показывающий максимальную плотность частиц в одном выдохе. Взрослый человек при нормальных условиях выдыхает в 1 ч в среднем 25,5 г воды (от 17 до 34 г по Рубнеру). При числе дыханий в 1 ч, равном 960, на одно дыхание приходится 0,0265 см воды. Объем сверхтяжелого аэроиона (радиус 550*10 см) равен 7*10" см . Следовательно, в одном выдохе воздуха может находиться 3,8* 10 частиц. Как увидим ниже, число псевдоаэроионов в одном выдохе приближенно равно 10 . Отсюда получаем возможное отношение заряженных частиц к незаряженным 1:10 , т.е. число заряженных частиц составляет приблизительно стотысячную часть частиц незаряженных, если считать, что вся выдохнутая влага находится в тонкодисперсном состоянии. В действительности такого рода явление не имеет места, так как в выдохнутом воздухе также находятся частицы более крупных размеров. В наших расчетах радиус частиц принят равным 550-10" —5,5-10" см. Радиус того же порядка имеют частицы табачного дыма (1,7.10"6см), затем идут частицы дыма от топок [(1,2-1-5)10" см], частицы водяного тумана (2,5*10" см) и т.д. Радиус капель облака уже в тысячи и сотни раз больше (3,5*10" — 5»10"4см). Может быть поставлен вопрос о том, где возникает конденсация влаги на ядрах: в бронхах и трахее или при выдохе воздуха изо рта. Для выяснения этого вопроса произведем следующий расчет. Принимая минимальное количество воды (пар—вода) в одном выдохе, равном 0,0177 г (17 г в 1 ч по Рубнеру), и считая объем одного выдоха, равным 500 см , по таблицам абсолютной влажности находим температуру начала конденсации выдыхаемых паров и рассчитываем количество конденсированных паров при различных температурах выдоха (у рта). Как видно из табл. 53, начало конденсации при выдохе возможно только при температуре выдоха, равной 31,4°С или ниже. Считается, что выдыхаемый воздух имеет температуру 32°С. Следовательно, конденсация паров при указанных выше условиях может начаться после выдоха воздуха изо рта. Если количество воды в одном выдохе будет больше (0,0354 г), что имеет место при движении, работе, разговоре, пении и т.д., то конденсация пара начинается уже в дыхательных путях. Если принять, что выдыхаемый, воздух имеет температуру 35—37°С, то, естественно, он обогащается парами еще в воздухоносных путях. 254
Таблица 53. Температура выдыхаемого воздуха и конденсация пара Абсолютная температура выдоха, К Температура воздуха при выдохе, о^ Абсолютная влажность Масса выдыхаемого воздуха (500 см3), п-10-4 кг Масса абсолютной влажности выдоха, Масса конденсата п-10-3 г 305 303 298 293 288 283 278 273 32 30 25 20 15 10 5 0 0,0317 0,0281 0,0208 0,0152 0,011 0,0079 0,0056 0,0039 5,79 5,82 5,84 6 6,1 6,2 6,32 6,45 18,3 16,3 12,1 9,1 6,8 4,9 3,5 2,5 - 1,4 5,6 8,6 10,9 12,8 14,2 15,2 Таблица 54. Число ядер в помещениях и на открытом воздухе Место подсчета числа ядер Объем комнаты, м' Число ядер в 1 см Число лиц в комнате Спальни: 1 2 3 Жилая комната в отсутствие людей На открытом воздухе 35,94 43,29 41,11 41,88 — 78 400 80 580 95 400 40 166 Один взрослый Тоже Двое детей 0 27 560 А. Виганд в 1913 г. впервые сделал попытку подсчитать число частиц в выдыхаемом воздухе. Через 20 лет В. Амелунг и Г. Ландсберг занимались изучением этого вопроса. Несмотря на достаточную и тщательную разработку методики (особая респирационная маска) и тщательность опытов, им не удалось обнаружить автовыработки частиц при выдыхании воздуха. С изучения того же вопроса начал свои исследования и Г.Р. Уэт (Институт Карнеги, Вашингтон). Он сделал попытку выяснить причины уменьшения числа аэроионов в населенных помещениях. Одной из причин такого сокращения могло быть прилипание легких аэроионов к ядрам конденсации, поступающих в воздух при дыхании или испарении с поверхности кожи. Его работы привели к весьма существенным выводам. Если присутствие ядер является причиной уменьшения числа аэроионов, то очевидно, что число ядер конденсации со временем увеличивается. Такое увеличение числа ядер в помещении наводит на мысль о возможности их выделения при дыхании. С целью выяснения достоверности такого предположения Г.Р. Уэтом было проведено специальное исследование. Подсчеты производились с помощью счетчика ядер Айткена как в воздухе населенных помещений, так и в воздухе, только что вышедшем из легких. Первые измерения производились ночью в трех спальных комнатах. Для сравнения был исследован воздух в прилегающей незанятой жилой комнате, а также наружный воздух. Одно из окон в каждой спальне было оставлено открытым. В табл. 54 приведены результаты этих измерений. Измерения показывают на тенденцию ядер конденсации скапливаться в воздухе занятого людьми помещения, т.е. говорят о том, что человеческий организм выделяет в 255
Таблица 55. Число ядер конденсации в комнатах различного объема до и после их занятия людьми Помещение Объем помещения, м3 Число ядер в 1 см воздуха ДО людьми Число лиц з помещении Продолжи • тельность занятия помещения, мин Увеличение числа ядер п-109 в помещении в 1 мин на человека Столовая Спальня Камера 46,69 [36,22 136,22 f0,85 J 0,85 /0,85 29 150 19 928 19 928 8 000 13 144 12 084 41 870 28 680 56 816 21 000 15 900 13 780 6 1 1 1 Только нос Только тело 30 120 480 30 15 15 594 352 1333 11 2,3 3,3 2,9 2,8 0,37 0,16 1,4 0,1 воздух ядра конденсации. На основании полученных данных можно произвести только приблизительную оценку скорости, с какой ядра конденсации выделяются человеком. Эту оценку лучше всего сделать на основании результатов,дюлученных в комнатах 1 и 2. Если принять, что число ядер увеличилось до 40000 в 1 см в течение ночи (около 8 ч), как результат ее населенности, то скорость увеличения равняется 83 ядрам в 1 см /мин (8г60вЗ - 39840), или на 2,45*10 ядер в 1 мин во всем помещении. Такая скорость роста в числеиядер в спальной комнате говорит о том, что каждое дыхание выделяет около 1,6410й ядер. Более точный результат был получен при подсчете числа ядер в комнатах как до, так и после их занятия, причем все окна и двери были закрыты. Измерения производились в столовой при наличии в ней шести человек; в спальной комнате, где находилось одно лицо; в очень небольшой камере с одним человеком и в такой же камере, где сначала тело человека помещалось внутри, а нос высовывался наружу, а затем — нос были внутри, а тело — снаружи (табл. 55). Общее увеличение числа ядер было вычислено с учетом того, что каждый присущ ствующий делает 15 дыханий в 1 мин. Объем, одного выдоха 600 см . В каждом 1 см комнаты имеется то же число ядер, что и в 1 см , служившим образцом, т.е. счетчик ядер дает каждый раз соответственно правильные показания. Далее Г.Р. У этом были проведены опыты с целью выяснить число ядер, выделяемых в 1 мин одним лицом, из меньших объемов, содержащих выдохнутый воздух. Детский воздушный шар растягивался дыханием, а затем из него бралась проба воздуха. Шар наполнялся воздухом, вдыхаемым в разных местах с различными величинами содержания ядер. Одновременно с наполнением шара подсчитывались ядра, каждого места. Принимая указанное выше число дыханий в 1 мин и объем вьвдоха, Г.Р. Уэт вычислил общее число ядер конденсации, выбрасываемых легкими в 1 мин (табл. 56). При сравнении величины общего числа ядер, выделяемых легкими в 1 мин, с общим увеличением числа ядер в 1 мин в небольшой камере можно видеть, что оба числа принадлежат к одному порядку величин. Этим фактом как бы подтверждается возможность того, что большие величины в больших комнатах получаются благодаря неравномерному распределению ядер по всему объему, что может иногда наблюдаться при отсутствии вентиляции или малом перемещении воздушных масс в закрытом помещении. Для дальнейшего уточнения числа выделяемые легкими ядра были втянуты в счетчик Айткена непосредственно изо рта, что достигалось путем его перемещения над трубкой счетчика (табл. 57). 256
Таблица 56. Число ядер конденсации в окружающем воздухе и в шаре, растянутом дыханием человека Число ядер в 1 см воздуха в шаре Число ядер, выдохнутых легкими в 1 мин п-10 30 528 37 100 53 000 83 740 17 596 22 100 17 808 24 592 1,6 2 1,6 2,2 Таблица 57. Число ядер конденсации в воздухе, выдохнутом из легких, измеренное непосредственно при выдохе изо рта, и число ядер в окружающем воздухе Число ядер в 1 см в окружающем воздухе-внутри помещения при выдохе (у рта) в окружающем воздухе- снаружи при выдохе (у рта) 68 900 65 000 54 060 33 920 24 804 22 048 14 840 13 568 29 680 9 480 19 080 17 384 54 060 97 984 27 560 22 048 19 080 17 171 38 584 14 840 13 560 И 130 Из табл. 57 следует, что число ядер, выделяемое дыханием, не зависит от места измерения: производится ли оно внутри помещения или на открытом воздухе. Данные измерения вполне согласуются с результатами табл. 56 и указывают на независимость фактического числа ядер, отдаваемых дыханием, от числа ядер, принятых в легкие. Г.Р. Уэт считает, что ядра, отдаваемые легкими, не те, которые поступили в легкие из наружного воздуха. Ядра, принятые легкими, устраняются либо во время прохождения их по бронхам, либо в самих легких, а легкие отдают выдыхаемому воздуху собственный запас ядер. Что является первичным источником ядер в организме? Может ли число ядер, выбрасываемых организмом человека, меняться в зависимости от физиологических условий? Возникают вопросы также в связи с данными табл. 57. Если легкие вбирают большое число ядер, чем отдают, то каким образом число ядер может увеличиться в занятых помещениях? Для выяснения этого кажущегося разногласия между наблюдаемыми величинами могут быть представлены следующие соображения. Воздух, выходящий из легких, насыщен влагой. Влажность эта при столкновении с прохладным внешним воздухом будет стремиться конденсироваться на ядрах, находящихся в выдыхаемом воздухе, потому что, возможно, многие, если не все, ядра будут вскоре окружены капельками воды. Если эти капельки ударятся о какую-либо поверх- 257 '7-792
ность прежде, чем произойдет полное испарение, они могут к ней прилипнуть. Если выдохнутый воздух попадает в приемник небольшого размера, очень многие из ядер будут исключены из подсчетов благодаря близости поверхностей, к которым капельки могут прилипнуть. При больших объемах причина эта может вызвать исключение относительно небольшого числа ядер. Число ядер, выделяемых человеческим организмом в 1 мин, согласно вычислениям, слишком мало в тех случаях, когда часть ядер исключается из подсчета, и слишком велико в тех случаях, когда проба берется из области более насыщенной ядрами. Наиболее точное наблюдение будет в тех случаях, когда проба берется из приемников большого размера. Можно считать, что измерения, произведенные в больших помещениях, дают более верные показатели действительных условий. Базируясь на изложенных экспериментах и соображениях, Г.Р. Уэт пытался выяснить вопрос о том, являются ли ядра конденсации причиной уменьшения числа легких аэроионов в занятых помещениях. Как это видно их опытов, в комнате, занятой людьми, ядра конденсации стремятся накапливаться. Данное накопление должно вызвать уменьшение числа легких аэроионов. Ввиду того что такое уменьшение отмечено в воздухе обитаемых помещений рядом исследователей, представлялось интересным вычислить скорость накопления ядер. Для вычисления необходимо было применить уравнение, связывающее концентрации легких аэроионов и ядер конденсации в атмосфере. Величина коэффициента будет зависеть главным образом от отношения заряженных ядер к незаряженным. Произведя необходимые расчеты, которые мы здесь не приводим, Г.Р. Уэт пришел к заключению, что уменьшение числа легких аэроионов в воздухе занятого помещения происходит благодаря постепенному увеличению содержания ядер в воздухе комнаты. Постепенное увеличение вызвано, как мы уже видели, человеческим организмом, выделяющим около 3^10 ядер конденсации в 1 мин, что соответствует 2j10 ядер в объеме одного выдоха. Большая величина числа выдыхаемых ядер не должна удивлять нас, ибо выше, исходя из теоретических расчетов, мы показали, что максимально возможное число ядер в одном выдохе может быть значительно большим. Результаты исследований по учету ядер конденсации в жилых комнатах могут быть резюмированы в следующей форме. В спальных комнатах, после того как они были заняты целую ночь, исследовался воздух с помощью счетчика ядер Айткена. Число конденсационных ядер в 1 см оказалось значительно большим, чем число ядер в соседней, незанятой комнате, а также большим, чем на открытом воздухе. Воздух в столовой также был исследован счетчиком Айткена как до, так и после ее занятия шестью лицами. Были проведены измерения в спальной комнате с закрытыми окнами и дверями как до, так и во 258
время ее занятия. Во всех случаях было замечено увеличенное число ядер. Если допустить, что увеличение это вызвано исключительно ядрами, выходящими из легких, то число ядер, отдаваемых дыханием, можно считать фактически одинаковым в обеих комнатах и достигающим до 2 10 ядер в одном выдохе человека. Воздух в небольшой камере был исследован с помощью того же счетчика ядер как до, так и во время ее занятия. Увеличение в содержании ядер было замечено и в данном случае, но составляло не более как 0,1 части увеличения в больших комнатах. Затем был исследован воздух в небольшом шаре, растянутом дыханием. Число ядер в 1 см шара было приблизительно таким же, как и в камере. Был исследован воздух, прямо выходящий из легких. Число ядер в 1 см равнялось тому, которое было найдено в шаре. Измерения, проведенные в больших комнатах, дали большее число ядер, чем то, которое получилось в небольшой камере или в шаре. Это хорошо объясняется тем, что часть выдыхаемых ядер пропадает в момент удара их о стенки приемника малого размера, и еще тем, что в больших комнатах пробы воздуха были взяты из участков, наиболее густо насыщенных ядрами. Возникает вопрос об электрическом заряде выдыхаемых ядер конденсации. Несут ли эти ядра конденсации электрический заряд или они являются электрически нейтральными частицами? Решение этого вопроса имеет большое принципиальное значение с точки зрения гигиенического состояния воздуха обитаемых помещений. Вопрос этот не нов и имеет свою историю. Еще в начале текущего века были сделаны первые попытки изучения вопроса о том, снабжены ли частицы выдыхаемого воздуха электрическими зарядами. В 1904 г. англичанин И.П. Ашворт показал, что дыхание человека обладает свойством разряжать наэлектризованное тело. Он произвел следующий опыт. Шары разрядника электростатической машины устанавливаются на таком расстоянии один от другого, чтобы между ними не проскакивала искра. Если теперь пропускать выдыхаемый из легких воздух через искровой промежуток, то появляется искра. Иначе говоря, выдыхаемый воздух оказывается достаточно ионизированным, чтобы сделать расстояние между шарами разрядника проводимым. В еще более демонстративной форме тот же эффект может быть обнаружен в следующем опыте. Вдоль оси металлической трубки на изоляторах помещается металлический стержень, соединенный с электроскопом. Если подать на стержень потенциал, то листочки электроскопа разойдутся на определенный угол. Если теперь дышать вдоль трубки, то оказывается, что разряжающая способность легочного воздуха на 60—70% сильнее, чем обычного воздуха. Помещая заряженный электроскоп в классной комнате, И.П. Ашворт нашел, что в присутствии учащихся утечка заряда происходила на 50% скорее, чем в комнате без людей. Спустя 20 лет нами была произведена проверка наблюдений И.П. Ашворта. При каждом выдохе воздуха через короткую (10 см) бумажную трубку между кондукторами электростатической машины проскакивала искра. Аналогичный эффект, только менее демонстративный, был получен и втом случае, когда и в искровой промежуток попадали пары воды из плоской чашки, установленной ниже искрового промежутка. Благодаря тому, что чашка была плоская, пары воды не соприкасались с ее стенками и потому не могли электризоваться в результате трения. Давно известно, что струя пара электризует воздух положительно, сам же пар, как предполагают до сих пор, не является источником 259
электричества (Блэк, Калишер, Петтинелли). Попадая в искровой промежуток, частицы пара подвергаются по индукции электрозарядке, что способствует резкому возрастанию электропроводности воздуха между кондукторами электростатической машины. Поэтому опыт И.П. Ашворта с электростатической машиной имеет только историческую ценность и не решает вопроса об электрическом заряде выдохнутого воздуха. Вслед за работой И.П. Ашворта последовало первое систематическое изучение электрического состояния воздуха населенных помещений, осуществленное швейцарским физиком Г. Дюфуром в 1904—1905 гг. Первая серия электрометрических измерений производилась в часы лекций в аудитории (табл. 58). Исходя из своих наблюдений, Г. Дюфур пришел к следующему заключению: выделения легких и тела, т.е. парообразные и газообразные продукты, которые выбрасывают человеческий организм, оказывают весьма заметное действие на скорость электрического рассеяния изолированного наэлектризованного тела. Контрольные измерения показали, что в необитаемых комнатах разницы между коэффициентом рассеяния вечером и утром не наблюдается. Это говорит о том, что пребывание человека в закрытом помещении искажает электрическое состояние воздуха, увеличивая его проводимость. С точки зрения ионной теории проводимости воздуха это значит, что число зарядов в присутствии людей возрастает, причем степень роста числа зарядов зависит от числа людей и продолжительности их пребывания в закрытом помещении. Одновременно с данными работами П. Ланжевен, которому принадлежит честь открытия тяжелых ионов в атмосферном воздухе, констатировал следующий важный факт: при увеличении числа тяжелых аэроионов в воздухе число легких аэроионов убывало и, наоборот, рост числа легких аэроионов всегда сопровождался падением числа тяжелых. Это явление было впоследствии подтверждено многими авторами (Ноллан, Гесс, Шово, Линке и Израэль и др.). Было также установлено, что рост числа тяжелых аэроионов стоит в прямом отношении со степенью загрязнения воздуха. Чем больше воздух загрязнен пылью, копотью, дымом, парообразными и газообразными частицами, тем больше в нем находится заряженных частиц. В то же время число легких аэроионов резко снижается. Таким образом, число легких и тяжелых аэроионов является показателем степени чистоты или загрязнения воздуха. Отношение числа тяжелых аэроионов к легким может служить мерой чистоты воздуха. Чем величина этого отношения меньше, тем воздух чище. Эти факты для наружного атмосферного воздуха уже в начале текущего века следовало считать твердо установленными. Ставился вопрос о динамике числа легких и тяжелых аэроионов внутри жилых или общественных помещений. К разрешению этого вопроса исследователи подошли не сразу и шли они разными путями. А.П. Соколов в 1904 г. наблюдал резкие искажения аэроионного режима в пятигорском ресторане после обеда, а также в местах большого скопления людей. Этому интереснейшему наблюдению он не придал особого значения. Спустя почти 20 лет автор этой книги занялся тщательной проверкой наблюдений Г. Дюфура и А.П. Соколова и произвел ряд дальнейших исследований. В 1923 г. в моем докладе на тему: "Решение задачи Гиппократа" сообщалось: "Я мог проверить данные наблюдения с помощью двух двунитных электрометров Вульфа с электродами в виде металлического шарика, имеющего диаметр, равный 9,5 см. Заряженные до потенциала в 210 В электрометры значительно быстрее разряжаются на открытом воздухе (наблюдения велись только при отсутствии ветра), чем в закрытой комнате. Однако если и в комнате присутствует большое число людей, то электрометр теряет заряд значительно быстрее, чем в пустой комнате". В табл. 59 дана сводка 124 наших наблюдений. Как известно, основным ядром тяжелых аэроионов являются жидкие, парообразные или твердые частицы, адсорбирующие легкие газо- 260
Таблица 58. Коэффициент рассеяния электрического заряда в комнатах Номер наблюдения Время измерений Коэффициент рассеяния Классная комната объемом 400 м (присутствуют 50-140 чел.) До лекций 0,2 После 3-часовой лекции и 1 ч работы венти- 0,58 лятора Изменение 2,9 До лекций 0,19 После 2-часовой лекции при сильной венти- 0,19 ляции После 4-часовой 15 мин лекции без венти- 0,72 ляции ^Изменение 3,8 (До лекций 0,15 После лекций без вентиляции 0,94 Изменение 6,3 {До лекций 0,31 После 2-часовой лекции без вентиляции 0,83 Изменение 2,7 {До лекций 0,43 После 1-часовой лекции при вентиляции 0,52 Изменение 1,2 Спальня объемом 74 м (присутствуют 2 чел ) {Вечером Утром Изменение (Вечером Утром Изменение (Вечером Утром Изменение {Вечером Утром Изменение Г Вечером *> Утром Изменение 0,95 2,09 2,18 0,74 1,6 2,16 1,26 1,67 1,33 0,96 1,96 2,04 1,09 1,8 1,65 Спальня объемом 47 м (присутствует 1 чел ) Вечером I Утром [Изменение [Вечером Утром [Изменение [Вечером [Утром [ Изменение Г Вечером Утром Изменение 1,05 1,46 1.39 0,9 1,23 1,37 0,83 1Д9 1,43 0,9 1,23 1,37 261
Таблица 59. Рассеяние положительных и отрицательных зарядов с электродов электрометров (начальный потенциал 210 В) Место наблюдений Полярность Среднее время полна электроде ного рассеяния, % Число наблюдений На открытом воздухе + 100 24 (безветрие) Тоже - 100 24 В комнате без людей + 270 31 (объемом 29 м ) Тоже - 210 31 В той же комнате в при- + 97 7 сутствии 10-12 чел. Тоже - 91 7 Примечание. Среднее время полного рассеяния на открытом воздухе принято за 100%. вые аэроионы или приобретающие электрозаряд благодаря трению. Было показано, что при возрастании числа тяжелых аэроионов число легких аэроионов падает. Было выяснено также, что при увеличении тяжелых аэроионов на десятки и сотни тысяч число легких аэроионов падает только на десятки и сотни. Таким образом, эти процессы оказались связанными между собой лишь частично. Приведенные выше наблюдения зародили мысль о том, что выдыхаемые из легких частицы несут электрический заряд. Автор экспериментально проверил эту идею в 1930 г. Воздух поступал в камеру с кроликами извне, со двора лаборатории и, пройдя камеру, втягивался одновременно двумя счетчиками, приспособленными для учета легких и тяжелых аэроионов. После нескольких измерений числа легких и тяжелых аэроионов животных убирали из камеры, и через 0,5 ч производили следующие измерения. Ионизацию воздуха во дворе лаборатории измеряли на уровне форточки. В табл. 60 даны результаты 32 измерений. При этом можно сделать вывод, что наружный воздух, пройдя камеру с животными, приобретал новые физические свойства: в то время как число легких аэроионов в нем уменьшалось, число тяжелых аэроионов увеличивалось. Увеличение шло не только вследствие прилипания легких аэроионов к частичкам пыли. В то время как число легких аэроионов уменьшалось на несколько десятков, число тяжелых аэроионов возрастало на несколько тысяч. Откуда же брались эти новые тысячи зарядов? Указанное наблюдение заставило сделать допущение о возможности образования псевдоаэроионов при дыхании. С целью проверки этого предположения автором была проведена серия специальных опытов. Изучая дыхательный аппарат как место приложения аэроионов, обнаружили следующее явление. Свежеприготовленные по способу Дондерса легкие при температуре тела и при растяжении приобретают на внешней поверхности электрический потенциал отрицательного знака. Заряд пропадает при сжатии легких и снова появляется при их растяжении под колпаком. Оказалось возможным дать следующее толкование этому явлению: выдыхаемые частицы вместе с парами, проходя по бронхиальным путям, благодаря трению электризуются и в то же время заряжают поверхность бронхиальных трубок и прилегающих тканей электричеством другого знака. Можно сказать, что легочный аппарат является 262
Таблица 60. Аэроионный режим в камере с кроликами и вне ее Номер измерения 1-4 5-8 9-12 13-16 17-20 21-24 25-28 29-32 Место измерений Вне дома При выходе из камеры с кроликами Тоже Там же,без кроликов Вне дома При выходе из камеры с кроликами То же Там же,без кроликов Число легких аэроионов и псевдоаэроионов в 1 см воздуха положительных 471/725 299/3820 350/3505 432/944 427/982 183/2717 227/6185 349/1222 отрицательных 390/694 217/3285 292/3090 325/809 390/923 113/6092 154/5930 279/970 Примечание. Перед чертой приведены данные по легким аэроионам, а после черты - по псевдоаэроионам. своеобразный электростатической машиной, напоминающей в известной мере гидроэлектростатическую машину Армстронга. В этой машине пар, выходящий под давлением через узкие и коленчатые трубки, электризуется положительно вследствие трения частиц пара о стенки трубки, а источник пара — котел, изолированный от земли, заряжается отрицательным электричеством. В легочном аппарате мы имеем некоторую аналогию с указанной гидроэлектростатической машиной. Разветвленное дерево бронхов, присутствие паров в воздухоносных путях, достаточная скорость движения воздуха по бронхиальным трубкам являются теми необходимыми условиями, которые создают возможность появления разноименного заряда на частичках пара и на поверхности дыхательных путей. Скорость движения воздуха при выдохе достаточно велика, чтобы способствовать зарядке частиц. Известно, что эта скорость достигает 3 м/с. Опыты с электризацией пыли показали, что при скорости воздушного потока в 0,5 м/с пылинки электризуются до высокого потенциала. При скорости, равной 3 м/с, потенциал возрастает до 9 раз. При скорости движения пылевого потока 12,4 м/с его напряжение поднимается до 20000 В. На пути движения выдыхаемого воздуха, естественно, развиваются более сложные процессы электрозарядки частиц. Ориентировочные исследования позволили выяснить, что ионизирующим воздух фактором может быть также процесс газообмена. Взбалтывание венозной крови в атмосфере кислорода возбуждает его ионизацию. Ионизирующей способностью обладает выделяющийся из крови углекислый газ (оксид углерода). Близкие результаты были найдены при некоторых химических реакциях, сопровождающихся его выделением. Результаты опытов по изучению электрического заряда выдохнутого воздуха можно было бы взять под сомнение вследствие того, что 263
Таблица 61. Число электрических зарядов положительной и отрицательной полярности в одном выдохе человека (1938г.) Номер опыта Число зарядов в одном выдохе п - 10 положительных отрицательных Коэффициент униполярности 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13,56 2,77 8,34 16,85 9 25,21 2,39 0,32 5,82 37,23 2,08 8,41 4,92 19,29 14,59 2,2 1,83 6,45 7,55 8,56 24,75 1,2 0,08 8,16 36,1 7,51 9,65 6,11 20,73 12,2 6,16 1,51 1,29 2,23 1,05 1,02 1,99 4 0,71 1,03 0,28 0,88 0,81 0,93 1,2 выдыхаемый воздух содержит пары, которые могут оказывать разряжающее действие на заряд осевого электрода в конденсаторе аспира- ционного счетчика аэроионов благодаря появлению слоя влаги на поверхности поддерживающего электрод янтарного изолятора. Сам же влажный воздух, как это известно еще со времени работ Варбурга (1872), не является проводником электричества. С целью дальнейшего выяснения вопроса о заряде выдоха мною была проведена серия исследований в Физическом институте Московского университета при технической помощи СИ. Усагина. В этом случае было применено следующее устройство. В стеклянный цилиндр объемом 350 см были ортогонально помещены 14 частых сеток, поочередно соединенных с электрометрами, один из которых был под потенциалом отрицательного знака, другой — положительного. Широкий резиновый наконечник цилиндра с резиновым кольцом плотно охватывался губами. Испытуемый сначала делал глубокий вдох через нос, а затем по возможности медленно выдыхал воздух в стеклянный цилиндр. Расчет числа одноименных зарядов в выдыхаемом воздухе велся по величине потери электрометрами заряда противоположного знака. Эти опыты показали, что при прохождении биполярно электризованного воздуха по воздухоносным путям не происходит полной рекомбинации частиц. Коэффициент рекомбинации при выдохе, по-видимому, не велик. Необходимо допустить наличие значительных потерь в числе зарядов при попадании воздуха в систему сеток. Опыты дали возможность только примерно определить порядок заряда выдыхаемого воздуха. Число электрических зарядов обеих полярностей оказалось лежащим в пределах от нескольких миллионов до нескольких десятков миллионов в одном выдохе (табл. 61). Наши наблюдения перекликаются с идеями и наблюдениями Бертолона. Говоря об электрообмене между человеческим телом и окружающей его воздушной средой, Бер- толон указывал на два пути, с помощью которых может осуществляться электрообмен: поры кожи и легкие. Во многих местах своей книги Бертолон настаивал на особом, исключительно важном значении легочного аппарата, который он называл, к великому удивлению не только своих современников, но, по-видимому, и современных нам физиологов, "секреторным органом воздушного электричества". Поясняя свою мысль, французский ученый писал: "При выдохе воздух, выходящий из легких, уносит с собой излишек электрического флюида и уносит чрезвычайно легко, так как электричество 264
имеет громадное сродство с водяными молекулами, вплотную присоединяясь к влаге, выходящей из крови через дыхательные пути". Можнолишь удивляться тому, как полно и как совершенно это высказывание оправдалось в изложенных опытах. Дальнейшее изучение этого вопроса было осуществлено в 1940—1941 гг. Л.Н. Богоявленским. Для работ с измерением зарядов выдыхаемого воздуха им был сконструирован специальный счетчик. Ввиду той легкости, с которой происходит присоединение легких аэроионов к тяжелым частицам, выходящим при дыхании из полости легких, Л.Н. Богоявленский допускал, что выдох содержит только тяжелые частицы, поэтому счетчик был рассчитан для измерения частиц с подвижностью (2+5) 10" см /(В*с). Соотношение между числом частиц положительного и отрицательного знака может изменяться в зависимости от различных условий физиологического характера. Поэтому желательно измерения числа положительных и отрицательных частиц производить одновременно. Для этой цели прибор был дублирован. При расчете степени аспирации был принят во внимание характер выдохов, которые не являются непрерывным потоком воздуха, а следуют один за другим с определенными интервалами, зависящими от возраста и физического состояния подвергаемого наблюдениям субъекта. Испытуемый ставился перед воронкой прибора, откуда выдыхаемый воздух, разделяясь на два одинаковых потока, протекал по двум раструбам в измерительные конденсаторы. Кроме своего аспирационного счетчика, для измерения числа зарядов в выдыхаемом воздухе Л.Н. Богоявленским был применен эманационный электрометр. Этот прибор, предназначенный для измерения радиоактивности, состоит из цилиндрической камеры с отделяющимся дном. В верхней крышке камеры сделано отверстие с янтарной пробкой. Через отверстие проходит металлический стержень, оканчивающийся двумя тонкими пластинками из инвара. К стержню припаяны две расположенные в параллельных плоскостях петли из металлизированной кварцевой нити. Нити легко рассматривать с помощью микроскопа, в окуляре которого помещена шкала. Заряд стержню и нитям сообщается с помощью зарядника, изолированного от корпуса прибора янтарными пробками. Измерения, произведенные двумя описанными приборами, носили предварительный характер и имели главной целью подтверждение самого факта существования заряженных частиц в выдыхаемом воздухе. Каждому измерению числа частиц во вдыхаемом воздухе предшествовало тщательное измерение аэроионов обоих знаков, имеющихся в помещении. Некоторые результаты измерения числа частиц положительной и отрицательной полярности в выдыхаемом воздухе приведены в табл. 62. Несколько серий измерений числа зарядов выдохнутого воздуха, произведенных с эманационным электрометром, носят также ориентировочный характер и имеют значение при обсуждении вопроса о выборе методики для такого рода исследований. Прибор предназначался для измерений радиоактивных эманации. Ионы образуются в цилиндре уже после того, как в него была введена эманация. Задача усложняется тем, что в нашем случае в цилиндр аэроионы приходится вдувать извне. Поэтому надлежит учитывать их потери в резиновом шланге, через который производятся выдохи, и главным образом в металлическом кране. Учесть точно потери аэроионов в данной конструкции прибора весьма затруднительно, но надо полагать, что они велики, и полученные цифры должны быть увеличены. Последняя схема прибора принципиально должна иметь некоторое преимущество перед аспирационной, ибо весь воздух выдоха может быть использован для измерения. Присоединив к выходному крану спирометр, можно делать одновременно измерения и объема выдохнутого воздуха. При увеличении чувствительности электрометра можно измерить заряд каждого выдоха в отдельности. В этих опытах измерялось только число положительных аэроионов. В табл. 63 представлены результаты измерений, произведенных Л.Н. Богоявленским. При рассмотрении результатов опытов Л.Н. Богоявленского прежде всего обращают на себя внимание колебания концентрации заряженных частиц, которые наблюдаются у одного и того же субъекта во время одного и того же опыта, и расхождения в числе выдохнутых тяжелых аэроионов с данными других исследователей. Если эти колебания легко объяснимы при работе с аспирационным счетчиком аэроионов (форма раструба, при которой нельзя гарантировать засоса всего объема выдыхаемого воздуха, и другие 265
Таблица 62. Число тяжелых частиц положительной и отрицательной полярности в одном выдохе человека, найденное с помощью счетчика Л.Н. Богоявленского Номер опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Испытуемый О. П. И. А. К. Б. X. Я. м. м. т. т. Б. Т. Б. 3. Т. 3. Б. Т. Т. м. Характер дыхания Глубокий вьщох То же " " Носовое дыхание Глубокий выдох Носовое дыхание Тоже " Дыхание ртом Носовое дыхание Глубокое дыхание открытым ртом То же Нормальное дыхание То же " Глубокий выдох То же " Нормальное дыхание Глубокий выдох Нормальный выдох Число частиц положительных 67 000(67 000) 85 000(85 000) 17 000(17 000) 35 000(35 000) 14 000 17 000(15 500) 66 000 109 000(76 000) 54 000 1 000 10 000(10 000) 8 000( 8 000) 16 000 11000(12 000) 9 000 65 000 60 000(56 000) 44 000 4 000 4 000 (4 000) 11 000 8 000(8 000) 5 000 5 000 18 000(10 000) 8 000 10000 12000(10000) 12 000 26 000 7 000(12 000) 2 000 5 000 14 000(8 000) 6 000 9 000 3 000(5 000) 3 000 11 000 6 000(7 000) 4 000 4 000 1 000(3 000) 5 000 6 000 6 000 (6 000) 6 000 17 000 15 000(16 000) 15 000 54 000 47 000(54 000) 61000 отрицательных 5 000 (5 000) 4 000 (4 000) 71 000(71000) 33 000(33 000) 17 000 8 000(12 500) 54 000 31000(37 000) 27 000 9 000 6 000(7500) 43 000 19 000(24 000) 10 000 11000 11 000(12 000) 15 000 15 000 13 000(13 000) 10 000 7900(7900) 14 000 11 000(12 000) 11000 3 000 5 000 (5 000) 8 000 21000 14 000(15 000) 12 000 11000 6 000(6 000) 2 000 2 000 12 000(6 000) 4 000 17 000 13 000(15 000) 15 000 5 000 5 000(6 000) 8 000 60 000 20 000(30000) 10 000 37 000 34 000(30 000) 20 000 34 000 28 000(31000) 31000 7 000 6 000 (5 000) 2 000 Коэффициент униполярное™ 13,4 21 3 0,24 1,17 1.24 2,05 1,33 0,33 1 4,3 0,51 0,67 2 0,69 2 1,33 0,33 1Д7 0,1 0,2 0,52 10,8 266
Продолжение табл. 62. Номер опыта 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Испытуемый М. 3. 3. 3. Б. Б. Б. 3. И. Характер дыхания Глубокий выдох Число частиц положительных 30 000 30 000(24 000) 13 000 Нормальное дыха- 4 000 ние Глубокий выдох После бега на месте То же Нормальное дыхание То же Глубокий выдох Спокойное дыхание 19000(10000) 7 000 11 000 9 000(7 000) 2 000 1000 1 000(1000) 5 000 3 000(4 000) - 2 000 (2 000) 11 000 9 000 9 000(10 000) 86 000 13 000(49 500) 23 000 27 000 (25 000) 24 000 отрицательных 13 000 Коэффициент униполярное™ 20000(17000) 1.41 18 000 3 000 (3 000) 3 000 9 000 3,33 13 000(10 000) 0,7 8 000 10 000 10000(10 000) 0.1 1000 3 000(2 000) 9500(9500) 55 000 2 0,21 18 000(36 500) 0,27 9 000 31000(20 000) 2,28 22 000 19 000(20 000) 1.25 19 000 Примечание. В скобках приведены средние значения. недостатки конструкции прибора аэродинамического характера), то при применении эманационного конденсатора, где в большей мере гарантирован учет всех зарядов выдыхаемого воздуха, эти колебания являются, по мнению Л.Н. Богоявленского, непонятными и могут быть объяснены уже не недостатками измерительной аппаратуры, а самим источником частиц — организмом человека, который, по-видимому, выделяет частицы в разном количестве в зависимости от физиологических причин. В подавляющем большинстве случаев наблюдается преобладание положительного заряда над отрицательным. Но в некоторых единичных случаях заслуживает внимания обратное явление — преобладание отрицательного заряда над положительным. Это явление наблюдалось постоянно только у испытуемой Т-вой, у которой опыты всегда давали коэффициент униполярности меньше единицы. Из двух методов, примененных Л.Н. Богоявленским для измерения зарядов выдыхаемого воздуха, может быть, следует отдать предпочтение второму (эманационный электрометр). Этот прибор легко сделать очень чувствительным, если применить струнный электрометр. К прибору следует присоединить аппаратуру для одновременного измерения объема воздуха, прошедшего через конденсатор, и внести другие усовершенствования, например укорочение резинового шланга, расширение диаметра крана и т.п. Несоответствие результатов, полученных рядом авторов, измерявших электрический заряд выдыхаемых частиц, можно объяснить только несовершенством применявшихся методик. Методика, примененная нами в последних опытах, была весьма примитивна и не могла, как уже указывалось, претендовать на точность. Задача заключалась в выяснении, несет ли выдыхаемый воздух электрические заряды, каково их число и полярность. Измерения числа зарядов, выдохнутых в раструб аспирационного счетчика Л.Н. Богоявленского, не дают точных значений этого числа 267
Таблица 63. Число частиц положительной полярности в 1 см выдохнутого человеком воздуха, измеренное с помощью эманационного электрометра Номер 1 -> 3 4 5 6 7 опыта Чи 22 22 8 7 11 6 11 Число медленных выдохов Число положительных частиц на I см выдохнутого воздуха 13 000 3 500 10 400 31500 6 000 16 700 6 500 вследствие частичного прилипания зарядов к стенкам раструба и частичной рекомбинации благодаря сложным аэродинамическим (турбулентным) процессам в раструбе и в верхних частях конденсатора, возникающих под влиянием дыхательного толчка и работы аспирационного аппарата. Этими обстоятельствами следует объяснить резко уменьшенное число частиц в выдохе человека, полученное в указанных опытах. Измерения числа частиц в одном выдохе, произведенные Л.Н. Богоявленским с помощью эманационного прибора, почти совпадают с данными других авторов. 'Гяк, например, в одном из измерений он получил 31500 положительных частиц в 1 см выдохнутого воздуха, а следовательно, во всем выдохе — 1,5-10 . Для частиц обеих полярностей можно допустить значение 3*10 , т.е. на один порядок величин меньше, чем это было найдено Г.Р. Уэтом и другими исследователями. Г.Р. Уэт в своих работах по изучению числа выдыхаемых ядер конденсации показал, что достаточно точные данные о числе ядер получаются только в том случае, если приемник этих ядер имеет некоторый средний объем, чтобы исключить влияние стенок прибора и аэродинамических особенностей, приводящих к механическому слиянию заряженных ядер, их прилипанию к стенкам прибора и т.д. Аналогичные явления наблюдаются и при изучении числа частиц, выдыхаемых из легких. Поэтому наиболее верной методикой подсчета частиц следует признать макрометодику, т.е. измерение числа частиц в воздухе обитаемых помещений. В апреле 1959 г. вопрос о величине электрического заряда выдыхаемого воздуха стал снова изучаться автором этой книги, ввиду его большого физиологического и, возможно, диагностического значения. При непосредственном участии Н.Н. Комарова и А.А. Середкина с помощью динамического спектрометра, работающего по способу зарядки, был проведен ряд измерений выдохнутого воздуха. Эти измерения подтвердили прежние исследования. Выдохнутый воздух имеет высокий электрический заряд порядка 250 тыс. пар частиц в 1 см , причем молодые и здоровые люди выдыхают больше частиц, чем пожилые и больные. Изучение выдыхаемого воздуха было включено в научную тематику Лаборатории аэроионификации Государственной союзной инженерно-технической конторы "Союз- сантехника". V.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ВОЗДУХА НАСЕЛЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ При обычных условиях ионы в газах ведут себя как некоторые чуждые газу молекулы — "ионный газ". Они обладают, согласно закону Дальтона, своим собственным парциальным давлением, как все посторонние молекулы в газе. Парциальное давление представляет собой проявление хаотических тепловых движений ионов, распределенных с неравной концентрацией. Это тепловое движение приводит их к более однородному распределению в данном объеме. Процесс 268
заключается в движении ионов из области пространства с высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией. В этом направлении ионы движутся в большем количестве, чем в противоположном. Области высоких концентраций с течением времени утрачивают часть ионов, отдавая их областям более низких концентраций, в результате чего наступает выравнивание концентраций. Массовое движение ионов к области более низкой концентрации, как известно, называется диффузией. Коэффициент диффузии легких отрицательных аэроионов (0,043) больше, чем легких положительных (0,028). Это обстоятельство приводит к несколько неравномерному распределению аэроионов в данном объеме окружающего воздуха. Если в свободной атмосфере при турбулентных перемещениях воздушных масс данное явление не играет заметной роли, то в неподвижном или малоподвижном воздухе помещений указанная разница должна быть принята во внимание. В непосредственной близости к поверхности различных тел мы будем иметь слой с некоторым избытком отрицательных аэроионов, в то время как окружающий воздух будет обогащен положительными аэроионами. Расстояния между аэроионами по сравнению с их размерами весьма велики. В воздухе при интенсивной искусственной ионизации, например при 10 аэроионов в 1 см , расстояние между аэроионами будет составлять 4,7*10" см, или 47 мкм. При 10 аэроионов в 1 см расстояние между ними будет порядка 2,2-10" см, или 220 мкм. Аэроионы взаимодействуют один с другим согласно закону Кулона. Электростатические силы между аэроионами, даже при высоких концентрациях, весьма незначительны, и при решении задачи о распространении или распределении аэроионов в данном объеме воздуха ими можно пренебречь. Аэроионы совершают беспорядочные тепловые движения по законам диффузии, и этот процесс поддерживается до тех пор, пока они не окажутся на таком расстоянии друг от друга, когда потенциальная энергия кулонов- ского притяжения станет равной средней энергии хаотического движения или даже несколько превзойдет ее. Таким образом, аэроионы распределяются в пространстве в результате их хаотического теплового движения. С течением времени,, они расходятся в разные стороны и постепенно заполняют все замкнутое пространство. Тяжелые и сверхтяжелые частицы оседают вниз, согласно закону Стокса, с ничтожной скоростью и участвуют в броуновском движении. Это обстоятельство позволяет тяжелым частицам также постепенно диффундировать и распространяться по воздуху во всех направлениях. Ввиду некоторой разницы в подвижности разноименных частиц диффузия может приводить к частичному разделению положительных и отрицательных псевдоионов, что увеличивает продолжительность их жизни. 269
Электрометрические измерения показали, что в каком бы пункте комнаты (без вентиляции) они ни производились, число тяжелых частиц в данный момент будет всегда более или менее одинаковым. Это говорит о том, что тяжелые частицы, выброшенные дыханием, диффундируют по всему объему помещения. Относительно неподвижный воздух закрытого помещения равномерно насыщается выдохнутыми тяжелыми псевдоионами. Это обстоятельство имеет большое значение при изучении электрического режима обитаемых помещений и выяснения концентрации тяжелых частиц в выдохнутом воздухе. Продолжительность жизни заряженных частиц стоит в определенной зависимости от материального носителя заряда. Различные аэрозоли обладают неодинаковой продолжительностью существования. Коагуляция частиц обусловливается скоростью диффузии и числом столкновения частиц между собой. В момент образования аэрозоля степень его дисперсности очень высока. Рассматривая аэрозоль под ультрамикроскопом, мы видим огромное число частиц, участвующих в энергичном броуновском движении, и частота их столкновений достигает максимальных значений. Следствием частых столкновений частиц является неустойчивость аэрозоля. Отдельные частицы дисперсной фазы начинают образовывать агрегаты. Высокая степень дисперсности быстро переходит в более низкую, вместе с этим по мере роста отдельных частиц устойчивость аэросистемы должна до некоторой степени повыситься, так как с увеличением размера частиц число их становится меньше, они отдаляются друг от друга и движение их сильно замедляется. Это приводит частицы в состояние сравнительного равновесия, соответствующего определенной степени дисперсности, которую можно назвать "вторичной". Процесс последующей коагуляции протекает уже крайне медленно или не происходит вовсе. Частота столкновений частиц падает до минимума в том случае, если вторичная степень дисперсности такова, что радиус частиц имеет порядок 0,1 мкм или более. В этом случае столкновения частиц, обусловливаемые броуновским движением, при обычных давлениях практически прекращаются. В большинстве случаев у частиц дыма вторичная степень дисперсности такова, что столкновения происходят довольно часто, и она в свою очередь постепенно заменяется новой и еще более низкой. В результате изучения некоторых дымов исследователи пришли к выводу, что существование данных систем может быть разделено на три периода: 1) неустойчивый период, сохраняющийся в течение 5 ч и более. Уменьшение числа частиц со временем происходит очень быстро. Это объясняется соединением их в агрегаты и находится в соответствии с увеличением средней массы частиц; 2) период устойчивый, в течение которого число частиц уменьшается очень медленно и главным образом за счет седиментации. Это состояние может сохраняться в течение 24 ч и более, даже если емкость камеры равна 1 см ; 270
рис. 73. Динамика концентрации легких аэроионов положительной и отрицательной полярности в присутствии людей (по СП. Яглу, Л.С. Бенжамин и СП. Чоот) ВРЕМЯ, МИН 3) между обеими этими стадиями находится третья — промежуточная, в которой имеют место как коагуляция, так и осаждение. Респираторный аэрозоль еще не был изучен с этой точки зрения, хотя как раз этот вопрос представляется исключительно важным в гигиеническом аспекте. Продолжительность жизни респираторного аэрозоля может быть в известной мере определена нашими исследованиями, о которых будет идти речь ниже. Продолжительность существования выдохнутого из легких аэрозоля превышает несколько часов. Это создает в обитаемых помещениях устойчивую аэросистему, вредную для жизненных отправлений человека. Исследования ЦНИЛИ, открытие электростатической функции легких и электрического заряда выдыхаемого воздуха имели положительное влияние на развитие новых воззрений об электрическом режиме воздуха населенных и жилых помещений и о гигиеническом значении этого электрического фактора воздуха. Исследования в области аэроионификации обитаемых помещений привлекли внимание профессора Гарвардского университета СП. Яглу, который совместно с Л.С Бенжамином и СП. Чоот организовал серию исследований аэроионного режима обитаемых помещений. Это было достаточно обстоятельная работа, хотя попытку применить для аэроионификации положительную полярность аэроионов следовало считать уже и по тому времени совершенно необоснованной. Три серии различного рода опытов были проведены указанными учеными для изучения влияния населенности комнаты на число аэроионов. В первой серии опытов семь человек были удойно размещены в непроницаемой для наружного воздуха стальной камере объемом 16м . Измерения числа аэроионов производились аспирационными счетчиками Эберта как до входа людей в камеру, так и во время пребывания их в камере. Курить в камере запрещалось. На рис. 73 видно, что число как положительных, так и отрицательных ионов падает от первоначальной концентрации с 240 аэроионов в 1 см до 50 после пребывания людей в комнате в продолжение 85 мин. Убывание идет очень быстро в течение первых 20 мин, затем замедляется. Опыт в пустой камере и наблюдения за счетчиком Эберта извне не ее гф 29,4 W 18,5 ZhO 200 160 120 §1 80 5< 40 -75, -65? \\ W \ > G Р ч ^ V • „__ 0 10 20 30 k0 50 60 70 80 90 271
t°C ГФ ВРЕМЯ. Ч Рис. 74. Динамика концентрации легких аэроионов положительной и отрицательной полярности в обитаемых помещениях (цифры in кривых — число людей) (по СП. Яглу, Л.С. Бенжамин и СП. Чоот) 1,2 — кривые при различной температуре; 3,4 — концентрация легких аэроионов при различном числе людей, находящихся в помещении показали заметного изменения числа аэроионов, т.е. весь эффект убывания аэроионов должен быть объяснен присутствием людей в камере. Во всех опытах скорость уменьшения числа отрицательно заряженных аэроионов превышала скорость уменьшения положительно заряженных, вероятно, вследствие большой подвижности и отсюда большей диффузии аэроионов отрицательной полярности и их адсорбции к проводящим поверхностям. В другой серии опытов измерения производились в нормальных классных или читальных комнатах при условиях, одинаковых с теми, которые бывают в классах или читальнях, проветриваемых обыкновенным способом (окна, форточки). ^Большинство наблюдений велось в классной комнате, имеющей объем около 400 м с четырьмя окнами, причем их площадь занимала около 20% площади пола. Данные, представленные на рис. 74, были получены в этой классной комнате во время завтрака, за которым 34 человека ели и курили, слушая одновременно лекцию. Люди в комнате могли открывать и закрывать окна и двери, входить и выходить. Несмотря на вентиляцию, которая могла бы считаться хорошей, о чем говорит малое повышение температуры, число как положительных, так и отрицательных легких аэроионов уменьшилось от 300 до 65 в 1 см через 20 мин после того, как люди вошли в комнату. Число легких аэроионов оставалось на этом низком уровне до тех пор, пока все занимающие комнату не покинули ее. Затем потребовалось около 1 ч для того, чтобы число аэроионов достигло своей прежней величины, причем все остальные условия оставались неизменными. Наименьшее содержание аэроионов на рис. 74 представляет, вероятно, некоторый несократимый минимум благодаря влиянию радиоактивных веществ, содержащихся в штукатурке стен, и космическим лучам, проникающим через стены и ионизирующим воздух закрытых помещений. Аналогичный результат был получен СП. Яглу, Л.С. БенжаминомиА. Брандтом в классной комнате во время урока, в которой присутствовало 20 чел. (рис. 75). 272
ЧИСЛО ПРИСУТСТВУЮЩИХ WIS 2 ■ 20 W I Рис. 75. Динамика концентрации аэроионов положительной 1 и отрицательной 2 полярности в обитаемых помещениях (по СП. Яглу, Л.С. Бенжамин и А. Брандт) / — легкие аэроионы с подвижностью 0#2— 1,5 см/с; // — молекулярные аэроионы с подвижностью 1,5—10 см/с 100 60 20 з 60 х о 20 о п 60 £ 20 х < 80- со о 5: 40 <+60 i20 го г\ 1 1 7^ s , 7 i - — / / / [ т 1 2 ? — — — 0 WUU 80DU 120UU 76000 число аэроионов в 1 см3 Рис. 76. Адсорбция аэроионов положительной 1 и отрицательной 2 полярности различными тканями (по СП. Яглу, Л.С. Бенжамин и А. Брандт) /, // — для шерсти; /// —для шелка; IV — для сукна; V — для вискозы Эти опыты показывают, что в электрическом состоянии воздуха занятых помещений происходят очень важные перемены, наблюдается резкое сокращение числа легких аэроионов независимо оттого, вентилируется ли помещение естественным или механическим путем. Уменьшение числа легких аэроионов, по мнению авторов, не может быть отнесено исключительно за счет дыхания. Это якобы видно из того, что объем воздуха, выдыхаемого присутствующими, мал по сравнению с объемом комнаты. По американские исследователи не учитывают процесса диффузии аэроионов. Дезионизирующее влияние счетчика аэроионов также невелико. Значительная часть потери легких аэроионов может быть вызвана процессом дыхания и кожного испарения, а также дезиони- зирующим действием посторонних примесей в воздухе и, возможно, адсорбцией легких аэроионов одеждой. В целях выяснения последнего предположения СП. Яглу. Л.С. Бенжамин и А. Брандт экспериментально изучили вопрос об адсорбционной способности различного рода одежды человека. Из рис. 76 видно, что различные ткани — шерсть, шелк и т.д. — в отношении своих адсорбционных качеств несколько отличаются одна от другой. Однако это обстоятельство не оказывает большого влияния на убывание числа легких аэроионов в присутствии людей. Третий ряд опытов для выяснения влияния населенности помещений на число легких аэроионов производился в комнате, где можно было учитывать изменения количества воздуха, притекающего снаружи, на человека в 1 мин. С этой целью 24 чел. были помещены в особой камере, и число аэроионов измерялось при различной скорости Движения воздуха (рис. 77). День был теплый, воздух освежался до приятной температуры с помощью спиральных труб, по которым циркулировала холодная вода. При входе людей в комнату вентиляторы останавливались и уменьшение числа легких аэроионов доводилось до несократимого минимума. Затем вентиляторы вновь включались, и ток воздуха поддер- 18—7QQ 273
1000 WW t ОБЬЕМ.ФУТОВ-3 В 1 МИН НА ЧЕЛОВЕКА | О 2,27 V.JV 28.3 29.43 ОБЪЕМ,М3 В 1 МИН НА ЧЕЛОВЕКА Рис. 78. Динамика концентрации легких аэроионов положительной 1 и отрицательной 2 полярности вне здания (/) и около вентиляционного отверстия (//) Рис. 77. Ди*намика концентрации легких аэроионов положительной / и отрицательной 2 полярности в комнате в присутствии людей (по С.Я. Яглу и Л.С. Бецжамин) 500 « ЬСО 500 200 100 G © 0 / 2 3 4 Ь ВРЕМЯ. Ч живался на постоянной скорости до тех пор, пока обычный аэроионный режим не восстанавливался. Эта процедура повторялась с постепенно возрастающим притоком воздуха до развития максимальной способности вентиляторов, т.е. до предельного увеличения числа оборотов в единицу времени. Экспериментальные данные говорят о том, что скорость вентиляции при 4,7 м /мин на 1 чел. едва ли достаточна, чтобы поддержать нормальное число легких аэроионов в населенном помещении. Эти данные показывают соотношение между величиной притока наружного воздуха на человека и содержанием легких аэроионов в помещении. Эта величина оказывается исключительно большой. В настоящее время следует считать доказанным, что механическая вентиляция лишает воздух его аэроионного содержания вследствие адсорбции ионов к металлическим и неметаллическим поверхностям. Этот факт хорошо иллюстрируется нашими измерениями (рис. 78). При кондиционировании воздуха физические характеристики аэроионов резко изменяются. Воздух поступает со двора, с высоты около 2 м над землей. Он проходит расстояние около 30 м через железную трубу и затем уже проникает в выпускные заслонки психометрической камеры. По пути в камеру он проходит еще через семь 274
90-градусных коленчатых изгибов, через осушитель, шесть рядов нагревателей или холодильников и две вентиляционные отдушины. Нагревание воздуха с помощью нагревательных приборов, применяемое в системах центральной вентиляции, во всех опытах несколько увеличило число как положительных, так и отрицательных легких аэроионов. Охлаждение заметно уменьшало число легких аэроионов обоих знаков. Эффекты тепла и холода находятся в согласии с хорошо известной связью между температурой и ионизацией атмосферного воздуха. Тот факт, что в холодную погоду содержание аэроионов в незанятой и отопленной комнате часто выше, чем на открытом воздухе, объясняется указанным температурным действием. Хорошая циркуляция сырого наружного воздуха через открытые окна является причиной быстрого уменьшения числа аэроионов в комнате до уровня наружного воздуха. Разительные явления были обнаружены при кондиционировании воздуха с водяным каплеосушителем. Был ли воздух промыт, увлажнен или осушен — он лишался всех легких аэроионов. Но водная пыль превращалась в массу заряженных частиц. Чем выше было водяное давление и чем грязнее вода, тем значительнее было число тяжелых отрицательно заряженных частиц. Попадались и тяжелые положительно заряженные частицы, но сравнительно в малом количестве. Повторная циркуляция воздуха без применения кондиционирования сокращала число как положительно, так и отрицательно заряженных частиц, и при наличии более трех человек в помещении несократимый минимум был, по существу, тот же, что и на рис. 74. Во всех случаях отрицательно заряженные частицы реагировали быстрее, чем положительно заряженные, что и следовало ожидать при их большей подвижности. Американские исследователи установили, что концентрация легких аэроионов в пустых утепленных помещениях немного отличилась от наружного воздуха, а в холодную погоду даже несколько превышала ее, благодаря действию температуры. В обитаемых же помещениях наблюдалось резкое сокращение легких положительных и отрицательных аэроионов. Немедленно после того, как люди входили в комнату, концентрация легких аэроионов обоих знаков резко падала до очень низкой нормы, которая поддерживалась до тех пор, пока комната была занята людьми. Число как положительных, так и отрицательных аэроионов начинало постепенно увеличиваться, как только люди покидали данное помещение. Минимум снабжения наружным воздухом, требуемый для поддержания содержания аэроионов в занятой людьми комнате, как мы уже говорили, неожиданно оказался чрезвычайно высоким. При общепринятом снабжении воздухом (1м /мин на 1 чел.) аэроионный режим не отличается от того, который бывает при полном отсутствии вентиляции. На этот факт необходимо обратить самое пристальное внимание гигиенистов и сантехников. 275
0 Ь 8 12 W 20 2ч BPfcMH Н Вслед за работами СП. Яглу и его сотрудников ряд систематических исследований о динамике числа тяжелых и легких положительных и отрицательных аэроионов и псевдоаэроионов был выполнен Г.Р. Уэтом и О.В. Торресоном. Они сконструировали самопишущий счетчик зарядов, так что воздушный поток входил сначала в счетчик легких аэроионов, а затем — в счетчик тяжелых псевдоаэроионов. Тяжелые псевдоаэро- ионы подсчитывались в той же пробе воздуха, что и легкие. Комната, в которой производились измерения, имела объем 170 м . Этот объем достаточно велик, чтобы дезионизирующее действие счетчиков на проходящей через них воздух не влияло на результаты. В рабочее время комната была занята тремя лицами. Два других лица находились в каждой из соседних комнат. В этих комнатах люди иногда курили, так же как и в некоторых других комнатах здания. Опыты показали, что табачный дым оказывает сильное действие на увеличение концентрации тяжелых частиц, восновном положительного знака. В опытной комнате все окна и двери были плотно закрыты, чтобы насколько возможно устранить влияние курения. Автозапись содержания легких и тяжелых частиц в воздухе комнаты производилась непрерывно в течение 18 сут. Число легких аэроионов неизменно падало. Содержание тяжелых частиц было вообще высоко в присутствии людей и низко — в их отсутствии. Быстрое повышение концентрации тяжелых частиц начиналось немедленно после того, как помещение занималось людьми, и затем медленно убавлялось в течение от одного до нескольких часов после их ухода. Постепенное накопление тяжелых частиц начиналось с утра в понедельник до полудня субботы, а в субботу, после ухода людей, начиналось постепенное их уменьшение. Опыты производились с той целью, чтобы установить, происходили ли изменения в числе зарядов в воздухе комнаты благодаря присутствию людей в самой комнате или же во всем здании вообще. В течение одного дня комната оставалась незанятой, за исключением нескольких минут утром для установки самопишущего аппарата. Опыты показали, что перемены в степени концентрации частиц в комнате возникают вследствие присутствия людей в здании (рис. 79,80). Влияние здания в целом было обнаружено, несмотря на то, что все двери и другие отверстия были крепко закрыты для возможно полной изоляции комнаты от других частей здания. Оказывается, обмен воздуха между разными частями здания наблюдается и при закрытых дверях. Ввиду того что увеличение числа частиц в данном помещении зависит от других частей здания, возникло предположение, что главной причиной этого увеличения является табачный дым. Были поставлены опыты для проверки этого предположения. Аппаратура была перенесена в изолированное здание, где могли быть соблюдены и проконтролированы все условия, относящиеся к курению, к присутствию людей в помещении и т.д. В комнату вводился в течение 22 мин табачный дым из трубки и двух папирос и одновременно производилась запись числа тяжелых и легких аэроионов. Табачный дым вызывал резкое увеличение концентрации псевдоаэроионов и уменьшение числа легких аэроионов. Через некоторое время после прекращения курения изменение числа как легких, так и тяжелых Рис. 79. Динамика концентрации легких / и тяжелых и аэроионов положительной полярности в разные дни 1 и 2 в свободном и занятом людьми помещении (здании) (по Г.Р. Уэту и О.В. Торре- сону) 276
ВРЕМЯ. Ч Рис. 80. Динамика концентрации легких и тяжелых аэроионов положительной полярности в свободном / и занятом // людьми помещении (по Г.Р. Уэту и О.В. Торресону) 1 — для легких аэроионов с подвижностью Л>0,8 см /(с'В); 2 — для тяжелых аэроионов с подвижностью А?0,003 см / (с*В) аэроионов принялообратное направление: числЪ первых постепенноувеличивалось, а число вторых — постепенно уменьшалось. На рис. 81 показала скорость уменьшения числа тяжелых частиц табачного дыма после прекращения курения. Полученные результаты могут быть объяснены, по-видимому, следующим образом: исходя из того, что частицы дыма, заряженные электричеством, являются псевдоаэро- ионами, добавление дыма к воздуху комнаты увеличивало их число; псевдоаэроионы, соединяясь с легкими аэроионами, убавляли их число. После того как курение прекращалось, заряженные частицы дыма постепенно исчезали из воздуха, что в свою очередь способствовало росту числа легких аэроионов. Скорость уменьшения числа заряженных частиц дыма шла по определенному закону, причем исчезновение их из воздуха являлось результатом оседания вниз. В этом случае можно было применить закон Стокса для определения радиуса оседания частицы. Определенный теоретически радиус дымовой частицы оказался равен радиусу тяжелого псевдоаэроиона. Отсюда можно было заключить, что псевдоаэроионы состояли главным образом из табачного дыма и проникали в комнату из других частей здания. Их действие на счетчик было настолько сильно, что даже влияние людей, находившихся в самой комнате, оказалось сравнительно слабым. Хотя такое заключение и казалось правдоподобным, тем не менее экспериментаторы нашли необходимым сравнить радиус больших частиц, вычисленных по закону Стокса, с радиусом частиц, измеренных сильным микроскопом. Частицы достаточной величины, чтобы можно было их видеть под микроскопом (порошок талька), были распылены в воздухе комнаты, и затем было подсчитано число псевдоаэроионов. Оказалось, что скорость уменьшения частиц талька подчиняется тому же закону, что и скорость уменьшения дымовых частиц. Радиус частицы, полученный по закону Стокса, совпал с тем, который был найден с помощью микроскопа. Затем Г.Р. Уэтом и О.В. Торресоном были проведены опыты с целью определить, оказывают ли открытые окна влияние на число тяжелых частиц и аэроионов в комнате. Несколько таких опытов дали одинаковые результаты. Влияние открытого окна сказалось в уменьшении числа заряженных частиц и в некотором повышении числа легких аэроионов. Содержание тяжелых частиц в комнате приближалось к их концентрации в наружном воздухе. Число же легких аэроионов изменялось иначе: оно увеличивалось, 277
200DQ 16000 12000 с «t - 8000 то к 12 14 16 18 ВРЕМЯ. Ч 20 Рис. 81. Скорость уменьшения числа псевдоаэроионов, полученных при курении табака — заряженных частиц дыма (по Г.Р. Уэту и О.В. Торре- сону) несмотря на небольшое их число в наружном воздухе. Концентрация легких аэроионов в комнате зависит не от внешних условий, а скорее от содержания заряженных частиц в комнате, так как изменение в содержании легких аэроионов обратно пропорционально изменению концентрации этих частиц. Средняя продолжительность существования легких аэроионов в комнате равняется приблизительно 1 мин и даже менее. Требуется достаточная циркуляция воздуха, чтобы заметное число легких аэроионов из наружного воздуха могло проникнуть в комнату и распространиться по ней. В другой серии опытов запись числа отрицательно заряженных частиц и легких отрицательных аэроионов производилась в специальном здании во время выставки, продолжавшейся в течение 4 дней. Запись производилась при закрытых окнах. Две же двери, ведущие в другие части здания, были открыты. В первый день выставки число посетителей было значительно меньше, чем в последующие 3 дня. В первый день в выставочных комнатах было несколько случаев курения, что не имело места в другие дни. Эти наблюдения позволили обнаружить следующее. Аэроионы и псевдоаэроионы реагируют на присутствие людей в комнате, однако легкие аэроионы реагируют на них гораздо быстрее, чем тяжелые частицы. Концентрация легких аэроионов сильно изменяется при концентрации псевдоаэроионов (рис. 82). Результаты работ Г.Р. Уэта и О.В. Торресона показали, что общее действие населенности помещения в отношении числа и подвижности аэроионов аналогично по природе с тем, которое производит табачный дым. Однако действие табачного дыма гораздо эффективнее, чем дыхание. Опыты показали, что концентрация тяжелых частиц в закрытом помещении изменяется при курении одного лица так же, как от дыхания 100 лиц некурящих. Любое изменение в числе тяжелых частиц, будь то вследствие присутствия табачного дыма или по другим причинам, должно вызвать изменение в содержании легких аэроионов. Констатируя эти явления, Г.Р. Уэт и О.В. Торресон неуказывают на одно чрезвычайно важное обстоятельство: частицы табачного дыма и частицы дыхания с точки зрения их физиологического действия различны. 278
присутствуют люди Те о 50000 а а О х |<-50ОО Г) < X 535000 к ее к X | 25000 ш < Z3 | \5000 о с: и * 5000 0 6/2/8 Ik время, ч Рис. 82. Динамика концентрации легких аэроионов / и частиц отрицательной полярности // в свободном 1, 4 и занятом 2, 3 людьми помещении (по Г.Р. Уэту и О.В. Торресону) Остановимся еще на одной серии наблюдений, произведенных теми же авторами. Измерения производились в комнате, где присутствовало 10—11 чел.; никто не курил ни до, ни во время опыта; продолжительность каждого опыта составляла 30 мин (рис. 83). Таким образом, показания счетчика аэроионов могут быть приписаны только влиянию людей. Комната, в которой производились измерения, имела объем 62*10 см (табл. 64). Из табл. 64 видно, что содержание легких аэроионов в воздухе закрытого помещения уменьшается в результате занятия комнаты людьми. Число псевдоаэроионов, приходящихся на один выдох воздуха, вычислено на основании предположения, что тяжелые частицы выделены дыханием. Общее число как положительных, так и отрицательных тяжелых частиц равняется 1,5*10 в одном выдохе. Измерения, произведенные с помощью счетчика ядер Айткена в закрытом помещении до того, как оно было занято людьми, и после занятия, показали, что число ядер конденсации, приходящихся на одно дыхание, в среднем составляет около 2-10 . Сравнивая эту цифру с той, которая была получена для псевдоаэроионов, легко видеть, что около 75% конденсационных ядер несут электрический заряд. Из-за того, что эти опыты не были проведены одновременно, сравнение может дать только общую картину: что же происходит в электрическом состоянии воздуха при дыхании. Такое сравнение было бы совершенно правильным, если бы число псевдоаэроионов не убывало после ухода людей из помещения. Если же предположить, что уменьшение числа зарядов после того, как комната была освобождена, имело место и в то время, когда комната была занята, то вычисленное среднее число тяжелых частиц обоих знаков в одном дыхании должно быть почти 2 раза большим, чем то, которое приведено выше, т.е. около 3*108 тяжелых частиц в одном выдохе. Можно отметить, что упомянутым выше ученым удалось в значительной мере подтвердить работы советских ученых по изучению электрического заряда выдохнутого воздуха. Г.Р. Уэт и О.В. Торресон получили для одного выдоха число аэроионов, равное 3*10 , причем они считают, что число аэроионов положительного и отрицательного знака при выделении из дыхательного аппарата равно одно другому. 279 500 Те 200
8000 5 4000 i О f / / / < ПРИСУТСТВУЮТ ЛЮДИ 20 UO ВРЕМЯ. МИН 60 Рис. 83. Динамика концентрации псевдоаэроионов положительной полярности в закрытом помещении до, во время и после того, как оно было занято 10-ю лицами в течение 30 мин (по Г.Р. Уэту и О.В. Торресону) Работу Г.Р. Уэта и О.В. Торресона можно резюмировать следующим образом. 1. Непрерывные измерения концентрации частиц и легких аэроионов в закрытой комнате указывают на сильный эффект населенности комнаты, причем число тяжелых частиц увеличивается, а легких — уменьшается. Через несколько часов после того, как комната и здание опустели, число псевдоаэроионов начинает падать. Постепенное накопление тяжелых частиц происходит в течение периода занятия комнаты, с обратным эффектом содержания легких аэроионов. Эти эффекты происходили главным образом от наличия табачного дыма или других примесей в воздухе, входящем в комнату из других частей здания, даже несмотря на то, что все окна и двери были плотно закрыты, за исключением тех моментов, когда кто-нибудь входил в комнату или выходил из нее. 2. Измерения числа частиц и легких аэроионов в ионизированной комнате производились во время посещения здания множеством людей. Так как курение табака не наблюдалось в течение 3 дней выставки, то замеченные эффекты были вызваны другими причинами. Большого накопления псевдоаэроионов не замечалось, как это бывало при курении табака. И все же занятие здания людьми вызывало увеличение числа псевдоаэроионов и уменьшение числа легких аэроионов в воздухе комнаты. 3. Измерения показывают, что около 300 млн заряженных ядер, или частиц, выделяется человеком с каждым выдохом воздуха. Это говорит о том, что большинство ядер конденсации выходит из легких электрически заряженными. Серия измерений числа легких и псевдоаэроионов обеих полярно- 280
Таблица 64. Число тяжелых и легких аэроионов в комнате до и после занятия ее людьми Наименование Номер опыта 1-й Т 2-й Число людей 10 11 " аэроионов в 1 см воздуха комнаты: до занятия ее людьми 2750/445 4070/263 после занятия ее людьми 8400/269 10170/211 Увеличение числа тяжелых аэроионов : в 1 мин на 1 чел. 1Д7-10, 1,14*10, на 1 выдох 7,8 -107 7,6 ■ 107 Примечание. Перед чертой приведены показатели для тяжелых аэроионов, а после черты — для легких. стей была осуществлена в Ленинграде Е.Э. Лесгафт в театральных залах и фойе. Измерения производились счетчиком Л.Н. Богоявленского в пустом зале до начала спектакля, во время каждого антракта и после окончания спектакля. Одновременно брались пробы воздуха для определения количества углекислоты и пыли (табл. 65). Наблюдения были произведены в четырех театрах. На рис. 84 в качестве примера приведены средние из трех наблюдений. Из рассмотрения этих кривых вытекает, что закономерности, найденные другими авторами, полностью подтверждаются. В то время как число легких аэроионов в присутствии людей уменьшается до некоторого минимума, число псевдоаэроионов возрастает. Рост числа псевдоаэроионов находится в некоторой зависимости от объема помещения, способа и скорости вентиляции и густоты населенности помещения. Отмечаются также вариации коэффициента униполярное™. Максимальное число псевдоаэроионов положительного знака приходится на конец спектакля. Это явление повторяется неизменно во всех театрах. Отношение числа псведоаэроионов к числу легких во всех случаях имеет значительную величину. С гигиенической точки зрения это является крайне отрицательным фактором, так как указывает на большую загрязненность воздуха ядрами конденсации, физиологическим или респираторным аэрозолем. Что касается измерений, произведенных в театральном фойе, то, как и следовало ожидать, здесь увеличение числа псевдоаэроионов не столь резко выражено, как в зрительных залах, равно как и преобладание псевдоаэроионов над легкими. Говоря о том, что наличие в воздухе большого числа псевдоаэроионов является неблагоприятным показателем, и указывая на загрязненность воздуха ядрами конденсации, Е.Э. Лесгафт останавливает внимание на происхождении этих ядер. Помимо частичек пыли и дыма, в воздухе обитаемых помещений взвешено большое число мельчайших частиц, выделяемых человеком при дыхании. Этим последним фактором в значительной мере обусловливается число заряженных частиц в воздухе. Увлажненный воздух, выбрасываемый человеком при дыхании, чрезвычайно богат мелкими капельками влаги. Е.Э. Лесгафт допускает, наравне с другими авторами, что именно за счет респираторного отброса в основном происходит образование псевдоаэроионов. Эту точку зрения подкрепляет и тот факт, что число твердых частиц — пылинок в воздухе, подсчитываемое счетчиком Оуэнса, ни в одном из измерений не дает больших величин, которые в какой-либо мере могли бы объяснить столь резкое увеличение числа псевдоаэроионов. Из наблюдений Е.Э. Лесгафт следует, что пыль, поднимаемая при движении людей или передвижении каких-либо предметов, может обусловить некоторое увеличение числа заряженных частиц. При рассмотрении кривых, полученных ею 281
Таблица 65. Электрический режим воздуха в театрах 2 Место наблюдений Время наблюдений Число легких аэроионов положительных отрицательных Коэффициент у ни лярности для легких аэроионов Число тяжелых частиц положительных отрицательных Коэффициент лярности для тяжелых частиц Содержение Углекислоты, % на 1 л пыли в 1 см3 Зрительный зал Академического театра драмы До начала спектакля 148 125 1-й антракт 101 ПО 2-й " - 82 После спектакля - 74 1,18 2,09 7452 6482 6077 И 579 6617 5352 6999 9542 1,13 1,21 0,87 1,21 1,14 2,26 Фойе-буфет Театра промышленной кооперации До начала спектакля Начало 1 действия Начало II Конец II Начало III " 109 83 1,31 1654 2986 3519 2600 2239 1392 2903 3132 3256 1,19 1,03 1,12 0,69 1,3 2,7 165 Зрительный зал Академического театра оперы и балета Зрительный зал Дома культуры Центральное фойе Академического театра драмы 1 До начала спектакля 1-й антракт 2-й антракт 3-й " После спектакля До начала спектакля 1-й антракт 2-й " 3-й " После спектакля До начала спектакля Начало I действия Конец I Начало II " Конец II Начало Ш " Начало 1У " Конец 1У " 172 133 103 74 59 _ - — - - 157 - - 74 - 66 - - 240 106 89 76 69 _ - — - - 120 81 - 70 - 90 — - 0,72 1,25 1,16 0,97 0,86 - — — - - 1,31 - - 1,06 - 0,73 - - 2186 2932 4242 5810 9090 1610 2120 3638 2170 2236 1870 4301 3531 3763 3114 3583 3644 2558 2750 2506 4559 7172 7512 1688 2067 2962 2400 1483 1824 3987 3222 4531 2321 3675 - 2614 0,79 1,17 0,93 0,8 1,21 0,95 1,03 1,23 0,9 1,51 1,04 1,08 1,1 0,83 1,34 0,97 - 0,98 1,26 — - - 3,71 0,71 - — - 1,53 1,37 - - — - - - 2,74 154 - - - 491 147 - — _ 276 257 - - — - - _ 341 138 307
11000 Рис. 84. Динамика аэроионного режима в зрительном зале во время спектакля (по Е.Э. Лесгафт) / и 2 — тяжелые аэроионы соответственно положительной и отрицательной полярности; 3,4 — легкие аэроионы соответственно положительной и отрицательной полярности водном из театров, отмечается повышенное число псевдоаэроионов до начала спектакля по сравнению с первым антрактом. Это явление Е.Э. Лесгафт объясняет тем, что в данном театре установка декораций и подготовка сцены во все дни ее наблюдений производилась при открытом занавесе. Это давало возможность пыли, поднимаемой на сцене, проникать в зал и влиять на показания счетчика аэроионов. Надо считать, что твердая пыль заряжена лишь частично и лишь отчасти обусловливает показания счетчика аэроионов. Остальная часть тяжелых частиц населенных помещений в основном приходится на долю ядер конденсации, выделяемых легкими. Е.Э. Лесгафт так резюмирует свои наблюдения. 1. Аэроионный режим воздуха как в театральных залах, так и в фойе подвержен определенным изменениям в связи с пребыванием в них людей и с ухудшением гигиенических свойств воздушной среды. 2. Изменения эти выражаются в непрерывном убывании числа легких аэроионов и в сильном росте числа тяжелых аэроионов. 3. Образование тяжелых аэроионов происходит главным образом за счет двух факторов: наличия в воздухе пыли и дыхания людей. 4. Отношение числа тяжелых аэроионов к числу легких является определенной характеристикой гигиенического состояния воздуха: чем чище воздух, тем это отношении будет меньше. Вопросу об электрическом режиме внутри обитаемых помещений А.А. Минх посвятил серию тщательных исследований. Он начал свои работы с изучения изменений числа легких аэроионов в обитаемых помещениях и затем перешел к изучению вариаций числа псевдоаэроионов. 283
Таблица 66. Электрический режим воздух;» в комнате для занятий Время наблюдений До занятий 1 декабря 2 " 3 " 4 " 5 Среднее время занятий Число наблюдений 15 15 12 7 4 5 43 Среднее число легких аэроионов* в 1см3 248 196 182 162 182 157 176 Коэффициент унипо- лярнос- ти легких аэ- роинов 1,03 1,08 1,14 1Д 1,2 1,02 1,11 Среднее число тяжелых частиц* в 1 см3 18 362 35 403 43 667 39 433 58 305 42 236 43 809 Коэффициент унипо- лярнос- ти тяжелых частиц Во сколько раз число тяжелых час- больше числа легких аэроионов 1 74 1,06 181 1,07 240 1 243 1,1 320 1,17 269 1,08 249 * Положительных и отрицательных. Измерения в операционных во время хирургических операций показали резкое уменьшение числа легких аэроионов обоих знаков. В летний день за 2,5 ч число легких аэроионов уменьшилось в 2 раза — с 203 до 98 ионов в 1 см .В операционной присутствовало 10 чел. В другой раз в присутствии 8 чел. за время операции длительностью 2,5 ч степень аэроионизации уменьшилась в 1,4 раза — с 352 до 246 в 1 см . В обоих случаях число легких отрицательных аэроионов уменьшилось более резко, чем число положительных, вследствие чего коэффициент униполярности возрастал в первом случае с 1,71 до 2,2 и во втором с 1,33 до 1,43. Аналогичное явление наблюдалось в зимнее время. За 3,5 ч число легких аэроионов в операционной уменьшилось с 316 до 176 в 1 см , т.е. в 1,7 раза; за 4,5 ч — с 320 до 96, т.е. в 3,2 раза. Независимо от времени года внутри помещений наблюдалось резкое уменьшение числа легких аэроионов вследствие пребывания в помещении людей. Тем же исследователем была проведена другая серия измерений числа легких аэроионов и псевдоаэроионов комнатного воздуха. Одновременно измерялась температура воздуха, влажность, скорость движения, охлаждающая способность, количество пыли, содержание углекислоты и вычислялась эффективная температура. Объектом наблюдений был принят воздух комнаты для занятий объемом 188 м одного из высших учебных заведений. В комнате занимались 20—25 студентов, на каждого из которых приходилось около 8 м воздуха. В среднем комната была занята непрерывно около 6—7,5 ч ежедневно. Занятия студентов длились по 1 ч 15 мине 15-минутным перерывом между ними. Измерения производились сперва до занятий, а затем в конце каждого отдельного занятия в присутствии студентов. Во время перерывов студенты могли выходить из комнаты, вследствие чего дверь непрерывно отворялась. Форточки открывались после окончания занятий. Воздух комнаты вентилировался суховоздушным отоплением. Наблюдения производились в течение ряда учебных дней (табл. 66). В этой таблице представлены средние числа из многих наблюдений, и поэтому они характеризуют процесс изменения электрического режима воздуха только в основных чертах, скрадывая индивидуальные особенности каждого отдельного дня. Тем не менее общие закономерности видны отчетливо. Во-первых, во время занятий число легких аэроионов в помещении уменьшилось и одновременно возросло число псевдоаэроионов. Можно было бы допустить, что увеличение числа последних идет за счет уменьшения числа легких аэроионов, так как они легко прилипают к частичкам аэрозоля и превращаются в тяжелые частицы. Такого рода предположение может быть верно лишь в отношении незначительного числа аэроионов, ибо уменьшение числа легких аэроионов не соответствует увеличению числа тяжелых. В то время как число легких аэроионов в среднем уменьшается в присутствии людей с 248 до 176, число псевдоаэроионов возра- 284
стает от 18362 до 43809. Если до занятий преобладание тяжелых частиц над легкими достигало 74 раз, то во время занятий эта величина возросла до 320. Поэтому не может быть и речи о том, что возникновение псевдоаэроионов в воздухе является следствием адсорбции легких аэроионов к ядрам конденсации. Наоборот, наблюдения ясно говорят о том, что в присутствии людей появляются новые источники, продуцирующие электрические заряды в окружающий воздух. В то же время весьма характерно и другое обстоятельство, а именно: преобладание положительных легких и тяжелых частиц над отрицательными. К сожалению, в работе А.А. Минха не приведены результаты отдельных измерений концентрации отрицательных и положительных аэроионов. Тем не менее коэффициент униполярности наглядно показывает, что в среднем положительных частиц, как легких, так и тяжелых, стало больше во время занятий приблизительно на 8—10%. До занятий число зарядов обоих знаков было почти одинаковым. Следующая серия измерений аэроионного баланса была произведена А.А. Минхом в аудиториях высшего учебного заведения (табл. 67). Просмотр отдельных наблюдений, несомненно, представляет значительный интерес. Табл. 67 и рис. 85 дают представление о динамике электрического режима и основных микроклиматических элементов в воздухе в связи с присутствием людей. Число легких аэроионов и псевдоаэроионов в первом случае падает с 280 до 99, число тяжелых частиц растет с 20660 до 63640 (наблюдение I). Резкий скачок в сторону увеличения числа тяжелых частиц наблюдался во время 1 -го занятия, после которого преобладание тяжелых частиц над легкими достигло 219 раз, после 2-го — 271, после 3-го — 354, после 4-го — 472 и после 5-го — 456 раз. Наблюдение II говорит о тех же закономерностях. До занятий число тяжелых частиц было в 16 раз больше, чем легких, после 1 -го занятия в 111, после 2-го — в 237 и после 4-го — в 289 раз. Следующие измерения дают те же высокие цифры преобладания тяжелых частиц над легкими. Проветривание помещения во всех случаях вызывало уменьшение легких аэроионов, а также и псевдоаэроионов. На рис. 85 бросаются в глаза три параллельные или почти параллельные кривые с высоким коэффициентом корреляции. Это кривые числа пылинок в единице объема воздуха, относительной влажности в % и числа псевдоаэроионов в том же объеме. Многие стороны связи между пылинками, относительной влажностью и аэроионами не выяснены до конца. А.А. Минх отмечает, что, помимо влияния на аэроионизацию обитаемых помещений микрометеорологических факторов, само присутствие в комнате людей сказывается непосредственно на числе аэроионов. В нескольких случаях упомянутый автор наблюдал резкое изменение числа легких аэроионов и заряженных частиц во время занятий при почти не изменившихся микрометеорологических условиях. Кроме того, им было проведено два контрольных наблюдения в том же помещении, ч в дни, когда занятий не было, причем в комнату кроме исследователя, никто не входил. Наблюдения производились периодически в течение 7 ч 30 мин каждое и дали результаты, резко отличающиеся от тех, которые были получены в присутствии людей, хотя некоторые весьма незначительные колебания всех показателей все же наблюдались. Возникает вопрос, может ли поднимаемая в комнате людьми пыль являться причиной возникновения псевдоаэроионов. Несомненно, что частички пыли при своем движении в воздухе с известной скоростью могут под влиянием трения одна о другую приобрести заряды. Еще наблюдения физика XVIII в. Беннета (1750—1799) показали, что пыль при наличии более или менее быстрого ее движения в воздухе является источником электрических зарядов. Исследования Рэджа подробно осветили этот вопрос. Однако далеко не ясно, могут ли результаты, полученные указанными авторами, быть перенесены на условия поведения частиц пыли в населенной комнате. Решить этот вопрос могли только специальные эксперименты, осуществленные в лаборатории аэро- ионификации (Дворца Советов) в 1938—1941 гг. в Москве. На основании своих наблюдений А.А. Минх приходит к следующим выводам: 1.В присутствии большого числа людей и при недостаточной вентиляции помещения происходят значительные изменения в аэроион- 285
Таблица 67. Электрический режим воздуха в аудиториях Время наблюдений Число легких аэроионов* Число тяжелых частиц*, Число пылинок в 1 см3 Относительная влажность, % Содержание ах, % Температура,^ До занятий После 1-го занятия После 2-го занятия " 3-го " " 4-го " " 5-го " " 30 мин проветривания До занятий После 1-го занятия После 2-го занятия " 4-го " До занятий После 1-го занятия " 2-го " 3-го " " 4-го " " 5-го »' тия " 20 мин проветривания До занятий После 1-го занятия " 2-го " " 3-го " " 1-го ч перерыва До занятий После 1-го занятия " 2-го " " 4-го " 280 227 208 161 141 151 99 318 258 237 208 294 183 185 147 234 190 157 265 177 160 157 106 294 176 136 147 1 наблюдение 20 660 49 850 56 500 57 050 66 600 68 850 63 640 38 206 225 203 330 303 190 44,5 47,2 44,7 43,7 49,8 44,3 42,8 11 наблюдение 5115 28 700 56 281 60 220 42 142 304 330 47,1 32,3 55,4 52,6 III наблюдение 13 300 16 450 17 250 61 300 32 400 48 210 36 400 53 92 98 203 83 ПО 93 39,3 47,8 47,5 66 64,5 68,3 40,7 1У наблюдение 23 310 36 260 52 160 40 770 36 840 41 170 141 338 ПО 54,9 55,4 59,7 50,5 46,6 У наблюдение 26 600 27 800 46 900 50 000 46 65 99 125 37,7 37,4 44 45,4 0,8 1,8 1,7 1,7 2,1 1,9 0,96 0,9 1,9 3,2 2,9 0,8 1,4 2,1 2,6 1,4 1,6 0,96 0,9 2,4 2,9 2,8 0,9 0,7 1,2 1,3 1,6 13,6 16,2 20 18 18 18 8,4 16,2 22,6 20,4 21 14,8 15,8 18,6 19 18,2 18,4 12,6 19,2 20,2 21 21,8 15,8 16,2 18,6 17,4 18,2 * Положительных и отрицательных. 286
5' 3' ч 1' I ./rtA г ^ A ° / V ' V A^ >> Г ^°-^_ r^^-c —I—1—1—1 * X 1- oc X < и »-t АНЯ п О L. Ш С 8 * О и (М А Я Г» L. СО А Л ВИН < оэ у *• С оэ 82 5* 1 & з<>- о о „-о ОС X < п о ^ х>— -о— -о—- -о-- - .0 я—°—</ \ со м О О О О О О 15 5» *2 I s X * < п о о о ОС X < п (-, VJ \J KJ a. h h h i- N Я Ш 5 r / V ^--d ^ Я \ s II oP «3 fl 4 О О f N (Ч Ш о II х< Soo с; оо °9 8с Рис. 85. Динамика электрического режима в аудиториях (по А.А. Минху) ' ~- число легких аэроионов; 2 — число тяжелых частиц; 3 — число пылинок; 4 — относительная влажность, %; 5 — количество углекислоты 287
ном режиме комнатного воздуха, которые в основном выражаются в уменьшении числа легких аэроионов, в увеличении числа тяжелых аэроионов и в повышении величины преобладания последних над легкими аэроионами. 2. Эти изменения с течение времени делаются все более и более значительными, но особенно резкое изменение первоначального состояния аэроионного режима наблюдается в первый час пребывания в помещении людей. 3. Изменения аэроионного режима протекают параллельно с изменением метеорологических условий, и между этими факторами наблюдаются определенные взаимоотношения: число легких аэроионов обычно находится в обратной зависимости от влажности и содержания углекислоты; число тяжелых аэроионов, наоборот, находится в прямом отношении с этими факторами. 4. Наибольшим изменениям аэроионного режима соответствуют в гигиеническом отношении наихудшие микрометеорологические условия. 5. Наиболее постоянным и чувствительным индикатором соотношений между происходящими изменениями в аэроионном режиме комнатного воздуха, с одной стороны, и его гигиеническим состоянием — с другой, является изменение величины преобладания тяжелых аэроионов над легкими. 6. Кроме метеорологических условий, причинами изменения аэроионного режима комнатного воздуха в присутствии людей являются поглощение легких аэроионов в процессе дыхания, их потеря в результате контакта с телом, адсорбция одеждой и т.д. Изменение числа легких аэроионов и псевдоаэроионов обеих полярностей в обитаемых помещениях было полностью подтверждено измерениями, проведенными автором этой книги. Обращаясь к нашим измерениям, легко увидеть, что влияние числа людей на число легких аэроионов обеих полярностей совершенно несомненно. Первые измерения были произведены в марте 1934 г. в небольшой студии во время спектакля в четырех действиях на уровне партера. Измерялось число легких аэроионов обоих знаков. На рис. 86, заимствованном из нашей монографии 1938 г., отчетливо видна динамики числа аэроионов: наблюдается почти полное падение числа легких аэроионов в зрительном зале во время спектакля, небольшие подъемы кривых во время трех антрактов и возвращение к норме через 75— 80 мин после окончания спектакля. Наблюдение 1 (рис. 87) в комнате объемом 65,5 м с плохой вентиляцией. Присутствовало 8 чел., курение было запрещено. Двери и форточки закрыты. Температура воздуха во время опыта поднималась с 17 до 20°С. Относительная влажность возрастала с 45 до 54%. До выхода людей в комнате было 247 положительных и 205 отрицательных легких аэроионов в 1 см воздуха. После 1 ч пребывания людей число положительных аэроионов снизилось до 172, а отрицательных до 111; после 2 ч — соответственно 127 и 45 аэроионов; после 3 ч — 75 и 22 аэроиона; после 4 ч — 45 и 17; после 5 ч — 30 и 18; после 6 ч — 29 и 17; через 7 ч — также 27 и 17. 288
<i5D Z350 250 150 50 \ 11 mV2 ~~ ~ ■ A л z?Sv /~~m / * 1 7 ' L ~1 /1 11 II 11 11 11 1 1 1 1 1 1 19 20 21 22 время, ч 23 2<t 25 Рис. 86. Динамика концентрации легких положительных / и отрицательных 2 аэроионов в зрительном зале студии Рис. 87. Динамика концентрации легких положительных / и отрицательных 2 аэроионов в помещении в присутствии 8 чел. Наблюдение П в той же комнате (рис. 88). Присутствуют 16 чел. Зафиксировано резкое падение числа как положительных, так и отрицательных аэроионов. От первоначальных 237 и 216 а.^роионов в 1 см через 1 ч остается 102 и 33. Ко 2-му часу число аэроионов падает до пр> дельно низкого значения. Наблюдение III за динамикой числа легких аэроионов (рис. 89). Изменения происходят сразу же после выхода из комнаты 12 чел., находившихся в ней в течение 2 ч при прежних условиях. Число аэроионов начинает возрастать и к 3—4-му часу почти достигает исходных значений. Наблюдение IV, проведенное в том же помещении и при тех же условиях (рис. 90). Присутствуют 12 чел. Число тяжелых частиц обеих полярностей быстро возрастает от нескольких тысяч до начала опыта к 75000 по истечении 5 ч (кривые / и 2). Присутствовало 8 чел. Скорость возрастания числа тяжелых частиц несколько меньше. К 6-му часу число частиц того и другого знака около 60000 в 1 см (кривые 3 и 4). Наблюдение V за динамикой числа легких аэроионов и псевдоаэроионов обеих полярностей в помещении объемом 47,5 м в присутствии 3—5 чел. с 22 ч вечера до 9 ч Утра (рис. 91). Перед началом наблюдений помещение проветривалось в течение 2 ч. Курение было запрещено. Измерения легких и тяжелых частиц производились каждый час по очереди. '9-792 289
300* 225 150 \ 15 \ ^ 2\ *' \ 5 <t 5 ВРЕМЯ. 4 a 300 о 225 p n 150 < s 75 £ 0 1 / / -*■ 2 *-•' ^^ =^= =^= 2 3 5 6 Рис. 88. Динамика концентрации легких положительных 1 и отрицательных 2 аэроионов в обитаемом помещении в присутствии 16 чел. Рис. 89. Динамика концентрации легких положительных / и отрицательных 2 аэроионов в помещении после выхода из него 12 чел. - 75000 ш |60000 £45000 < з30000 * /5000 о I о /V // /yJ '2-> / '' J Ч / ' - —■ 2 3 4 ВРЕМЯ Ч 5 6 Рис. 90. Динамика концентрации положительных I, 3 и отрицательных 2, 4 псевдоаэроинов при различном числе присутствующих людей 300 Z 250 200 5 '50 Я 100 О 1 2 > * ! . \ \ ' \ 3N 4 1ЕГКИ ^ Е АЭ1 iw ^ ->. ГЯЖЕ оиок ^ У ■■ ы у S * -■^Г _ _ 1ЫЕ АЭРОИОНЫ 1 Г ,—- ® © <э © 15000 '0000 5000 21 22 23 2k I 2 5 4 5 6 7 в Я ВРЕМЯ, Ч Рис. 91. Динамика концентрации положительных 1,3 к отрицательных 2, 4 аэроионов и псевдоаэроионов 290
Не ограничиваясь наблюдениями, произведенными Л.Н. Богоявленским, нами были проверены данные, полученные Г.Р. Уэтом и О.В. Торресоном, о количестве выбрасываемых дыханием человека тяжелых частиц положительной и отрицательной полярности и накапливающихся в воздухе обитаемого помещения. Экспериментальная проверка показала, что после освобождения помещения от людей число псевдоаэроионов постепенно убывает. Их убывание происходит и во время присутствия в помещении людей, однако скорость убывания меньше, чем скорость увеличения их числа. Тяжелые частицы обладают настолько малыми подвижностями, лежащими в пределах от 0,01 до 0,0005 см /(В-с), что вероятность их рекомбинации невелика. Поэтому в воздухе закрытого помещения в присутствии людей с течением времени накапливается все больше и больше псевдоаэроионов. Измерения числа тяжелых частиц в закрытых населенных помещениях, производимые в течение нескольких часов, говорят именно о кумуляции их, число частиц неизменно возрастает, достигая к концу наблюдений (через 8—10 ч) максимальных значений. Рост кривой во все время опыта показывает, что процессы электризации превышают процессы рекомбинации. Процесс накопления псевдоаэроионов в закрытом населенном помещении связан также с их концентрацией в единице объема, т.е. с расстоянием между частицами разных полярностей. По мере значительного увеличения концентрации частицы сближаются одна с другой, и тем самым возрастает частота воссоединения частиц разных знаков и, следовательно, их нейтрализация. При некоторых значениях концентрации частиц процесс их накопления будет уравновешен процессом рекомбинации. Кривая динамики числа псевдоаэроионов по мере возрастания этого равновесия постепенно перейдет в асимптоту. На некоторых из проводимых здесь кривых обнаруживается тенденция такого рода (см. рис. 89—91). Принято считать на основании ряда наблюдений и соответствующих расчетов, что продолжительность существования "тяжелого аэроиона" в среднем равна 1 ч. Это значение, конечно, весьма условно и должно быть принято как осредненное и весьма приближенное. Наблюдения не подтверждают его. Для подсчета числа псевдоаэроионов, приходящихся на одно дыхание, можно условно принять, что в этом подсчете будут участвовать тяжелые частицы, накопившиеся в помещении за последний час пребывания людей. Вычисление числа псевдоаэроионов, продуцируемых одним выдохом, можно производить по следующей формуле: 960Я trcN+hN _ — число частиц соответственно положительного и отрицательного знака в 1 см3 воздуха; q — объем помещения в 1 см3; 960 — число выдохов одного Человека за 1 ч; Я — число людей, присутствующих в помещении. 291
Если же принять, что средняя продолжительность существования частиц превышает 1 ч, тогда в знаменатель формулы можно ввести — число часов пребывания людей в данном помещении. В табл. 68 в качестве примера приведены результаты двух наших опытов из 17. Из этих измерений следует, что в одном выдохе человека содержатся десятки и сотни миллионов псевдоаэроионов. Вариации в их числе, приходящиеся на один выдох, могут зависеть, при данном методе измерений, как от числа присутствующих, так и от объема помещения. Среднее число из всех 17 многочасовых опытов оказалось равным 1,63-10 аэроионов обоих знаков в одном выдохе. В большинстве случаев мы констатировали преобладание числа положительных частиц над числом отрицательных. В помещении, занятом людьми и недостаточно проветриваемом, наблюдается со временем кумуляция частиц, что заставляет при расчетах их числа, приходящихся на один выдох, принимать во внимание и фактор времени. Из наблюдений следует, что продолжительность жизни псевдо- аэроиона значительно превышает 1 ч. Рассматривая число тяжелых аэроионов, образовавшихся в воздухе того или иного помещения в присутствии людей (см. табл. 65—67), Таблица 68. Число псевдоаэроионов в одном выдохе человека (средние из двух измерений) Часы измерений от начала опыта 1 2 3 4 5 6 1 3 5 7 9 11 Число псевдоаэроионов в 1 см3 отрицательной полярности 20 100 28 600 42 200 61900 70 500 71 800 720 3370 4800 7180 7760 8610 воздуха положительной полярности Объем поме 27 100 40 700 57 300 67 800 73 800 74 400 Объем помещ 1050 4450 6630 9120 11 000 12 930 Сумма псевдоаэроионов обеих поляр- ностей в 1 см воздуха щения 65 м3 * 47 200 69 300 99 500 12 9700 14 4300 14 6200 ения 47,5 см3 ** 1770 7820 11430 16300 18 760 20 640 Число псевдоаэроионов обеих полярностей х-108 в одном выдохе человека 2,6 3,9 5,6 7,7 8,2 8,2 0,4 2 2,5 4 4,6 5,1 с учетом числа часов пребывания людей в комнате 2,6 1,95 1,87 1,92 1,64 1,64 0,4 0,66 0,57 0,57 0,51 0,5 ♦Присутствуют 12 чел. Люди вошли в помещение за 20 мин до начала опыта. ** Присутствуют 2 чел. 292
легко получить тот же порядок значений тяжелых аэроионов в одном выдохе человека, который был получен Г.Р. Уэтом и О.В. Торресоном, а также и нашими исследованиями. При измерении числа тяжелых аэроионов в театральном зале Е.Э. Лесгафт после спектакля обнаружила в 1 см около 7000 частиц обеих полярностей, происхождение которых могло быть отнесено за счет дыхания. Принимая объел! зала приближенно равным 20-10 см , число присутствующих 2 тыс. человек и 10 дыханий человека в 1 ч, получим для одного выдоха порядка 10 тяжелых частиц. А.А. Минх приводит следующий пример: объем помещения 188 м , присутствуют 25 чел., среднее число "тяжелых аэроионов" обеих полярностей равно 43*10 .В результате расчета получаем 3,23-10 псевдоаэроионов в одном выдохе человека. Таких примеров, взятых у различных исследователей, можно было бы привести немало. В связи с полученными данными возникает важнейшая гигиеническая проблема: ликвидация во вдыхаемом воздухе электрического респираторного отброса организма — физиологического аэрозоля высокой концентрации и определенной вредности для здоровья. V.3. ПОТЕРИ АЭРОИОНОВ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА В ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВОЗДУХОВОДАХ Многочисленные измерения числа легких аэроионов внутри помещений, произведенные с конца XIX в. сотнями физиков и врачей во всех странах мира, показали значительное уменьшение аэроионов внутри даже необитаемых помещений по сравнению с внешним наружным воздухом. Уже давно стало ясно, что должны быть разработаны такие методы вентиляции, которые доносили бы до обитаемого помещения необходимое для жизнедеятельности организма число аэроионов. Прохождение наружного воздуха по длинным вентиляционным трубам лишает его легких аэроионов, т.е. дезионизирует внешний воздух, делает его биологически мертвым. В связи с этим следует вспомнить величайшее недоумение ученых конца прошлого века, когда статистические данные показали губительное действие на человека воздуха, подаваемого в жилые помещения с помощью искусственной вентиляции. Как известно, во второй половине XIX в. начали широко применять искусственную вентиляцию. В связи с этим были сделаны весьма тщательные исследования. И что же оказалось? В некоторых случаях искусственная вентиляция оказалась вредной для человека. Еще в 60-х годах XIX в. Академия медицины и Хирургическое общество в Париже на основании наблюдений пришли к заключению, что применение искусственной вентиляции в больницах Франции не только не содействовало успеху лечения, но даже увеличило число случаев неблагоприятного исхода болезней и процент смертности. Проф. Госселэн в своем рапорте в Парижскую Академию медицины советует отказаться от искусственной вентиляции и вместо нее устраивать большие камины и окна. Такое же мнение высказали известные профессора-гигиенисты Мальжен, Девержи, Ляррей, Брока, Жиральд, Герен, Верней, Треля, Леви, причем последний выражал сомнение в нормальных качествах воздуха, прошедшего через темные нагревательные каналы. В 293
Таблица 69. Потери аэроионов отрицательной полярности в трубах (сечение 30x25 см) при >р — 46 % и t — 17°С Номера точки измерений Расстояние от источника аэроионов,см Число аэроионов, %, в трубе металлической деревянной 1 2 3 4 5 6 7 46 266 501 736 931 1206 1341 100 2,7 2,1 1,6 1,01 0,75 0,45 100 14,8 6,9 4,65 3,21 2,6 1,3 этом же смысле высказались Галлярд и, наконец, на Гигиеническом конгрессе в 1878 г. профессора Фовель и Валлиен. Проф. Бурхардт, указывая на статистические цифры смертности в разных французских госпиталях, говорил, что дорогостоящая искусственная вентиляция дает в высшей степени печальные результаты. Вот некоторые красноречивые цифры смертности во французских госпиталях (средние выводы за 10-летний период, с 1860 по 1869 г.). В госпиталях с применением вентиляции: а) искусственной (централизованной) — в среднем 100 умерших на 942,6 больных; б) естественной через окна и камины — в среднем 100 умерших на 1244 больных. В приведенных выше госпиталях находилось примерно одинаковое число больных со сходными болезнями. Таким образом, если принять в соображение дороговизну устройства и содержания искусственной вентиляции, то оказывается французское правительство бесполезно потратило громадные суммы. Русский инженер И.Д. Флавицкий в труде "Результаты исследования причин вредного влияния воздуха в зданиях в зависимости от способов отопления и искусственной вентиляции" (СПБ, 1884), писал следующее: "У нас давно уже слышатся смутные жалобы на неблагоприятное влияние воздуха искусственной вентиляции как в больницах, так и в других зданиях; указывали в этом отношении на разные больницы, где искусственная вентиляция устроена по правилам современной науки и где больничный воздух является причиной заражения больных с простыми формами заболевания тяжелыми инфекционными болезнями; замечалась значительная смертность, из которой более 50% приходилось на чахотку, от которой нередко умирали больные без явных ее признаков, например с простой пневмонией. Между тем указывают на некоторые больницы, где нет искусственной вентиляции и где простые камины с открываемыми ежедневно оконными форточками, содействуя поддержанию свежести внутреннего воздуха, благоприятствуют лучшим санитарным условиям. Здесь течение болезней замечается вообще более правильным и процент смертности ниже". В том же труде, на с. 21, читаем следующее: "В результате вышло то, что наше правительство и общество, введенные в заблуждение, потратили миллионы, в сущности, на создание в своих учреждениях новых противогигиенических условий". Наконец, на с. 23: "Искусственная вентиляция часто не освежает внутренний воздух, а только его дезодорирует". Выдержки из труда И.Д. Флавицкого показывают, что уже в то время была понята вредность искусственной вентиляции. Однако до сих пор, как это ни странно, данный факт не привлек должного внимания большинства специалистов по вентиляции и гигиенистов. Многие специалисты в области санитарной техники до сего времени не знают, что металлическиелопасти вентиляторов, длинные воздуховоды, часто также выполненные из металла, адсорбируют все аэроионы отрицательной полярности и вносят в наши жилища инактивированный воздух. Рядом -экспериментальных работ автора были выявлены сроки существования аэроионов при прохождении их по трубам разных габаритов (длина, площадь сечения) 294
рис. 92. Уменьшение концентрации сверх- ^ тяжелых /, тяжелых 2 и легких 3 аэроионов ^ отрицательной полярности в зависимости ю от расстояния от аэроионогенератора § о 2 Г) < о с; и у РАССТОЯНИЕ ОТ АЭРОИОНОГЕНЕРАТОРА и из разного материала. Так,^апример, в одной серии объектов легкие отрицательные аэроионы в концентрации 10 в 1 см направлялись в помещение по металлической или деревянной трубе. Величина потерь аэроионов при прохождении воздуха по этим трубам оказалась очень значительной. До конца 14-метровой металлической трубы при определенной скорости движения воздуха доходит только 0,45% числа легких аэроионов, поступивших в трубу. При замене металлической трубы деревянной до ее конца дошло 1,3% первоначального числа аэроионов. Эти данные говорят о больших потерях в числе легких аэроионов при прохождении их в потоке воздуха вдоль металлической и деревянной трубы, сечение которых было одинаково — 30x25 см (табл. 69). Материалы, из которых сделаны трубы, как видим, имеют известное значение. Не менее важное значение имеет и длина воздуховода. Расчеты показывают, что труба длиной 24—25 м поглощает все легкие аэроионы атмосферы. Для дальнейших исследований были сделаны фанерные воздуховоды большого поперечного сечения. Увеличение диаметра трубы до 40 см позволяет обнаружить легкие аэроионы в самом конце 30-метровой деревянной трубы, но число их крайне невелико и лежит в пределах 1—2%. Потери сверхтяжелых и тяжелых частиц примерно в тех же условиях составили всего 10—15% (рис. 92). Каналы большего сечения способствуют еще большей сохранности аэроионов при их движении. Хотя приведенные величины потерь отрицательных аэроионов весьма велики, тем не менее абсолютное число аэроионов в конце своего пути держится еще на достаточно высоком уровне. Так, например, при генерировании аэроионов числом 10 в 1 см в конце трубы мы будем иметь 10 в 1 см , при числе аэроионов в начале трубы, равном 10 , в том же объеме до конца ее может дойти 10 в 1 см . Все эти числа относятся к воздуху, движущемуся внутри трубы, где они и были измерены. Как объяснить столь большие потери аэроионов в воздухе, движущемся по трубам? Помимо явления рекомбинации, возможным объяснением являются свойства твердых и жидких тел адсорбировать аэроионы своими поверхностями. Явление адсорбции протекает в пограничных слоях между воздухом и твердой или жидкой поверхностью. Аэроионы, соприкасаясь с внутренней поверхностью труб, отдают ей свои заряды и превращаются в нейтральные молекулы. Хотя явления адсорбции наблюдаются в чрезвычайно ограниченном слое воздуха, прилегающем к поверхности труб, тем не менее происходят большие потери аэроионов, что может быть объяснено вихревыми движениями воздуха вдоль трубы. Потоки воздуха с турбулентным и ламинарным режимом движения внутри трубы будут давать различные потери. Поэтому необходимо несколько более подробно изучить этот вопрос и установить скорость движения воздуха по трубам в связи с критерием Рейнольдса. Так как указанные трубы были снабжены семью отверстиями, из которых воздух поступал в помещение, то оказывается, что число аэроионов в помещении по мере Удаления от первого отверстия, ближайшего к источнику аэроионов, не убывает до 1 % первоначального количества, а уменьшается в несколько раз благодаря быстрой диффузии аэроионов в воздух помещения. Это следует из промеров числа аэроионов, произведенных вдоль и поперек помещения при использовании как металлической, так и Деревянной трубы. Число аэроионов при измерении их на уровне роста человека было равно около 300000. На расстоянии 2 м, на том же уровне, это число упало до 70000. К концу помещения, еще через 12 м, оно снизилось до 35000 аэроионов в 1 см . Данные te 295
измерения были сделаны при использовании металлической трубы. При замене этой трубы деревянной число аэроионов в помещении изменилось лишь отчасти. Указанные наблюдения дали основание поставить вопрос о необходимости централизованной выработки гидрокислородных аэроионов (с помощью высоковольтной установки) при условии кондиционирования воздуха или централизованной вентиляции. V.4. ВВЕДЕНИЕ АЭРОИОНОВ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ПОЛЯРНОСТИ В СОСТАВ ЭЛЕМЕНТОВ КОНДИЦИОНИРОВАННОГО ВОЗДУХА Строительство зданий и сооружений в соответствии с последними достижениями науки и техники, выработка наилучших условий труда и быта человека ставят перед наукой ряд задач, среди которых немалую роль играет задача повышения требований к санитарно-гигиеническому состоянию воздуха. Если принять во внимание то значительное число часов, в течение которых человек пребывает в закрытом помещении (до 90—95% своей жизни), причем эти условия зачастую усугубляются формой и тяжестью труда, то станет вполне понятным желание создать такие условия труда и быта, при которых кратковременное пребывание на воздухе было бы достаточным. Факторами внешней среды рабочего или жилого помещения, к которым приходится приспособляться человеческому организму и которые способны влиять на его самочувствие, в основном являются температура воздуха, его влажность и скорость движения. Дурное самочувствие, испытываемое человеком в воздухе, испорченном газообразными отбросами продуктов производства, присутствием других людей, в воздухе сыром, очень холодном или, наоборот, перегретом, понижает работоспособность человека и вызывает желание подышать свежим воздухом, чтобы вновь обрести нормальное самочувствие. Даже лучшие системы вентиляционных установок не всегда могут избавить воздух помещения от присутствия пыли, бактерий, вредных газов и запахов, хотя вентиляционная техника очень сильно развивалась. Первоначальный импульс новому направлению в этой области дала промышленность, в которой в силу производственно-технических причин уже давно делались попытки добиться улучшения параметров качества воздуха. Однако, после того как стало очевидным, какие большие возможности представляются в этой области, развитие вентиляционной техники пошло также и по пути разрешения вопроса об улучшении параметров качества воздуха в непромышленных помещениях. Ряд факторов влияет на состояние воздуха и оказывает действие на организм человека. Кроме выполнения естественных требований в деле очистки воздуха от вредных примесей, необходимо иметь возможность постоянного контроля над температурой, влажностью и скоростью движения воздуха. На основании многочисленных физиологи- 296
ческих опытов установили "зону комфорта", т.е. известные границы, в которых должны находиться температура и влажность воздуха, чтобы быть приятными и полезными человеку. Конечно, границы температуры в известной степени зависят от состояния наружного воздуха. Потому и зона комфорта несколько различна зимой и летом. То, что температура имеет громадное значение для самочувствия, состояния здоровья и работоспособности человека, было установить довольно легко. Общеизвестно, что повышение температуры влияет на многие функции человеческого тела. Даже умеренное повышение температуры (с 19 до 27,5°С) уменьшает производительность труда рабочих приблизительно на 40%. По статистическим данным, повышение температуры приблизительно такого же порядка значительно увеличивает число несчастных случаев. Слишком низкая температура также вредна для здоровья. Она увеличивает уровень опасности на производстве. Важную роль в состоянии здоровья и самочувствия человека играет влажность воздуха. Известно, что как слишком низкая, так и слишком высокая влажность вредна. При недостаточной влажности высыхает слизистая оболочка дыхательных органов, следствием чего является повышенная восприимчивость ко всякого рода инфекциям, в значительной степени увеличивается образование пыли в окружающей среде, что в свою очередь вызывает раздражение дыхательных органов. Сильная влажность затрудняет нормальное испарение кожи. Она благоприятствует развитию бактерий и плесени. Признано, что в помещениях, в которых преследуется цель обеспечить хорошее самочувствие человеку, относительная влажность должна быть от 40 до 60%, причем первая цифра относится к зимнему времени. Эти пределы влажности также благоприятны для сохранения деревянных предметов (например, мебели и пр.), которые портятся как при слишком большой, так и при слишком малой степени влажности. Во многих областях промышленности производственный процесс предъявляет строгие требования к тому, чтобы относительная влажность воздуха имела известные, точно определенные значения. Зимой обычным свойством воздуха является недостаточная его влажность. Часто относительная влажность зимнего воздуха составляет от 15 до 30%. Вместе с нагреванием холодного воздуха можно его и увлажнять. В настоящее время разработаны специальные установки, позволяющие одновременно изменять температуру воздуха, фильтровать его, увлажнять или осушать, т.е. кондиционировать воздух. Эти установки позволяют насыщать помещения воздухом желаемой чистоты, температуры и влажности. Кондиционирование воздуха, получившее начало еще в 1901 г., не просто совокупность вентиляции, нагревания или охлаждения, увлажнения или осушения и фильтрования воздуха. Система кондиционирования включает в себя все эти способы плюс их научное координирование. На этом основании конструируются кондиционеры, дающие возможность в любом производственном, жилом или 297
общественном помещении создать атмосферные условия, необходимые для благоприятного воздействия на здоровье и производительность труда человека. Централизованные установки для кондиционирования воздуха устраиваются по следующей схеме. В отдельном помещении устанавливается один или несколько приточных вентиляторов, перемещающих наружный воздух и пропускающих его через фильтры для очистки от пыли, затем через калорифер для нагрева его зимой или через охладитель для охлаждения летом (часто один и тот же агрегат служит зимой нагревателем, а летом охладителем) и, наконец, через увлажнительную камеру или осушители. Температура и влажность воздуха чрезвычайно точно регулируются автоматически действующими аппаратами, установленными в центральной камере и соединенными с контрольно-регулирующими приборами в обслуживаемых помещениях. В центральных камерах воздух нагревается либо медными и алюминиевыми пластинчатыми калориферами, либо чугунными литыми калориферами с сильно развитой поверхностью, либо, наконец, трубчатыми стальными калориферами с рядом вертикальных трубок. Теплоносителем служит главным образом пар низкого или повышенного давления, иногда — горячая вода. Охлаждается воздух обычно теми же устройствами с той только разницей, что вместо пара в трубки пропускается охлажденная вода. Охлаждение же самой воды достигается с помощью центральной холодильной установки, работающей на аммиаке или фреоне. Увлажнение достигается разбрызгиванием на пути воздуха воды из водяных форсунок. Воздух фильтруется с помощью фильтров, состоящих либо из нескольких слоев пористой тонкой хлопчатой бумаги, либо из сетчатых коробок, заполненных смоченными в масле стружками, стеклянными иглами и пр. Воздух, пропущенный через все эти устройства, увлажненный до желаемой степени и нагретый или охлажденный до необходимой температуры, поступает по трубопроводам в жилое, общественное или рабочее помещение. Тут и возникает вопрос: какие перемены произошли в электрическом состоянии наружного воздуха, прошедшего через сложную обработку кондиционирования? Можно утверждать, что все естественные аэроионы наружного воздуха при фильтрации и других процедурах были уничтожены, а следовательно, кондиционированный воздух утратил свои естественные электрические свойства и они должны быть ему возвращены искусственно. В такой форме этот вопрос был поставлен автором этой книги и получил также отражение в исследованиях Яглу. Однако при разработке этого вопроса возникли новые задачи физического характера, которые изучались под руководством автора в ЦНИЛИ. Проблема применения искусственных аэроионов к кондиционированному воздуху тесно связана с влиянием влажности воздуха на число и подвижность аэроионов. Поэтому первая задача заключалась 298
рис. 93. Зависимость плотности аэроиопного Р 2,66 10^ потока Я от относительной влажности V при но- /70 стоянной температуре t - 28,2"С и разных на- jqq пряжениях } — при U- 26,1 кВ; 2 — при I/- 33,5 кВ; 3 — уи Лри£/-40,ЗкВ;4 — при I/-48,5 кВ 80 10 60 50 40 30 <+0 50 60 70 80 %% в выяснении соотношений между различными степенями влажности воздуха и числом и подвижностью аэроионов при искусственной аэроионизации. Как известно, в атмосферном воздухе при естественных условиях существуют аэроионы с самой различной подвижностью, начиная с легких и кончая тяжелыми. В естественных условиях атмосферы тяжелые частицы возникают путем осаждения легких аэроионов на твердых частицах пыли, дыма или на взвешенных в воздухе капельках воды, а также путем балло- и трибоэлектрического эффекта. При изменении физических условий атмосферного воздуха (давление, температура и особенно влажность), влияющих на число и подвижность аэроионов, изменяется также и полярная проводимость газа. Увеличение влажности воздуха уменьшает его проводимость. В этом случае из общего числа зарядов, находящихся в воздухе, большой процент падает на долю тяжелых частиц, образовавшихся налипанием легких аэроионов на микроскопические капельки воды с крайне малой подвижностью, слабо участвующих в переносе заряда. В указанном исследовании искусственная униполярная аэроионизация возбуждалась с помощью электрического эффлювия и измерялась методом экрана. Опыты производились в специальной стеклянной камере объемом 500 л. Электроэффлювиальная люстра помещалась сверху, приемный экран — внизу. Воздух в камере увлажнялся с помощью особого приспособления. Психометр, полностью помещенный внутри камеры, был расположен так, что завод пружины мог быть произведен снаружи, так же как и увлажнение батиста (с помощью длинной стеклянной трубки, вводимой снизу камеры). Температура в камере могла быть повышена до 45°С четырьмя лампами накаливания. Так как избежать поверхностной проводимости по внутренним стенкам камеры было нельзя, то основание камеры было сделано из листа железа, отведенного к земле. Таким образом, влияние поверхностной проводимости на показания приборов было полностью устранено. На рис. 93 представлена зависимость силы тока экрана от относительной влажности воздуха при постоянной температуре и при различных потенциалах на электроэффлювиальной люстре. Характер кривых не подчеркивает в изученных пределах особого влияния потенциала на их ход, и потому при остальных измерениях мы остановились на одном значении потенциала — 40,3 кВ. Семейства кривых (рис. 94) позволяют найти зависимость силы тока от напряжения при Данной температуре и для данной относительной влажности. 299
Рис. 94. Зависимость плотности аэроионного потока Р отрицательной полярности от напряжения на остриях электроэффлювиальной люстры при постоянной относительной влажности ур — 60% и разных температурах / — при t- 18,3°С; 2 — при f-28,2°C; 3 — приГ-36,5"С; Р 2,66 Л CUB Р 2,66-Ю А 100 SO 80 70 60 50 30 •""S- v^ ,& r/?Qi V<? Уу <4Г /^ .<£ y/ 25 JO 35 W 45 V.kB 30 HO 50 SO 70 80 30 V Рис. 95. Зависимость плотности аэроионного потока Р с электроэффлювиальной люстры от напряжения при различных температурах t и различной относительной влажности / — npHf-18,3°C,tg =0,128; II — при / = 23,2°C,tg =■ 0,131; /// — при f-28.2"C,tg =0,25;/К— при*-30.8°С, lg -0,17; V— nPHf-36,5°C,tg -0,25; VI — npHf = 37,2°C;tg =0,528 Отсюда видно, что заметного влияния температуры в пределах 18—36°С при постоянной относительной влажности на характер зависимости силы тока — напряжение не наблюдается. Некоторая нелинейность кривых на рис. 94 наводит на мысль, что повышение напряжения вызывает неодинаковый рост числа аэроионов в группах с различной подвижностью. На рис. 95 представлена зависимость величины силы тока экрана при постоянном напряжении 40,3 кВ от различных температур и относительной влажности воздуха. Кривые показывают, что увеличение относительной влажности, например до 76%, во всех случаях линейно понижает величину силы тока экрана. При относительной влажности более 76% наблюдается изгиб кривой и более быстрое уменьшение зоо
силы тока. Указанное обстоятельство в условиях естественной аэроионизации, давно отмеченное рядом исследователей (Линсс, Гоккель), может быть объяснено увеличением относительного содержания в воздухе тяжелых аэроионов, образующихся адсорбированием легких аэроионов на капельках влаги. Образование ядер конденсации сильно возрастает, начиная с величины относительной влажности, равной 76%. Сравнение кривых, взятых для различных температур по угловому коэффициенту линейной части, дает возрастание tg при увеличении температуры. Кривые, взятые для крайних температур исследованного интервала 18,3—37,2°С, определенно указывают на это обстоятельство. Полученные данные приведены ниже. Относительная влажность воздуха *р, % 40 60 85 Сила тока экрана I, А, при t,°C: 18,3 74 71 65 37,2 87 76 58 Отсюда видно, что при малой относительной влажности (40— 60%) сила тока экрана при 37,2°С превышает значения при 18,3°С. Наоборот, при относительной влажности 85%, когда число ядер, адсорбирующих легкие аэроионы, возрастает (особенно при температуре 37,2°С, когда абсолютная влажность в 3 раза превышает свое значение при 18,3°С), наблюдается уменьшение силы тока экрана. Это соответствует увеличению относительного содержания тяжелых аэроионов, несмотря на более высокую температуру. В другом исследовании был изучен тот же вопрос, но с той разницей, что измерялась не плотность аэроионного потока (т.е. число ионов, падающих на 1 см /с), а число аэроионов в единице объема воздуха (1 см /с). Все измерения при излучении влияния влажности воздуха на концентрацию и подвижность аэроионов производились в специальной небольшой камере. Генератором аэроионов служила установка, представляющая собой круглую электроэффлювиаль- ную люстру. Последняя была подвешена на изоляторах внутри горизонтального металлического цилиндра. Сзади люстры находился электрический вентилятор, который подавал образующиеся аэроионы внутрь камеры. Для ее защиты от действия электрического поля люстра была ограждена впереди редкой заземленной сеткой. Счет числа и подвижности аэроионов производился счетчиком Эберта. Промеры аэроионизации делались по методу Махе. Этот способ дает возможность одновременно определить и концентрацию легких аэроионов, так как первое из двух измерений по этому методу (с заземленным добавочным конденсатором) представляет собой обычный счет числа легких аэроионов. Измерения аэроионизационных констант были произведены предварительно в сухом лабораторном воздухе, а затем при повышенной относительной влажности — в камере. Всего было сделано по нескольку измерений искусственной аэроионизации, отдельно для аэроионов каждого знака. В результате измерений были получены определенные данные, не оставляющие сомнений в бесспорности факта влияния величины важности воздуха на степень искусственной аэроионизации. Дополнительно поставленные контрольные опыты по счету легких аэроионов способом Эберта показали, что если при естественной ионизации утверждение Гесса о равноценности методик Эберта и Махе является вполне верным, то в условиях сильной искусственной аэроионизации Эти методики дают уже некоторое расхождение. Результаты измерений плотности аэро- 301
Таблица 70. Измерения концентрации легких аэроионов (среднее из нескольких измерений) Полярность аэроионов Положительные Отрицательные Положительные Отрицательные Число легких аэроионов в 1 см3 в воздухе сухого (<^=56%) влажного По методу Махе 3,1 1,6 2,6 1,5 По методу Эберта 2,7 0,9 2,2 1,1 •101 (<Р= 71%) Уменьшение числа аэроионов, % 48,4 42,3 66,7 50 ионов в сухом и влажном воздухе полученные двумя указанными способами, приведены в табл. 70. Как видно из приведенной таблицы, повышение относительной влажности воздуха ^ в аэроионизационной камере на 15% (с 56 до 71) уменьшило почти в 2 раза число легких аэроионов обеих полярностей, отмечаемое счетчиком Эберта. Полученные результаты удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными других авторов, изучавших влияние влажности на число легких аэроионов в атмосферном воздухе при естественной аэроионизации. Это показывает, что число аэроионов в 1 см3 является неустойчивой динамической величиной. Анализируя приведенные данные, можно видеть, что в сухом лабораторном воздухе положительных аэроионов при одинаковых прочих условиях большее число, чем отрицательных. Это различие в условиях повышенной влажности воздуха сглаживается. Оставляя открытым вопрос о том, какой из двух применявшихся методов определения концентрации легких аэроионов является наиболее точным в условиях искусственной аэроионизации, можно все же считать установленным, что с увеличением содержания водяных паров в воздухе с 56 до 71 % процесс аэроионизации движется в сторону сглаживания разницы между величинами концентраций положительных и отрицательных аэроионов при прочих равных условиях. Возможно, что одной из причин этого явления может служить различие в электрохимической природе положительных и отрицательных аэроионов, обусловливающее их неодинаковую адсорбционную способность. Это предположение справедливо при условии, что увеличение содержания влаги в воздухе происходит из-за медленного испарения воды. Переходя к вопросу о влиянии влажности на изменение подвижности аэроионов различной полярности, можно отметить следующие данные, полученные при этих исследованиях. Показатель Подвижность аэроионов, см/с, при силе электрического поля 1 В на 1 см, см2/(В«с), в воздухе: сухом (tp = 56 %) влажном (v? — 71 %) Уменьшение подвижности аэроионов, % . . . Аэроионы положительные отрицательные 0,72 0,5 30,6 0,8 0,39 51,2 302
Уменьшение подвижности газовых аэроионов при повышении относительной влажности (для положительных аэроионов приблизительно на 30% и для отрицательных на 50%) говорит о том, что увеличение содержания водяных паров в воздухе изменяет де только число легких аэроионов, но что это влияние носит более глубокий характер, вызывая превращение нормальных газовых аэроионов молекулярного порядка в "тяжелые аэроионы", представляющие собой заряженные водяные капельки. Об этом свидетельствует факт уменьшения подвижности аэроионов, установленный наблюдениями целого ряда исследователей. Несколько пониженные значения для подвижности аэроионов легко могут быть объяснены запыленностью помещения, в котором проводились измерения, вследствие чего в воздухе находилось много ядер, адсорбирующих легкие аэроионы. Выше показано, что сколько-нибудь значительного влияния увеличения относительной влажности воздуха в пределах от 40 до 76% на изменение величины плотности аэроионного потока не замечается. Имевшее место перераспределение в числе аэроионов в группах с различной подвижностью могло не отразиться заметным образом на показаниях приборов, ибо общий электрический заряд в 1 см воздуха почти не изменился. Необходимо помнить, что получающиеся в результате измерений по методу Махе величины не дают истинной подвижности легких аэроионов, так как в атмосферном воздухе всегда существуют одновременно аэроионы различных подвижностей к\, кг, къ и т.д., которые все улавливаются аспирационными приборами. Найденная подвижность к легких аэроионов в действительности оказывается средней подвижностью всех имеющихся в воздухе групп аэроионов, т.е. Итак, задача получения униполярно ионизированного воздуха постоянной плотности и с аэроионами определенной величины требует, кроме установления известного электрического режима самой ионизационной установки, изучения различных внешних факторов (метеорологических и др.), которые оказывают влияние на изменение плотности аэроионов. Резюмируем изложенное выше. 1. В условиях повышенной относительной влажности воздуха происходит уменьшение числа легких аэроионов в единице объема воздуха, причем повышению относительной влажности с 56 до 71 % соответствует уменьшение числа легких аэроионов в среднем в 2 раза для аэроионов обоих знаков. Для положительных аэроионов понижение концентрации происходит быстрее, чем для отрицательных. 2. При повышении относительной влажности на 15% (с56до71%) Подвижность легких аэроионов обоих знаков уменьшается в среднем 303
Рис. 96. Обтекаемый электроэффлювиальный аэроионизатор кондиционера 1 — секция кондиционера (кондиционер); 2 — конфузор — соединительный патрубок последней секции кондиционера с вентиляционной установкой J; 4 и 8 — соответственно верхний и нижний переходный направляющий патрубок; 5 — корпус аэроионизатора; 6 — обтекаемая электроэффлювиальная люстра; 7 — проходной изолятор; 9 — диффузор (патрубок из мягкого просмоленного брезента); 10 — трансформатор; // — кенотронная лампа на 40%. Это говорит о том, что газовые аэроионы превращаются в тяжелые, причем рост отрицательных аэроионов идет быстрее. Результаты измерений плотности ионного потока и числа аэроионов в единице объема воздуха могут иметь большое значение для разрешения вопроса о возможности включения аэроионов в систему элементов кондиционированного воздуха. Эти измерения показывают, что величина относительной влажности, вмещающаяся в зону физиологического комфорта и лежащая в ограниченных средних пределах от 40 до 60%, не может явиться препятствием для достаточного искусственного насыщения аэроионами кондиционированного воздуха. Это обстоятельство позволяет ставить вопрос о включении элект- роэффлювиального генератора аэроионов отрицательной полярности в агрегаты кондиционирования воздуха (рис. 96 и 97). Использовав обтекаемый электроэффлювиальный аэроионизатор кондиционера, автором книги была предложена схема аэроионифици- 304
Рис. 97. Аэроионизатор кондиционера с тремя электроэффлювиальными люстрами J — секции кондиционера; 2 — конфузор — соединительный патрубок последней секции кондиционера с вентиляционной установкой; 3 — вентиляционная установка; 4 — нижний переходной направляющий патрубок; 5 — изоляторы; 6 — электроэффлю- виальные люстры; 7 — корпус аэроионизатора; 8 — диффузор (патрубок из мягкого промасленного брезента); 9 — трансформатор; 10 — кенотрон рованного здания (рис. 98). Гидрокислородная и вентиляционная аппаратура помещается в подвальном этаже. Воздух засасывается сверху здания. Высоковольтно-выпрямительная установка также помещается в подвальном этаже и обслуживает здание или отдельные его части. В целях изучения ряда вопросов, связанных с работой электрифицированных гидродинамических сопл или форсунок, а также изучения физиологического действия тяжелых водяных частиц в Ленинграде была создана специальная Лаборатория аэроионификации. Разработка теоретико-технической стороны вопроса была поручена группе специалистов во главе с инж. К.Н. Васильевым. В этой лаборатории были изучены два типа сопл, предназначенных для генерирования электрически заряженных водяных частиц. Еще в ЦНИЛИ в 1931—1933 гг. был разработан способ получения высокозаряженных аэрозолей фармакологически активных веществ Для введения в организм интратрахеальным путем этих аэрозолей с высоким электрическим зарядом отрицательной полярности. Позже аналогичной задачей занимался Е. Бурхардт, который во Франкфур- 20-792 305
a) ^ -4* * ~^' * ^ 2 * * ^ * + * Я&- hn~m jn~m jn~m fl ~П~П \in~m ji~n~n / 4^ Рис. 98. Схематический разрез аэроионифицированного здания а — с гидрокислородной: / — труба, подающая гидрокислородные ионы; 2 — вытяжная труба; 3 — приточная вентиляция; 4 — вытяжка воздуха; б — с высоковольтной выпрямительной установкой: / — собственно установка; 2 — электроэффлювиальная люстра тском институте физических основ медицины сконструировал водяное сопло, дававшее поток заряженных частиц. Задача, поставленная автором перед Ленинградской лабораторией аэроионификации, была несколько отлична от указанной, так как при кондиционировании воздуха особое значение приобретает число аэроионов, их полярность и химический состав, дисперсность аэрозоля, выбрасываемого генератором. Поэтому при проектировании генератора следовало прежде всего принять во внимание физико-химический комплекс условий образования заряженных водяных частиц. Применявшаяся во время опытов схема сопла-генератора электрически заряженных частиц приведена на рис. 99. Сопло состоит из коаксиально расположенных стержня 8, несущего на своем конце обтекатель 7, и полых тел вращения 4, 5, 6, пространства между которыми образуют камеры /, 2, 3, которые можно назвать внутренней, средней и внешней. В камеры /и J компрессором подается сжатый воздух с небольшим добавлением кислорода. Из камеры / воздух со значительной скоростью попадает в конический кольцевой зазор между обтекателем 7 и конической частью детали 8. Это пространство, следуя терминам прикладной аэродинамики, можно назвать диффузором. Выходящий из внешней камеры 3 воздух движется почти параллельно оси сопла. Средняя камера 2 предназначена для подачи воды из вспомогательного резервуара, находящегося под давлением, создаваемым компрессором. Воздух с добавлением кислорода, проникая в диффузор, встречает на своем пути подаваемую из внутренней камеры 2 с некоторой скоростью воду, дробит ее на отдельные капли, и здесь, по-видимому, образуются электрически заряженные водяные частицы с 306
рис. 99' Схема сопл распылителя тяжелых водяных частиц j 2, 3 — камеры; 4,5,6 — полые тела вращения; 7 _1 обтекатель; 8 — стержень I i 3 2 1 адсорбированным кислородом. Для управления полярностью вылетающих из сопла частиц служит обтекатель 7, к которому подводится достаточное напряжение (в нашем случае 400 В) с помощью проводящего электричество стержня. Верхняя и средняя части цилиндрической перегородки выполнены из эбонита. Средняя часть служит для центровки. Проходя более длинную сравнительно с размерами мест образования частиц часть диффузора, подавляющее число частиц нежелательного знака оседает на обтекателе и таким образом нейтрализуется. Остальные частицы противоположного знака выходят наружу и образуют облако водяных частиц, которое при соответствующем добавлении кислорода следует использовать в целях аэроионификации помещений. Причиной образования зарядов является дробление в сопле жидкости при столкновении ее с воздухом. Дальнейший путь частиц проходит в электрическом поле значительной интенсивности. Тут в основном нейтрализуются частицы нежелательного знака. Можно сделать следующие предположения относительно механизма образования заряженных частиц. Допустим, что жидкость проникает на известную глубину в канал, где движется подаваемый под давлением воздух. Здесь происходит неизбежное столкновение частиц и их дробление, при котором свободная поверхность жидкости, несущая двойной электрический слой, возрастает в огромных размерах. Механизм дробления воды сводится к срыванию поверхностного слоя жидкости в месте соприкосновения ее с движущимся воздухом. Это будет иметь место в том случае, если разность давление жидкости в месте ее выхода в диффузор и движущегося воздуха сравнительно невелика. Исходя из указанных выше соображений, было изготовлено сопло, дающее мощный поток псевдоаэроионов, устойчивых при прохождении по вентиляционным каналам. Полярность тяжелых водяных частиц можно было легко регулировать соответствующими приспособлениями. Сопло может быть включено в кондиционер или работать самостоятельно в центральной камере вентиляционной системы. Одновременно с конструированием генераторов тяжелых водяных частиц физик И.Д. Андреев в той же лаборатории изучил дисперсность частиц, образуемых генераторами. Определение размеров этих частиц производилось микроскопическим методом. Капли улавливались на стеклянную пластинку, покрытую слоем смеси вазелинового масла и вазелина в определенной пропорции, что предохраняло капли воды от испарения. Измерялись размеры капель, взвешенных в этой смеси. 307
Исследована работа двух генераторов заряженных частиц: генератора / типа "сопла" Бурхарда и генератора 2 конструкции К.Н. Васильева. Оба генератора испытаны в оптимальных условиях электризации (наибольшей дисперсности частиц) при температуре воды 5—6 и воздуха — 15—17°С. Через водяной факел генератора / произведено три горизонтальных разреза на высотах 30—35,80—90 и 130— 135 см от выхода диспергированной струи из генератора. Для генератора 2 было проделано четыре разреза на высотах 35, 85, 135, 185 см без наложения потенциала, третий разрез на высоте 135 см повторен 2 раза при работе генератора с потенциалом ±400 В. Во всех случаях распределение частиц по размерам носит резко асимметричный характер с модульными значениями, сдвинутыми в сторону мелких капель. Максимум распределения приходится на частицы размером (5+25) 10" см, или 5—25 мкм. Для исследованных генераторов вычислено распределение эмпирических вероятностей и средние размеры частиц. Для разных уровней по каждому из генераторов были получены следующие результаты: Номер генератора 1 2 Диаметр частиц-10"4 см 37-65 32-48 Выяснено, что половина общего числа частиц, производимых генераторами, приходится на капли следующих размеров. Для генератора 1: Номер разреза 1-й 2-й 3-й Диаметр частиц -10"4 см 41,6 43,8 65,6 Для генератора 2: Номер разреза 1-й 2-й 3-й 4-й 1аметр частиц-10"4 см: без потенциала 15,6 21,3 39 29,1 с потенциалом+400 В — — 16,6 — -400 В - - 17,2 Изучение распределения эмпирических вероятностей позволило сделать следующие обобщения: а) замечалась тенденция к увеличению средних размеров частиц и относительных частот распределения для более крупных частиц при переходе с нижних уровней на более высокие. Исключение составлял лишь самый высокий уровень (185 см) для генератора 2. Причины отмеченной тенденции, по-видимому, заключались в слиянии различно заряженных капель под влиянием сил электростатического притяжения, а также в слиянии частиц вследствие различия скоростей, действия гидродинамических сил и термодинамической неустойчивости водяного факела; б) наложение потенциала на генератор резко сказывалось на его работе. Во всех случаях наблюдался сдвиг параметров распределения в сторону уменьшения размеров частиц. Это объяснялось тем, что поток частиц оказывался униполярно-заряженным и между частицами возникали силы электростатического отталкивания. В результате размеры капель уменьшались на всех уровнях. В качестве характеристики работы генераторов установлены: 1) относительное число капель меньших размеров в процентах от общего их числа; 2) количество распыляемой воды в процентах, приходящееся на капли меньше заданного размера. Эти два параметра работы генератора лучше всего устанавливать по наблюдениям на нижнем уровне (35 см), где уже заметна расчлененность водяного факела на отдельные элементы. Второй параметр, или "коэффициент гидродинамического использования", генератора изменяется вместе с изменением режима его работы (количество подаваемой воды, воздуха, а также регулировка зазоров в генераторе и т.д.). Получены следующие значения коэффициента гидродинамического использования генераторов. 308
Номер генератора.... . ./ 2 Верхний предел диаметра капли, см: п-50-10-4 .0,052 0,067 п-100-1 (Г4 . . ... 0,402 0,331 На основании произведенных исследований можно считать доказанным, что лучшим генератором является генератор 2, предложенный инж. К.Н. Васильевым. Он дает больше мелких капель, что очень важно для искусственного ионизирования воздуха. Генератор 2 характеризуется более устойчивым во времени режимом работы, что очевидно из сопоставления распределений вероятности для одного и того же уровня. Коэффициенты гидродинамического использования у испытанных генераторов все же чрезвычайно малы. Снижение их происходит из-за уноса единичными крупными каплями относительно больших количеств подаваемой в генератор воды. Повышение коэффициента гидродинамического использования генератора может быть достигнуто за счет повышения мощности компрессорной установки, подающей воздух в генератор. Исследование И.Д. Андреева показало, что до 85% всех капель, вырабатываемых генератором, имеют диаметр, в среднем равный 50 мкм и менее. Остальные 15% капель имеют большие размеры. Иначе говоря, 85% всех капель имеют размеры, лежащие на границе мелко- и среднекапельного тумана. Принимая, что равновесный заряд пропорционален радиусу капли, можно принять, что каждая капелька водяного аэрозоля, только благодаря эффекту Ленарда несет в среднем около 500 элементарных электрических зарядов. При подведении к соплу высокого потенциала это значение заряда должно быть увеличено в несколько десятков и даже сотен раз, как это было показано автором еще в 1934 г. и затем в следующем году подтверждено Е. Бур- хардом. Если считать, что в 1 см содержится до тысячи капель, то в том же объеме будем иметь 10 —10 элементарных электрических зарядов. Данное значение заряда приближается к концентрации электрических зарядов выдыхаемого воздуха в обитаемом помещении. Предварительное изучение электрических свойств водяного факела, выбрасываемого генератором тяжелых аэроионов конструкции инж. К.Н. Васильева, было произведено М.М. Соколовым в той же Ленинградской лаборатории аэроионификации. Для этих целей применялся метод зондов. Было показано, что водяной факел представляет собой мощный поток электрических частиц, плотность и униполяр- ность которого может быть установлена по желанию, в соответствии с физиологической "зоной комфорта". При создании относительной влажности, лежащей в пределах от 40 до 60%, можно одновременно создавать и электрический комфорт воздуха. С помощью зондирования отдельных участков факела, вырабатываемого вторым гидродинамическим генератором, М.М. Соколов получил следующие данные, характеризующие работу факела. 309
Таблица 71. Время разрядки Т зонда по вертикальной оси факела п,см, приТ=0 Т0,с Т,,С 0,5 0,9 0,4 24 1 0,2 48 1,2 0,8 96 1,3 1,7 144 1,3 3,4 192 3,4 3,8 Максимальное значение потенциала факела составляет 2400 В, и оно одинаково по оси всего факела, затем по мере удаления от оси идет спад. В центре факела наблюдается минимум, что объясняется тем, что зонд принимает потенциал только за счет водяных частиц, попадающих на него из факела сбоку или сверху. Характерной особенностью всех измерений является то, что они показывают второй максимум на расстоянии 60 см от генератора. Центральный максимум объясняется наличием большого числа заряженных частиц в факеле, где имеется преобладание водяных частиц одного знака. Минимум характеризует преобладание в этом участке частиц противоположного знака по отношению к заряду факела. И второй максимум характеризует преобладание частиц в этом участке того же знака, что и факел. Наибольшее значение потенциала (1900 В) второго максимума обнаруживается на высоте 96 см, что соответствует половине высоты всего факела. Преобладание частиц со знаком, противоположным знаку факела, вблизи него и затем опять переход к преобладанию частиц с зарядом, одинаковым по знаку с факелом, можно объяснить тем, что вылетающие из генератора частицы с достаточно большой скоростью и несущие на себе заряд того или другого знака образуют конус. Это в значительной степени определяется устройством генератора. Частицы, движущиеся вблизи образующей этого конуса, сталкиваются с молекулами воздуха и или отдают им свой заряд, или приобретают его при столкновении. Перезарядка зависит от потенциалов ионизации частиц воды и молекул воздуха при столкновении их. В результате перезарядки в области, близкой от образующей, появляются молекулы воздуха, несущие на себе и тот и другой знак. С момента их появления начинается сортировка. После объемного заряда факела втягивает частицы противоположного знака и выталкивает частицы того же знака, что и факел. Плотность втягиваемых частиц будет обратно пропорциональна расстоянию от осл факела, а выталкиваемых — прямо пропорциональна до предела, определяемого вторым максимумом, т.е. до расстояния, где нет перезаряженных частиц противоположного факелу знака. Можно себе представить "рубашку", надетую на факел, внутри которой происходят процессы перезарядки, и за ее пределами — выход заряженных частиц, одинаковых по знаку с факелом. Для повышения выхода униполярных частиц, по-видимому, необходимо увеличить поверхность факела или увеличить обмен воздуха, "обрабатываемого" им. Если через факел продувать вентилятором воздух с добавлением кислорода, концентрация аэроионов увеличивается на 25%. Важно также знать плотность тока в различных участках факела и вблизи него. При измерениях система заряжалась до 2000 В и разряжалась факелом обратного знака. Время разрядки характеризует плотность тока на участке, где помещается зонд. В табл. 71 приведены значения времени разрядки зонда от потенциала 2000 до 400 В на различных высотах по оси факела (время соответственно ТО и 71). Среднее значение плотности тока равно 31-10" А, т.е. в 100—1000 раз больше, чем плотность тока грозовых дождей. Сила тока обратно пропорциональна времени разрядки, и, таким образом, зная хотя бы одно значение плотности тока, можно найти силу тока и приближенно представить относительные значения плотности тока в факеле. Максимум плотности тока находится вблизи выхода частиц из генератора и уменьшается по высоте в несколько раз. 310
Таблица 72. Время разрядки Т зонда по горизонтальной оси х факела х, см, при h = 96 см Т0, с Tt, С 0,5 1 1,7 40 2,1 5,3 80 2,1 7,4 120 3 17,2 В табл. 72 представлено время разрядки измерительной системы факелом в зависимости от расстояния дсот факела до горизонтали при Л - 96 см, т.е. по той горизонтали, где находится второй наибольший потенциальный максимум. Эти данные иллюстрируют время разрядки системы от 2300 до 400 В. Значение силы тока оказывается того же порядка, что и в первом случае. На расстоянии 120 см от генератора плотность тока уменьшилась только в 3 раза по сравнению с плотностью при выходе из генератора на высоте h - 96 см. Данные табл. 72 соответствуют времени изменения измерительной системы от+400 до -400 В. Наблюдается уменьшение силы тока в 10 раз при х — 120 см и Л - 96 см. Измерения, произведенные М.М. Соколовым, требуют проверки, но они достаточны для первой ориентации в данном вопросе. Значительную часть задач, стоящих на пути конструкции гидродинамического генератора униполярных гидрокислородных аэроионов, можно считать в той или иной мере разрешенной. Во всяком случае, следует признать, что избранные нами пути исследований в области аэроионификации зданий были правильны. К кондиционированному воздуху иногда добавляют разного рода ароматические, освежающие или дезодорирующие примеси в виде газов или в форме тонкораспыленных жидких веществ, эмульсий из соснового или березового экстрактов. В ряде случаев такого рода добавлением к кондиционированному воздуху достигают создания иллюзий "лесного" или "морского" воздуха в театрах, фойе, ресторанах и других общественных помещениях. Это усовершенствование кондиционированного воздуха пока что ограничивается главным образом лишь ароматическими примесями. В ближайшем будущем соединение метода кондиционирования с добавлением аэроионов кислорода, жидких или твердых заряженных лечебных веществ и антибиотиков в распыленном состоянии сыграет грандиозную роль в отношении массовой профилактики инфекционных заболеваний. Можно считать доказанным, что заряженные частицы значительно глубже проникают в легочные пути, чем электрически нейтральные незаряженные частицы. То же можно сказать и о задержке аэроионов в дыхательных путях. Поэтому особый интерес приобретает выработка наиболее совершенных и в то же время простых способов распыления жидких веществ, ибо применяемые в настоящее время способы механического Дробления жидкостей центробежной силой или пульверизацией страдают крупными недостатками. Имеются все основания предполагать, что к агрегатам для кондиционирования воздуха может быть успешно применен метод элекростатического дробления жидкостей, разрабо- 311
танныи автором книги применительно к ингаляционной терапии в 1931—1933 гг. Если к вытекающей тонкой струей жидкости подвести необходимый потенциал от маломощного, но высоковольтного трансформатора, снабженного выпрямителем, то легко можно получить тонкое дробление жидкости — тонкодисперсный и высокозаряженный униполярный аэрозоль. Электрическое распыление капли жидкости достаточно хорошо объясняется тем, что сила поверхностного натяжения уступает силе электростатического отталкивания. Действительно, эти процессы имеют противоположное направление, в то время как поверхностное натяжение, а также и поверхностное давление жидкости являются результатами действия силы притяжения между молекулами, электрическое распыление зависит от отталкивающего действия одноименно заряженных частиц жидкости. Исследования показали, что чем выше поверхностное натяжение, тем выше должен быть градиент потенциала электрического поля, чтобы превратить струю вытекающей жидкости в тонкую пыль. Необходимое напряжение для электростатического распыления некоторых исследованных веществ приведено ниже. Вещество Напряжение, кВ Эфир серный 50—60 Эфирно-валериановая тинктура 60—65 Бромистый этил 65 Спирт 70-80 Различные тинктуры на спирту (опий и др.) 80-90 Гофманские капли 80 Глицерин 80-90 Вода До 110 При получении тонкого распыления жидкостей в постоянном электрическом поле автором был поставлен вопрос о величине заряда, несомого диспергированными частицами. Известно, что дисперсные системы обладают высокой электростатической емкостью благодаря наличию очень больших поверхностей. Измерения суммарного заряда распыленных жидкостей производились однонит- ным электрометром Вульфа. Электрометр ставился на металлический лист и заключался в металлическую заземленную клетку Фарадея для защиты от электрического поля. Сверху электрометра вертикально укреплялся металлический экран, соединенный с нитью электрометра и также находящийся в защитной клетке. Рядом с клеткой, на изоляторах, помещался ионоингалятор, в котором распылялась жидкость. Скорость движения струи распыленной жидкости измерялась анемометром (рис. 100). Эти измерения показали, что во всех случаях заряд распыляемого вещества находится в связи с химическим составом жидкости и с потенциалом. Чем больше подведенный потенциал, тем в среднем большее число зарядов несет на себе струя распыленного вещества. В табл. 73 сведены результаты электрометрических измерений с переводом их в число элементарных электрических зарядов в 1 см аэрозоля. Необходимо отметить, что часть заряда терялась, проходя через заземленную решетку клетки Фарадея. Предварительные расчеты показали, что частицы аэрозолей, полученных указанным методом, имеют диаметр 2—7 мкм. Это обстоятельство обеспечивает их проникание в дыхательные пути. 312
Рис. 100. Схема установки для измерения плотностей тяжелых водяных и лекарственных униполярных частиц, полученных при электростатическом распылении жидкости распыления к положительно заряженным предметам, находящимся на различных расстояниях. Измерения показали, что тяжелые ионы раз- Отрицательные тяжелые частицы, благодаря наличию электрического поля, двигались к положительно заряженным частям генератора, отдавая им свои заряды и оставляя одновременно частицу жидкости на поверхности металлических частей. В результате оседания жидких частей блестящие никелированные части становились матовыми. Это наблюдение позволило заняться изучением вопроса о движении аэрозоля, состоящего из тяжелых отрицательных частиц, от места Таблица 73. Число элементарных зарядов в 1 см3 аэрозоля при электростатическом распылении Вещество Эфир Спирт Глицерин Вода Напряжение, кВ Число зарядов в 1 см3 7,2-10' 2,5 10е 7,1 108 2,8 10* 2,3 10' 0,9 10' 6,1 108 9,1 108 0,1 10* 0,7 10 ' 2,5 10' 2,9 108 7.1 10' 9.2 10' 4,0 10* 7,5 108 313
личных фармакологических жидкостей существуют длительное время и могут в поле с определенным градиентом потенциала без потерь передвигаться на значительные расстояния. Опыты 1933—1934 гг. позволили автору установить два важных явления: 1) постоянный ток высокого напряжения заменяет механическую пульверизацию жидкости и заряжает ее частицы электричеством одного знака; 2) постоянное электрическое поле определенного градиента потенциала переносит эти частицы без всяких потерь к противоположному полюсу, равномерно осаждая их на его поверхности. Совокупность этих двух открытий дала автору возможность изобрести способ электроокраски изделий, который получил распространение во всем мире. В настоящее время легко предвидеть разнообразные возможности применения метода электростатического распыления жидкостей в электрическом поле, начиная от приборов для ингаляции заряженных частиц фармакологических веществ и кончая устройствами, распыляющими водяную пыль с высоким электрическим потенциалом. Тот же метод может быть с большей эффективностью применен к распылению ароматических и прочих веществ в установках для кондиционирования воздуха. Аэрозоль, полученный таким образом в центральном агрегате, будет увлекаться потоком кондиционированного воздуха и поступать в обслуживаемое помещение. Высокий заряд аэрозоля, полученный путем электростатического распыления, гарантирует сохранение его дисперсности и стабильности, а эти качества могут иметь чрезвычайно большое практическое значение для переноса по длинным воздуховодам ионов кислорода отрицательной полярности, которые легко адсорбируются поверхностью частиц воды. Данный метод может быть принят в том случае, когда явится необходимость переноса отрицательных аэроионов или аэроионов кислорода из центрального места по длинным воздуховодам. В 1 см газа при t = 0°С и нормальном давлении содержится З'Ю молекул. Допустим, что в 1 см вентилируемого воздуха можно электростатически распылить воду, образовав 10 заряженных частиц, аэрозолей или водяных ионов отрицательной полярности. Допустим далее, что одна водяная частица адсорбирует один ион кислорода. Тогда 1 см кислорода хватит для 3*10 /10 =3-10 см вентилируемого с отрицательным аэрозолем воздуха. Иначе говоря, 1 см кислорода хватит для "оживления" (в биологическом отношении) 3 10 см , или 300 тыс. м вентилируемого воздуха. Нами приведен теоретический расчет. Возможно, что он близок к действительности, ибо в реактивной камере, где должно происходить электростатическое распыление воды, величина электрического потенциала будет достаточной, чтобы сообщить молекулам кислорода электрический заряд отрицательной полярности (рис. 101). Резюмируя изложенное, можно говорить о создании трех основных типов аэроионизационных установок для централизованной вы- 314
Рис. 101. Водяной высоковольтный аэроионизатор и кислородная система кондиционера / — секция кондиционера; 2 — вентиляционная установка; 3, 13 — соответственно нижний и верхний переходный патрубок; 4 — магистраль для подвода воды к стеклянной трубке; 5 — спусковой кран; б — высоковольтный изолятор; 7 — водомерное стекло; 8 — поплавковый клапан; 9 — патрубок; 10 — водяной бак; // — регулирующий вентиль; 12 — пробный кран; 14 — корпус аэроионизатора; 15\\21 — стеклянная трубка с отверстиями для подачи соответственно воды и кислорода; 16 — электрод высокого напряжения; 17 — трансформатор; 18 — кенотрон; 19 — баллон с кислородом; 20 — шланг для кислорода; 22 — диффузор (патрубок из мягкого просмоленного брезента); 23 — конфузор (соединительный патрубок последней секции кондиционера с вентиляционной установкой) работки тяжелых частиц отрицательной полярности с кислородными, аэроионами. 1. Генерирование тяжелых гидрокислородных аэроионов путем осаждения потока легких аэроионов отрицательной полярности, полученных элекроэффлювиальным методом, на тонко раздробленном водном аэрозоле, продуваемом по системе воздуховодов централизованной вентиляционной системы. Аэроионогенератор и дробящая воду форсунка помещаются в центральной камере вентиляционной системы или кондиционера. 2. Генерирование тяжелых гидрокислородных аэроионов с помощью специального "электрифицированного" сопла в центральной камере вентиляционной системы в количестве, необходимом для преодоления вместе с движущимся воздухом пути от центра к периферийным помещениям здания. 315
3. Генерирование тяжелых гидрокислородных аэроионов в увлажнительно-промывной камере кондиционера в количестве, необходимом для преодоления пути от кондиционера к периферийным помещениям здания. Предварительные расчеты говорят о том, что при электростатическом генерировании водяных частиц — переносчиков отрицательных аэроионов кислорода — можно добиться такой величины водяных капелек, которая будет способствовать их максимальному испарению при движении по вентиляционным каналам. Таким образом, обслуживаемое помещение будет свободно от повышенной влажности. Наконец, коснемся еще одного, правда, мало изученного вопроса о возможности создания локальных электрокурортов внутри городов в скверах, садах и парках. Как уже отмечалось, в воздухе больших городов содержится огромное число псевдоаэроионов положительной полярности. Это заряженные положительным электричеством частицы гудронной пыли, дыма, копоти, сажи, кислотные окислы и прочие аэрозоли — продукты неполного сгорания и химические отбросы работы фабрик и заводов. Многочисленными наблюдениями установлено, что чем дальше от фабрик и прочих производств, тем воздух содержит меньше вредных аэрозолей положительной полярности. Этот факт хорошо иллюстрирует аэроионная карта Ленинграда, где этот вопрос был подробно изучен в предвоенные годы. Борьба с высокой концентрацией положительных частиц в больших городах в свете данных о вредном действии на организм положительных аэроионов приобретает особое значение. Автором был теоретически и экспериментально разработан план локального искусственного насыщения городского воздуха отрицательными аэроионами. Воздух городских площадей и парков может быть аэроионизирован с помощью установки специальных фонтанов. Фонтаны, тонко распыляя воду, создают эффект Л енарда, электризующий биполярно окружающую среду. Чтобы получить униполярные отрицательные аэроионы в окружающем фонтаны воздухе, необходимо снабдить сопла фонтанов электрической аппаратурой, которая будет способствовать появлению в воздухе подавляющей концентрации отрицательных аэроионов. Район действия таких специальных фонтанов может быть достаточно большим и обеспечит необходимые концентрации отрицательных аэроионов в окружающем воздухе. Последние нейтрализуют вредные аэрозоли положительной полярности и осаждают их вниз, тем самым частично обезвреживая воздух. Сфера действия такого электрического фонтана будет представлять собой своеобразный электрокурорт внутри современного города. Тончайшее дробление и распыление воды с одновременным подведением к распыляющему соплу электрического потенциала позволяют получать шаровой объем воздуха с радиусом до 10—15 м, насыщенного аэроионами отрицательной полярности. Автором разрабатывается идея аэроионификации улиц. Поме- 316
щенная на кронштейне перед домом над тротуаром на высоте второго этажа аппаратура даст возможность насыщать слой воздуха вдоль улиц (над тротуаром) отрицательными аэроионами. Прибор работает автоматически от осветительной сети и водопровода. Действие аппаратуры приурочивается к определенным часам дня и зависит от времени года, погоды и других факторов. Применение этой аппаратуры даст возможность рационально бороться с вредными аэрозолями городского воздуха, положительными тяжелыми аэрозолями и различными химическими загрязнениями, постоянно создавая в воздухе вдоль городских улиц электрический режим приморских и горных местностей. Конечно, это дело будущего, но начать разрабатывать данную проблему можно уже теперь. Уже и теперь можно электрифицировать большие фонтаны, находящиеся в городских парках и скверах, и изучить их физиологическое действие. Начав с малого, можно будет впоследствии постепенно превращать наши здания и города в электрокурорты. И это, конечно, осуществится. Глава VI АЭРОИОНИФИКАЦИЯ В ЛЕГКОЙ И ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ VI.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ЗАВОДСКИХ И ФАБРИЧНЫХ ЦЕХОВ, ШАХТ И ДРУГИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ Работы по изучению биологического и физиологического действия униполярных аэроионов делают совершенно ясным вредное влияние на здоровье людей высоких концентраций псевдоаэроионов в различных цехах фабрик и заводов. С санитарно-гигиенической точки зрения также становится ясной необходимость выработки таких методов искусственного влияния на воздух производственных помещений, которые позволяли бы снижать вредные концентрации положительных частиц или же целиком нейтрализовать их, а ядра конденсации, вредные носители зарядов, убирать из воздуха. Исследования советских ученых впервые показали значение массы, числа и полярности аэроионов для физиологических функций организма. В отношении же изучения электрического режима при производственных процессах большая заслуга принадлежит отечественным исследователям Л.В. Залогиной и Н.А. Ремизову. Они нашли, что в воздухе различных фабричных и заводских цехов образуется такое число частиц, и зачастую именно положительного знака, которое, как показывают наши исследования, становится небезразличным для физиологических реакций человека, особенно если это образование со- 317
провождается наличием в воздухе металлических и других опасных аэрозолей. Н.А. Ремизовым и Л.В. Залогиной были произведены многочисленные подсчеты числа зарядов в разных цехах на фабриках и заводах Москвы, причем были получены интересные результаты для суждения о том, в каких иногда неблагоприятных для организма атмосферно-электриче- ских условиях протекает работа в течение всего трудового дня. Указанными авторами была изучена концентрация частиц во время работы в электросварочных и автогенных цехах, на текстильных фабриках, в прядильно-ткацких, шлихтовальных, банкаброшных цехах и т.д. В ряде производств было обнаружено резко повышенное число частиц положительной полярности — десятки тысяч в 1 см . При некоторых работах, например при автогенной сварке, в воздухе возникает свыше 1 млн положительных частиц в 1 см , причем носителями зарядов являются частички металла или окислы его, что резко усугубляет вредное действие вдыхаемого воздуха. За 8-часовой рабо- 12 чий день человек вдыхает около 4*10 частиц положительной полярности, что составляет 500 биоединиц аэроионизации или вредного электрически устойчивого аэрозоля! Электросварка привлекла внимание указанных исследователей, ибо условия вольтовой дуги очень благоприятны для образования заряженных частиц. Измерения производились в электросварочном цехе. Цех представляет собой огромный зал, в котором протекает сварка трансформаторных кожухов. В конце цеха отгорожены ширмами помещения для учеников, где производится учебная сварка малых деталей. Электрический режим внутри цеха резко отличался от режима воздуха во дворе. Измерения производились в далеких от сварки углах, во время перерывов, до начала работ, и всегда электризация воздуха в цехе была значительно большей, чем во дворе. В то время как сумма числа зарядов обеих полярностей во дворе бывала не более 1300—1400 в 1 см , в цехе она достигала в среднем около 5500—6500. Н.А. Ремизов и Л.В. Залогина приходят к следующим заключениям. 1. Суммарный заряд в электросварочном цехе всегда выше, чем во дворе, причем абсолютное число частиц подвержено значительным колебаниям. В отдельных случаях они опускаются до величин, близких к полученным во дворе, а иногда во много раз превышают их. 2. В цехе существует постоянное преобладание отрицательных частиц над положительными. В среднем число отрицательных частиц в 2 раза больше, чем положительных, в то время как во дворе различие между их числами не так ясно. Работающий в цехе персонал находится в условиях повышенной электризации отрицательной полярности. Авторы отмечают падение числа частиц при удалении от места сварки, причем на расстоянии 150 см суммарная электризация снижается до тех величин, которые можно считать средними для всего цеха. Отмечено также преобладание числа положительных зарядов над отрицательными, особенно в той зоне, в которой постоянно находится рабочий и воздухом которой он дышит. Пространственное распределе- 318
Таблица 74. Число заряженных чистиц обоих знаков в зависимости от расстояния места сварки Расстояние от места сварки, см Число частиц в 1 см3 положительных отрицательных сумма Коэффициент униполярнос- ти 75 2138 21 184 23 322 0,1 100 2831 11035 13 866 0,26 150 8628 5049 13 677 1,67 ние частиц было исследовано в другом цехе, но и в новых условиях, на сварке мелких деталей, авторы получили аналогичные результаты (табл. 74). Были также произведены измерения числа частиц во время сварки большого краевого шва трансформатора. Счетчик Эберта был расположен на расстоянии 65 см от середины шва, а рабочий перемещался по шву, начиная с расстояния 105 см до середины шва и далее до 105 см от прибора. В этих условиях оказалось возможным произвести измерения только отрицательных частиц, которые дали наивысшие из наблюдаемых в этом цехе величин: расстояние от места сварки, см 105 65 105 число частиц отрицательной полярности 64 659 111 663 44 932 Вопрос о качестве воздуха зоны дыхания, несомненно, наиболее интересен. Кроме концентрации аэроионов, ставится вопрос и о носителях зарядов. Являются ли ионизированными только молекулы воздуха, или в переносе электричества участвует и пыль? Авторы приходят к заключению, что частицы распыляющегося металла, сопровождающие электросварку, по-видимому, не нейтральны, а заряжены. Масса пылинок была подсчитана одновременно с измерениями концентрации зарядов, при этом обнаружено следующее распределение пыли. ■* Расстояние от места сварки, см 40 100 150 300 Содержание пыли в 1 м V 0,01356 0,0111 0,0071 0,0053 Запыленность у места сварки оказалась наиболее интенсивной. Вызывалась она или частицами металла, или его окислами (оксидами). Сравнивая эти данные с измерениями числа легких аэроионов, авторы считают, что носителями электрических зарядов являются здесь не только молекулы воздуха, но в основном и частицы железа или его окислов — факт, несомненно, интересный для гигиенической оценки режима дыхания. Счетчик аэроионов Эберта, которым пользовались авторы для своих измерений, рассчитан в основном для улавливания аэроионов, обладающих большой подвижностью, т.е. легких и частично средних. Для учета тяжелых и сверхтяжелых псевдоаэро- Ионов прибегают к особой методике измерений. Необходимо строго Различать газовые аэроионы от псевдоаэроионов, или заряженных частиц, твердых или жидких. 319
Л.В. Залогиной и Н.А. Ремизовым было произведено несколько измерений в области скопления окислов, выделяющихся в виде дыма около дуги. Рабочего помещали внутри кожуха и быстро создавали задымленную атмосферу. Так как со счетчиком аэроионов Эберта расположиться внутри кожуха было нельзя, то измерения производились у его края в зоне дымки, выходящей из кожуха. При этом кожух ставился наклонно, что способствовало его естественной вентиляции. В этих измерениях число положительных зарядов достигло 5000, отрицательных — 15000 в 1 см , т.е. в сумме 20000. Полученные величины заряженности не так велики, как при наружной сварке, что объясняется гораздо большим расстоянием прибора от сварщика, но характер ее такой же, как и во всех других случаях, а именно: заряженность сильно повышена по сравнению с условиями до начала работ и резко выражено преобладание числа отрицательных частиц над положительными. Свои измерения авторы резюмируют следующим образом: 1) процесс электросварки вызывает сильную электризацию воздуха; 2) электризация воздуха наиболее интенсивна у точки сварки и в рабочей зоне и сильно уменьшается по мере удаления от места сварки; 3) униполярность электризации воздуха резко выражена преобладанием отрицательных частиц над положительными; 4) носителями электрических зарядов являются в основном распыленные частицы металла или его окислы. В помещении автогенной сварки теми же авторами был произведен ряд измерений, которые показывают, что условия электризации воздуха здесь отличаются от условий при электросварке, поскольку отличен и сам процесс. В воздух выделяются продукты сжигания водорода, которые, как и все продукты горения, сильно электризованы. Пространственное распределение частиц оказывается другим. Если на близком расстоянии при электросварке число зарядов поддается измерению, то при автогенной сварке, уже на расстоянии 0,5 м от пламени, нити электрометра в счетчике Эберта моментально спадают, как только начинается прохождение воздуха через конденсатор, а потому и произвести отсчет не представляется возможным. Можно лишь предполагать, что число зарядов у места сварки достигает порядка 2—3 млн в 1 см . Но как только аппарат выходит из этой зоны продуктов горения, число зарядов уменьшается сильнее, чем при электросварке. Так, на расстоянии 1 м от места сварки найдено положительных частиц 26363, отрицательных — 10591, т.е. в сумме 36954, коэффициент униполярности составил 2,48; на расстоянии 1,5 м в среднем обнаружено положительных частиц 5107, отрицательных — 6580, т.е. в сумме 11697, коэффициент униполярности составил 0,78. Характер пространственного распределения зарядов дает возможность определить основное различие в носителях зарядов при автогенной сварке и электросварке. Автогенная сварка заряжает продукты горения, причем по мере охлаждения происходит процесс рекомбинации зарядов, и их число при удалении от места сварки падает быстрее, чем при электросварке. Электризация возникает по преимуществу в зоне пламени. При электросварке электризация происходит под влиянием ультрафиолетового излучения, поэтому она менее локализирована и падение числа зарядов при удалении от места сварки менее интенсивно. К этой электризации присоединяется и термическая электризация вольтовой дуги, дающая гораздо меньше продуктов го- 320
рения, чем водородное пламя. По-видимому, заключают авторы, носители зарядов при автогенной сварке совсем иные, чем при электросварке, но это — тоже псевдоаэроионы. Исследования электризации прядильно-ткацкого производства на текстильной фабрике показали высокое число зарядов в этой отрасли промышленности и дали возможность определить наиболее электризованные цехи. К ним принадлежит шлихтовальный цех. Измерения дали суммарные значения — 36000 и 52000 зарядов в 1 см , в обоих случаях преобладали положительные частицы. Первое измерение показало число положительных частиц 37309, отрицательных — 15215, коэффициент униполярности составил 2,45; второе измерение: число положительных частиц 19515, отрицательных— 16714; коэффициент уни- полярности составил 1,17. Далее по степени концентрации зарядов идет цех банкаброшный. Первое измерение: число положительных частиц — 23332, отрицательных — 2110, сумма — 25442, коэффициент униполярности составил 11,01; второе измерение: число — положительных частиц 23889, отрицательных — 2028, сумма — 25917; коэффициент униполярности составил 11,78. В данном случае резко выражено преобладание частиц положительной полярности — факт, несомненно, очень серьезный, требующий дальнейшего изучения. В прядильном корпусе преобладание положительных частиц наблюдалось в цехе с ватермашинами. Первое измерение показало число положительных частиц — 4512, отрицательных — 2519. сумма — 7031, коэффициент униполярности составил 1,9; второе измерение: число положительных частиц — 4677, отрицательных — 904, сумма — 5581; коэффициент униполярности составил 5,17; третье измерение: число положительных частиц — 9416, отрицательных — 4169, сумма — 13585; коэффициент униполярности составил 2,26. Преобладание зарядов положительной полярности в прядильном цехе не повторяется в других цехах, но здесь оно достаточно высоко и сохраняется при всех наблюдениях. Возможно, что наличие униполярности именно положительного знака можно объяснить электризацией воздуха вследствие трения вращающихся с большой скоростью катушек и шпуль. Такой же знак частиц был найден исследователями и в мюльном отделении. Электрический режим при подготовительном и при прядильном процессах оказался с преобладанием отрицательных зарядов, причем во всех случаях коэффициент униполярности был равен около 0,5. Абсолютное величины частиц не высоки. Ткацкий цех дал неопределенную картину. Как будто бы и здесь можно отметить некоторое преобладание отрицательных зарядов, но это преобладание авторы считают недостаточным. Источником зарядов в данном случае может быть трение всякого рода волокон между собой, волокон о металл, металла о металл и т.д. Возможно, что носи- 21 -792 321
телями зарядов в данном случае являются пылинки, но измерения подвижности зарядов показали, что она довольно велика. Сопоставляя автогенную сварку и текстильное производство, можно указать на то, что электрические режимы в них весьма различны, причем не только с количественной, но и с качественной стороны. Главным различием являются носители зарядов. Если при электросварке есть основание предполагать, что носителями зарядов являются частицы окислов железа, то в цехах текстильных заряды могут оседать и на хлопковых пылинках. Л.В. Залогиной и Н.А. Ремизовым были произведены дальнейшие измерения числа зарядов, образующихся при различных производствах, как-то: в киноателье, на электроламповом заводе, в литейных цехах и т.д. Во всех случаях были обнаружены различные, но всегда повышенные числа зарядов, достигавшие иногда несколько десятков тысяч в 1 см . Одно и то же производство давало в разные дни различные цифры измерений (табл. 75). Проблема электризации воздуха в условиях различных производств привлекла внимание и других исследователей (Е.И. Андреева- Галанина, А. Плещицер) Е.И. Андреева-Галанина произвела обследование ряда цехов завода "Светлана", где изготовляются электрические и генераторные лампы. Наличие большого числа электризаторов воздуха в этих цехах заставляло предполагать возможность образования в них большого числа зарядов обоих знаков. Из-за отсутствия необходимой аппаратуры отдельные измерения числа зарядов Е.И. Андреева-Галанина не производила. Это снижает ценность ее работы. Измерения числа частиц были сделаны ею в катодном, генераторном и осветительном цехах с помощью счетчика Эберта. Были определены также коэффициент униполярности и свободный заряд атмосферы. В обследованных цехах оказались значительные концентрации частиц. В осветительном цехе положительных частиц оказалось от 1620 до 38000 и отрицательных — от 2900 до 33500 в 1 см . Наибольшее число зарядов было обнаружено около сварочного автомата. В отдельные моменты отмечено преобладание положительных, а в других случаях — отрицательных частиц. Коэффициент униполярности варьировал от 0,78 до 1,2. Е.И. Андреева-Галанина отмечает повышение числа зарядов с течением времени, считая с момента начала работы (табл. 76). В генераторном и катодном цехах были обнаружены большие величины электризации. Число положительных частиц колебалось от 9200 до 25000, отрицательных — от 1100 до 20300 в 1 см , в отдельных точках отмечалось преобладание положительных частиц, но чаще преобладание отрицательных частиц с коэффициентом униполярности, равным 0,69—0,82. Из полученных данных можно сделать вывод, что число зарядов и их полярность не остаются постоянными и изменяются из-за непостоянства электризующих агентов и скорости рекомбинации частиц, происходящей то в большей, то в меньшей степени. 322
Таблица 75. Число заряженных частиц положительного и отрицательного знака при различных производственных процессах Место измерений 1 Число зарядов в 1 см3 положительных 2 отрицательных 3 сумма 4 Коэффициент униполярности 5 Киноателье до съемки Сцена, освещенная 12-ю ртутным и л ам пам и То же, 24-вольтовыми дугами То же, двумя прожекторами Кино "Бельгия": двор будка механика во время сеанса 1-й Госкинотеатр: будка механика до начала сеанса то же, во время сеанса Комвольно-прядильная фабрика: сортировочное отделение чесальное моечное аппаратное банкаброшное " Прядильно-ткацкая фабрика: кипоразбивательное отделение трепальное отделение чесальное ткацкое мыльное Литейный цех во время литья Формовочный цех Сушильный цех около печей Вакуумный цех (много газовых горелок) Ламповый цех (заливка Цоколей) Травильный цех (пары кислот) Вольфрамовый цех Машинный зал: старый новый Котельная новая Двор станции Главная механическая J412 1318 368 1065 495 176 1534 775 2090 2579 2177 1914 4596 36 901 1639 6567 10 028 И 822 [1650 1948 2460 5191 2130 3302 ГбИ7 \6514 11 700 6117 1650 1544 1620 1339 9673 526 307 423 3648 5315 340 1067 242 2651 3151 4653 3370 6188 43 090 6692 13 637 4607 4870 3094 1375 7930 9856 880 2797 7594 7661 5120 7594 1147 1948 1136 817 3562 938 625 791 4713 5810 516 2601 1017 4741 5730 6830 5284 10 784 79 991 8331 20 204 14 635 6692 4744 3323 10 390 15 047 ЗОЮ 6099 13713 14 175 16 820 13711 2797 3492 2756 2156 13 235 0,78 1,04 0,87 0,33 0,09 0,52 1,44 3,2 0,78 0,82 0,47 0,57 0,74 0,86 0,24 0,48 2,18 0,37 0,53 1,42 0,32 0,52 2,42 1,18 0,81 0,85 2,28 0,86 1,44 0,79 1,43 1,9 2,72 Мастерская 323
Продолжение табл. 75 Место измерений 1 Число зарядов в положительных 2 отрицательных 3 см3 сумма 4 Коэффициент униполярности 5 Двор завода Крупная ковка: конец процесса, начало перерыва в середине процесса в конце процесса (двери открыты) Средняя ковка: обеденный перерыв перерыв после перерыва во время работ: i перед перерывом во время работы Мелкая ковка: конец работы перед перерывом Оцинковочные работы во время процесса Автогенная сварка Механические токарно- слесарные работы fl027 J 406 1 147 [1320 1524 1444 264 837 1318 2153 5395 10703 . 5163 * 8245 17 353 1 9508 10 720 2365 761 363 440 859 3438 2865 481 985 114 790 5090 9115 8641 8278 12 276 15 293 10880 2458 1788 769 587 2179 496? 4309 745 1823 1432 2943 10485 19818 13 804 14 523 19 629 24 801 21 600 4823 1,35 1,12 0,33 1,54 0,44 0,5 0,55 0,85 11,6 2,74 1,06 1,17 0,6 1,31 1,41 0,62 1,99 0,96 Рассматривая соотношение положительных и отрицательных частиц, нельзя отметить какой-либо закономерности: в одних случаях преобладали положительные, в других - отрицательные заряды. Свободный заряд атмосферы чаще был отрицательный и составлял несколько электростатических единиц. Сравнение числа частиц внутри цеха с числом их в дворовой усадьбе показывает 30-кратное преобладание зарядов внутри цеха. На дворе в день измерений было найдено положительных аэроионов 1540—1640 и отрицательных 1700—1880 в 1 см3. Интерес представляют данные, полученные на ламповом заводе на участке заливки цоколей. Число положительных частиц оказалось равным 6117 и число отрицательных — 7594 в 1 см , коэффициент униполярности составлял 0,82. Присутствие дыма и копоти заставляет предполагать наличие большого числа псевдоионов и быстрое исчезновение легких. Одновременно с изменением числа частиц Е.А. Андреева-Галани- на определила содержание в воздухе пыли методом Оуэнса. Наибольшая запыленность отмечена в катодно-усилительном, генераторном и заготовительных цехах — от 1185 до 1425 пылинок в 1 см .В осветительном цехе найдено в среднем 835 пылинок. Меньшее содержание 324
Таблица 76. Число заряженных частиц обоих знаков в зависимости от времени работы Режим До начала работ В начале работ Через 45 мин после начала работ Число зарядов в 1 см3 положительных отрицательных 1620 2900 4700 8300 4400 пыли в цехе объясняется большим его объемом, меньшим числом газовых горелок, а также и в том, что продукты неполного сгорания, которые в большинстве и составляют дисперсную фазу, уносятся током горячего воздуха через вытяжные шахты, расположенные в крыше. Размеры пылевых частиц были равны в среднем 1 мкм. Нужно отметить, что число работ по изучению электрического режима производственных помещений еще чрезвычайно мало. Вопрос этот изучался отдельными лицами по их инициативе и до сих пор не привлек должного внимания соответствующих научно-исследовательских институтов, как будто этот вопрос маловажный, второстепенный. Такая точка зрения в корне неверна. Изучение числа и знака зарядов в цехах фабрик и заводов имеет огромное санитарно-гигиеническое значение, ибо без знания этих факторов невозможно достигнуть воспроизведения в производственных помещениях нормального аэроионного режима и способствовать таким образом не только оздоровлению рабочих, но и повышению их трудоспособности и производительности труда. Под влиянием отечественных работ вопрос о числе и полярности зарядов в воздухе производственных помещений привлек внимание исследователей в других странах. В частности, в Японии три врача — С. Абе, Т. Сакума и X. Секино — под руководством проф. Иноуэ (Университет в Хоккайдо) изучили тот же вопрос в цехах бумажной фабрики и ремонтного железнодорожного завода. Указанные авторы пришли к интересным заключениям. В некоторых цехах бумажной фабрики число частиц значительно отличалось от концентрации их во внешнем воздухе. Так, например, наблюдалось постоянное большое число зарядов в следующих пяти случаях: в бумагоделательном цехе, у пресса, при накатке, при вычер- пке, в варочном и глезерном цехах. В других цехах (в дробильном, бумагоделательном, при сушке и при каландре) большой разницы по сравнению с внешним воздухом японские авторы не наблюдали. Малое число частиц по сравнению с наружной атмосферой было получено в сортировочном и размягчающем цехах. На ремонтном железнодорожном заводе значительно большее число зарядов по сравнению с концентрацией их в свободной атмосфере наблюдалось в кузнечном и котельном цехах, в электросварочном 325
Таблица 77. Число заряженных частиц в цехах бумажной фабрики о-ва Кусиро Место измерения Цех подготовки дерева (дефибрирование) Цех размола возле дискового истирателя Цехвычерпки " глезерный " варочный При накатке У пресса При сушке " каландре " сортировке На дворе Число положительной полярности 1683 2384 4348 1683 10381 10101 21 324 2244 2525 1262 1683 зарядов в 1 см3 воздуха отрицательной полярности 841 2244 23 007 8137 6734 37 877 36 669 3928 3226 1262 3086 сумма 2524 4628 27 355 9820 17 115 47 978 54 993 6172 5751 2524 4769 Коэффициент у ни полярности 2 1,06 0,19 0,21 1,54 0,27 0,63 0,57 0,78 1 0,55 отделении, в литейном (у вагранки, во время плавки) и токарном цехах. В шлифовальном, промывочном и сборочном цехах, в литейном у вагранки перед плавкой и в центре котельного цеха большой разницы по сравнению со свободной атмосферой в отношении числа зарядов не обнаружено. Свои наблюдения японские авторы проиллюстрировали табл. 77 и 78. К сожалению, работы указанных авторов страдают серьезным недостатком. Вследствие отсутствия соответствующей аппаратуры им не удалось отделить число легких аэроионов от числа тяжелых, и поэтому полученные результаты измерений должны быть рассмотрены только как ориентировочные. Для точного определения электрического режима воздуха в производственных помещениях необходимо сконструировать самопишущие счетчики частиц различной массы и обеих полярностей, подобные счетчику, сконструированному Г.Р. Уэтом в Институте Карнеги. При анализе цифровых материалов о числе зарядов в различных цехах и производствах у читателя может сложиться впечатление, что благодаря частому преобладанию на некоторых производствах отрицательных частиц над положительными рабочий находится в условиях "электрокурорта". Такое мнение было бы неверным. Возможно, что некоторые производства образуют такие условия аэроионного режима, которые не отличаются от условий "электрокурорта". Но это еще на доказано и вот почему. Преобладание отрицательных частиц над положительными в условиях загрязнения воздуха микроскопическими продуктами самого производства создает, наоборот, условия, крайне неблагоприятные для организма. Носителями отрицательных зарядов в цехах фабрик и заводов являются тонкодиспергированные частицы различных металлов, волокон, пыли, испарений, капельно-жидких образований, чаще вредных для организма, чем полезных. 326
Таблица 78. Число заряженных частиц в цехах ремонтного железнодорожного завода Место измерения Литейный цех: у вагранки перед плавкой то же, во время плавки Котельный цех: промывочное отделение электросварочное отделение В центре цеха Сборочный цех Шлифовальный цех Токарный цех Кузнечный " Число зарядов в 1 положительной отрицательной поляр- ности ности 3927 5330 4488 4768 3786 3084 3927 5330 8412 3336 7854 2665 5330 3366 3206 3927 4067 7293 см3 воздуха сумма 7293 13 184 7153 10 098 7152 6310 7854 9397 15 705 Коэффициент полярное™ 1,17 0,68 1,68 0,89 1,12 0,96 1 1,31 1,15 Число занятых рабочих 60 - 100 - - 100 24 85 39 Профессиональная гигиена достаточно полно изучила этот вопрос и пришла к выводу о необходимости удаления из зоны дыхания рабочего этих мельчайших частиц. Рассматривая эти частицы теперь с точки зрения несомого ими электрического заряда, мы должны прийти к аналогичному заключению. Если электрический заряд отрицательной полярности осел на вредную для организма частицу и превратился в тяжелую частицу, то вредность для организма этой частицы только возросла, ибо она стала более биохимически активной, еще более вредной. То же самое, только еще в большей степени, мы видим в тяжелых частицах положительной полярности. Тут две вредности накладываются одна на другую, создавая электрический режим, непригодный для дыхания. Эти существенно важные вопросы заставляют нас с особым вниманием отнестись к рассматриваемой здесь проблеме и обратиться к серьезному и всестороннему ее изучению. Выше мы говорили об электрическом режиме внутри производственных помещений, но не следует забывать о том, что много рабочих занято тяжелым трудом под землей, в шахтах, на строительстве подземных сооружений и т.д. Они часто находятся в специфически неблагоприятных с точки зрения аэроионного режима условиях, и задача медицинской науки состоит также и в том, чтобы по возможности уменьшить действие йа организм тех вредностей, которые окружают рабочих во время указанных работ. Согласно специальным измерениям, в воздухе глубоких ям, пещер, погребов, туннелей и вообще подземных сооружений часто имеет место превосходство положительных аэроионов над отрицательными. С другой стороны, воздух шахт отличается еще и своими специфическими чертами, он содержит большое количество мелкой пыли. 327
Особенно сильная запыленность воздуха наблюдается в угольных шахтах. В местах, где происходит бурение скважин и шпуров, где работают отбойные механизмы или нагружаются в вагонетки уголь и порода, содержание тонкодиспергированной пыли колеблется от 1 до 5 г в 1 м воздуха. Угольная пыль, как показали специальные измерения, несет высокий потенциал положительной полярности, достигающий нескольких миллионов зарядов в 1 см воздуха. Пылинки угля, несущие на своей поверхности электрический заряд положительного знака, легко присоединяют к себе отрицательные электрические заряды воздуха и нейтрализуют их. Воздух угольных шахт во время работы лишен благотворно действующих электрических зарядов аэроионов отрицательного знака и насыщен огромным числом положительных электрических зарядов. Шахтер в течение рабочего дня дышит жизненно неполноценным воздухом. Поэтому работа в шахте в течение длительного времени может вызвать ряд болезненных явлений. Конечно, не все организмы одинаково отзываются на этот фактор: одни — слабее, другие — сильнее. Особенно вредное действие оказывают положительные заряды воздуха на организм человека, здоровье которого подорвано или ослаблено тем или иным заболеванием. Для ликвидации вредных сдвигов в организме шахтера, возникающих в результате отсутствия в воздухе шахт зарядов отрицательного знака (аэроионов) и наличия положительных электрических зарядов, его следует ежедневно подвергать воздействию воздуха с определенным числом отрицательных аэроионов кислорода. Опыты показывают, что пребывание в таком воздухе в течение 15—20 мин ежедневно, по-видимому, является достаточным, чтобы упразднять неблагоприятные сдвиги в организме человека. Поэтому изучить вопрос о действии искусственной аэроионизации на рабочих угольной и вообще горно-рудной промышленности, создать в нарядных, раздевалках, столовых, домах отдыха для рабочих "электрокурорты", привлечь медицинский персонал к этой важной научной работе — представляет собой исключительный практический интерес. Это может иметь весьма большое значение в отношении сохранения здоровья рабочих, снижения заболеваемости и в конечном итоге должно привести к повышению производительности труда, к улучшению качества работы. Движение мысли в том же направлении мы видим и за рубежом. Основываясь на работах автора этой книги, физики Блэктон и Робинсон в 1935 г., по поручению Английского совета безопасности в рудниках, изучили вопрос об электрическом режиме в угольных шахтах с точки зрения безопасности предохранения от взрывов. Тот же вопрос позже изучался японским ученым Такеда (Университет в Саппоро) с гигиенической точки зрения. В ряде пунктов, в шахтах и штреках он обнаружил аэроионы обоих знаков с большим преобладанием положительных частиц. Максимальные коэффициенты униполярности оказались равными 2,83; 2,5; 3; 3,13. В заключение своей работы Такеда пишет следующее: "Концент- 328
рация воздушных ионов в рудниках резко отличается от атмосферной: отмечается чрезвычайно большое образование аэроионов в штреках. Частично аэроионы возникают при диффузии радиоактивных веществ из земной коры. Однако главным образом это явление связано с электризацией поднимающейся угольной пыли. Из многочисленной литературы следует, что концентрация аэроионов в атмосфере имеет большую связь со здоровьем человека. Естественно, встает вопрос о здоровье людей, работающих в таких местах, как штреки, которые занимают особое положение в отношении больших концентраций зарядов. Поэтому в последнее время этот вопрос становится важнейшей проблемой, требующей самого детального исследования". Слова японского ученого должны заинтересовать наших гигиенистов, ибо горнорудная промышленность в нашей стране достигла высокого уровня развития и включила в свою орбиту миллионы рабочих. Когда были опубликованы данные об измерениях зарядов на различных производствах, автор этой книги поставил задачу выработать методы борьбы с высоким числом тяжелых частиц в тех случаях, когда оно может быть вредным для здоровья человека, например при высоких степенях электризации положительной полярности, при капель- но-жидких частицах положительного знака, при ионизации паров кислот и др. Для этих целей была сконструирована особая установка, которая позволяла измерять степень концентрации и полярность тяжелых частиц воздуха при разных производственных процессах и влиять на эту загрязненность потоком аэроионов противоположного знака в целях ее нейтрализации и быстрого осаждения вниз самих носителей зарядов. Опыты показали, что такого рода нейтрализация вполне возможна и что при сильном искусственном аэроионном потоке нейтрализация происходит в самом месте возникновения частиц, образующихся при производственных процессах. Так, при сильной электризации положительного знака остается лишь несколько процентов от первоначального числа частиц, если место возникновения частиц бомбардировать сильным аэроионным потоком отрицательного знака. Таким образом, борьбу с вредными концентрациями частиц в цехах с разными производствами можно вести вполне рационально. На рис. 102 изображена схема установки, на рис. 103 даны кривые результатов ее работы. Как видно из полученных кривых, число положительных частиц, достигающее до 40000 в 1 см , может быть в несколько секунд доведено до минимальных значений. Дальнейшее изучение этого вопроса приведет к созданию в цехах заводов и фабрик благотворного для здоровья рабочих аэроионного режима. В огромном большинстве производственных помещений наблюдается большая засоренность воздуха пылью различной степени дисперсности, образующейся в результате дробления веществ или трибоэлек- трического эффекта при обработке деталей, предметов, при шлифовке, обтс»чке и т.п. Эта пыль, как мы уже видели выше, несет 329
a: _bsr 1 f ' ' f f r \ w/m/;;;///?>//.>>/>/ > "777 Рис. 102. Схема установки для изучения степени и полярности электризации во время электросварки или автогенной сварки для нейтрализации электризации искусственным аэроионным потоком / — место сварки; 2 — металлический диск, соединенный с землей через гальванометр 5; 3 — источник переменного тока высокого напряжения с выпрямителем; 4 — металлическая сетка с остриями, излучающая ионный поток U0 0 РАССТОЯНИЕ. 80 ?00 Рис. 103. Результат измерения числа тяжелых частиц положительной полярности при электросварке в точке 0 (кривые /—9), нейтрализации тяжелых частиц групп кривых /—3 и 4—9 (кривые 10, 11), искусственного аэроионного потока отрицательной полярности с группы острий (кривая 12) электрические заряды, т.е. частицы ее являются псевдоаэроионами. Металлическая пыль несет отрицательный заряд, неметаллическая — положительный. Пылинки кислотных окислов заряжаются положительно, основных — отрицательно. Полярность заряда частичек соли зависит от относительной концентрации кислотных и основных ионов. Рудничная пыль приобретает положительную полярность. 330
Исследования показали, что пылевые заряженные частицы задерживаются в легких в несравненно большей степени (вероятно, в 3— 4 раза), чем незаряженные частицы, причем пылевые частицы положительной полярности задерживаются легочной тканью в большей мере, чем частицы отрицательные (И.И. Лифшиц, Е.Т. Лыхина, Г.С. Эренбург). Если в одних производствах еще можно мириться с явлением запыле- ния воздуха, вследствие малой токсичности пыли, то в других пыль может принести вред здоровью рабочих и обслуживающего персонала. Угольная пыль откладывается в легкие человека с такой прочностью, что по одному виду легких легко определить профессию человека. Угольная пыль способствует развитию кониозов. Тонкодисперсная кварцевая пыль, присутствующая в воздухе рудных шахт, обогатительных фабрик и некоторых других производств, приводит человека к заболеванию силикозом. Вредность табачного дыма в настоящее время признана также весьма большой, ибо он, видимо, является одной из серьезных причин рака легких. Табачный дым вносит в легкие канцерогенные вещества. Статистика постоянно подтверждает вредность курения. Наконец, дымы и прочие загрязнения промышленных городов вносят в легочную ткань различные ядовитые аэрозоли. По данным американской и английской статистики, кривые заболеваний и смертности в некоторых городах идут параллельно степени систематического загрязнения воздуха данного места. Можно априорно предполагать, что пылинки различного диаметра будут осаждаться неодинаково в разных отрезках дыхательных путей. Это зависит от их диаметра и длины, и особое значение в данном случае должно иметь инерционное осаждение в местах разветвлений и поворотов дыхательных путей (табл. 79). Н.А. Фукс в книге "Механика аэрозолей" (Москва, 1955) систематизировал большой экспериментальный материал по данному вопросу. Поэтому мы кратко остановимся лишь на рассмотрении некоторых Таблица 79. Степень задержания частиц в различных участках дыхательных путей человека Участки дыхательных путей Трахея и главные бронхи Бронхи 1-3-го порядка Альвеолы При выдохе Степень задержания частиц, %, /••10=4 см 10 5 38 62 0 0 3 Г,5~ 7 56 37 0 1 0,5 ~ 1 12 84 3 0,3 0,15~ 0 5 29 66 при их радиусе 0,1 0,05~ 0 7 28 65 0,03 0,оГ5~ 0 14 51 43 Примечание. Над чертой приведен радиус частиц во влажном легочном воздухе, а под чертой — радиус частиц в выдохнутом воздухе 331
наиболее интересных для нас данных об осаждении пылевых частиц в альвеолах. Какого диаметра частицы доходят до альвеолярной поверхности, т.е. могут вступать во взаимодействие с кровью? По данным ряда исследователей (Финдейзен, Ландаль и др.), можно признать, что до альвеол доходят больше всего частиц, имеющих радиус порядка 1—3 мкм. Если частицы несут заряд, процент осаждения их увеличивается почти 2 раза. Несмотря на многие попытки теоретического и экспериментального изучения этого важного вопроса, нельзя считать, что он разрешен окончательно. VI.2. ОЧИСТКА ВОЗДУХА ОТ ПЫЛИ И МИКРООРГАНИЗМОВ С ПОМОЩЬЮ АЭРОИОНОВ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ПОЛЯРНОСТИ Проблема очистки воздуха в зоне жизни человека от разнообразных загрязнений, вносимых промышленностью, от аэрозолей и бактерий является одной из наиболее актуальных проблем. Трактаты по вопросу об "air pollution" все чаще и чаще появляются как вопль о надвигающейся катастрофе. Этот вопрос приобрел особое значение после изобретения атомных и водородных бомб, ибо атмосферный воздух стал все более и более насыщаться осколками ядерного распада. Эти осколки в форме высокодисперсных взвешенных веществ при взрыве поднимаются в атмосферу на большую высоту, затем в течение короткого времени растекаются по всему атмосферному океану и постепенно падают на поверхность земли в виде тонкой радиоактивной пыли или уносятся осадками—дождем и снегом — и являются угрозой человеку в любой точке поверхности нашей планеты. Копоть и сажа, вылетающие из заводских и фабричных труб и загрязняющие воздух промышленных городов, содержат канцерогенные вещества (бенз (а) пирен и др.), которые поневоле приходится вдыхать многим людям в дозах, иногда опасных, предрасполагающих к заболеванию раком. Химические заводы выбрасывают в воздух тонны высокодисперсной химически активной пыли и газов. До сих пор, несмотря на огромный прогресс техники, над крупными промышленными городами, над столицами мировых держав — над Лондоном, Парижем, Нью-Йорком и др. — висят тяжелые темно-сизые тапки ядовитых аэрозолей, и ни гигиенисты, ни техники не принимают неотложных мер для беспощадной борьбы с этим повседневным злом. Чрезвычайная скученность городского населения во многих странах мира и отсутствие в городах гигиенического комфорта, прохождение 0,9 жизни человека в дезионизированном воздухе вынуждают науку искать новые способы защиты и сохранения жизни. Человек пропускает через свои легкие 12 м воздуха в сутки, и наука должна позаботиться, чтобы этот воздух был бы радикально освобожден от вредных загрязнений и насыщен аэроионами отрицательной полярности в естественных дозировках. Изучение вопроса о действии искусственных аэроионов отрицательной полярности на очистку воздуха от бактерий и пыли в доста- 332
точно большом закрытом помещении, произведенное нами впервые в 1933 г. на станции аэроионификации в птицеводстве на ферме "На- рчук", близ Воронежа, при участии В.А. Кимрякова, показало, что аэроионы, полученные электроэффлювиальным методом, безусловно способствуют очищению воздуха от микрофлоры и пыли, доводя число бактерий или пылинок до некоторого минимума, а при известных условиях — до нуля. Механизм действия отрицательных аэроионов на взвешенные в воздухе частицы состоит в следующем. Отрицательные аэроионы воздуха заряжают (или перезаряжают) пыль и микрофлору, находящиеся в воздухе, до определенного потенциала, пропорционально их радиусу. Заряженные пылевые частицы или микроорганизмы начинают двигаться вдоль силовых линий электрического поля по направлению к противоположно (положительно) заряженному полюсу, т.е. к земле, стенам и потолку. Если выразить в длинах силы гравитации и силы электрические, действующие на тонкодисперсную пыль, то легко увидеть, что электрические силы превосходят силы гравитации в тысячи раз. Это дает возможность по желанию строго направлять движение облака тонкодисперсной пыли и очищать таким образом воздух в данном месте. При отсутствии электрического поля и диффузном движении отрицательных аэроионов между каждым движущимся аэроионом и положительно заряженной землей (полом) возникают силовые линии, вдоль которых движется данный аэроион вместе с частичкой пыли или бактерией. Осевшие на поверхности пола, потолка и стен микроорганизмы могут периодически удаляться. Как видим из изложенного, разработанный автором метод электрической преципитации имеет мало общего с современным методом фильтрации, или воздействия электрическим полем (электрофильтры). Наш метод позволяет очищать воздух в помещениях любого объема в присутствии человека, что отличает его от предложенных до настоящего времени способов. Для первых опытов 1933 г. были отведены две совершенно одинаковые по размеру и освещению просторные комнаты со стеллажами посередине. С одной из комнат (опытной) на расстоянии 1,5 м над стеллажом была подвешена на изоляторах металлическая сетка с остриями, к которой из соседнего помещения от трансформатора подводился электрический ток отрицательного знака напряжением 75 кВ и силой до 0,5 мА. Положительный полюс трансформатора заземлялся через кенотрон (рис. J 04). Число аэроионов во всех опытах варьировало в пределах от 5-10 до 1 -10 в 1 см воздуха. За 10 ч до опыта в обеих комнатах тщательно мыли пол и стеллажи и пускали в ход сильные вытяжные вентиляторы. За 30 мин до пуска тока в обе комнаты одновременно входило по одному человеку с занумерованными чашками Петри, наполненными агар-агаром с рН = 7,2+7,4. В строго определенных и симметричных по отношению к электрическому полю местах чашки Петри ставились и открывались на 5 мин (1 -й этап, или сеанс, опыта). После закрытия первой группы чашек в обе комнаты вносили по 10 клеток с 15 цыплятами 20-суточного возраста в каждой. Цыплята из-за их большой подвижности были взяты в качестве "возбудителя" в воздухе засорений. Снова расставляли в те же места чашки Петри и открывали их ровно на 5 мин (2-й этап опыта). 333
1Ш it w W/AWVV r *g У/М/1?/г<>??77гУ$/Л VZZZZZZi. 7Г//7Л Cj Рис. 104. Электроэффлювиальная установка для изучения действия потока аэроионов отрицательной полярности на микрофлору воздуха. Узел А — схема измерительной установки Через 5 мин на сетку подавалось напряжение и одновременно открывалась на 5 мин новая группа чашек Петри (3-й этап). Напряжение тока оставалось на сетке в течение 80 мин без перерыва. Та же процедура открывания чашек наблюдалась в течение следующих интервалов времени при непрерывном действии трансформатора: 13—18 мин (4-й этап), 33— 38 мин (5-й этап) и 73—78 мин (6-й этап). Наконец, в последний раз открывались чашки Петри через 15 мин после прекращения действия аэроионизации и через 5 мин после прекращения действия вентилятора (7-й этап). После каждого опыта все чашки Петри стояли сутки при комнатной температуре, а затем на сутки помещались в термостат при / - 37°С. На третьи сутки подсчитывалось число колоний. Анализ первичного материала (табл. 80) указывает на некоторую его пестроту. В этом можно убедиться, взглянув на данные, приведенные ниже, а также на кривые чисел колоний микрофлоры по отдельным моментам исследования или же по отдельным опытам. Из всей совокупности опытов, вошедших в разработку, выделяются опыты от 26 июня и 5 июля, в особенности последний. В эти дни мы имели наибольшее число колоний в воздухе наших помещений. Результаты очищающего действия отрицательных аэроионов, %, на микрофлору воздуха приведены ниже (контроль принят за 100%, см. табл. 80): До аэроионизации воздуха: 1-й этап - без цыплят 106,84 2-й " - с цыплятами 108,59 С аэроионизацией, с цыплятами: 3-й этап продолжительностью 0,5 мин 40,1 4-й " " 13-18 " 6,23 5-й " " 33-38 " 5,87 6-й " " 73-78 " 14,19 7-й " — с вентиляцией, без аэроионизации, без цыплят 107,51 334
Таблица 80. Результаты действия аэроионов отрицательной полярности на микрофлору воздуха (среднее число колоний) № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Дата следования 17 мая 23 " 27 " 9 июня 11 " 14 " 19 " 26 5 июля 8 " 10 " 12 " 1-й 2-й Этапы 3-й 1 исследований 4-й 5-й "| 6-й Г Помещение до аэроионизации опытное 12 15 9 4 7 14 20 9 85 4 21 3 рольное 6 7 10 8 7 14 18 5 74 15 23 3 с цыплятами, без аэроионизации опытное 70 98 109 38. 64 63 163 332 724 178 128 183 рольное 51 82 119 41 58 43 151 355 743 155 113 69 с цыплятами, аэроионизация 5 мин опытное 53 33 43 32 10 11 63 104 195 57 31 63 рольное 64 187 107 14 48 38 119 249 499 146 135 127 с цыплятами, аэроионизация 13 опытное 7 •3 4 2 5 2 8 4 16 1 7 8 -18 мин рольное 47 40 50 21 45 33 73 181 332 81 74 99 с цыплятами, аэроионизация 33-38 опытное 10 5 8 1 1 1 2 2 8 1 2 4 мин рольное 30 30 36 12 24 37 90 165 215 39 21 67 с цыплятами, аэроионизация 73 опытное 3 4 6 0 1 35 2 3 5 1 0 1 -78 мин рольное 12 18 33 6 13 63 64 71 90 9 11 40 7-й без цыплят, без аэроионизации, с вентиляцией опытное 21 20 17 9 35 15 18 12 22 10 2 5 контрольное 12 11 19 6 21 18 16 15 31 8 4 10 Всего 203 190 2150 1980 695 1733 67 1076 45 766 61 430 186 173
Таблица 81. Динамика основных показателей опытных и контрольных данных микрофлоры воздуха Показатель Помещение До аэроионизации воздуха 1-й этап |~2-й 3-й этап С аэроионизацией, с цыплятами 4-й этап 5-й этап J. 6-й этап После аэроионизации без цыплят, с вентиляцией 7-й этап Среднее [Опытное [Контрольное Колебание [Опытное [Контрольное 16,92/10,73 179,17/129,63 15,83/10,55 165,00/112,45 21,31/5,97 18,4/5,9 181,02/79,42 192,81/86,16 57,92/45,45 114,42/112,11 48,07/25,63 124,17/65,96 5,58/4,64 89,67/67,63 3,9/2,43 83,43/42,07 3,75/3,36 5,08/2,36 63,83/60,09 35,83/30,91 3,11/3,11 60,75/44,7 9,21/1,92 27,75/23,67 15,5/14,91 14,42/12,91 8,46/8,6 7,06/5,21 Коэффици- (Опытное ент [Контрольное Асиммет- Юпытное рия [Контрольное Эксцесс ("Опытное [Контрольное 125,95/55,63 101,03/61,27 82,89/56,39 69,89/52,37 166,24/55,92 116,85/76,62 85,98/58,80 93,04/62,11 +2,64/+0,37 + 2.21/+1.27 +1,81/+1,26 + 1.34/+0.08 +2,55/+0,74 +2.18/+1.88 + 1.78/+0.41 +2,21/+1,59 +5.73/-1.08 +3.96/+1.15 +2,77/+0,73 + 1,57/-1,43 +5,27/-0,56 +3,86/+2,85 +2,78/-0,46 +3,13/+2,03 82,93/92,56 18,3/81,35 54,5/57,67 95,17/74,39 77,44/76,58 48,96/40,36 +0.83/+1.08 +2,8/+0,49 +0,53/+0,72 + 1,52/+0,89 +0.6/+0.59 +0.69/-0.15 -0.84/-0.5 +6,63/-0,95 +0,18/+0,4 +0,94/+0,05 —1,08/—1,3 +0,23/-1,08 Примечание. Перед чертой приведены данные по условиям 12-го опыта, а после черты - 11-го опыта.
рис. 105. Динамика числа колоний в 5/50 опыте / и контроле 2 под влиянием х аэроионов отрицательной полярности с; 'W 2 50 8 о о Статистическое исследование динамики основных показателей опытных и контрольных данных микрофлоры воздуха указывает на несомненное действие аэроионов отрицательной полярности на очистку воздуха от бактериальных загрязнений (табл. 81). Можно сказать, что, несмотря на некоторые недочеты опытного материала, осаждающее влияние аэроионов на микрофлору воздуха доказано бесспорно. Вначале это влияние проявляется очень сильно, под конец опыта оно замедляется и затем, достигнув определенного минимального предела, стабилизируется (рис. 105). Что же касается первых двух этапов, то тут мы имеем, несомненно, очень резкое снижение числа колоний, ускорение темпа снижения, уменьшение размаха колебаний и вариаций по отдельным опытам, уменьшение положительной косости и положительного эксцесса. Через 5 лет опыты по очистке воздуха от бактерий и пыли повторены нами же в лучших лабораторных условиях. Кратко излагаемые ниже результаты дальнейших работ, потребовавшие около 5000 чашек Петри и предметных стекол и свыше 3000 электрометрических измерений концентрации аэроионов, имели целью окончательно выяснить вопрос об осаждающем микроорганизмы и пыль действии аэроионов отрицательной полярности. Эти исследования были произведены в 1938—1943 гг. в лаборатории кафедры общей и экспериментальной гигиены (заведующий проф. В.К. Вари- щев) 3-го Московского государственного медицинского института. Очистка воздуха от микрофлоры с помощью диффузного потока аэроионов вне электрического поля. Аэроионы продувались из аэроионизационной камеры вентилятором в опытное помещение объемом 90 м3. Схема опыта показана на рис. 106. Аппаратура как в этом, так и в последующих опытах состояла из маломощного высоковольтного трансформатора Ш — 35 кВ, / - 0,3 мА), положительный полюс которого через кенотрон был тщательно заземлен, а отрицательный присоединен к генератору аэроионов — "электроэффлювиатору" (шар или сетка с 450 остриями на 1 м ), укрепленному на изоляторах. Число аэроионов в месте самого опыта было порядка 103-Ю4 в 1 см3. Чашки Петри (36 шт.) наполнялись слоем сахарного агар-агара (рН - 7,3-*-7,5) толщиной 0,5 см. Чашки подсушивались в термостате в течение 30 мин, после чего устанавливались в трех местах на разных уровнях (по две чашки на каждом пункте). Чашки открывались и в открытом виде стояли 10 мин (первая проба). Затем включалась аэроионизация при продолжающейся работе вентиляции со скоростью движения воз- Духа по трубе до 1 м/с. Через 10 мин после включения аэроионизации снова в тех же местах выставлялось то же число чашек и на тот же промежуток времени — 10 мин (вторая проба). Таким же образом брались и последующие пробы. \, «V^J ^л "^- // /// N V VI VII ЭТАПЫ НАБЛЮДЕНИЙ 22-792 337
-SPSS- 2 ^_ ± /»»>s> Рис. 106. Схема размещения чашек Петри 1, вентиляционного канала 2 и аэроионизатора 3 электроэффлювиального типа (электрическое поле отсутствует) Рис. 107. Динамика частных характеристик изменения числа колоний микроорганизмов в воздухе под влиянием аэроионов отрицательной полярности (вне поля) 1,2 — для средних соответственно арифметических и квадратичных отклонений; 3,4 — для коэффициента соответственно корреляции и вариации; 5, 6 — для показателей соответственно асимметрии и эксцесса В шести последних опытах чашки выставлялись и после выключения аэроионизации для того, чтобы проследить темп нарастания микрофлоры вслед за прекращением действия аэроионов. После экспозиции все 36 чашек помещались в термостат при температуре 37°С на 24 ч, по истечении которых происходил подсчет колоний. Было проведено более 50 опытов. Общее число чашек превосходило 1800. Если начальные, т.е. до включения аэроионизации, числа колоний микроорганизмов, осажденных на поверхности чашек, примем за 100%, то после действия аэроионов в течение 50 мин были получены данные, приведенные далее в табл. 82. Из этой таблицы видно, что уменьшение числа микроорганизмов воздуха под влиянием аэроионов в большинстве опытов составляло 60—80%. В одном из опытов оно достигло 95%. В то же время контрольные опыты только с применением одной вентиляции, при прочих равных условиях, дали снижение микрофлоры в среднем только до 33%. Таким образом, искусственные униполярные аэроионы, распространяемые диф- фузно, в примененных в этих опытах дозах (10 —10 аэроионов с 1 см ) дали совершенно явный очищающий воздух эффект (рис. 107). 338
рис. 108. Частичная очистка воздуха обитаемого помещения от микроорганизмов с помощью легких аэроиоиов отрицательной полярности (ПО в 1 см ) / — момент включения аэроионогенератора; // — момент его выключения Т а б л и ц а 82. Число микроорганизмов в воздухе при наличии аэроионов отрицательной полярности вне электрического поля Номер опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Число колоний, % 49,7 64,2 46,5 24,7 33,1 73,4 50,3 41,7 50 43,1 39,4 38,5 38,9 37,8 46,7 15,9 40,9 55 12 21 25 29,2 31 31,5 13,5 Снижение числа колоний,% 50,3 35,8 53,5 75,3 66,9 26,6 49,7 58,2 50 56,9 60,6 61,5 61,1 62,2 53,3 84,1 59,1 45 88 79 75 70,8 69 68,5 86,5 Номер опыта 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 Число колоний, % 14,9 23 9,9 23,3 35,6 21,4 20,8 37 22 20,9 24,8 32,6 30,5 31,5 19,5 24,4 34,4 29,2 15,8 10,2 24,5 30,7 4,5 41,6 Снижение числа колоний, % • 85,1 77 90,1 76,7 64,4 78,6 79,2 68 78 79,1 75,2 67,4 69,5 68,5 80,5 75,6 65,6 70,8 84,2 89,8 75,6 69,3 95,5 58,4 Помимо указанных выше 49 опытов, было поставлено еще 6 опытов с подсчетом колоний как до опыта и во время опыта, так и после него. Полученные результаты показывают нарастание числа колоний вслед за прекращением работы генератора аэроионов (рис. 108). Рассмотрение данных табл. 82—85, полученных в результате подробного статистического анализа материалов, дает наглядное представление о действии аэроионов отрицательной полярности на микрофлору воздуха. Изменение общей средней по всем опытам этой серии происходит по закону М-1,557+146,95, (3) где М — среднее число колоний; Т — время аэроионизации. 10 20 30 1*0 50 *В0 10 80 90 100 ВР^МЯ. МИН 339
Таблица 83. Число микроорганизмов в зависимости от включения и выключения в работу аэроионогенератора Номер опыта 50 51 52 53 54 55 Число колоний в воздухе безаэроионизации 209 195 160 244 267 274 при аэроионизации 54,8 90 50 93,4 93 138 после прекращения аэроионизации 81 89,3 57,7 86 110,2 425 Среднее 225 86,5 141,5 Таблица 84. Динамика основных характеристик действия аэроионов отрицательной полярности на микрофлору воздуха Характеристика Без роионизации При аэроионизации в течение, мин 10 П°"1~31~141~~1 50 Контрольные средние без аэроионизации Средние по 42 опытам " 48 " Средняя ошибка Критерии достоверности разности средних Среднеквадратичные отклонения Средняя ошибка Критерии достоверности разности среднеквадратичного отклонения Коэффициенты вариации Средняя ошибка Коэффициенты корреляции Средняя ошибка Показатели асимметрии " эксцесса 436 406 361 370 297 319 196 199 22,1 - 143 27,5 — 73 11,5 — — 0,46 1,6 133 128 16,7 5,17 108 12 1,36 81 13,4 0,547 0,108 0,13 1,6 114 111 14,5 9,62 93 10,3 2,9 81 13,6 0,739 0,071 1,9 1,9 104 ' 102 18,7 10,1 120 13,2 0,57 116 24,6 0,59 0,102 4,2 1,5 85 85 8,2 18,52 86 9,4 3,85 101 19,2 0,55 0,108 2,1 6 66 67 8>2 30,4 52 5,8 10,2 79 13,2 0,762 0,06 2,33 6 Для сравнения эмпирических данных со средними данными, вычисленными по формуле (3), ниже приведен вывод, из которого видно почти полное совпадение чисел. Эмпирические данные М10 =196 М20 =133 М30=П4 М40 =104 М50= 85 МЛП= 66 Данные, вычисленные по формуле (3) 131,45 115,95 100,45 84,95 69,45 340
Таблица 85. Динамика частных характеристик действия отрицательных аэроионов на микрофлору воздуха Этапы довало ионизации Число опы- Число колоний абс. % максимум абс. % Умень- Среднее шение ха лебаний арифметическое абс. % Умень шение средней Число опытов меньше средней i6c. 1 % Среднее арифмети- 6 опытам абс. % Средняя контрольная абс. % Число опытов с результатами положи- 7 отрицатель- тельньши! ными абс. % абс. %' 24 28 28 28 28 27 100 117 117 117 117 112,5 199 128 111 102 85 67 100 64,3 55,8 51,3 42,2 33,7 436 406 361 370 297 319 100 93,1 35 82,8 37 84,9 38 68,1 40 73,2 40 - 88,3 90,2 92,7 95,2 100 - 7 4 3 2 0 - 16,7 9,8 7,3 4,8 0 10 мин 42 20 " 42 30 " 41 40 " 41 50" 42 60 " 40 30 100 2 6,7 14 46,7 9 30 17 56,7 14 46,7 495 100 468 94,5 448 90,5 734 148,3 407 82,2 286 57,8 196 5,3 133 9,5 114 48,3 104 17,8 85 42,2 66 100 67,9 32,1 58,2 41,8 53,1 46,9 43,5 56,5 33,7 66,3
Рис. 109. Аэроионифицированный бокс для изучения влияния потока аэроионов отрицательной полярности на распыленную в воздухе культуру субтилис (лаборатория кафедры общей и экспериментальной гигиены 3-го Московского медицинского института) В данной серии опытов не было получено полной стерильности воздуха из-за недостаточной плотности аэроионов. Это хорошо доказывается нами последующими экспериментами. Очистка воздуха от искусственно распыленной в воздухе культуры субтилис с помощью потока аэроионов в электрическом поле. Далее мы обратились к изучению того же вопроса, применив как и в опубликованном уже нами в 1934 г. исследовании, направленное движение аэроионов в электрическом поле, распыляя при этом в воздухе бокса (рис. 109) перед каждым опытом культуру спороносного микроорганизма — сенной палочки (субтилис). В чистый бульон делали посев субтилис, и бульон ставили на 1 сут в термостат. Затем в пробирку брали 1 см культуры и в 10-кратном размере разбавляли физиологическим раствором. С помощью пульверизатора культуру разбрызгивали в воздухе бокса объемом 13,5 м на расстоянии 2,5 м от пола. После распыления культуры по две чашки с агар-агаром на трех уровнях открывали на 4 мин и одновременно включили поток аэроионов и электрическое поле на все время опыта (64 мин). Затем чашки снова выставляли на 2-й, 4-й, 8-й; 16-й, 32-й и 64-й мин после включения аэроионификации. После окончания экспозиции чашки ставили в термостат на 36—48 ч при температуре 37°С, после чего производили подсчет выросших колоний. Было произведено свыше 50 опытов, из которых методически полноценных оказалось 45, из них 7 контрольных. В каждом опыте было в среднем по 40 чашек, во всем втором исследовании около 2000. Схема электрической установки для проведения опыта приведена на рис. 110. На рис. 111 показаны чашки Петри до и после включения установки. Трансформатор имел напряжение 85 кВ при силелока до 0,1 —0,5 мА. Число аэроионов в камере варьировало в пределах 10 —10 в 1 см . Результаты 38 опытов кратко сведены в табл. 86. Число колоний до опыта принято за 100%. Статистическая обработка и анализ первичного материала показывают, что аэроионы в электрическом поле, безусловно, снижают число колоний распыленной в воздухе культуры субтилис. Процесс 342
V^X; -■>' Рис. 110. Схема электроэффлювиальной установки в боксе для изучения влияния аэроионов отрицательной полярности на микрофлору воздуха / — чашки Петри; 2 — электроэффлювиаль- ная люстра; 3 — высоковольтный выпрямительный агрегат Рис. 111. Очистка воздуха от распыленной в нем культуры сенной палочки с помощью электроэффлювиаль- ного аэроионного генератора слева — до его включения; справа — через 8 мин после его включения Таблица 86. Влияние аэроионов отрицательной полярности в электрическом поле на число колоний культуры субтилис Номер опыта Число колоний, осевших в чашки на 64-й мин роионизации, % Номер Число колоний осевших в чашки на 64-й мин роионизации, % Номер эпыта Число колоний осевших в чашки на 64-й мин роионизации, % Номер опыта Число колоний, осевших в чашки на 64-й мин аэроионизации, % 0,73 14 2,6 27 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0,8 1,0 0,5 0,9 0,4 0,04 2 1,5 0,7 3,2 0,3 0,8 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 1,3 4,4 1,1 0,4 0,9 0,9 2,7 0,8 0,7 0,7 0,5 1,2 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 1,2 1,6 1,7 1,2 2,9 1,2 0,9 0,7 1,7 1 0,8 Контрольные опыты (без аэроионизации) 39 40 41 42 43 44 45 4,6 6,5 6,2 1,9 4,6 4,7 6,4 343
Таблица 87. Динамика частных характеристик действия отрицательных в воздухе культуру субтилис Характеристика Минимум Максимум Размах колебаний Число опытов меньше средней, % Средняя Ошибка средней Критерии достоверности (разница средних) Среднеквадратичные отклонения Ошибка Критерии достоверности, разница сигм Коэффициенты вариации Асимметрия Эксцесс Условные обозначения: О Камеры 1° 1к С! 1: 1° 1к 6 Ё е IS с с е е is Без ионизации 655 1118 7208 5432 6553 4314 58,8 66,7 2887 2608 256 573 — 1493 1403 182 405 — 40 54 + 0,8 + 1,12 + 0,13 -0,03 • 1 105 265 3544 833 3439 568 71 71,4 557 449 100 63 72 14 614 167 414 45 4 9 110 37 + 3,31 + 1,51 +12 + 1,22 — опытная камера; К — контрольная. 2 70 212 900 819 830 607 75 85 7 221 354 36 73 106 15 219 194 26 52 48 9 99 55 +2,16 +1,85 +3,63 + 1,79 : уменьшения идет вначале быстро, но затем замедляется. Другую картину дают контрольные опыты. Темпы снижения числа колоний в контроле по сравнению с опытом в среднем в 4 раза медленней. В табл. 87 приведены частные характеристики действия отрицательных аэроионов в электрическом поле на распыленную в воздухе культуру субтилис. Эти характеристики представляют большой статистический интерес. Абсолютная очистка воздуха от микрофлоры с помощью потоков аэроионов отрицательной полярности в электрическом поле. Следовало выяснить в окончательной форме вопрос о том, можно ли 344
аэроионов на распыленную При аэроионизации в течение, мин 4 35 112 330 585 295 473 60,5 71,4 101 271 10 53 103 16 62 141 7 38 62 10 61 52 +1,67 +1,33 +2,96 +0,77 _Ll_J 8 124 225 246 217 122 58 42,9 68 168 6 15 121 17 39 40 4 11 64 11 58 24 +1,88 +2,28 +4,93 +2,84 -J±_A__ i 94 214 250 213 156 66 42,9 46 152 6 18 123 18 35 48 4 13 64 11 76 34 + 2,93 + 0,85 + 11,4 - 2,71 32 I 2 39 407 172 405 133 79 57,1 40 100 10 14 123 19 63 37 7 10 62 11 158 37 + 28,23 + 0,37 +162,16 + 0,12 64 2 62 50 152 48 90 50 57,1 27 104 2 11 125 19 13 29 2 8 66 11 51 28 -0,26 + 0,12 + 8,69 -1,08 произвести абсолютную очистку воздуха от взвешенных в нем бактерий с помощью аэроионного потока большой плотности в более сильном электрическом поле, чем мы имели в предыдущих опытах. Для исследования была выбрана достаточно запыленная комната объемом 53 м . Электроэффлювиальная люстра, подвешенная на изоляторах к потолку, была соединена с отрицательным полюсом источника тока высокого напряжения — рентгеновским трансформатором, снабженным одним кенотроном. Напряжение в этих опытах было доведено до 110 кВ при силе тока до 0,5 мА. На расстоянии 110 см под люстрой был поставлен стол, на который помещались чашки с агар-агаром. Градиент потенциала поля оказался равным 1000 В на 1 см, концентрация аэроионов составляла около 5-10 в1 см3 (рис. 112). 345
Рис. 112. Схема электроэффлювиаль- ной установки для изучения влияния аэроионов отрицательной полярности на микрофлору воздуха при градиенте потенциала электрического поля, равного 1000 В/см 90 80 60 U0 20 1 МОМЕНТ ВКЛЮЧЕНИЯ АЭРОИОНИЗАЦИИ 1 «ЮМ АЭ ЕНТ РО И вы» эни: ЧЕРЕЗ 5 МИН 1 послг ВЫКЛЮЧЕНИИ АЭРОИОНИЗАЦИИ 1 J\ I лю« ЗАЦ№ ЕНИЯ 1И i 1 1 ] k 6 ВРЕМЯ. МИН 10 Рис. 113. Действие аэроионного потока отрицательной полярности (5*10 на 1 см ) на микрофлору воздуха (средние из семи опытов) Первая чашка — контрольная, ее ставили под люстру на 2 мин до включения тока высокого напряжения и затем убирали. Вторую чашку ставили после включения тока под люстру на 1 мин и затем убирали. Также поступали с третьей и четвертой чашками. Через 5 мин после включения тока ставили на 1 мин еще одну контрольную чашку. Затем чашки помещали в термостат при температуре 37°С, и через сутки подсчитывали число выросших колоний. Всего было проведено семь методически полноценных опытов с пятью чашками каждый. Рис. 113 и табл. 88 иллюстрируют полученные результаты. При градиенте потенциала в 1000 В на 1 см и аэроионном потоке отрицательной полярности 5-10 аэроионов в 1 см можно получить в течение нескольких минут абсолютную очистку воздуха от бактерий. Наличие во 2-м и 5-м опытах по одной колонии на 3-й и 4-й мин действия аэроионного потока, по-видимому, следует объяснить попаданием микроорганизма на поверхность агар-агара во время открывания или закрывания чашек. Интересно также отметить, что хотя через 5 мин после окончания опыта колонии стали появляться снова, их число не достигло числа .колоний до опыта, а составляло только 39%. Очистка воздуха от пыли с помощью потока аэроионов вне электрического поля. Взятие проб воздуха по методу Оуэнса производилось всегда на одном и том же месте, в середине большой камеры объемом 80 м на уровне 120 см от пола. Всего было проведено около 50 опытов, в каждом из которых было сделано по шести промеров, каждый промер выводился из трех проб пыли, т.е. из подсчета под микроскопом пылинок на трех предметных стеклах. Во всем исследовании использовали околр 900 предметных стекол. Число аэроионов в 1 см в месте опыта было порядка 10 . Электрическое поле отсутствовало. Если начальные, т.е. до включения потока аэроионов, число пылинок в воздухе принять за 100%, то через 60 мин после включения аэроионизации получили данные, приведенные в табл. 89—92. Из табл. 89 следует, что в результате действия искусственной аэроионизации отрицательной полярности вне электрического поля в 22 опытах имеет место снижение числа пылинок до нуля, т.е. произошла абсолютная очистка воздуха от частиц пыли, видимой в микроскоп дисперсности. В 12 из 23 опытов мы получили снижение пыли на 80—90%. Исследование показало большую эффективность очищающего воздух действия аэроионного потока отрицательной полярности вне электрополя (рис. 114). 346
Таблица 88. Абсолютная очистка воздуха от микрофлоры с помощью потока аэроионов отрицательной полярности в электрическом поле Номер о пыта Номера чашек 1-я - контрольная 2-я — аэроионизация 2 мин 3-я — аэроионизация 3 мин 4-я — аэроионизация 4 мин 5-я — контрольная, через 5 мин после выключения потока аэроионов 1 91 4 0 0 16 2 117 11 1 0 39 3 123 4 0 0 24 4 58 2 0 0 8 5 72 1 0 1 52 6 39 0 0 0 31 7 108 15 0 0 69 Среднее 86,9 5,3 0,1 0,1 34,1 Таблица 89. Число пылинок в воздухе при действии аэроионов отрицательной полярности вне электрического поля Номер опыта Число пылинок после включения аэроионизации, % Уменьшение числа пылинок, % Номер опыта Число пылинок после включения аэроионизации, % Уменьшение числа пылинок, % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 42,2 34,1 34,4 35 25,9 25,8 12,2 33,9 15,4 47,2 17 10,3 6,4 6,1 0 0 0 22,7 20,9 0 0 0 19,6 57,8 65,9 65,6 65,0 74,1 74,2 87,8 66,1 84,6 52,8 83 89,7 93,6 93,9 L00 100 100 77,3 79,1 100 100 100 80,4 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 8 11,8 11,2 0 0 0 0 0 28,2 0 0 0 0 0 15,7 0 0 0 0 0 60,7 0 92 88, 88, 100 100 100 100 100 71, 100 100 100 100 100 84, 100 100 100 100 100 39, 100 347
Таблица 90. Примеры осаждающего действия аэроионов отрицательной полярности на пыль 8 апреля № п. п. 1 2 3 4 5 6 7 Дата опыта 5 апреля Условия опыта Без аэроионизации При аэроионизации То же " " " " Время после начала аэроионизации, мин - 10 20 30 40 50 60 Число отрицательных аэроионов в 1 см3 299 196 000 - 380 000 355 000 393 000 383 000 качаний прибора Оуэнса 6 8 5 9 10 10 10 пылинок в 1 см3 135 74 55 27 41 23 23 % 100 54,81 40,74 20 30,37 17,04 17,04 Соотнои размена до 2 98,8 98,8 100 100 100 100 100 пение, %, 2,5 1,2 1,2 - - - - - Без аэроионизации При аэроионизации То же 10 20 30 40 50 60 196 000 169 000 187 000 150 000 215 000 225 000 8 8 10 12 12 12 237 49 32 29 26 28 28 100 20,68 13,5 12,24 10,27 11,81 11,81 98,6 96,2 100 100 100 97,9 100 1,4 3,8 2,1
Рис. 114. Динамика частных характеристик изменения числа пылинок в воздухе под влиянием аэроионов отрицательной полярности / и 2 — для средних соответственно арифметических и квадратичных отклонений; 3 и 4 — для коэффициентов соответственно вариации и корреляции; 5,6 — для показателей соответственно асимметрии и эксцесса Ю 20 30 kO 50 60 Таблица 91. Динамика основных характеристик действия аэроионов отрицательной полярности на пыль Характеристика Средние Средние ошибки Критерии достоверности, разница средних Среднеквадратичные отклонения Средние ошибки Критерии достоверности, среднеквадратичные отклонения Коэффициенты вариации Средние ошибки Критерии достоверности коэффициентов вариации Коэффициенты корреляции Средние ошибки Показатели асимметрии Показатели эксцесса Без ионизации 102 17,3 - 116 12,2 - 114 22,8 — - — 1,697 2,155 При аэроионизации в течение, с 10 Г 64 13,4 3,0 86 9,5 3,76 134 31,7 -0,262 0,916 0,25 1,799 2,298 20 Гзо J 44 11,9 7,63 77 8,4 6,93 175 51 1,195 0,899 0,030 2,323 4,488 40 11,7 8,83 72 8,3 8,89 180 56,4 1,177 0,863 0,041 3,623 6,46 40 Г 32 8,1 13,42 49 5,7 24,76 158 42,4 0,655 0,868 0,041 2,380 4,875 50 | 30 8,4 14,01 52 6 22,16 173 52,4 1,066 0,855 0,044 3,052 8,586 60 25 6,7 17,23 38 4,8 35,4 152 45 0,569 0,877 0,041 2,344 5,23 349
о Таблица 92. Динамика частных характеристик действия отрицательных аэроионов на количество пыли в 1 см3 воздуха Этапы исследования аэроионизации Число опытов Опыты, в которых нет пыли абс. Минимум числа пылинок Максимум числа пылинок абс. % -4- Умень- шение размаха лебаний, % Средняя арифметическая абс. УменЬ' шение среднего личества пыли, % Число опытов меньше средней абс. % Число опытов с результатами положитель ными абс Л. отрицательными абс. Г% В течение 10 мин То же, 20 мин " 30 " " 40 " "• 50 " ," 60 " " 70 " 45 41 42 38 37 38 32 1 5 14 11 9 13 11 2,2 12,2 33,3 28,9 24,3 34,2 34,4 0 0 0 0 0 0 0 481 346 320 329 213 260 166 100 71,9 28,1 66,5 33,5 68,4 31,6 44,3 55,7 54,1 45,9 34,5 65,5 102 64 44 40 32 30 25 100 62,7 37,3 43,1 56,9 39,2 60,8 31,4 68,6 29,4 70,6 24,5 75,5 29 30 31 26 27 31 22 64,4 73,2 73,8 68,4 73 81,6 68,7 - 39 41 37 36 38 32 - - 95,1 2 97,6 1 97,4 1 97,3 1 100 0 100 0 - 4,9 2,4 2,6 2,7 0 0
Значение очистки воздуха с помощью аэроионного потока становится с каждым днем все важней и необходимей для многих отраслей народного хозяйства. Известно, что сверхвысокая чистота воздуха необходима при изготовлении высокочувствительных электронных ламп и других вакуумных приборов, полупроводниковых материалов, искусственного волокна и т.д. Общее содержание примесей в полупроводнике не должно превышать 10" —10" %. Такая сверхвысокая чистота воздуха может быть получена только с помощью метода электропреципитации в электрическом поле, предложенного впервые нами в 1933—1934 гг. Данный метод в ближайшее время следует углубить и разработать применительно к различным производствам. Не лишена интереса возможность воздействовать аэроионами на радиоактивную пыль. Опыты показали, что эта пыль несет положительный заряд и потому легко осаждается на металлических предметах, находящихся под отрицательным потенциалом. Исследования по аэроионоочистке воздуха, начатые автором, получили в 1956— 1957 гг. подтверждение в опытах студента-медика Т.С. Темурзиева (Карагандинский государственный медицинский институт) и инж. Н.Д. Киселева (Москва). Т.С. Темурзиев показал, что если число колоний, осажденных на поверхности чашек Петри до аэроионизации в присутствии людей, принять за 100 %, то под влиянием отрицательных аэроионов в тех же условиях в течение 15—45 мин число микроорганизмов воздуха сокращается на 80—60%. Исследования, проведенные Н.Д. Киселевым, в основном затрагивают вопросы влияния направленного потока аэроионов отрицательной полярности на высокодисперсную кварцевую пыль, как наиболее вредную пыль в промышленности. В его работе доказывается, что высокодисперсная кварцевая пыль, находясь во взвешенном состоянии, в значительной части заряжена электричеством. Он установил, что искусственные аэроионы увеличивают заряд взвешенных частиц кварца в сотни раз. Без искусственной ионизации частицы кварца диаметром порядка 0,1 мкм несут шесть—девять элементарных зарядов. При искусственной аэроионизации частицы такого же размера принимают на себя более 2500 зарядов и, следовательно, плотность электрического заряда на поверхности частиц резко возрастает. При подаче напряжения на электроэффлювиальную люстру, которая подвешена на потолке комнаты, искусственно запыленной кварцевой пылью, заряд частиц пыли увеличился в десятки и сотни раз. Осаждение частиц происходит в сотни раз быстрее, чем в случаях, когда пыль не подвергается воздействию направленного потока искусственных аэроионов. Было подтверждено, что осаждение пыли происходит более интенсивно, когда на аэроионизатор подается отрицательный заряд. На основе приведенных данных был сделан вывод: взвешенные частицы высокодисперсной кварцевой пыли при искусственной аэроионизации весьма быстро собираются в крупные агрегаты и удаляются из запыленной зоны в направлении сил электрического поля. Опытами действительно установлено, что при искусственной аэроионизации микроскопические взвешенные частицы кварца быстро собираются в крупные агрегаты, состоящие из сотен тысяч мелких частиц (рис. 115). Эти большие частицы несут и большой электрический заряд отрицательного знака и, находясь в электрическом поле, со значительной скоростью перемещаются в направлении его силовых линий. Метод 351
ч* /■■-■ 'Щ % * % '■'•■■' :- ** »* ■ i • * Рис. 115. Высокодисперсная кварцевая пыль во взвешенном состоянии (слева) и коагуляция взвешенных частиц этой пыли под действием аэроионного потока отрицательной полярности с электроэффлювиальной люстры (справа) (по Н.Д. Киселеву) электростатической преципитации дает возможность быстро укрупнять взвешенные частицы кварца и удалять их из помещения в определенном (заданном) направлении по силовым линиям электрического поля. Проблему удаления частиц высокодисперсной кварцевой пыли из запыленной зоны в заданном направлении Н.Д. Киселев считает разрешенной. Для этого необходимо только рассчитать форму электроэффлювиальной люстры системы А.Л. Чижевского, определить место ее расположения, а также место заземленного пылесборника, из которого пыль будет транспортироваться дальше с помощью механической вентиляции. Н.Д. Киселевым получены скорости при естественных условиях осаждения кварца и при аэроионном потоке отрицательной полярности. Установлено, что при направленном потоке аэроионов взвешенные частицы кварца удаляются почти полностью из помещения в течение 2,5—3 мин, т.е. в 50 раз быстрее по сравнению со скоростью осаждения кварцевой пыли в естественных условиях (без искусственных аэроионов). Исследованиями Н.Д. Киселева также было подтверждено, что для заряда взвешенной пыли и удаления ее из помещения электрическими силами достаточно возбудить так называемый темный разряд с эффлювиального аэроионизатора. Как известно, темный разряд предшествует тихому и коронному разряду. Он протекает при весьма малой силе разрядного тока (порядка 10" —10" А) и без следов образования озона или окислов азота. Увеличение разрядного тока с острий ■г- алт ~ - -* i <ч. ч* *£* --»"*'« "N» й *% S 352
Рис. 116. Зависимость времени Г осаждения пыли 7» от напряжения U на электроэффл ювиалыюм аэро- ионизаторе (по Н.Д. Киселеву) 20 Ю 5 эо 70 ти.кв аэроионизатора не давало положительного эффекта, поскольку частицы кварца принимали на себя только вполне определенную плотность электрического заряда. При этом на аэроионизатор подавалось напряжение не более 35—45 кВ. В работе Н.Д. Киселева рассмотрен процесс выхода электронов из металлических острий, как необходимого условия возникновения аэроионов отрицательной полярности в запыленной зоне и заряда частиц пыли. Также исследованы конфигурации электрических полей в запыленной зоне в зависимости от формы электроэффлювиальной люстры, числа острий и величины приложенного напряжения. Исследовано влияние объемных зарядов и местных электрических полей в запыленной зоне на величину разрядного тока с аэроионизатора, заряда частиц, скорость и направление движения пыли. Опытным путем подтверждены оптимальные расстояния между остриями в зависимости от формы аэроионизатора, при которых исключается возможность взаимного экранирования острий. Характеристики времени осаждения кварцевой пыли от напряжения на аэроионизаторе приведены на рис. 116. Из этих характеристик видно, что общий ток в запыленной зоне растет с увеличением числа острий на аэроионизаторе при условии, если между остриями сохраняется расстояние около 5 см. Зависимость времени осаждения пыли от величины силы тока показана на рис. 117. При значительном уменьшении расстояний между остриями взаимное экранирование становится настолько существенно, что при расстояниях, близких к 1 см, величина разрядного тока становится почти равной величине силы тока с плоской люстры, без острий. Как видно из кривых, приведенных на рис. 118, при напряжении на аэроионизаторе до 25 кВ имеется весьма незначительный прирост величины силы тока. При данном напряжении на аэроионизаторе силы, удерживающие выход электрона с поверхности острий, значительно больше сил, способствующих его выходу. Напряжение и сила тока начинают возрастать только при величине напряжения на электроэффлювиальной люстре свыше 30 кВ, как это и было установлено нами в 1933 г. Рост этих характеристик показывает, что только при определенном напряжении на аэроионизатор наступает темный разряд в газовом промежутке запыленной зоны, 353 23 -792
Т,мин " i О 20 W 60 80I,A Рис. 117. Зависимость времени Т осаждения пыли от величины силы тока / (по Н.Д. Киселеву) Рис. 118. Зависимость аэроионного m с электроэффлювиальной люстры от« острий на единицу площади (по Н.Д. I леву) / — при U- 30 кВ; 2 — при U- 35 кВ при U- 40 кВ; 4 — при U- 45 кВ; 5 - £/-50 кВ связанный с выходом значительного числа электронов с поверхности острий. Эти последние, направлялись с большими скоростями, ионизируют запыленную газовую среду, образуя в ней отрицательные аэроионы. Значительный интерес представляют эквипотенциальные кривые электрического поля в зоне, запыленной частицами кварца. Эти кривые показывают наличие в этой зоне объемных зарядов, увеличивающих в ней локальный потенциал и резко искажающих форму эквипотенциальных поверхностей электрического поля. Из данных по изучению максимальной плотности тока на приемном экране было определено максимальное число зарядов отрицательного знака в 1 см воздуха в зоне опыта. Доказано, что максимальная плотность аэроионов запыленного воздуха при искусственной его аэроионизации не превышает нескольких тысяч в 1 см , что равняется естественной аэроионизации прибрежного или горного климата. Исследованиями Н.Д. Киселева и произведенными им расчетами доказывается, что концентрация легких аэроионов отрицательного знака, необходимая для пылеочистки, не представляет какой-либо опасности для людей, работающих в этой зоне, и даже, наоборот, именно такая концентрация отрицательных аэроионов ныне рассматривается как положительный фактор, способствующий улучшению условий труда, повышению жизнедеятельности организма и большей сопротивляемости его различным заболеваниям. Во всех случаях вза- жсла Сисе- ;3 — - при , 1 7j 2 2 \ \ \ / / / 1 1 1 \ п 1/ 2 '/ Л /[ А 3 L \ \ V \ ;: 9 25 81 ЧИСЛО ОСТРИЙ 1 25 10 5 РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ОСТРИЯМИ. CIV 354
рис. 119. Электроэффлювиальная люстра на заводской трубе (по Н.Д. Киселеву) / — заводская труба; 2 — стяжные хомуты; 3 — угловые кронштейны (металлические) ; 4 — сливной трубопровод; 5 — дымо- или пылесборник; 6 — вертикальная стойка (металлическая); 7 — проходной высоковольтный опорный изолятор на люстре; 8 — электроэффлювиальная люстра; 9 — поперечные связи (металлические); 10, 11 — высоковольтные опорные изоляторы; 12 — водоподающий трубопровод; 13 — кабель высокого напряжения имного расположения электроэффлювиатора и приемного экрана величина силы тока не превышала сотых долей мА при напряжении порядка 45 кВ. Следовательно, на образование необходимого числа аэроионов в запыленной зоне требуется небольшое количество электрической энергии, и подобный аэроионный очиститель в этом отношении может быть отнесен к наиболее экономичным. Исследования, проведенные по изучению влияния аэроионного потока на коагуляцию и осаждение взвешенных частиц кварцевой пыли, показывают широкую возможность применения данного метода очистки воздуха в заводских и фабричных цехах. Основываясь на полученных теоретических и экспериментальных данных о влиянии аэроионного потока с острий электроэффлювиаль- ной люстры на коагуляцию и седиментацию высокодисперсной кварцевой пыли, Н.Д. Киселев исследовал еще вопрос о борьбе с загрязнениями атмосферного воздуха, о возможности уменьшения запыленности и задымления атмосферного воздуха промышленных центров вредными выбросами из заводских и фабричных труб. Для проведения экспериментальных исследований Н.Д. Киселевым была выполнена установка по типу невысоких заводских труб. На конце трубы устанавливался раструб, на верхних краях которого крепился шланг с мелкими отверстиями, через которые верхняя часть раструба смачивалась водой. Вода должна была смывать с поверхности осевшую пыль и удалять ее в бункер. Схема установки приведена на рис. 119. Над раструбом подвешивали электроэффлювиальную люстру выпуклой формы равного с раструбом диаметра. На люстру подавалось напряжение отрицательной полярности. Воздух, запыленный высокодисперсной кварцевой пылью (диаметр пыли — "Л—0,25 мкм), проходил через трубу со скоростью 4—5 м/с, близкой к скорости движения воздуха, который выбрасывается в атмосферу из труб многих производственных предприятий. 355
При невключенном аэроионизаторе пыль с выбрасываемым воздухом с большой скоростью распространялась в помещении. Комната объемом 40 м быстро заполнялась кварцевой пылью. При подаче на электроэффлювиальную люстру, подвешенную в 20 см над раструбом, напряжения порядка 45 кВ распространение высокодисперсной кварцевой пыли в помещении немедленно прекращалось. Значительная часть пыли, уже в агрегатном состоянии (более крупная), осаждалась на внутренней поверхности заземленного раструба, а затем смывалась водой в бункер. Говоря иными словами, кварцевая высокодисперсная пыль при выходе из трубы со скоростью 4—5 м/с немедленно униполярно заряжалась и, находясь в сильном электрическом поле, осаждалась до 85% на заземленном раструбе. Как показали опыты Н.Д. Киселева, такие же примерно количества табачного дыма, алюминиевого порошка, смешанной пыли из вагранок и свинцовой пыли — этих весьма вредных для человеческого организма пылей и аэрозолей — легко осаждаются с помощью электроэффлювиальных люстр системы А.Л. Чижевского. Следовательно, аэроионный поток, кроме применения его внутри производственных помещений для осаждения имеющейся в этих помещениях пыли, может быть широко использован в промышленности для уменьшения выброса различных загрязнений в атмосферу. Это должно будет снять серо-сизые шапки производственных аэрозолей с городов и очистить атмосферный воздух, которым в настоящее время дышат многие десятки миллионов людей. И, с другой стороны, внедрение этого метода сохранит государству миллионы тонн высококачественных продуктов (например, цемента), которые теперь "вылетают в трубу". Под руководством автора этой книги проводятся углубленные исследования этих вопросов в лаборатории аэроионификации Союзсан- техники научными работниками Е.Ю. Зуйковой и А.И. Франком. Эти исследования имеют целью уточнить ряд вопросов для скорейшего практического применения метода аэроионификации в производственных условиях. На основании приведенного выше можно сделать следующие выводы. 1. Очистка воздуха внутри населенных и производственных помещений от высокодисперсной пыли и микроорганизмов возможна с помощью аэроионов отрицательной полярности. 2. Электроэффлювиальные генераторы аэроионов, при определенных условиях, не продуцируют одновременно с аэроионами побочных продуктов или излучений, которые могут оказывать не организм человека токсическое действие. 3. Аэроионификация может быть осуществлена всюду, где имеется электроосветительная сеть. 4. Детали аппаратуры и дозировка аэроионов по концентрации и времени должна быть разработана для каждого данного случая в зависимости от предъявляемых требований, объема помещения, его населенности и т.д. 5. Безопасность при работе электрической установки гарантируется включением в сеть высокого напряжения соответствующего сопротивления (высокоомного) и "реле безопасности", отключающего установку при приближении заземленного тела в оголенной части высоковольтной сети. 356
6. Аппаратура может очищать воздух либо до начала тех или иных работ, либо очистка производится периодически, для чего в аппаратуру включается реле времени (цейтреле). Что касается работы аппаратуры для частичной очистки воздуха, то вопрос о принятии каких-либо особых мер безопасности отпадает, так как в этом случае электроэф- флювиальные генераторы аэроионов помещаются в вентиляционных трубах, в специальных кожухах. 7. Метод аэроионификации может быть применен теперь же, без каких-либо дополнительных изысканий в операционных, перевязочных, палатах (инфекционных, родильных и др.), боксах микробиологических лабораторий, на заводах и фабриках и т.д., т.е. там, где его применение не потребует особых строительных или архитектурных переделок. 8. Аэроионификация зданий — больниц, школ, театров, заводов и т.д. — может быть осуществлена централизованно при проектировании этих зданий. VI.3. ДЕЙСТВИЕ АЭРОИОНОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ Говоря об очищающем от микрофлоры действии направленного потока отрицательных аэроионов, нельзя не сказать несколько слов о непосредственном действии аэроионов на микроорганизмы. Это тем более необходимо, что некоторые предварительные исследования уже были выполнены отечественными и зарубежными учеными. Из этих исследований вытекает, что микроорганизмы относятся небезразлично к аэроионам и в той или иной степени реагируют на них. Первая попытка обнаружить действие ионизированного воздуха на микроорганизмы принадлежит В. Торнтону (1911 г.). Для этих же целей нами в 1930—1931 гг. были организованы исследования в нескольких лабораториях (Москва, Загорск, Арженка, Воронеж). Изучался рост стафилококка на поверхности агар-агара в чашках Петри. Культуры подвергались воздействию аэроионов, полученных электроэффлювиальным методом. В этих опытах чашки Петри подвешивались на изоляторах и, следовательно, изолировались от земли. Под чашки помещалась металлическая пластинка, соединенная с землей. В другом случае металлическая заземленная пластинка помещалась в чашки Петри под агар-агаром. В подвергнутом влиянию аэроионов посеве после 2-су- точного выращивания в термостате подсчитывалось число колоний и их размеры. Чашки с "ионизированными" колониями сравнивались как между собой, так и с контрольными. Из рассмотрения материалов исследования, проведенного совместно с М.Т. Каноненко и Д.В. Мошкиным, можно было прийти к следующим основным заключениям: 1) в тех случаях, когда подопытная культура изолирована от земли (вне поля), влияние аэроионов обнаруживается слабо; 2) когда подопытная культура соединялась так или иначе с землей (чашки Петри стояли на столе или металлически соединялись с землей), влияние аэроионов на скорость роста культуры стафилококка сказывалось несомненно, причем в зависимости от дозы аэроионов были обнаружены разные степени замедления роста культуры сравнительно с контрольными; 3) аэроионы отрицательного знака дозой до 510 ионов в 1 см и по времени воздействия до 5 мин не 357
влияют на рост колоний. Аэроионы отрицательного знака в средних (510) и больших дозах (5 10 ) явно тормозят рост колоний (до 50%)- 4) аэроионы положительного знака в сильных дозах — свыше 10 ионов — резко угнетают рост колоний (до 50%), в слабых — влияния почти не оказывают; 5) из систематических подсчетов числа колоний в аэроионифицированном зале выяснилось, что там число колоний со временем уменьшается, т.е. создается впечатление, что аэроионы оказывают длительное очищающее воздух действие. В 1932 г. исследования с микроорганизмами — бактериями, Coli — были организованы А.А. Передельским в Биологическом отделении ЦНИЛИ. Опыты ставились с бактериями Coli, разведенными в воде от 1/100 до 1/100000. За 0,25 ч до сеанса аэроионовоздействия вода заражалась указанной культурой и затем в сосудах ставилась под аэроионный поток отрицательной полярности. Контрольная посуда с тем же разбавлением во время сеанса помещалась в соседней комнате. По истечении 2 сут подсчитывались числа колоний в чашках и вычислялись средние арифметические. Все прочие условия опытов в течение всего времени исследований оставались неизменными. Полученные результаты выразились в следующем: в опытных чашках преобладает торможение в развитии колоний по сравнению с контрольными. Материалы показывают, что из 53 случаев в 36 наблюдается подавление развития и только в 17 случаях — некоторое небольшое ускорение. Если сравнить число случаев с превышением или уменьшением числа колоний в чашках с их расстоянием во время сеанса аэроионизации от источника аэроионов, то можно увидеть определенную закономерность. Чем больше расстояние поверхности воды с культурой от источника аэроионов, тем больше вероятность вызвать стимуляцию; чем это расстояние меньше, тем чаще наблюдается торможение роста. В противоречии с этими опытами находятся данные В.А. Никонова (1933). В его опытах чашки Петри с засеянным агаром подвергались влиянию аэроионного потока отрицательной полярности. После этого опытные и контрольные чашки переносились в термостат на сутки. Затем подсчитали число колоний в опытных и контрольных чашках. После серии опытов В.А. Никонов отмечает, что в опытных чашках был более дружный рост колоний, чем в контрольных; колонии одного и того же микроба на опытных чашках были крупнее; на опытных чашках иногда обнаруживались колонии, отсутствующие на контрольных. Д.Э. Беленький, К.И. Пасынков и Н.Н. Попова в том же году изучали влияние отрицательно ионизированного воздуха высоких концентраций (2 10 аэроионов в 1 см ) на рост вибриона азиатской холеры и брюшнотифозной палочки. Для получения ионизированного воздуха эти авторы пользовались также электроэффлювиальным методом. Сеанс отрицательной аэроионизации продолжался до 60 мин. После сеанса чашки закрывались крышками и помещались на 2 сут. в термостат. По их истечении подсчитывали число колоний. Серия опытов, произведенных с указанными выше микроорганизмами при одной и той же методике, показала во всех случаях уменьшение числа колоний по сравнению с контрольными чашками. Таким образом, отрицательные аэроионы в больших дозах тормозят развитие вибриона йзиатской холеры и брюшнотифозной палочки. Авторы отметили, что воздух той комнаты, где производились сеансы аэроионизации, оставался стерильным в течение более 1 сут., что подтверждают наблюдения о стерилизующем действии аэроионов на воздух закрытого помещения. Кроме перечисленных опытов, нами в 1934 г. было организовано исследование влияния на микрофлору воздуха электрического поля и аэроионов. Униполярные аэроионы получали с помощью радиоактив- 358
ной соли (рис. 120). Этот метод позволяет изучать одновременно действие аэроионов положительного и отрицательного знаков слабых степеней концентрации (в среднем до 6 10 ионов в 1 см3) в электрическом поле, а также в полях разной величины градиента потенциала без аэроионов. Изучаемым объектом была культура стафилококка. После нанесения обычным способом культуры на поверхность агар-агара чашки Петри помещали в термостат. Затем 2 раза в сутки культура в течение 30 мин подвергалась влиянию аэроионов положительного и отрицательного знаков в электрическом поле и электрического поля обоих направлений без аэроионов. В контроле также были четыре чашки Петри. Через 2 сут. подсчитывали число колоний и определяли их рост. Так как воздух в камере, где проводился опыт, предварительно очищался от сапрофитов, то количество оседавшей на поверхности агар-агара микрофлоры воздуха было очень невелико и не мешало учитывать результаты. Всего было произведено 10 исследований, в которых использовали по 40 опытных и контрольных чашек. Электрические параметры дозы (градиент потенциала и число аэроионов у нижнего диска) оставались в течение всех опытов без малейших изменений. Средние числа колоний по данным 10 опытов (число колоний в контрольных чашках принято в среднем за 100%) приведены ниже. Характер воздействия Число колоний, % Поток аэроионов в электрическом поле: отрицательного знака (диски 1-5) 117,3 положительного знака (диски 3—6) 112,9 Электрическое поле: снизу вверх (диски 2—5) 104 сверху вниз (диски 4—6) 103,3 Таким образом, хотя результаты данного исследования оказались весьма скромными, закономерность во всех случаях была одна и та же: аэроионы в электрическом поле влияют на рост бактерий и число колоний; аэроионы отрицательного знака в данном случае оказали более сильное действие, чем аэроионы положительного знака; электрическое поле без аэроионизации влияет весьма слабо. Не удовлетворившись этими результатами, автор этой книги произвел в 1935 г. ряд исследований о влиянии электрического поля как без аэроионизации, так и с аэроионизацией на рост ряда культур (стафилококка, вибриона азиатской холеры и брюшнотифозной палочки). Электрическое поле и аэроионы положительного и отрицательного знака создавались в особом термостате (рис. 121). Чашки Петри находились между двумя металлическими дисками, отстоящими один от другого на расстоянии 10 см. Постоянный электрический ток через проходные изоляторы подавался на диски, при этом поле имело разное направление как снизу вверх, так и сверху вниз. Градиент поля в этих опытах варьировал от 300 до 1000 В на 1 см. Это давало возможность в некотором отношении имитировать процессы в атмосферном электричестве во время грозы. Другой термостат (рис. 122) был оборудован иначе. Электрический ток (с параметрами £/= 75 кВт и / = 0,5 мА) подавался на проволочную сетку с остриями. Аэроионный поток прогонялся вентилятором вниз и попадал на поверхность чашек Петри с культурой. Электрическое поле элиминировалось заземленной клеткой Фарадея. Для контроля была оборудована аналогичная установка с вентилятором, но без подачи тока; таким образом, условия опыта были идентичны. Исследования, произведенные в двух термостатах, показали, что электрическое поле оказывает очень незначительное влияние на рост 359
0 © Рис. 120. Схема опыта по изучению влияния аэроионных потоков отрицательной и положительной полярности и электрического поля на рост микроорганизмов 1—4 — люстры — источники аэроионного потока; 5, 6 — подставки для чашек Петри исследуемых микроорганизмов. До известного градиента поля и при направлении его сверху вниз рост микроорганизмов увеличивается, при увеличении градиента их рост в большинстве случаев тормозится. Но сильнее поля действуют аэроионы в электрическом поле, аэроионный поток оказывает резко тормозящее действие на рост бактерий. Изложенное выше говорит о существовании трех основных явлений: 1) утверждается действие аэроионов на микроорганизмы; 2) наблюдается полярность действия; 3) отмечается зависимость силы действия от дозы (число аэроионов в 1 см воздуха, продолжительность экспозиции, расстояние от источника аэроионов). В данной области непочатый край исследований. Ни один из поставленных вопросов еще полностью не завершен. Необходимо выяснить, изменяется ли вирулентность бактерий под влиянием аэроионов той или другой полярности и нельзя ли регулировать вирулентность этим физическим фактором. Опыты автора с измерением электрофо- ретической подвижности бактерий до и после воздействия аэроионами говорят о возможности в некоторой мере влиять на поверхностный заряд бактерий. Опыты Т.С. Темурзиева (1956—1957) с гемолитическим стрептококком как будто проливают свет в эту область. Ряд подобных вопросов изучается Е.Ю. Зуйковой в Московской лаборатории аэроионификации Союзсантехники. 360
Рис. 121. Схема аэроионифициро- ванного термостата для изучения различных дозировок аэроиоиов и электрических полей па микроорганизмы —ИЛ0 Рис. 122. Схема аэроионифицированного термостата для изучения действия аэроионов на микроорганизмы (электроэффлю- виальная сетка защищена клеткой Фара- дея; размеры даны в см) Эта тема привлекла внимание зарубежных исследователей. Пакк и Седжик, Смит и Инг Ган Го, Кругер, Хикс, Бэккет и другие занимались этим многообещающим вопросом. Их работы во многом подтвердили исследования автора и его школы. Глава VII АЭРОИОНИФИКАЦИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ VII.1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ Опыты и наблюдения над влиянием униполярно ионизированного в°здуха на организм животных позволили автору этой книги сделать Ряд важных заключений. Экспериментально установлено, что при воздействии отрицательными аэроионами увеличилась двигательная деятельность животных, 01*и проявляли усиленный аппетит, значительно увеличивались в мас- Се; маловесные животные догоняли в развитии нормальных; давали 361
более здоровое потомство; значительно улучшалась шерсть и густел подшерсток; наблюдалось явное усиление половой активности; укреплялись механизмы сопротивления организма болезнетворному началу; инфекционные заболевания проходили легче, и животные выздоравливали скорее; смертность по сравнению с контрольными животными снижалась в несколько раз; продолжительность жизни несколько увеличивалась. Эти биологические эффекты были получены при воздействии на животных ионами кислорода воздуха. Изложенные результаты навели автора на мысль о желательности применения отрицательно ионизированного воздуха в сельском хозяйстве в целях увеличения продуктивности животноводства и для успешной борьбы и эпизоотиями. Увеличение массы, улучшение шерсти и подшерстка, повышение выделений молочных желез, несравненно более здоровое потомство и ряд других явлений говорили о целесообразности аэроионификации помещений для сельскохозяйственных животных и птиц. Опыты, поставленные на фермах, должны были выяснить активирующее действие ионизированного воздуха и его промышленную полезность. Они должны были сопровождаться также и чисто лабораторными исследованиями для разрешения специальных физиологических вопросов. Научная мысль уже в течение долгого времени бьется над разрешением задачи использования электричества в животноводстве в целях общего оздоровления животных, сокращения отхода, увеличения массы, стимуляции тех или иных отправлений животного для получения от него большей продукции, а равно и для борьбы с различными заболеваниями, иногда принимающими эпизодический характер. В ряде лабораторий уже много лет назад были начаты исследования действия на животных сильных источников света и ультрафиолетовых лучей (кварцевая лампа, электрическая дуга). Несмотря на полученные успехи в этом направлении, применявшиеся до сих пор методы ультрафиолетового облучения оказались нерентабельными по целому ряду весьма существенных причин и не получили широкого распространения. Совершенно очевидно, что в повседневную практику может войти только наиболее простой метод воздействия на животных, который, с одной стороны, мог бы одновременно действовать на целые стада животных и обходился бы значительно дешевле, чем все другие способы, а с другой стороны, не мешал бы распорядку дня и обслуживанию животноводческих хозяйств. Наука и изобретательство должны стремиться к созданию для этих целей максимально прочной, простой аппаратуры с централизованным управлением, такой аппаратуры, которая могла бы быть помеше~ на в курятниках, свинарниках, скотных дворах, кошарах. Ни один из существующих образцов такой аппаратуры далеко еШ^ не удовлетворяет этим условиям. Поэтому в западноевропейских странах и в Америке применение электричества в области непосредствея- 362
ного и прямого воздействия на животных ограничивается только опытами и пожеланиями. В Советском Союзе было начато широкое всестороннее экспериментирование в этой области. Были организованы станции и лаборатории в ряде животноводческих и птицеводческих хозяйств. Развернутые в больших масштабах опыты над птицами и животными дали весьма обнадеживающие результаты и тем самым проложили путь для будущего развития аэроионификации в сельском хозяйстве. VII.2. ПТИЦЕВОДСТВО На домашней птице, как объекте для первого опыта, мы остановились потому, что она более быстро реагирует на внешние физические факторы, имеет более короткий период созревания и быстрее продуцирует. При оборудовании станции в качестве генератора тока высокого напряжения был установлен мощный индуктор, снабженный прерывателем Венельта и искровым вентилем в качестве выпрямителя. Аэроионизаторами, на которые подавалось высокое напряжение отрицательной полярности, служили электроэффлювиальные люстры, имевшиеформу шестигранной усеченной пирамиды, малым основанием направленной вниз. Люстры были изготовлены из металлического каркаса и обтянуты металлической сеткой, в которую были вставлены на равном расстоянии другот друга металлические острия числом 450—500 на люстру с поверхностью около 2 м . Всех люстр было изготовлено пять — по числу секций подопытного птичника^ Число отрицательных аэроионов колебалось в пределах 10 —105 в 1 cmj воздуха. Первое исследование имело своей задачей установить: а) влияние ионизированного воздуха на цыплят зимней инкубации от суточного до 3,5-месячного возраста при выращивании в промышленных условиях без выгула; б) последействие аэроионов на том же молодняке при выращивании от 3,5-месячного возраста до начала яйценоскости с выгулом; в) последействие аэроионов на яйценоскость молодок. Результаты первого исследования за время с 18 февраля по 18 апреля 1931 г. вкратце наложены ниже. Число взятых 18 февраля для опытов суточных цыплят составляло 671, из них 100 было закольцовано и разбито на четыре группы по 25 шт. в каждой массой 25, 35, 36 и 42 г. В качестве контрольных было взято 524 цыпленка, из них 100 было закольцовано и разбито также на четыре группы по 25 шт. в каждой массой 25,35,36 и 42 г; остальные были закольцованы 18 апреля. Доза ионизации 1,5 ч в сутки (в среднем) при числе ' 10 аэроионов в 1 см . С 18 февраля по 18 апреля, т.е. по истечении 2 мес. воздействия ионизированным воздухом, подопытные цыплята средней массы обогнали контрольных на 23 %. За это же время общий падеж подопытных цыплят оказался меньше падежа контрольных в 2,5 раза. Следует отметить, что в подопытной группе благодаря ионизации сохранилось значительное число слабых экземпляров, снижающих среднюю массу подопытных цыплят. В контрольной группе слабые цыплята пали, и это обусловило повышение средней массы контрольных. В противном случае мы имели бы преобладание средней массы подопытных цыплят над контрольными не 23%, а значительно больше. За те же 2 мес. заболеваемость различными авитаминозами у подопытных цыплят составила 5,81 % относительно всего подопытного поголовья, у контрольных заболевае- 363
мость авитаминозами различных форм достигла 90%. Моторика подопытных цыплят на основании ежедневных специальных наблюдений оказалась несравненно выше контрольных. По истечении 2 мес. было взвешено и закольцовано все подопытное и контрольное поголовье, причем была отмечена подавляющая максимальная масса в % среди подопытных цыплят. Сеансы аэроионизации подопытного поголовья были прекращены 5 июня, и цыплята были выпущены на выгул 21 июня. Взвешивание подопытных цыплят, произведенное 18 июля, показало, что их средняя масса выше средней массы контрольных на 30,4%. Таким образом, последействие аэроионов (т.е. действие аэроионов после прекращения сеансов) необходимо признать благоприятным и для дальнейшего развитии организма молодняка. По истечении 6 мес. от начала опыта общий отход подопытного поголовья составил 30%, отход контрольного — 70%. Ввиду того что отход слабых экземпляров в контроле и сохранение их в стаде подопытном не могли не отразиться на движении средней массы цыплят в пользу контрольных, необходимо сопоставить в конце опыта не цифры средней массы, а живой вес. Оказывается, живой вес подопытного стада выше, чем живой вес стада контрольного, на 130%. Основная доля этого эффекта должна быть отнесена за счет действия аэроионов (табл. 93—95). Из общих наблюдений у подопытных было отмечено более быстрое наступление оперения и большая густота пера, интенсивное отложение жира, ранние половая зрелость и начало яйценоскости. Так, 1 сентября занеслась первая подопытная молодка, затем вскоре последовало начало яйценоскости еще у 36, из контрольных молодок первая занеслась 15 ноября и вскоре еще пять (до 1 января 1932 г.). У подопытных была отмечена значительно повышенная яйценоскость. Исследование второе, продолжавшееся с 12 июня по 9 сентября, имело целью выяснить влияние различных дозировок аэроионов отрицательного знака на цыплят от 1 -суточного до 3-месячного возраста при выращивании с выгулом и без выгула, а также последействие аэроионов на то же материале. Чрезвычайно интересные результаты этого исследования заставляют несколько подробнее остановиться на нем. Число подопытных цыплят составило 1040, из них 520 с выгулом и 520 без выгула; контрольных — 260 (130 с выгулом и 130 без выгула). Подопытные цыплята были размещены в четырех секциях по 260 в каждой. Секция состояла из двух отделений — с выгулом и без выгула. С 12 июня по 3 июля в первой секции подопытные цыплята подвергались действию аэроионов в течение 30 мин ежедневно, во второй — 1 ч, в третьей 1 ч 30 мин, в четвертой — 2 ч. Во втором периоде, с 4 июля и до конца опыта, цыплята первой секции ежедневно аэроионизировались 10 мин, второй — не аэроио- низировались, третьей — аэроионизировались 1 ч 30 мин, четвертой — 4 ч. Из-за отсутствия на птицеферме "Арженка" селекционного материала и даже материала из репродуктора все взятое под опыт поголовье суточных цыплят было отобрано только по породе (род-айленд) и экстерьеру. Между тем значительная часть поголовья арженской птицы представляла собой патологическое стадо и, в частности, являлась бациллоносителем белого поноса. От данного поголовья непосредственно из инкубатора и было получено стадо для опыта. А, как известно, бациллярный понос наследуется и через яйцо. Безвыгульные цыплята в опытных камерах превысили (в среднем) массу контрольных безвыгульных, причем превышение это в одной из камер достигло 20% на 80-й день жизни цыпленка, при поражении всего подопытного стада бациллярным поносом. Необходимо сделать чрезвычайно существенное указание. Небольшой процент разницы в приросте массы (20%) между подопытными и контрольными цыплятами объясняется также и тем, что в ионизируемых камерах выживают наиболее слабые 364
Таблица 93. Движение средней массы, г, и отхода групповых и контрольных цыплят (с 18 февраля по 18 апреля 1931 г.) Номер взве- ши- ва- ния 1 Дата взве- вешива- ния 2 Показатель 3 Группа 1-я опыт 4 контроль 5 2-я опыт 6 контроль 7 опыт 8 3-я ' контроль 9 опыт 10 4-я контроль 11 Сум марная са по всем группам опыт 12 контроль 13 Грамм-масса всех групп опыт 14 контроль 15 18 февраля 23 февраля 28 февраля 5 марта 10 " 15 " 20 " [Средняя масса j Осталось шало за 5 дней [Средняя масса | Осталось Шало за 5 дней (Средняя масса < Осталось [Пало за 5 дней [Средняя масса «Осталось [Пало за 5 дней ("Средняя масса \ Осталось [Пало за 5 дней ["Средняя масса (Осталось (.Пало за 5 дней ГСредняя масса S Осталось [Дало за 5 дней 25 25 — 43 25 — 57 25 - 72,9 24 1 97 24 — 120,4 22 2 148,09 21 1 25 25 - 40,5 25 - 50,5 24 1 69 20 4 76,25 20 — 105,2 15 5 118,3 15 - 35 25 — 54,9 25 - 71,4 25 — 94 25 — 125,0 25 _ 153,4 25 _ 180 25 - 35 25 - 56 25 — 71,8 25 — 93,9 24 1 115,6 24 — 131,2 24 _ 142,7 24 - 38 25 - 58,6 25 — 75 25 — 97,2 25 — 130,68 25 - 157,6 25 _ 183,2 23 2 38 25 - 56,2 25 — 72,1 24 1 92,4 23 1 112,7 23 — 127,2 21 2 137,8 21 - 42 25 - 59,2 25 — 78 25 - 104 25 _ 138,4 25 — 159,6 24 1 192,5 24 - 42 25 — 66,4 25 _ 84,4 25 - 107 25 — 133 22 3 145,9 22 _ 161,2 20 2 35 100 - 53,9 100 _ 70,3 100 _ 92,2 99 1 123 99 _ 148,5 96 3 176,7 93 з» 35 100 — 54,8 100 — 68,4 98 2 91,7 92 6 110,3 89 3 129,1 82 7 141,4 80 2 _ - _ - 5392 _ - 7035 _ — 9129 _ 12180 _ _ 14 254 - _ _ 16433 - _ - - - 5477 _ - 6707 _ - 8433 _ 9817 _ _ 10587 - _ _ 11317 -
Продолжение табл. 93 Номер взве- ши- ва- ния I Дата взве- вешива- ния ' 2 Показатель 3 Группа 1 опыт 4 -я контроль 5 2-я опыт 6 контроль 3-я опыт 7 8 контроль 9 4-я опыт 10 контроль 11 Суммарная средняя масса по всем группам опыт 12 контроль 13 Грамм-масса всех групп ОПЫТ 14 контроль 15 (Средняя масса Осталось Пало за 5 дней ("Средняя масса 9 5 апреля < Осталось Шало за 5 дней 191,5 157,8 220 176,8 232,6 175 240 20 14 25 18 23 18 24 1 1 6 - 3 212,2 222,2 165,1 15 92 65 5 1 15 232,2 179.71 226,1 200,5 278,04 192,0 279,5 238,4 265,8 202,4 18 14 25 18 22 18 24 15 89 65 2 - 1 3 - 20439 10733 23658 13 157 ("Средняя масса 338,58 269,8 372,81 277,18 358,81 272,06 379,45 330,57 364,2 288 10 18 " < Осталось 17 10 22 16 22 15 24 14 85 55 [Пало за 5 дней 1 43 2- 3- 14 10 30 959 15 842 С 18 февраля Осталось по 18 апреля Пало 17 10 15 22 16 9 22 3 15 10 24 1 14 11 85 15 55 45
Таблица 94. Распределение двухмесячных цыплят (все стадо) по массе и числу (взвешены 18 апреля 1931 г.) Масса, г Число цыплят контрольных Масса, г Число цыплят опытных контрольных 100-110 130-140 140-150 150-160 160-170 170-180 180-190 190-200 200-210 210-220 220-230 230-240 240-250 250-260 260-270 270-280 280-290 290-300 300-310 310-320 320-330 330-340 340-350 — 3 5 3 2 7 13 6 14 13 16 15 17 18 17 16 18 16 18 17 22 20 30 3 3 2 2 6 5 11 9 15 7 19 16 18 20 11 14 11 16 11 9 14 11 10 350-360 360-370 370-380 380-390 390-400 400-410 410-420 420-430 430-440 440-450 450-460 460-470 470-480 480-490 490-500 500-510 510-520 520-530 530-540 540-550 570-580 580-590 24 15 27 20 16 14 9 6 3 С 5 5 4 4 7 3 5 1 2 2 3 1 9 8 4 7 5 7 1 1 3 3 — 1 1 3 1 _ 1 1 _ _ — _ Всего 488 299 экземпляры, которые в контрольном стаде систематически вымирают. Это обстоятельство на большой процент снижает среднюю массу подопытных цыплят. Если отбросить из подопытного стада слабые экземпляры малой массы, то превышение у подопытного поднялось бы до 30% и выше. Общий живой вес подопытных отделений превосходит общий вес контрольных, в зависимости от различных дозировок, на 20—60%. При включении действия аэроионизатора в одном из подопытных отделений средний прирост в массе цыплят этого отделения затормозился и сравнялся с приростом контрольного. Спустя некоторое время, при новом включении аэроионизатора прирост цыплят в массе того же подопытного отделения пошел на повышение, и через 1 мес. эти цыплята снова опередили среднюю массу контрольных, а общий живой вес в кг этого отделения возрос сравнительно с контрольным до 40%. На основании ряда наблюдений и цифровых выводов данный опыт позволяет сделать обоснованное предположение о том, что аэроионы являются фактором профилактическим и терапевтическим в борьбе с бациллярным белым поносом. Данное наблюдение должно быть проверено специальными исследованиями. Моторика подопытных цыплят несравненно выше моторики контрольных, причем в этой части даже подопытные безвыгульные стоят выше контрольных с выгулом. Наблюдения за моторикой цыплят производились ежедневно при кормлении, при этом отмечен ряд повторяющихся явлений, говорящих за исключительно мощное действие аэроионов отрицательной полярности, как агента, усиливающего общую жизнедеятельность организма. Учет потребления кормов показал, что контрольные безвыгульные цыплята систематически, в особенности в последние пятидневки опыта, потребляли корма больше безвыгульных подопытных на 10—25%. Это обстоятельство заставляет думать, что 367
Таблица 95. Движение среднего веса, грамм-массы и отхода групповых подопытных и контрольных цыплят (18 мая - 18 сентября 1931 г.) Номер взве- ши- ва- ния* Дата Взвешивания Показатель 1-я опыт контроль Группа 2-я опыт контроль 3-я опыт контроль 4-я опыт контроль Сумма по всем группам средняя масса и отход опыт контроль грамм-масса опыт контроль 11 18 мая 12 18 июня 13 18 июля 14 15 18 августа 18 сентября С 18 апреля по 18 сентября С 18 февраля по 18 апреля Всего с 18 февраля по 18 сентября !Средняя масса Осталось Пало Средняя масса Осталось Пало (Средняя масса Осталось Пало {Средняя масса Осталось Пало (Средняя масса Осталось Пало Пало 537,6 16 1 739,7 16 — 1006 15 1 1287,8 14 1558,5 14 3 8 11 508,4 9 1 624 9 _ 767,7 8 1 976 8 1219,4 8 2 15 17 595 20 2 812,5 16 4 1115,6 15 1 1426 15 1689 15 7 3 10 461,2 13 3 602 10 3 787 10 — 1054,4 9 1428,1 8 8 9 17 592,9 19 3 776,2 17 2 1043,2 17 — 1381,2 17 1649,7 16 6 3 9 462,6 10 5 618 7 3 823,3 6 1 1277,5 5 1518 5 10 10 20 598,8 24 _ 805 22 2 1059,7 22 _ 1373,1 21 1641 21 3 1 4 475,8 13 1 659 9 4 861,1 9 _ 1192,2 9 1567 8 6 11 17 584 79 6 784,8 71 8 1056,1 69 2 1369,2 67 2 1635 66 19 15 34 475,2 45 10 625,5 35 10 809,1 33 2 1095,7 31 1424 29 2 26 45 71 46 137,9 21 382,6 _ _ _ _ 55 722,6 21893 _ _ _ _ 72 871,8 26 701,3 _ _ _ _ 91735 33967,5 - 108010 41 305 - - - _ _ * См. табл. 93.
/4 72 ID 8 6 5 k tt n 7/ZI //X 2/C Ч/Ш //I 2/F 1/Ш Z/S ДАТА Рис. 123. Динамика яйценоскости подопытных 1 и контрольных 2 кур (по А.Л. Чижевскому и В.А. Кимрякову) *"~ —- •^ -- "1 У/^У\ У 2 \ /1 4^1 "ч__ / / Ч V- ч ' \ > прирост в массе под влиянием аэроионов следует объяснить лучшей усвояемостью, а не большим количеством съеденного корма. Это наблюдение подлежит также проверке. Исследование третье, начавшееся 1 июля 1931 г. и закончившееся 10 апреля 1932 г., имело целью выяснить влияние двух различных по времени дозировок аэроионизации на яйценоскость кур, находящихся в условиях промышленного содержания. Для этой цели были отобраны 724 курицы пород род-айленд и разделены поровну на опытных и контрольных. Каждая группа в свою очередь была разделена на секции по 181 курице, и к ним было добавлено по 19 петухов. Все подопытное поголовье было поставлено с 1 июля на месячную предварительную проверку на яйценоскость, и только с 1 августа обе подопытные секции начали получать первые дозы аэроионов отрицательной полярности: секция J — по 0,5 ч и секция 2 — по 4 ч ежедневно. Целый ряд отрицательных явлений, как-то: холод в помещениях, усиленная линька кур, получавших 4-часовую дозу аэроионов, и другие явления — сказался на чистоте опыта и его результатах. Тем не менее конечный вывод опять-таки отчетливо говорит о чрезвычайно благоприятном действии аэроионов, ибо средняя яйценоскость кур в подопытных секциях 1 и 2 в процентном отношении к поголовью за все время от начала и до конца опыта значительно выше яйценоскости контрольных за то же время. Яйценоскость кур подопытной секции / в 2 раза выше яйценоскости кур контрольной секции за период опыта (рис. 123 и 124). Сглаженные кривые яйценоскости за 10 мес. опыта ясно иллюстрируют действие различных дозировок аэроионов на ход яйценоскости подопытных кур секций / и 2, а уровни кривых яйценоскости показывают, что подопытная секция 1, получавшая 0,5- часовую дозу аэроионов, все время идет выше контрольных секций и выше секции 2 с 4-часовой дозировкой. Исследование четвертое было произведено для изучения действия аэроионов при курином туберкулезе. Подопытным материалом для этого исследования служили те же взрослые куры, что и в третьем исследовании. Известно, что туберкулез у кур является хроническим инфекционным заболеванием и выражается в образовании туберкул в различных органах. Основными воротами инфекции у птиц является пищеварительный тракт. Отсюда наиболее частые изменения кишечника и печени. Главным же источником заразы для здоровой птицы служат инфицированные испражнения, которые на территории содержания птицы разбрасываются, сохнут, распыляются и переносятся на расстояние. Вследствие отсутствия наружных признаков клинический диагноз туберкулеза у птиц весьма труден. Для обнаружения этой болезни существует метод, носящий название туберкулинизации. Промышленное стадо около 800 голов, находящееся на станции ионификации, было выбрано из всего поголовья птицефермы "Арженка". При наступлении весенней теплой погоды (апрель) вся птица выпускалась на один общий выгул, который не был 24—792 369
tt/V/ w ш i/i у/ i/y 2/l-v ДАТА Рис. 124. Уровни кривых яйценоскости подопытных 1 и контрольных 2 кур-молодок (по А.Л. Чижевскому и Б.А. Кимрякову) ни огорожен, на разделен по секциям, т.е. вся птица до июня находилась в постоянном общении. В июне была произведена кольцовка, и только после этого птицу разделили на две равные по количеству группы — подопытную и контрольную. Выгулы соответственно группам разделили сеткой, и куры уже не смешивались между собой. Июнь и июль были месяцами точного индивидуального учета яйценоскости. К 1 августа выяснилось, что стада, предназначенные для опыта и контроля, количественно по яйценоскости тождественны. С 1 августа начались сеансы аэроионизации. Подопытное стадо, как и контрольное, разделялось на две секции — 1 и 2. В опытной секции 1 находилось 195 голов, получавших в сутки 30-минутные сеансы. В секции 2 находилось 195 голов, получавших в сутки 4-часовой сеанс. В опытном птичнике в секции 5 находилось 70 голов кур, реагировавших положительно на туберкулин. Все эти куры были привезены из птицефермы "Степное гнездо*1. Многие из них ранее прибыли в указанное хозяйство из Дании. Отобрав в совхозе стадо по наружным признакам и яйценоскости, работники станции не имели сведений о туберкулезе и бациллярном белом поносе среди своей птицы, так как никакой диагностической обработке это стадо не подвергалось. 13 августа ветеринарным врачом станции была произведена первая туберкулинизация. Результаты туберкулинизации были следующие: из 383 подопытных голов положительных было 23, сомнительных — 27, отрицательных — 333. Из 23 положительных убито 3 птицы. 17—18 августа 20 положительных и 27 сомнительных голов были закольцованы двумя кольцами каждая и оставлены в подопытном стаде. Из контрольного стада, где не производилась туберкулинизация, 5 сентября пала одна курица от генерализованного туберкулеза. Диагноз был подтвержден микроскопией. В октябре из того же контрольного стада пали еще две курицы от той же болезни. Диагноз также был подтвержден микроскопией. В ноябре до производства повторной туберкулинизации (до 14— 17 ноября) из контрольного стада пало еще 10 кур. Акты вскрытия говорят о более или менее выраженном генерализованном туберкулезе. Вторая туберкулинизация, произведенная 15—17 ноября, дала следующую картину: из 360 подопытных голов положительных было 50, сомнительных — 70 и отрицательных — 240. Причем из бывших на 13 августа 23 положительных осталось только 6, сомнительных было 4 и 10 отрицательных (3 ранее убиты). Бывшие 13 августа 27 сомнительных опытных голов дали на этот раз положительных 3, сомнительных 7 и отрицательных 17.Из362 контрольных голов было положительных 127, сомнительных 18 и отрицательных 217. В подопытном стаде реакция была заметно слабее по сравнению с бурной реакцией в контрольном стаде. После туберкулинизации из контрольного стада пала от генерализованного туберкулеза до 1 января 1932 г. 31 курица. В подопытном стаде пал один петух. Из числа подопытных и контрольных кур по две курицы были убиты и отправлены на исследование. В результате вскрытия тушек и исследования материала у обеих , 1 \-- '-''' 370
'V WD 180 160 IkO 120 iwii 6 16 2S ill 15 25 5* 15 25 kXI Ik 2k кХШк 2k 3.1 Id 2д 2Л12 21 З.Ш 13 23 2.W1Z 22. IV ДАТА Рис. 125. Динамика отхода кур, больных туберкулезом, в аэроионифицированных 1, 2 и контрольных 3 секциях (по А.Л. Чижевскому и В.А. Кимрякову) 21 31 10 20 ЗОЮ 2030 9 19 239 I 13 23 8 18 J-r-i 28 7 i-r-»- 17 2Ъ в 18 J—-L 28 7 /7 27 контрольных кур патологоанатомически и бактериологически был обнаружен туберкулез. У двух подопытных было обнаружено общее ожирение. При гистологическом исследовании печени подопытных кур была обнаружена жировая инфильтрация. Туберкулезных изменений ни в одном из доставленных органов не было обнаружено. Третья туберкулинизация была произведена 23 марта. Результаты представляются в следующем виде: из 312 подопытных голов положительных было 14, сомнительных — 15 и отрицательных — 283. Из 234 контрольных голов положительных оказалось 165, сомнительных — 4 и отрицательных — 65. Обращаясь к результатам этого исследования, можно их сформулировать следующим образом. Все поголовье, взятое для исследования и разделенное на две одинаковые группы без какого бы то ни было специального отбора птицы по состоянию здоровья, несомненно, имело в своем составе экземпляры, зараженные туберкулезом. Об этом говорят результаты троекратной туберкулинизации, а также и патологоанатомические, гистологические и бактериологические исследования, проводившиеся научными специалистами Арженской станции и ветеринарно-бактериологической лабораторией и Центральным туберкулезным институтом в Москве. Но рассматривая цифры падежа от туберкулеза у обеих групп, можно видеть, что в то время как кривая отхода контрольных птиц непрерывно растет, а акты вскрытия говорят о наличии генерализованного туберкулеза, отход в опытной группе от туберкулеза насчитывает лишь два случая падежа. Остается предположить, что отрицательно ионизированный воздух подопытного птичника, активируя организм птицы на борьбу с туберкулезом, тормозил развитие возбудителя этого заболевания (рис. 125). Исследование пятое имело целью определить инкубационное качество яиц, полученных от кур подопытных секций / и 2. С этой целью были собраны 887 яиц, снесенные подопытными и контрольными курами за период с 1 по 15 сентября, и распределены в инкубаторе с таким расчетом, что от кур секции / с ежедневной дозировкой в 30 мин было взято 278 яиц; а от кур секции 2 с ежедневной дозировкой в 4 ч — 214 яиц; остальные 395 яиц были заложены от контрольных кур. Закладка всех яиц произведена в 11 лотках инкубатора системы "Ньютон" при соблюдении равных условий температуры и влажности. Первый мираж (овоскопия), произведенный через 7 дней от начала инкубации, показал, что развитие зародышей в яйцах от кур подопытных идет, несомненно, сильнее, чем развитие зародышей в яйцах от кур контрольных. Это явление было подтверждено и вторым миражем на 14-й день инкубации.
На 19-й день вылупился первый цыпленок из яйца от кур подопытной секции У, а на 20-й день начали вылупливаться цыплята на всех лотках, причем вылупляемость яиц подопытной секции 2 преобладала над вылупляемостью яиц прочих секций. К 21-му дню инкубации картина вылупляемости представлялась в следующем виде. Общее число цыплят, вылупившихся из яиц от кур, получавших ежесуточно 30-минутную дозу аэроионов, составляло 86% по отношению к числу яиц, оставшихся после второго миража. Это превосходило число цыплят из яиц контрольных кур на 23 %. Вылупляемость же из яиц от кур с 4-часовой дозой аэроионов превосходила вылупляемость контрольных лишь на 7,6%. Кроме наблюдений, отмеченных выше, необходимо также указать, что после окончательной обсушки цыплят те из них, которые появились на свет из яиц от подопытных кур, проявляли, несомненно, большую жизненность, чем цыплята от контрольных кур. Исследование шестое заключалось в наблюдении за цыплятами, выведенными из яиц подопытных и контрольных кур. Одни содержались при воздействии аэроионами, а другие — без него. Интерес этого исследования заключается главным образом в применении различных доз аэроионов как к курам-матерям, так и к их потомству — цыплятам (рис. 126). Для исследования было взято 240 цыплят от кур, получавших две дозы аэроионизации в секциях У и 2 — в 30 мин и 4 ч, а также от кур, не подвергавшихся действию аэроионов. Все цыплята были разбиты на парные группы с расчетом, чтобы каждая такая группа заключала в себе подопытную и контрольную. Доза аэроионов для всех подопытных цыплят была установлена в 1,5 ч ежедневно. Рассматривая в результате опыта вопрос о смертности цыплят, мы видим, что цифры выживших подопытных птиц во всех группах выше цифр выживших контрольных. Профилактическое действие аэроионов на потомство подопытных кур тем значительнее, чем, вообще говоря, меньше время сеанса аэроионизации. Разница выживших цыплят в контрольной и подопытной группах составила 29% в пользу опытных. Можно сказать, что в данном опыте ионизирование цыплят от неионизированных кур распространяет профилактическое действие примерно на 25% стада и это действие явно повышается в том случае, если ионизируются и куры и цыплята. Анализируя динамику роста массы цыплят, можно предположить, что 4-часовая доза аэроионов, выдаваемая курам, понижает энергию роста цыплят, полученных от этих кур. Если же ионизируются и эти цыплята, то результаты еще менее выгодны, нежели при ионизации цыплят от неионизированных кур. Иначе говоря, ионизация кур-матерей 4-часовой дозой депрессирует развитие их цыплят. Доза аэроионизации кур, равная 0,5 ч, дает, наоборот, бесспорно хорошие результаты. Сравнивая результаты воздействия на кур различных доз аэроионов по росту полученных от них цыплят, не подвергавшихся ионизации, мы видим, что 0,5-часовые сеансы ионизации кур повышают энергию роста слабых экземпляров, 4-часовая же ионизация кур понижает общую энергию роста, причем главным образом у средних и сильных экземпляров. Вероятно, следует признать, что 4-часовая доза — средство слишком сильно действующее. Кроме того, необходимо указать, что в данном случае наблюдалось образование в воздухе озона и окиси (оксида) азота в значительных количествах. Это были первые опыты промышленного характера, и аппаратура не всегда работала исправно, и особенного тогда, когда ей приходилось работать более 0,5— 1 ч подряд. Обращаясь к килограмм-массе всех цыплят, выживших до конца опыта, можно отметить, что аэроионы и в этом случае оказали решающее действие. Если принять за 100 килограмм-массу группы неионизированных цыплят от неионизированных кур, то получим для других групп следующее. Для неионизированных цыплят от ионизированных кур с дозой 30 мин — 113 %, то же с дозой 4 ч — 123 %, для ионизированных цыплят от неионизированных кур с дозой 1,5 ч — 158%, для цыплят, ионизированных дозой 372
ПОДОПЫТНЫЕ КУРЫ КОНТРОЛЬНЫЕ КУРЫ СЕКЦИЯ 1 СЕКЦИЯ 2 0,5 0 ч 0 0 0 0 0 ПОДОПЫТНАЯ ГРУППА ЦЫПЛЯТ (120 ШТ.) КОНТРОЛЬНАЯ ГРУППА ЦЫПЛЯТ (120 ШТ) Рис. 126. Схема шестого исследования за ростом и поведением цыплят (по А.Л. Чижевскому и В.А. Кимрякову) 1,5 ч от кур, ионизированных дозой 30 мин — 170%, то же от кур, ионизированных дозой 4 ч, — 161%. Отсюда видно, что лучшей оказывается группа цыплят, получавших дозу аэроионов в течение 1,5 ч от кур, ионизированных 30 мин. Эта группа дает на 70% больше килограмм-массы, чем контрольная. Исследование седьмое, проведенное в 1933-1934 гг. на материале в 1200 кур, имело целью изучение действия аэроионов отрицательной полярности на яйценоскость. Исследование производилось в разные сезоны. Концентрация ионов составляла 2,5-10 в 1 см . За почти 2-летний период опыта применение аэроионов в отношении яйценоскости дало незначительный эффект. Яйценоскость опытной группы по сравнению с контрольной была больше на 1,8%. Однако, учитывая повышение в отдельные месяцы яйценоскости под действием аэроионов до 21 %, можно полагать, что при определенной комбинации с условиями содержания птицы применение аэроионов может быть весьма заметным фактором повышения яйценоскости. При определенной дозировке аэроионы действуют на повышение яйценоскости посезонно. Наибольший эффект наблюдается в зимние месяцы. Летом, видимо, достаточно и хорошо действуют природные аэроионизаторы. Таким образом, аэроионы, не повышая годовой яйценоскости птицы, выгодно перераспределяют ее в течение года, значительно стимулируя производство яйца в наименее благоприятное зимнее время. В результате почти 2-летнего опыта установлено несомненное действие аэроионов на массу яйца. В большинстве месяцев оно положительно, но в среднем при данных дозировках недостаточно эффективно: в первый период +1,94% и во второй +0,8%. Применение искусственных аэроионов не повышает массу яйца в середине лета, когда достаточна естественная аэроионизация. Действие искусственных аэроионов на массу яиц более эффективно у молодых птиц. Наблюдающееся повышение массы яйца, получаемого в весенний период от ионизируемого стада, дало возможность иметь более крупных цыплят. Это подтверждается данными по инкубации яйца от ионизируемой группы. Что касается общей килограмм-массы снесенных яиц, то тут мы видим уже значительный эффект. Полученные данные показывают, что яичная масса опытной группы была на 7,38% больше яичной массы контрольной. 373
Таким образом, из этого опыта можно сделать следующие выводы. 1. Аэроионы отрицательной полярности, действуя профилактически и терапевтически, сохраняют стадо птицы на 5,74%. 2. Сохраняя поголовье птицы, повышая яйценоскость и массу яйца, аэроионы дают в сумме 9,34% повышенного выхода яичной массы от стада. Исследование восьмое проводилось в 1935 г. над двумя группами кур по 63 головы каждая при безвыгульном содержании. Плотность аэроионного потока на уровне кур составляла 8-10 на 1 см /с при длительности сеанса 30 мин ежедневно. Отход поголовья у опытной группы оказался выше по сравнению с контрольной вопреки предыдущему исследованию. Причиной этого явились случайные травмы нескольких кур в результате трехкратного обрыва цепочки взлетавшими на люстру курами и падения люстры. Число снесенных яиц на голову у опытных кур выше по сравнению с контрольными на 8,79%, что даже при повышенном случайном отходе опытной группы дало ей возможность превзойти контрольную в отношении общего числа снесенных яиц по стаду на 6,9%. Средняя масса яйца оказалась у опытной группы несколько ниже (на 0,69%), однако общая масса яиц — на 6,23% выше контрольных. Таким образом, и это исследование подтверждает эффективность действия аэроионов отрицательного знака на повышение яйценоскости кур. Исследование девятое, проведенное в 1936 г., имело целью выяснить инкубационное качество яиц, полученных от кур, подвергнутых воздействию аэроионовотрицатель- ной полярности. Инкубационное качество яиц является одним из существенных показателей действия искусственных аэроионов отрицательной полярности на птицу с точки зрения воспроизводства стада. Для выяснения данного действия аэроионов при приведенных выше исследованиях был проделан ряд закладок яиц в инкубатор, из которых видно, что действие данного фактора на инкубационное качество яиц зависит от сезона, возраста птиц, дозы аэроионов и т.д. Это исследование показывает: 1) положительное по всем параметрам действие аэроионов на яйца молодок при закладке, сделанной в весенний период; 2) положительное по многим параметрам последействие аэроионов на инкубационное качество яиц от молодок через месячный срок после окончания воздействия на птицу отрицательных аэроионов; 3) положительные результаты при весенней закладке яиц от кур-переярок; 4) положительное действие аэроионов на инкубационное качество яиц, взятых от кур, подвергнутых действию аэроионов в условиях безвыгульного содержания в весенний период. Материалы девятого исследования дают основания продолжать данные опыты и накапливать необходимые материалы в целях внедрения метода аэроионификации в промышленное птицеводство. Основные выводы аэроионификации всех девяти исследований приведены ниже. 1. Аэроионы отрицательной полярности оказывают на цыплят и кур продолжительное целебное действие. 2. Это действие при определенных дозировках сказывается в наибольшей степени на слабых по массе экземплярах, в меньшей степени — на сильных. 3. Положительные результаты возможно достичь путем изменения дозировок аэроионизации и на сильных экземплярах. 374
4. Положительное действие аэроионов вызывает: а) более быстрый прирост массы по сравнению с контрольным; б) повышенную яйценоскость кур; в) меньший отход подопытного стада. 5. Аэроионы оказывают на птицу, содержащуюся без выгула, наиболее отчетливое и наиболее благоприятное действие. 6. Большие дозы аэроионов по концентрации или по времени не оказывают благоприятного воздействия на кур, они вызывают резкую их линьку. 7. Туберкулезная птица под влиянием аэроионизации дает резко сокращенный отход. 8. Инкубационное качество яиц, снесенных опытными курами, в отношении основных показателей вывода выше, чем инкубационное качество яиц кур контрольных. 9. Цыплята, выведенные от ионизированных определенными дозами кур, обнаруживают лучшие качества в отношении прироста в массе и стойкости против заболеваний, чем цыплята кур контрольных. 10. Аэроионизация и после ее прекращения сохраняет длительное последействие положительного характера, что сказывается на сокращенном отходе цыплят и кур, ускорении времени заноски молодок, повышенной яйценоскости кур. 11. Наилучшие результаты от биологического действия аэроионов ожидаются в осенне-зимнее время (октябрь—март). Обширные и трудоемкие исследования о влиянии аэроионов отрицательной полярности на промышленную птицу были проведены под общим руководством автора директором станции по ионификации в птицеводстве В.А. Кимряковым в сотрудничестве с работниками станции —старшим зоотехником С.А. Колеровым, ветеринарными врачами И.А. Никифоровым, В.А. Бачмановым, электротехником Е.И. Виноградовым и птичницами А.И. Саяпиной, М.Г. Ягубовой, М.К. Воло- китиной, А.А. Насонкиной, М.Ф. Мурзиной и др., а также студентами-практикантами Московского института птицеводства. Таким образом, ЦНИЛИ было произведено несколько обширных опытов по изучению влияния аэроионов отрицательной полярности на массу кур, их здоровье, яйценоскость и т.д. Почти все опыты дали больший или меньший результат в пользу подопытных кур. По-видимому, наиболее серьезным фактором, влияющим на положительный исход опытов, являются условия содержания птицы. Так, например, во всех случаях ее содержания без выгула пониженной яйцекладке у подопытных и контрольных кур мы имели значительное превосходство яйценоскости подопытных кур. Между тем при предоставлении курам выгула это превосходство при одновременном повышении яйцекладки оказывалось весьма незначительным. Приведенные результаты дают основание предполагать, что аэро- ионификация может оказаться чрезвычайно эффективным стимулятором яйценоскости при клеточном содержании несушек, как это наблюдается на современных птицефабриках. 375
Даже незначительное превосходство яйценоскости кур под влиянием аэроионов может представлять большой народнохозяйственный эффект, так как стоимость аэроионификации птицефабрики на 100 тыс. голов птицы может выражаться в нескольких копейках на голову в год. И если каждая птица под влиянием аэроионов снесет одно лишнее яйцо в год, то тем самым она окупит все расходы и принесет некоторый доход. Если каждая птица снесет по два лишних яйца, то чистый доход значительно возрастет. Из наших опытов следует, что увеличение яйценоскости птицы происходит путем повышения усвояемости корма, а не увеличения его потребления. Поэтому мы и не делаем накидки на расход корма. Кроме того, доход птицефабрика получает от прибавки в массе птиц благодаря стимулирующему и профилактическому действию аэроионов отрицательной полярности. Исследование десятое — аэроионоактивирование кормов. В лаборатории станции по ионификации в птицеводстве автором совместно с В.А. Кимряковым были поставлены исследования о влиянии потока аэроионов отрицательной полярности на корма, добавляемые к рациону цыплят. Результаты исследования и некоторые выводы приведены ниже. 1. Сухие пекарские дрожжи, мясокостная мука и дробленая чечевица подвергались в смеси действию ионного потока отрицательной полярности, определенной плотности и продолжительности, затем эта смесь в определенном проценте к общему рациону скармливалась цыплятам и оказывала на них весьма благоприятное биологическое действие. 2. Смесь содержала: сухих пекарских дрожжей 7,5%, мясокостной муки 7,5% и дробленой чечевицы 10% к общему рациону. Плотность ионного потока отрицательного знака на уровне кормов составляла 7«10 на 1 см /с, продолжительность сеанса — от 10 до 30 мин. При скармливании цыплятам род-айленд и леггорн указанной смеси средний живой вес подопытных превышал средний живой вес контрольных в некоторых группах до 29% в процессе опыта и до 24% в конце 2-месячного опыта. 3. Наиболее эффективными в отношении действия на прирост живого веса цыплят оказались корма, подвергнутые 30-минутному действию ионного потока отрицательной полярности плотностью 7'10 на 1 см /с. Все группы подопытных цыплят показали в среднем превосходство живого веса над контрольным в конце опыта на 22%. 4. Увеличение прироста живого веса подопытных цыплят происходит в основном не за счет повышения поедаемости корма, а за счет повышения его усвояемости. 5. Расход корма на 1 г живого веса подопытного цыпленка уменьшается от 12 до 20% по сравнению с контрольным. 6. Рентабельность ионизированного корма в качестве стимулятора роста при выращивании цыплят на мясо очевидна даже в экспериментальных условиях. В условиях крупных мясных птицефабрик и при централизованном производстве ионизированных кормов рентабельность нового стимулятора может быть повышена в несколько раз. Если окажется, что из трех ионизированных кормов стимулятором роста цыплят является лишь один, это еще в 3 раза удешевит стоимость ионизации кормов. Следовательно, при полном своем разрешении эта проблема обещает серьезный экономический эффект. 7- Хранение кормов в течение 10 дней после ионизации не отражается на их стимулирующем качестве. Это говорит о вероятной возможности более длительного хранения кормов после ионизации без понижения стимулирующих качеств. 8. Полное освоение и разрешение данной проблемы в части теоретическо-экспери- ментальной возможно после изучения биофизически, биохимически и физиологически 376
ftic. 127. Схема установки для аэроионной бомбардировки кормов (по А.Л. Чижевскому и В.А. Кимрякову) тех процессов, которые происходят в кормах под влиянием аэроионов, и механизма действия аэроионизированных кормов на рост цыплят. 9. Проблема электронегативизации кормов имеет отношение не только к птицеводству, но и вообще ко всему животноводству. Питание животных электронегативирован- ными кормами в целях повышения продуктивности — вот ближайшая задача, вытекающая из этих работ. 10. Изучение необходимо на практике, кроме массовой проверки в производственных условиях, уже полученных результатов как-то: а) наиболее благоприятные дозы аэроионизации для кормовой смеси и для каждого корма в отдельности с учетом всех параметров дозы; б) наилучшие методы приготовления кормов для воздействия на них аэроионов (величина частиц, качество кормов, влажность и т.д.); в) длительность сохранения корма активированным; г) активирование более дешевых кормов, чем применявшиеся в опытах, и поиски экстрактов, пригодных для активирования, а также зависимость эффективности аэроионизированных кормов от состава общего рациона; д) значение породы цыплят или других животных и разных условий их воспитания; е) роль ионизированных кормов при откорме птиц и животных, влияние этих кормов на заноску и яйценоскость кур, продуктивность и плодовитость животных; ж) техника и наиболее рациональные методы массовой электронегативизации кормов. Конвейерный способ воздействия аэроионным потоком на корма дает возможность на одной установке пропускать в сутки сотни или тысячи тонн (рис. 127). Однако нельзя думать, что ионизированный корм может вполне заменить аэроио- нификацию помещений. Исследование одиннадцатое — специальное, произведенное В.А. Кимряковым и А.В. Коронным под руководством автора, показало, что наиболее эффективным методом при лечении рахита является метод аэроионификации помещения. Второе по эффективности место занял метод раздачи подвергнутых аэроионной бомбардировке кормов. Третье место осталось за диетическим лечением. Следует предположить, что максимума целебного и стимулирующего действия можно достичь путем одновременного применения всех методов. Исследование двенадцатое. В экспериментах с инкубируемыми яйцами замечены некоторые явления, послужившие основанием для предположения, что аэроионы оказывают непосредственное воздействие на ход инкубационного процесса. Это предположение было проверено экспериментально. Основной задачей исследования было выяснение вопроса о том, влияют ли аэроионы отрицательного знака на развитие эмбрионов. Дело в том, что одной из трудных проблем инкубационной техники является уменьшение числа замерших зародышей при инкубации, особенно в последние дни инкубирования 377
Для проведения опытов в Московском научно-исследовательском институте птицеводства и птицепромышленности в г. Загорске была организована лаборатория, в которой ведение электротехнической части было поручено зоотехнику Д.В. Мошкину, а наблюдение за инкубируемыми яйцами — зоотехнику И.Е. Лысенко. Для первого опыта были взяты три инкубатора емкостью по 150 яйцемест каждый, помещенные в трех камерах с одинаковыми условиями температуры и влажности. Над каждым инкубатором на высоковольтньк изоляторах были подвешены на высоте 35 см от инкубируемых яиц аэроионизаторы, представляющие собой деревянную раму, на который была натянута параллельными рядами тонкая проволока с напаянными 185 иглами. К аэроионизаторам проводился ток высокого напряжения отрицательной полярности от индуктора с рабочим напряжением 75 кВ. В каждый инкубатор было заложено по 119 яиц местного стада и по 19 яиц род-айленд. Все яйца перед закладкой были взвешены в отдельности и была установлена средняя масса яйца для инкубатора 3, равная 54,98 г. Методика наблюдений и анализов была установлена для всех инкубаторов совершенно одинаковая, точно так же, как и сохранено однообразие условий для всех лотков с яйцами в отдельные моменты эксперимента. Сеансы аэроионизации давались во время охлаждения яиц. Доза аэроионов была установлена для инкубатора / в отрезок времени, условно обозначенный а, а для инкубатора 2 в а/2. Инкубатор 3 служил в качестве контрольного. Дозу а/2 применяли в первый день опыта, начиная с 3 мин и постепенно, через каждые 2 дня, увеличивали на 1 мин. Дозу а применяли, начиная с 6 мин и каждые 2 дня увеличивали на 2 мин. Сеансы аэроионизации производились в 7 и 19 ч. Переворачивание яиц производилось со 2-го дня инкубации до 18-го включительно по 2 раза в сутки. Овоскопия производилась на 7-, 14- и 18-й дни инкубации. Исследования действия аэроионов на эмбрион производились эмбриологом со второго дня опыта над яйцами, взятыми по одному из каждого инкубатора за каждый день опыта. На первый взгляд создается впечатление, как будто отрицательно ионизированный воздух действует на инкубационные яйца отрицательно, ибо вывод от числа оплодотворенных яиц в инкубаторе / равен 69,14 %, в инкубаторе 2 — 73,08 % и в контрольном — 75,67%, т.е. чем выше доза аэроионов, тем больше замерших зародышей. Бели же обратиться к сравнению динамики замирания зародышей в опытах с существующими литературными данными, то можно подметить интересную картину, приведенную в % (поданным Пайн). Данные Замершие зародыши до 7 дней 18-21-го дня 1о Пайну " инкубатору 1 — доза а 2 — доза а/2 " " 3 — контрольный 19,5 20 42,86 11,76 48,7 48 23,81 70,35 Из приведенных данных видно, что аэроионы при дозе а/2 оказали менее благоприятное действие. Если же сравнить данные замирания зародышей в экспериментальных и контрольном инкубаторах с1-гопо14-йис14-го по 21 -й день инкубации, то получим следующие цифры (% по данным Пайн). Данные Замершие зародыши* до 14-го дня 14—21-го дня По Пайну " инкубатору / — доза а " " 2 — доза д/2 " " 3 — контрольный 48 52 76,19 29,45 52 48 23,18 70,55 ' Сумма отхода принята за 100%. 378
Отсюда видно, что во второй период инкубации доза ионизации а/2 оказала наиболее благоприятное действие. Затем по числу замерших зародышей следует доза а Если мы отход за вторую половину инкубации-в контрольном инкубаторе примем за 100 %, то получим следующее: Икубатор 3 — контрольный 100 " / — доза а 68,4 2 - дозад/2 32,3 И, наконец, анализируя динамику замирания, мы получаем следующие цифры (в %). Данные Замершие на 7-й день на 14-й день на 21-й день По инкубатору 1 - 40 32 48 доза а По инкубатору 2 - 42,86 33,33 23,81 доза а/2 По инкубатору 3 - 11,76 17,65 64,71 контрольный Итак, динамики замирания как от числа оплодотворенных, так и замирание по периодам от числа отошедших, принятых за 100, уменьшается. Кроме того, число задохликов в ионизируемых инкубаторах меньше, чем в контрольном. Это последнее обстоятельство заставляет обратить особенно серьезное внимание на аэроионизацию инкубаторов, ибо уменьшение отхода, т.е. задохликов, в третий период инкубирования является главнейшей проблемой. Необходимо упомянуть также о том, что данные по энергии вылупляемости говорят о положительном действии аэроионов, так как вылупляемость в обоих аэроионифици- рованных инкубаторах значительно превысила вылупляемость в контрольном. Второй опыт, поставленный в той же Загорской лаборатории с яйцами от ионизированных кур, имел целью проверить результаты первого опыта. С этой целью 438 яиц от кур породы род-айленд были помещены в те же инкубаторы следующим образом: по 68 яиц от контрольных кур, не подвергавшихся ионизации, по 50 яиц от подопытных кур, ионизировавшихся по 4 ч ежедневно на протяжении 5 мес., и по 28 яиц от кур, получавших 0,5-часовую дозу ионизации на протяжении 5 мес. Методическая часть была полностью заимствована из первого опыта. В режим работы аппаратуры была внесена некоторая поправка в отношении точности получения аэроионов отрицательной полярности. Анализируя результаты второго опыта и обращаясь в первую очередь к действию аэроионов на развитие эмбриона, можно и на этот раз отметить положительное действие дозы с условным обозначением а/2. Во втором опыте доза а - 3+30 мин, доза а/2 ■= 1,5- 15 мин. Инкубатор с дозой а также дал несколько лучший результат по сравнению с контрольными, но он стоит ближе к контрольному, чем к подопытному с дозой а/2. Точно такой же результат наблюдается и в энергии вылупляемости цыплят. Если же обратиться к вопросу о том, как действуют аэроионы на яйца, полученные от ионизированных кур, то обработка полученного материала показала, что лучший выход цыплят был из яиц, полученных от кур, подвергавшихся ежедневно действию аэроионов в течение 30 мин. Дополнительной задачей этого опыта явилось наблюдение за последействием аэроионов. Цыплята, вылупившиеся из трех указанных выше инкубаторов, были помещены в несколько необычные условия выращивания по сравнению со всей промышленной ' птицей Загорского птицекомбината. Эти условия заключались в том, что рацион был сниженным. 379
Систематическое наблюдение за жизнеспособностью и отходом исследуемых цыплят показало их несомненное превосходство над такими же качествами цыплят контрольного инкубатора и цыплят птицекомбината, а периодическое взвешивание опытных цыплят говорит об их более быстром росте и прибавке в массе, чем у контрольных. Суммируя полученные результаты, можно сказать, что, несмотря на очень ограниченное количество подопытного материала, можно сделать ориентировочный вывод о благоприятном действии отрицательно ионизированного воздуха на развитие и жизнеспособность эмбриона. Это действие при удачно найденной дозировке выражается в уменьшении динамики замираний, в лучшем развитии эмбриона, в уменьшении числа задохликов, в повышении энергии вылупляемости и в лучшем качестве выращиваемых цыплят. VII.3. ЖИВОТНОВОДСТВО Применение аэроионов отрицательной полярности при выращивании сельскохозяйственных животных представляло весьма интересную задачу. Многочисленные и долгосрочные опыты автора с лабораторными животными давно показали, что организм животных молодых или с вялой динамикой роста, животных больных или после перенесенных инфекций в большинстве случаев явно превосходил в массе по сравнению с одинаковым контрольным. Эти несомненные факты, говорящие о благоприятном обмене веществ у "ионизированных" животных, надлежало тщательно, всесторонне проверить. Действие отрицательных аэроионов на свиней. Для этого был проведен опыт в совхозе "Вешки" Московской обл. (А.Л. Чижевским, М.З. Анненским, Е.И. Симон и Ф.М. Казанцевым). Для него было отобрано стадо численностью 140 голов. Стадо было разделено поровну на подопытную и контрольную группы, в которые вошли поросята подсосного возраста, отъемыши-подсвинки и взрослые матки (рис. 128). Выявить действие отрицательно ионизированного воздуха на свиней представлялось задачей особенно интересной, потому что использование корма у свиньи значительно выше, чем у других сельскохозяйственных животных. Свинья стоит на первом месте по плодовитости, вследствие чего сокращение периода развития молодняка и улучшения качества приплода должно было бы дать ценный народнохозяйственный эффект. К сеансам аэроионизации свиньи приучались постепенно. Первые сеансы длились не более 10 мин в сутки, и лишь постепенно суточная доза ионизации была доведена до 0,5; 1 и 2 ч, делясь поровну между утренним и вечерним сеансами. В начале опыта, осенью все подопытные животные жили в загонах вместе с контрольными и только на время сеансов приводились в аэроионифицированный свинарник, но в дальнейшем, с наступлением дождливого осеннего и зимнего сезона, подопытные свиньи были переведены в отдельный свинарник на постоянное пребывание. 380
Рис. 128. План аэроионифицированного свинарника в совхозе "Вешки" ПОМЕЩЕНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЯ Сеансы проходили вполне благополучно, внешних признаков беспокойства или неудовольствия подсвинки не проявляли. Но для всех, кто систематически наблюдал за исследуемым стадом, бросалось в глаза заметное различие в жизненных функциях подопытного и контрольного стада. На первое место следует поставить моторику животных, их подвижность в различные часы дня. Моторика обнаруживалась не только во время сеансов или непосредственно после них, но и в течение всего дня. Учет поросят подопытной и контрольной групп, находившихся в движении в различные периоды дня, почти всегда давал перевес в пользу подопытных. Эти явления систематически фиксировались научными сотрудниками и ветеринарным персоналом, постоянно наблюдавшими за животными. Вторым весьма существенным проявлением действия аэроионов на свиней необходимо отметить повышенный аппетит у подопытного стада. Кормление свиней в первом опыте происходило перед началом сеанса, причем вначале давалась мешанка, а через некоторое время — корнеплоды. Контрольные животные после мешанки принимались за корнеплоды не очень охотно, и зачастую их выбирали из кормушек несъеденными. Совершенно другую 381
60 55 X \50 о %W 35 ■ \ \ \ \ \ A '1 \ <Б Рис. 129. Отход животных в контрольной 1 и подопытной 2 секциях после начала А распространения инфекции на ферме (точка Б — момент простуды) Я/Е 1W 5 W 15 20 25 30/xi 5Ш ГО/' ДАТА картину можно было наблюдать в подопытном свинарнике. Несъеденные до сеанса корнеплоды жадно поглощались в начале сеанса или в течение первых 15 мин от его начала. Конечно, отмечались и для подопытного стада факты непоедаемости пищи, но они были довольно редки и почти всегда относились к моментам болезненного состояния животных. Следующим интереснейшим фактором, характеризующим поднятие общего биотонуса организма под действием аэроионизации, является повышение половой возбудимости хрячков и свинок и пребывание недоразвившихся маток в охоте. Протокольные записи о покрытии недоразвитых маток в подопытном и контрольном стаде говорят о том, что подопытные недоразвившиеся матки, находясь в совершенно одинаковых условиях содержания с контрольными, пришли в охоту и были покрыты гораздо ранее контрольных (М.З. Анненский). Во время вспышки эпизоотии бронхопневмонии и септицемии отмечено несколько случаев полного выздоровления поросят подопытной группы, в то время как они считались подлежащими прирезке как безнадежные. В контрольной группе выздоровлений не было. Профилактическое действие аэроионов в значительной мере сказалось при вспышке эпизоотии септицемии. В то время как в контрольной группе падеж в ноябре достиг 42%, в подопытной он равнялся всего лишь 12%, т.е. был в 3,5 раза меньшим (рис. 129). Систематическое взвешивание поросят показывает, что наиболее маловесные поросята под влиянием действия отрицательных аэроионов дают весьма крупные приросты в массе. Такой была группа подопытных подсвинков, давшая прирост в массе на 11 % выше прироста в соответствующей группе контрольных. Таким образом, наиболее-слабые животные под влиянием отрицательных аэроионов дают весьма крупные приросты. Это явление заставляет обратить на себя самое пристальное внимание. Резюмируя результаты этого первого опыта, можно сказать, что отрицательно ионизированный воздух оказывает, несомненно, благоприятное влияние на поросят. Это влияние выражается: в повышенной подвижности опытных животных по сравнению с контрольными; в увеличенном аппетите; в повышенной половой возбудимости хрячков и свинок; в терапевтическом действии на экзему, выражающемся в ускорении и облегчении процесса самой болезни. Имеются данные, говорящие о том, что аэроионы действуют терапевтически на бронхопневмонию и геморрагическую септицемию. Статистическая обработка материала первого опыта показывает, что действие аэроионов при данных дозах в отношении привеса поросят, по-видимому, избирательно. Слабые экземпляры дают наиболее яркий эффект в отношении прироста и массы (рис. 130). 382
a) Ь5 НП- 35 30 /У в) G?,Kf 85 80 15 Ю 65 60 . «.1 . if i/ if 7' 16 19 22 25 28 16 19 22 25 &,кг 5) Q, ki 45 35 30 25 20 J / 16 19 22 25 Z) 80 15 10 65 60 55 _ y-i ' / / / / / / / r- J / } 16 19 21 G,Kr Рис. 130. Кривые регрессии массы контрольных {а и в) и подопытных (б и г) подсвинков. Условные обозначения: G — начальная масса подсвинков, кг; G\ — их масса в октябре (а и б), кг; С1 — их масса в декабре (виг), кг Результат второго опыта с подсвинками (совхоз "Вешки"), несомненно, также говорит о благотворном действии аэроионов, стимулировавших рост и массу определенных групп подопытных животных. По данным Н.А. Сазонова, при втором опыте исключительное воздействие аэроионы оказали на отставших в росте поросят. Прирост в массе этих поросят по сравнению с контрольными составил 37%. Действие отрицательных аэроионов на овец. Этот опыт был проведен в совхозе "Большевик" № 12 на Северном Кавказе. Подопытная группа была составлена из 20 маток и 40 баранчиков. Такое же число животных, подобранных в строгом соответствии с массой, племенными качествами и общим состоянием здоровья, вошло в контрольную группу. 383
Рис. 131. План аэроионифицированной кошары в совхозе "Большевик" № 12 (Северный Кавказ) / — трансформаторно-кенотронная установка; 2 — пульт управления; 3 — динамо-машина; 4 — движок Под опыт была отведена специальная кошара, в одной половине которой помещались подопытные, вдругой — контрольные баранчики и матки. В подопытной половине были на изоляторах под потолком развешаны электроэффлювиальные люстры, соединенные с отрицательным полюсом трансформатора, который был снабжен кенотроном (рис. 131). Опыт был проведен сотрудником ЦНИЛИ Б.Н. Голубевым при участии зоотехника К.Д. Филянского и врача А.А. Быстрова. Уже первые наблюдения дали ряд интересных результатов. К их числу необходимо отнести моторику овец. Спокойные в обычное время баранчики и особенно матки с началом сеанса начали приходить в возбуждение, быстрее двигались, поднимали голову вверх к люстре, затевали игры и даже драки. Первым весьма наглядным и значительным фактом данного исследования явилось то, что за 3,5 мес. воздействия отрицательно ионизированным воздухом в подопытном стаде не было обнаружено ни одного случая падежа, в то время как в контрольном он достиг 20%. Следующим интересным фактом является стабильность жи вого веса подопытного стада даже при ухудшенном питании, длившемся один опытный период. При равных условиях содержания контрольное стадо потеряло в массе на 16головза 10дней39,1 кг, вто время как подопытное стадо на 20 голов за это время имело падение в массе всего на 2,9 кг. В опыте получен материал о действии аэроионов: на баранчиков и беременных маток, а также на их шерсть. Сопоставление данных по массе не дает каких-либо особых соотношений, так как средняя масса подопытных и контрольных животных мало отличаются друг от друга. Но 384
a) 20/ш 27,5 25,5 23,5 21,5 19,5 17,5 15,5 13,5 45 ft -£i 11,5 13,5 15,5 17,5 19,5 21,5 23,5 25.5 Q^r S) _ 20/lii 27,5 25,5 23,5 21,5 19,5 17.5 15,5 13,5 11.5 // /.1 // r 11,513,515,5 17,5 19.5 21,5 23.5 Q,кг Рис. 132. Линии регрессии контрольных (а) и подопытных (б) овец Условные обозначения: G — начальная масса овец, кг; G\ — их масса в марте, кг если обратиться к рассмотрению динамики коэффициента вариации, то она показывает на тенденцию подопытных баранчиков давать большое рассеяние. Значительная корреляция между подопытной и контрольной группами систематически расстраивается почти в 2 раза, т.е. дает прямое указание на явное влияние аэроионов. Рассмотрение регрессий для подопытной и контрольной групп показывает отчетливое различие в строении кривых. Кривая регрессии контрольных групп выпукла, а кривая опытных вогнута (рис. 132). Сравнивая эти две кривые, мы видим, что рост подопытных животных для середины кривой ослаблен, в то время как у контрольных он имеет значительный перевес. Другими словами, в контрольной группе более интенсивно растут животные средней конституции, в то время как в подопытной — более слабой и более крупной. Сопоставляя корреляции приростов, необходимо отметить, что рост животных обеих групп, происходящий неравномерно (один отрезок времени — меньший привес, другой — больший), показывает для подопытной группы большую упорядоченность, которую возможно приписать исключительно действию аэроионов. Это подтверждают выводы о том, что динамика роста животных весьма значительно изменяется под влиянием этого физического фактора. Результат обработки данных о влиянии аэроионов на беременных маток показывает, что влияние это было значительным и однообразным за все время опыта. Животные, подвергнутые действию аэроионов, с самого начала отказываются от него в своем развитии, причем дальнейшее течение времени не нарушает и не ослабляет это влияние. Если разбить все подопытное и контрольное стадо маток на три группы: выше нормы, близкие к норме и ниже нормы (приняв условно за норму выравненную регрессию контрольной группы), то, сравнивая между собой соотношения парных животных этих групп, можно отметить, что только высшая группа подопытных обгоняет контрольную как по массе, так и по приросту. Следовательно, и здесь ионизация изобретательна, а потому вполне вероятно, что в дальнейшем откроется возможность выделить такие группы животных, которые под действием аэроионов могут давать хорошие практические результаты. 385 25-792
16,6 Рис. 133. План аэроионифицированно- го скотного двора (размеры даны в м) Особенно интересным представляется результат обработки данных о количестве шерсти, полученной от ионизированных овец. Как у подопытных, так и у контрольных животных бритвой делались срезы шерсти на определенных участках кожи, а через известный промежуток времени производился повторный срез новой шерсти с того же участка кожи. Анализ полученных данных говорит о том, что и в этом случае действие аэроионов на шерсть было неодинаково. В одних случаях аэроионы оказали сильное положительное действие, в других — слабоотрицательное. Максимальный рост шерсти дают не баранчики, от которых в обычных условиях (контроль) получают максимальный настриг, а наиболее крупные по массе опытные экземпляры. Настриг шерсти у подопытных маток дают еще больший эффект по сравнению с настригом шерсти у баранчиков. От подопытных маток получено на 18,6% шерсти больше, чем от контрольных. Отмечено также, что более крупные подопытные матки дают наибольший выход шерсти. Таким образом, отрицательные аэроионы стимулируют выход шерсти у более крупных животных с более резкой динамикой изменения в массе. Лабораторией Московского текстильного института было произведено испытание срезов шерсти с опытных и контрольных животных. Этим испытанием было установлено, что шерсть баранчиков под влиянием аэроионов стала длиннее, крепче, тоньше и эластичнее. Подводя итоги этому исследованию, можно сказать, что действие аэроионов не было одинаковым для всей группы подопытных животных. Будучи весьма своеобразным, мощным и резким, действие аэроионов определенно сказалось на развитии организма. Некоторые группы животных получили сильный импульс к увеличению массы, другие — к развитию шерстяного покрова. Для учета расхода электроэнергии только для получения аэроионов в аппаратурном отделении кошары был установлен счетчик. За 50 дней работы на получение ионизированного воздуха израсходовано 22 кВт'ч электроэнергии, что составляет в расчете на одну овцу в сутки сотые доли копейки при промышленной стоимости электроэнергии. Действие отрицательных аэроионов на коров. Аэроионифициро- ванный скотный двор был оборудован таким же образом, что и свинарник и кошара (рис. 133). Для опыта было подобрано 18 дойных коров, имевших от трех до восьми отелов. Эти коровы, пройдя 23-дневный испытательный период, были подвергнуты сеансам аэроионизации в течение 47 дней. Затем сеансы прекратились, и коровы испытывались в течение 24 дней. Далее последовал второй опытный период, продолжавшийся 22 дня. Ближайшей задачей исследования являлось установление возможных изменений в акте усвояемости, в использовании питательных веществ. В этих целях подвергались 386
анализу даваемый корм и остатки. Анализировался также состав кала. Для исследования азотистого обмена собиралась моча от каждой коровы и определялось количество азота в ней. Что касается молока, то, кроме удоев, определялся процент жира, удельный вес (плотность), белок. В сене определялся ботанический состав. При сравнении данных по использованию белка отмечено, что оно весьма совершенно, хотя все же нормально. В отношении крахмальных эквивалентов установлено использование их на 140—150%. По мнению проф. И.В. Долгих, это можно считать явлением выдающимся, которое необходимо приписать только влияниюаэроионов. Еще сильнее выражается действие аэроионов на использование кормовых средств, если проанализировать только продуктивный корм, отделив его от поддерживающего. Во вторую половину первого опытного периода (с 33-го дня от начала сеансов) начинает наблюдаться заметное увеличение суточного удоя, что как раз совпадает с началом подачи на аэроионизатор повышенного напряжения при 3-часовой продолжительности сеанса в сутки. Увеличение удоя достигло в среднем 0,42 кг/сут на корову и отмечено у всех коров независимо от месяца лактации каждой. Увеличение продолжалось в течение 5 дней. Через 47 дней сеансы аэроионизации были прекращены на 24 дня с целью наблюдения последействия аэроионизации, и на второй же день после прекращения сеансов началось снижение суточного удоя, причем падение пошло довольно быстро. Изменения содержания жира (в %) в молоке за время опыта были в среднем по стаду вполне закономерны, соответственно тем изменениям в проценте жира, которые наблюдаются у ярославского и северного скота в связи с ходом лактации, и каких-либо отклонений от этой закономерности не наблюдалось. Небезынтересным будет отметить, что даже при снижении биологической ценности белка в кормовом рационе в первый опытный период наблюдалось некоторое повышение белка в молоке с 2,99 до 3,63%. Живой вес всех подопытных коров, за исключением одной, очевидно с ослабленным пищеварением, давал за время опыта значительный прирост. В среднем на каждую голову он увеличился на 20 кг. Это повышение шло систематически и только в конце второго опытного периода дало незначительное снижение по 18 коровам в среднем на 1,1 кг. Высокодойная группа повысила живой вес и за данный период. Повышение прироста особенно прогрессировало в моменты, связанные с переходом к продолжительным 3-часовым сеансам аэроионизации. Оно достигало 365—387 г в день. Интенсивный прирост массы, очевидно, шел за счет тех питательных веществ, которые были запасены организмом в предварительный период, а также путем интенсификации обмена веществ в организме под воздействием аэроионов отрицательной полярности. Анализируя действие аэроионов на половой цикл, необходимо отметить, что число пришедших в половую охоту коров во время периода аэроионизации в 1,5 раза больше по сравнению с послеаэроионизационными периодами. Особенно характерным является то, что число коров, пришедших в охоту вне регулярного полового цикла, в период аэроионизации составляет значительно больший процент. Если же провести сравнение в пределах группы коров, пришедших в охоту вне регулярного полового цикла, то получится, что в период сеансов у них наблюдалось 65,2% случаев течки, а в между- и послеаэроионизационный период — 34,8%. Таким образом, в период сеансов течка у коров наступает чаще, чем между периодами аэроионизации. Отмечено действие сеансов на продолжительность полового цикла. Эта продолжительность сокращается с 21 до 19,77±0.63 дня. Необходимо также отметить, что дальнейший ход полового цикла является вполне нормальным для здоровых в половом отношении коров. Аэроионы до известной степени ускоряют важнейшие процессы в организме. После длительной задержки наступления течки после отела регулярной половой цикл восстанавливается. 387
Периодические исследования крови 18 коров дали следующие результаты. Исследование крови предварительного периода показало, что коровы, взятые под опыт, имели от 4 до 5 млн эритроцитов в 1 мм при норме в 5—6 млн. Второе исследование, предпринятое через 30 дней после первого, или через 18 дней после начала сеансов, также не показало приближения картины крови к норме, за исключением пяти коров. Третий анализ крови, совпавший с повышением числа аэроионов, а также четвертый анализ, проведенный в период изучения последействия аэроионов, дают характерную картину увеличения эритроцитов. В данном случае внешний фактор — аэроионы — послужил стимулом к размножению клеток ткани кроветворных органов. Образование эритроцитов в этом периоде дошло до своего максимума, превысив у отдельных коров норму. Действие аэроионов в период неизменного напряжения электрического потенциала на электроэффлювиальных люстрах и при одинаковой продолжительности суточного сеанса дает интересные показатели по числу эритроцитов. У тех коров, которые имели в крови в 1 мм 7—7,3 млн эритроцитов, число их снизилось до нормы, а у коров, имевших нормальное число эритроцитов — 5,3—5,7—6 млн в 1 мм , — в этот период почти не отмечалось реакции на аэроионы повышением числа красных кровяных телец. Останавливаясь на вопросе о действии ионизированного воздуха на лейкоцитарную формулу, можно заметить, что содержание лейкоцитов в крови в первый период данного опыта колебалось в пределах нормы, имея все же тенденцию к снижению в последующее время. Что же касается гемоглобина, то здесь мы наблюдаем также довольно интересную картину. По данным анализов предварительного периода (перед началом сеансов), большая часть коров подопытного стада была анемична. Первые сеансы со слабыми дозами аэроионов не вызвали существенного изменения в абсолютном количестве гемоглобина, но начало периода сильных доз вызвало повышение абсолютного количества гемоглобина, которое особенно характерно сказывается в четвертый контрольный период, как явление последействия аэроионов. И, наконец, несколько слов о каталазе. Определение каталазы, производившееся во все периоды опытов, дает довольно яркую и совершенно определенную картину ее изменения для периодов интенсивных доз и периодов без аэроионов. В те моменты, когда сеансы удлинялись и степень аэроионизации увеличивалась, отмечалось повышение показателя каталазы крови. Как только сеансы прекращались, наблюдалось снижение показателя каталазы до исходной нормы. Опыт аэроионификации скотного двора был проведен И.В. Долгих и В.Т. Перовым, В.А. Скворцовым, М.ф. Куликовым и Г. А. Цыбиной в Вологодском институте молочного хозяйства. Суммируя данные, полученные в результате первого опыта аэроионификации скотного двора, можно наметить следующие выводы. Ионизированный воздух отрицательной полярности оказывает несомненно благоприятное воздействие на организм коров и их молочную производительность. Это воздействие сказывается: в увеличении живого веса коров, в повышении суточного удоя, в благоприятных колебаниях в содержании жира и белка в молоке, в ходе полового цикла, в повышении абсолютного количества гемоглобина, количества эритроцитов и увеличении каталазы крови. Действие отрицательных аэроионов на кроликов. Для первого опыта было подобрано 60 голов в качестве подопытных животных и 60 голов контрольных. На ферме не оказалось животных, отвечающих всем требованиям научной постановки исследований. Поэтому при- 388
шлось взять молодняк, неоднородный по племенным и генетическим качествам и довольно пестрый в отношении массы и возраста. Первые сеансы были установлены продолжительностью 15 мин, затем они увеличивались на 10 мин через каждые 4 дня. Сеансы производились в утренние и вечерние часы. За короткий срок существования станции были получены некоторые данные, указывающие на то, что отрицательно ионизированный воздух успел оказать известное действие. Начало опытной работы, совпавшее с наступлением осеннего времени, показало, что общая депрессия, наступившая у всех кроликов на ферме, совершенно не захватила подопытный материал. Подопытные кролики продолжали оставаться веселыми и жизнерадостными, их шерсть сохранилась гладкой и блестящей, аппетит повысился, что особенно отмечалось при кормлении матками подсосного молодняка. Сравнение соотношений масс подопытных и контрольных кроликов, произведенное через 1,5 мес. опытной работы, показало разницу в массе между обеими группами в среднем на 13% в пользу подопытных животных. Довольно интересна динамика отхода подопытных кроликов. В начале опыта в контрольном стаде, так же как и во всем поголовье фермы, наблюдался большой отход от разных заболеваний. Это явление у подопытных кроликов наблюдалось в очень незначительных размерах, несмотря на одинаковое кормление. Малый промежуток опытного периода и некоторые условия работы пока еще не дают права сделать окончательные выводы. Имеющийся материал позволяет ориентировочно наметить пути к продолжению исследований Действие отрицательных аэроионов на лабораторных животных. Работами автора (1918—1929) и затем работами ЦНИЛИ было обнаружено, что аэроионы отрицательной полярности оказывают неодинаковое воздействие на организм животных. Одни животные под их влиянием быстро растут, увеличиваются в массе, повышают продуктивность, у других же при той же дозировке положительное влияние отмечается лишь в очень слабой степени. Было необходимо исследовать причину этой дифференциации на организме лабораторных животных — белых мышей. Эта работа была проведена М.Г. Бабаджаняном в Биологическом отделении (зав. А.А. Передельский) ЦНИЛИ. В опыте было 125 белых мышей, составлявших 28 отдельных серий. В каждой серии соблюдалось парное сходство по массе подопытных и контрольных мышат. И те и другие, составляя одну серию, находились все время в одной и той же клетке, питались (в течение первого месяца) молоком своих матерей и разъединялись ежедневно лишь на 15 мин, причем одни высаживались в камеру для принятия сеанса аэроионизации, другие же — в аналогично устроенные контрольные камеры. По окончании сеанса мыши вновь соединялись вместе, и никаких различий в обращении с ними не допускалось. Через 1 мес. мать отсаживалась в другую клетку, и, следовательно, в каждой данной серии и опытные и контрольные мыши одновременно переходили целиком на самостоятельное питание при абсолютно равном рационе. Опыт для всех серий начинался на 15-й день после рождения мышат. Именно в этот день производилось первое взвешивание, разбивка на опытных и контрольных и давался первый сеанс аэроионизации. Далее сеансы шли в те же часы (3 ч дня) ежедневно до 75-дневного возраста мышей. Взвешивания же производились 1 раз в шесть дней (15- 21 -, 27-, 33-, 39-, 45-, 51 -, 57-, 63-, 69-, 75-й дни после рождения), но не заканчивались 389
с прекращением сеансов, а продолжались еще три шестидневки (81-, 87- и 93-й дни после рождения). Таким образом, каждая мышь взвешивалась в процессе роста 14 раз, их них 11 раз в период опытов и 3 раза после окончания. В такой же мере М.Г. Бабаджанян стремился к стандартизации для всех серий условий самих сеансов, в смысле их физической однозначности. Он избрал стандартным расстоянием от люстры до мышей 50 см, при напряжении на люстре 50 кВ отрицательного знака и длительности сеанса в 15 мин каждый. При этих условиях в 1 см содержалось не менее 10 аэроионов. Каждая серия получила по 60 сеансов (15-минутных), всего 15 ч воздействия отрицательными аэроионами. Известно, что при самых лучших условиях содержания наблюдается некоторый процент смертности среди молодых растущих мышей. В условиях данного опыта 43,1 % общего числа контрольных мышат вымерли до окончания опыта. Этот процент смертности достаточно высок, но он примерно равен размеру смертности, который наблюдается в некоторых случаях при выращивании белых мышей в обычных условиях. Наряду с такой высокой смертностью контрольных экземпляров среди подопытных животных, находившихся в тех же условиях содержания, живших в одних и тех же клетках, вымерло гораздо меньше — всего 25,4% мышат. Во время опытов из клеток сбежало несколько мышей. Примечательным здесь является то, что из числа контрольных сбежало всего лишь два мышонка, в то время как среди опытных беглецов оказалось в 5 раз больше — сбежало 10 опытных мышат. Вместе с тем по условиям жилья возможности побега для тех и других мышей были одинаковы. Этот факт говорит об определенном превосходстве аэроионизированных мышей по сравнению с контрольными в отношении жизненности и моторики. Приведем результаты, которые получены по росту массы у контрольных и опытных животных. Для вычисления средних величин по массе были взяты данные исключительно от тех мышей, которые дожили и не убежали не только до 14-го взвешивания, но остались под наблюдением живыми и здоровыми еще на протяжении 1 мес. Иными словами, были использованы не все накопленные данные о массе мышей, а лишь те, которые оказались полноценными. Были обработаны данные по массе 36 опытных и 23 контрольных мышей. На рис. 134, а показана динамика изменения средней массы опытных и контрольных серий. При несколько меньшей начальной средней массе опытная группа в первые же шесть дней опыта обгоняет по массе контрольных мышей и держит свое превосходство на протяжении всего наблюдения, сохраняя дистанцию и по окончании сеансов в течение 18 дней. Средняя масса опытных мышей не сильно отличается от средней массы контрольных. Не следует забывать, что никакой биологической дифференцировки при обработке "полноценных" экземпляров произведено не было. Выделение из популяции отдельных групп, особи которых сходны по первоначальной массе между собой, но отличаются по конституциональному признаку от особей других групп, позволило получить при одной и той же дозе аэроионов разные результаты. Для этого среди опытных и контрольных мышей были подобраны по три группы экземпляров с наименьшей (маловесная), с нормальной (средневесная) и с наибольшей (полновесная) массой, которую они имели в первый день опыта, т.е. в 15-дневном возрасте. Средние начальные массы этих трех групп оказались соответственно сходными для опытных и контрольных мышей, причем маловесная группа отличалась от средневесной приблизительно на 1 г, а средневесная от полновесной — на 1,5 г. Результаты обработки материалов превзошли ожидания. Рис. 134, б иллюстрирует вывод, который можно сделать о влиянии одной и той же дозы отрицательных аэроионов на рост мышей различной конституции. Оказалось, что мощное благоприятное действие отрицательных аэроионов проявляется в наибольшей степени на наиболее слабых, маловесных мышах. Гораздо меньше это действие для средневесных мышей. По соотноше- 390
4[ | | I | I U *KU—I—I—1—I I I 1 3 5 7 9 11 /3/4 1 3 5 7 9 11 15 1k ШЕСТИДНЕВКИ Рис. 134. Динамика массы подопытных {1, 3,5, 7) и контрольных (2, 4, б, 8) белых мышей в зависимости от первоначальной их массы (по М.Г. Бабаджаняну) а — для одной группы; б — для трех групп; 3, 4 — для маловесных мышей; 5, 6 — для средневесных мышей; 7,8 — для полновесных мышей нию между динамикой массы опытных и контрольных животных здесь мы видим сходство с общими результатами, полученными при обработке материалов популяции в целом. При недифференцированной обработке показатели благоприятного действия аэроионизации на маловесных мышей нейтрализуются слабыми показателями массы полновесных мышей. Итак, в этом опыте был подтвержден специфический конституциональный ответ молодого, растущего организма мыши на воздействие аэроионов одной и той же дозы, одного и того же знака. По-видимому, конституция организма в некоторой мере определяет положительную реакцию на аэроионы. Полновесные мыши слабо прореагировали на воздействие аэроионов и не потому, что для соответственной конституции подобное воздействие неэффективно, а вследствие того, что избранная доза, оказавшаяся полезной для слабых мышей, явилась бесполезной для мышей сильных. В таком случае возникает специальная задача отыскать и уточнить физические показатели "стимулирующей" дозы, действие которой оказалось бы благоприятным для организмов сильной конституции. Необходимо отметить весьма грубую ошибку Л.П. Херрингтона (Нью-Хевен), который получил в итоге аналогичных опытов нулевой результат. Рассматривая его таблицы, нетрудно увидеть, что конституциональные особенности сказались и в его опытах, но он не понял их и прошел мимо этого важнейшего факта. Интересно также отметить, что американские физиологи, ссылаясь на опыт Л.П. Херрингтона, в течение ряда лет настаивали на том, что аэроионы не являются фактором, заслуживающим какого-либо внимания биологов. 391
Общие выводы. Исследования о влиянии аэроионов отрицательной полярности на организм сельскохозяйственных птиц (см. п. VII.2) и животных привели к следующим заключениям. 1. Биологическое действие аэроионов весьма своеобразно, мощно и резко. 2. Аэроионы, вторгаясь в процесс развития организма, решительно изменяют его динамику. 3. Действие аэроионов в известной мере избирательно. Одни организмы получают сильный импульс к повышению массы, другие — к яйценоскости или развитию шерстного покрова. Кривые распределения изменяются, приобретая необычайные формы — значительную асимметрию, добавочные моды и т.д. 4. Организмы, наиболее отстающие в росте или массе, организмы со слабой, вялой динамикой под влиянием аэроионов отрицательной полярности в большинстве опытов догоняют средневесных, а средне- весные догоняют полновесных. Прибавка по массе по сравнению с контрольными животными в таких случаях достигает 20—40%. 5. Полновесные организмы дадут некоторую дополнительную прибавку по массе (5—10%), если будет уменьшена доза аэроионизации (10 —10 аэроионов в 1 см ,2 раза по 30 мин в сутки). 6. Действие аэроионов в продолжение всего опыта устойчиво и однообразно для значительного большинства организмов. Животные, подвергнутые воздействию аэроионов отрицательной полярности, с самого начала отзываются на него определенным образом, причем дальнейшее течение времени не нарушает и не ослабляет этого воздействия. Это дает возможность в течение первого месяца отобрать животных, дающих положительный эффект в приросте массы. Этим животным назначается курс аэроионостимуляции. Скрещивая между собой таких животных, вероятно, удастся вывести породу с высокой восприимчивостью к этому методу воздействия. 7. Необходимые суточные дозы аэроионов отрицательной полярности приведены в табл. 96. Несмотря на то что все эти первые опыты имели главным образом историческое значение, они наметили основные пути использования аэроионизации в птицеводстве и животноводстве. Методика опытов, впервые применявшаяся в таких масштабах и нигде в мире не опробованная до того времени, технически несовершенная аппаратура, отсутствие многих данных по вопросам физики эффлювиаль- ного метода, которые были получены в последующие годы, — все это вместе взятое дает основание расценивать эти опыты как первый этап на пути развития проблемы аэроионификации. Без этих опытов мы не знали бы, что применение аэроионов наиболее полезно в условиях безвыгульного, закрытого содержания птиц и животных в осенне-зимнее время и особенно полезно при наличии птиц и животных со слабой динамикой развития, больных или перенесших инфекцию. Опираясь на приведенный в этой книге материал, говорящий, когда и при каких условиях аэроионы в животноводстве наиболее 392
Таблица 96. Дозировка отрицательных аэроионов для сельскохозяйственных птиц и животных Доза Профилактическая Терапевтическая Стимулирующая, для организмов : слабых полноценных Натуральная профилактическая Концентрация аэроионов в 1 см 103- 10s- 10s- 103- 750 л воздуха -104 -106 -107 -104 Суточное число х продолжительность сеансов 3x30 с 2x15 с 2x30 с 3x30 с 24 ч Продолжительность курса, сут 60- 20- 20- 10- -90 -40 -30 -20 Примечание. После соответствующего перерыва курс может быть повторен до 2-5 раз и более. полезны, мы можем проверять и углублять данные исследования гораздо смелее и в масштабах во много раз больших, чем ныне, этому особенно благоприятствуют размеры современных животноводческих хозяйств и достигнутая высокая зоотехническая культура. Современная зоотехническая наука значительно облегчает проведение дополнительных исследований для получения конечных выводов и затем широкого применения аэроионизации — этого мощного стимулирующего фактора в различных областях сельского хозяйства. Особенное внимание на применение аэроионификации надо обратить в местах наиболее длительного стойлового, безвыгульного содержания. Для нашей страны, где по условиям климата применяется главным образом длительное стойловое безвыгульное содержание, аэрои- онификация, несомненно, может иметь большое значение в борьбе за высокопродуктивных, выносливых, здоровых птиц и животных. VII.4. ПЧЕЛОВОДСТВО Первые опыты автора по исследованию влияния искусственного ионизированного воздуха на повышение летной деятельности пчел (1925) привлекли внимание пчеловодов и направили их мысль по пути практического применения предложенного метода (Г.А. Кожевников, 1926). В 1932 г. в подмосковном хозяйстве "Марфино" был организован опыт по изучению влияния аэроионов отрицательной полярности на пчел. Опыт проводил пчеловод А.В. Оржевский. Основной задачей опыта было определить влияние униполярно ионизированного воздуха на лет пчел и их смертность. 393
Для наблюдения было взято три группы пчел, находившихся до опыта взимовнике. Из них две группы получали 5- и 10-минутные дозы по 2 раза в сутки, а третья — была контрольной. С улья была снята крышка, а гнездо покрыто марлей, этот улей ставился под электроэффлювиальную, люстру на расстоянии 0,5 м от острий. Число аэроионов было порядка 10 —10 в 1 см воздуха. Сеансы производились в 8 ч и 17 ч. С 22 апреля по 3 мая применялась ионизация положительного знака, а с 3 по 16 мая — отрицательного. Ежедневно утром производился подсчет мертвых пчел на дне улья. Этот подсчет показал, что их число находится в некотором соотношении с продолжительностью ионизации и с ее знаком. Так, например, 5- и 10-минутная положительная ионизация действует на пчел губительно, а 5-минутная отрицательная, наоборот, уменьшила смертность опытных пчел на 15% по сравнению с контролем. Однако отрицательные аэроионы при продолжительности сеанса в 10 мин также увеличивали смертность пчел. Наблюдения за прилетом и вылетом пчел под влиянием 5-минутных доз отрицательных аэроионов показали, что ионизированный этими дозами воздух, несомненно, повышает летную деятельность пчел. Подсчет вылетов и прилетов у подопытных и контрольных пчел за две декады показал перевес в пользу подопытных в некоторых случаях до 117%. Кроме того, было установлено, что каждый сеанс вызывал повышенное "нервное возбуждение", сказавшееся в сильном шуме в улье и выбегании пчел из улья на леток. Это явление прекращалось немедленно с выключением генератора аэроионов. Рассмотрим наблюдения за прилетом и вылетом трутней, произведенные на пасеке Тульской опытной пчеловодной станции летом 1927 г. пчеловодом А.С. Михайловым. Учет вылетающих и прилетающих трутней производился в течение нескольких месяцев по 5 раз в день через каждые 2 ч с 9 до 17 ч. Изучив данные прилета и вылета, можно было заметить, что наибольшая летная деятельность трутней проявлялась в 15 ч, в более ранние и поздние часы она снижалась. Эти наблюдения были произведены повторно, и срок их был продлен до 18,5 ч. Вторично собранный материал также подтвердил факт наибольшего прилета трутней около 15 ч, при этом летная деятельность трутней претерпевала сдвиг по времени дня в более раннюю сторону. Описанные наблюдения и полученный опытный результат заставил обратить внимание на повышенную летную деятельность трутней, совпадающую с максимальным дневным подъемом естественной ионизации. Летная деятельность трутней увеличивается с увеличением количества солнечного света и уменьшением влажности воздуха, т.е. основных метеорологических факторов, способствующих ионизации атмосферного воздуха. Если сопоставить это явление с наступлением большой подвижности и оживления у пчел при воздействии искусственной ионизации, то вывод напрашивается сам собой. Искусственная стимуляция пчел к вылету может сыграть большую роль как в промышленном пчеловодстве, так и в области искусственного опыления культур в теплицах, особенно в осенние и зимние месяцы года. По мнению крупного знатока пчеловодства Г.А. Кожевникова, униполярно ионизированный воздух является раздражителем, побуж- 394
дающим матку и трутней к вылету из улья, а этот вылет есть необходимое условие полового акта, так как матка вылетает для спаривания с трутнем только в теплую ясную погоду и в те часы, когда в воздухе наблюдается большое число трутней. Вследствие того что вылет матки из улья является условием существования семьи, ибо необсемененная матка грозит гибелью семьи, становится понятной роль аэроионов в качестве стимулятора летной деятельности пчел. Анализируя вопрос о том, каков путь физического воздействия ионизированного воздуха на организм пчел, Г.А. Кожевников придает большое значение высокоразвитой нервной системе пчел, тончайшие периферические рецепторы которой подходят к микроскопическим отверстиям хитинового панциря пчелы и чутко отзываются на физико-химические факторы внешней воздушной среды. Г.А. Кожевников, исходя из исследований о влиянии ионизации на нервную деятельность животных, считает вполне вероятным, что некоторые из кожных рецепторов пчелы воспринимают ионизацию воздуха как фактор, раздражающий и вызывающий половое возбуждение трутней и маток. VII.5. РАСТЕНИЕВОДСТВО Известно немало веществ и способов, с помощью которых можно стимулировать рост растений. Для объяснения явлений стимуляции создаются все новые и новые теории. Особое внимание уделяется коллоидам клетки. Действие химических и физических стимуляторов сводится к изменению коллоидного состояния протоплазмы и ферментов. Эти изменения в свою очередь вызывают изменение скорости физико-химических процессов и влияют на жизнедеятельность клетки в целом. Было замечено, что при вымачивании семян в нейтральных и кислых растворах семядоли семян фасоли и сои энергично изменяют величину рН, более энергично, чем оболочка. Было также доказано, что при изменении величины рН происходит адсорбция ионов наружными слоями протоплазмы. По-видимому, действие и последействие аэроионов отрицательной полярности сводится к усвоению их белками и липопротеидами — коллоидами клетки, а также ферментами. Находящиеся в зерне частицы белка несут на своей поверхности отрицательный заряд. Добавление отрицательных зарядов извне может привести к ускорению клеточных реакций. В селе Кузьминки , близ Москвы, и на хуторе Нарчук, близ Воронежа, начиная с 1932 г. проводились исследования действия аэроионов отрицательной полярности на семена различных сельскохозяйственных растений (рис. 135). Обратимся к краткому рассмотрению пол- Ныне район Москвы. (Ред. коллегия.) 395
о z^ZZZ? © да? y& Рис. 135. Схема воздействия аэроионного потока отрицательной полярности на семена различных культур (размеры даны в см) ученных результатов, основывающихся на индивидуальном изучении не менее чем 150000 отборных семян. Исследование первое. Для первого, пробного опыта были выбраны семена огурцов и салата, имеющие короткий срок прорастания. Было отобрано шесть серий семян по 50 в каждой с дозировкой воздействия аэроионов по времени (0; 5; 7,5; 10; 15 и 20 мин). Семена были расположены на деревянном столе, на отдельных листах бумаги на расстоянии 60 см от электроэффлювиальной люстры с остриями, на которые подавалось напряжение 85 кВ. На уровне семян плотность аэроионного потока была порядка 10 аэроионов отрицательной полярности на 1 см . По истечении 5 мин ток выключался и семена первой серии помещались в соседнее помещение, где находились контрольные семена. Немедленно вслед за этим ток вновь включался, а через 2,5 мин выключался и удалялась следующая серия семян. Таким образом, ток включался и выключался, пока все серии семян не получили указанных выше доз. По окончании экспозиций семян под аэроионным потоком все они, как опытные, так и контрольные, высевались на фильтровальную бумагу, положенную на стекло большой растильни. Концы бумаги у всех серий спускались в воду. Условия освещения и температуры для всех семян были совершенно одинаковы. Наблюдения велись до прорастания всех семян в течение 13 дней (табл. 97). Из табл. 97 следует, что любая из примененных доз оказывает положительное действие на энергию прорастания семян огурцов.. В контрольных сериях всхожесть семян составила 74%, а вопытных сериях — 86—90%. Что касается контрольной серии салата, она дала общую всхожесть, равную 64%. Доза в 10 мин превысила контроль на 12%, доза в 7,5 мин — только на 4%. После получения обнадеживающих результатов были сделаны еще две серии наблюдений за всхожестью семян огурцов, результаты которых приведены в табл. 98. Из табл. 98 видна значительно более ранняя и дружная всхожесть семян опытных групп по сравнению с контрольными. Общая конечная всхожесть у большинства опытных серий (кроме 20-минутной дозы) почти в 2 раза превышает общую конечную 396
Таблица 97. Прорастание семян огурцов и салата (июль) № ii.ii. Доза аэроио- низадии, мин Всхожесть семян по числам июля, % 3 J4 J5 1б Ь |8 |~9 ГюТп |~12 ГпГм Tl5 Огурцы 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 0 5 7,5 10 15 20 0 5 7,5 10 15 20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 10 10 0 10 0 0 0 0 0 0 0 18 32 32 22 18 6 4 8 0 4 4 6 10 12 2 16 4 Салат 8 28 46 40 34 30 18 36 52 46 36 36 10 22 26 16 30 20 28 42 56 54 46 36 26 62 56 48 66 52 46 54 64 66 58 36 26 66 64 54 72 60 54 60 68 76 62 46 32 70 72 64 76 82 64 62 68 76 64 52 74 90 86 86 88 90 64 62 68 76 64 52 74 90 86 86 88 90 64 62 68 76 64 52 74 90 86 86 88 90 64 62 68 76 64 52 74 90 86 86 88 90 64 62 68 76 64 52 всхожесть контрольных. Полная всхожесть опытных семян оказалась на 24 ч ранее контрольных. Приблизительно такая же картина наблюдалась во второй серии исследований. Эти опыты позволили сделать заключение о том, что опытные семена этих огородных культур обнаружили более высокую энергию и быстроту прорастания в первые дни после посева и дали большее конечное общее прорастание, чем контрольные семена. Исследование второе. В этом опыте изучалось действие аэроионного потока отрицательной полярности на семена свеклы, пшеницы, ржи, овса, клевера и льна (рис. 136). Чтобы не приводить громоздких таблиц с данными этих опытов, ограничимся изложением результатов статистической обработки. Полусахарная свекла за 17 дней со дня посева дала по контрольным семенам 71,8% и по опытным 76,2% всхожести. Опытные растения взошли на 5-й день после посева в количестве на 4,1 % выше контрольных. Это преимущество удерживалось до конца опыта на том же уровне. Пшеница на 4-й день после посева дала для опытных превышение всхожести на 22%, на 5-й день — 17 %; в дальнейшем же контрольные растения обгоняли опытные на небольшой процент. Эти наблюдения любопытны в том отношении, что показывают, как аэроионная бомбардировка стимулирует быструю всхожесть и сильную энергию прорастания, ибо на 5-й день после посева в контроле взошло 58,8% всего посева, а в опытном — 75,7%. Всхожесть семян овса дала противоположную картину. Если в первые дни обгоняет контрольные, то на 18-й день превышали уже опытные примерно на 4%. Опыты с семенами клевера дали различные результаты. В первом опыте вначале всхожесть семян опытных дало 1,3% превышения, но на 16-й день это превышение доходило до 4,3%. Семена льна не дали превышения всхожести семян опытных над контрольными. Опыты с семенами ржи (№ 19—30, всего семян 58000 шт. — 100%) можно разбить на некоторые более или менее определенные группы: 1-я группа — сравнительно равного превышения всхожести опытных семян (31,6%) над контрольными; 2-я группа — сравнительно равного превышения всхожести контрольных семян (10,5%) над опытными; 3-я группа — опытные семена интенсивно перегнали по всхожести контрольные вначале (52,6%), а к концу шли с небольшим превышением или небольшим отставанием; 397
Таблица 98. Прорастание семян огурцов № п.п. Доза аэроионизации, мин 24 IZ~XiCZICI 1 2 3 4 5 6 0 5 7,5 10 15 20 0/0 0/0 0/0 0/0 о/о о/о 6/6 24/26 26/14 16/16 12/24 10/34 18/12 38/40 40/32 40/30 28/34 16/48 26/18 46/48 48/42 52/40 58/42 16/56 Примечание. Перед чертой приведены данные первой серии исследования, 4-я группа — опытные семена сначала отставали по всхожести (5,3%), но к концу обгоняли контрольные. Надо думать, что лучшей группой семян ржи являлась 3-я, а затем 1-я. Общая тенденция может быть определена так: аэроионная бомбардировка семян либо вообще повышает энергию их прорастания, либо, как это бывает чаще, концентрирует ее на первые дни после посева. Для сельского хозяйства выгодно, чтобы прорастание не затягивалось, а совершалось в наиболее короткий срок, так как в таком случае вероятность "встречи" с изменением погоды, очевидно, уменьшается. Отметим, что 1-й 3-я группы вместе семян суммарно составляли 84,2% всех опытов. Сводная картина соотношения опытных семян ржи с контрольными в начале и конце опыта приведена в табл. 99. Вычислим критерий, который дает возможность определить вероятность того, что первая часть этой таблицы получилась из суммирования случайных рядов. Принимая сумму за единицу, получим критерий, равный 0,24. Следовательно, вероятность того, что эти явления произошли от кумуляции случайностей, лежит между 0,7 и 0,5 (ближе 88 86 8U 82 80 76 7V 72 70 16/Ш \/ i »_ 10 15 20 V 151Ш /л 1 V ; 14/Ш V V" 10 15 Д, мин Рис. 136. Энергия Э прорастания семян овса (а) и полусахарной свеклы (б) в зависимости от дозировки Д аэроионного потока (0,5,10,15,20 мин) 398
Всхожесть семян, % в июле в августе По числам месяца 28 1_21__ 30 1 31 _!._! 30/18 50/50 50/46 56/44 60/48 16/58 32/20 50/54 52/46 56/44 60/46 18/58 32/20 50/56 52/46 56/44 60/46 18/58 32/20 50/56 52/46 56/44 60/46 18/58 32/20 50/56 52/46 56/44 60/46 18/58 а после черты — второй. к 0,7). Это дает основания полагать, что перед нами некоторый более или менее определенный процесс. Вопрос можно поставить иначе, а именно: имеется ли корреляция между соотношением всхожести опытных и контрольных семян вообще и их соотношением в начале и в конце опыта. Коэффициент корреляции (по Шарлье) в таком случае будет 0,49. Если определить степень показательности этого коэффициента (по Р.А. Фишеру) и вычислить показатель, дающий возможность определить вероятность того, что первая часть табл. 99 является частью вообще некоррелированной совокупности, то эта вероятность опять-таки лежит между 0,7 и 0,8. Приходится сделать вывод, что число опытов было недостаточным для решительного ответа, но тем не менее имеется основание думать, что опытные семена будут по всхожести перегонять контрольные в начале и отставать от него в конце периода прорастания. Однако это не задевает вопроса о том, обгоняют ли вообще опытные растения контрольные, на что есть возможность ответить утвердительно, ибо 60% опытов против 40% указывают на это. Следовательно, действие аэроионной бомбардировки отрицательной полярности Таблица 99. Всхожесть опытных семян ржи в относительных числах и % к общему числу опытов Период Превышение над контрольными Отставание от контрольных Всего В начале опыта " конце " В относительных числах 8 3,5 11,5 1,5 6 9,5 9,5 Всего 7,5 19 В начале опыта " конце Всего В % к общему числу опытов 42 8 18 32 60 40 50 50 100 399
Таблица 100. Средняя всхожесть семян селекционной чечевицы (контроль — 100%) Доза аэроионов, мин Повторности со всхожестью семян, % 44-100 100 вышесредние 92-99 средние 44-91 слабые 44-80 16 32 4 8 16 32 16 32 135,54 132,64 126,9 113,69 110,4 112,7 112,1 103,6 106,36 107,20 106,84 102,62 За 1 -й день 132,68 126,74 121,03 117,79 За 2-й день 100 100 99,87 99,77 За 2 дня 100 100 99,93 99,86 125,85 124,79 126,97 113,67 107,46 107,46 107,34 107,15 102,67 102,67 102,57 102,57 154,93 157,61 140 105,37 131,94 140,55 140,43 118,65 122,97 126,43 125,13 109,29 163,54 169,79 144,79 109,9 156,9 166,8 168,50 127,5 136,66 141,07 140,37 116,71 на энергию прорастания семян ржи можно считать доказанным. С другой стороны, статистическая обработка материала опытов дает основание говорить о том, что аэроионы повышают всхожесть в первые дни, т.е. всхожесть становится более дружной. Исследование третье. Остановимся на результатах специальных исследований с отборными семенами чечевицы. Это исследование состояло из 34 опытов, каждый опыт дублировался; всего было поставлено 68 опытов. Плотность аэроионного потока в зоне опыта составляла 6" 10 отрицательных аэроионов на 1 см /с. Дозировка аэроионизации по времени — 0 (контрольная), 4, 8, 16 и 32 мин. Семена селекционной чечевицы отбирались под бинокулярной лупой равноценными по величине и цвету. В каждом опыте подвергались эксперименту по 500 семян, а во всем исследовании — 34000. После соответствующей по времени экспозиции под аэроионным потоком отрицательной полярности семена чечевицы высеивались в обычные растильни на фильтровальную бумагу. Растильни с контрольными семенами стояли в шахматном порядке с растильнями опытными. Все прочие условия были абсолютно равными. Средняя всхожесть (в %) за 1 - и 2-й дни и суммарно за 2 дня приведена в табл. 100. Исследование четвертое. В качестве примера действия аэроионной бомбардировки отрицательного знака на семена бобовых культур приведем данные другого исследования. Концентрация аэроионов на уровне расположения семян была порядка 10 на 1 см /с. Дозировка аэроионизации по времени составила 0 (контроль), 1, 2, 4, 8 и 16 мин. На каждую дозу выделяли по 100 одинаковых семян. Всего в опыте участвовало 28800 семян. Из табл. 101 следует, что бомбардировка семян аэроионами увеличивало общее число проросших семян и повышало их всхожесть. Следовательно, аэроионы способствовали прорастанию таких семян, которые в обычных условиях (контрольных) не прорастали. Основное значение имеет дозировка; по-видимому, для каждой культуры имеется оптимальное время воздействия. Так, например, для сои оптимум лежит в пределах 400
Таблица 101. Всхожесть семян фасоли, чечевицы и сои под влиянием бомбардировки аэроионами отрицательной полярности № п.п. 1 2 3 Название культуры Фасоль (бомба) То же Среднее из 3 опытов Число повтор- ностей 4 4 8 - Число дней опыта 12 12 8 - Всхожесть семян, %, при продолжительности сеанса, мин .L-Il-I.i.-Ij-Ll6- 69 84 92,5 66,5 69,5 36 41 49 36 32 82,5 81,5 81 68,5 82 62,53 66,79 74,08 56,77 57,8 Контроль 78,5 32 58,5 56,21 Число семян в опыте 2400 2400 4800 - Чечевица (тарелочная) То же 4 4 8 12 9 9 76 83 76 64,5 78 83,5 56,5 79 78,5 78 86 92 75,5 79 83,5 53 73 73,5 2400 2400 4800 Среднее из 3 опытов 71,74 77,35 70,72 81,72 81,58 67,96 Соя (желтая) То же 4 4 8 12 9 7 75 66 36,75 67,5 82 31,75 63,5 76 28 59,5 86 31,75 55 55 2400 75 62 2400 28,55 25,75 4800 Среднее из 3 опытов Среднее из 9 опытов - - - - 65,08 58,3 66,45 67,48 59,08 67,96 55,46 64,65 52,2 49,71 63,86 54,62 Среднее превышение над контролем 11,83 12,86 13,34 10,03 9,24 - 1 = 28 800
1—2 мин, когда всхожесть опытных семян превосходит всхожесть контрольных на 15 и 20% по повторностям. Для фасоли оптимальным временем воздействия оказались 4 мин, когда всхожесть семян была на 15 и 23% выше контрольных, а в общей сводке по всем повторностям 18%. Для чечевицы оптимум был наиболее высоким — 8 мин, когда аэроионы увеличивали всхожесть семян на 25 и 19%. Под влиянием аэроионного потока определенной концентрации и определенной дозы по времени увеличивается не только всхожесть семян, но и посуточная энергия их прорастания, т.е. опытные семена прорастают быстрее контрольных. В данном отношении особенно выделяется чечевица, аэроионизированные семена которой с первых же дней резко обгоняют контрольные. Исследование пятое. В табл. 102 дана сводка опытов с семенами пшеницы. В опыте было использовано 24000 семян. Условия опыта были те же, что и в предыдущем исследовании. Твердая пшеница Гордейформ в первом опыте дала максимум прорастания семян при дозе 4 мин, когда прибавка всхожести по сравнению с контрольными была равна 39%, и во втором опыте при 2 мин, когда эта прибавка составила 16%. При учете 20 повторностей оптимумом осталась доза 4 мин: прибавка составила 22%. Для мягкой пшеницы "Цезиум" оптимальным временем в первом опыте было 2 мин, когда прибавка равнялась 28%, и во втором опыте — 1 мин, когда прибавка составила 6%. В среднем из всех повторностей оптимум действия пришелся на дозировку в 2 мин при прибавке проросших семян в 16%. Следует признать, что оптимум дозировки по времени для обоих сортов пшеницы лежит между 2—4 мин. При этих условиях получается максимальное число проросших семян. Исследование шестое. В порядке дальнейшего накапливания материалов снова были поставлены опыты по влиянию аэроионного потока отрицательной полярности на семена бобовых и злаков. Напряжение на электроэффлювиальной люстре было 67 кВ. Число аэроионов на уровне семян составляло порядка 10 —10 на 1 см . Расстояние злаковых семян от люстры — 50 см, бобовых — 25 см. Семена ионизировались в сухом виде. Дозировка аэроионизации по времени — 0 (контроль), 2, 4, 8 и 16 мин. На каждую дозу аэроионизации бралось по 50 семян бобовых и по 100 семян злаковых. Проращивание велось на фильтровальной бумаге в растильнях. Определялась энергия прорастания семян посуточно и общее число проросших семян (процент всхожести). Полученные результаты опытов с 5400 семенами представлены в табл. 103, где показано превышение всхожести опытных семян над контрольными, которые приняты за 100%. Из этой таблицы видно, что семена озимой пшеницы, озимой ржи и бобовых культур лучше всего прореагировали на 8-минутную экспозицию. Экспозиция в 16 мин явно велика, она тормозит рост как гороха, так и пшеницы, давших по сравнению с контрольными семенами лишь небольшое увеличение всхожести (3,8 и 3,9%). Исследование показывает, что наилучшая всхожесть наблюдалась в первые дни, затем влияние аэроионов в начале прорастания семян сказывалось более отчетливо, чем под конец. Согласно показателям всхожести семян, вполне возможно сделать убедительный вывод: влияние аэроионов не распространяется равномерно на все семена, а изменяется в зависимости от той или иной их всхожести. Наибольший прирост поток отрицательных аэроионов дает в группе слабых семян, т.е. аэроионы оказывают наиболее мощное влияние на семена со слабой всхожестью. В ЦНИЛИ был произведен еще ряд опытов, давших положительные результаты. Под действием потока отрицательных аэроионов при благоприятных дозах аэроионизации наблюдалось: 1) увеличение прорастания семян; 2) увеличение общего числа проростков; 3) более быстрые и ровные всходы; 4) увеличение площади листьев; 5) интенсивность хлорофильной окраски; 6) увеличение роста; 7) увеличение сырой массы; 8) 402
Таблица 102. Всхожесть семян пшеницы под влиянием бомбардировки аэроионами отрицательной полярности № п.п. Сорт пшеницы Число повторно стей Число дней опыта Всхожесть семян, %, при продолжительности сеанса, мин -i_Li_l-!_l_L-L.!L_ Контроль Число семян в опыте 1 ГордейформО.Ю 12 12 31,62 44,63 61,64 43,97 55,31 22,63 7200 2 Тоже 8 10 72 76 72,75 66 60,5 59,5 4800 Среднее из 2 опытов - - 52,12 60,27 67,16 54,95 57,88 44,54 3 ЦезиумО.Ш 12 11 71,08 84,63 49,16 42,17 77,63 56,3 7200 4 Тоже 8 10 88,25 94,5 91,25 93,5 92 90,25 4800 Среднее из 2 опытов - - 82,83 87,91 71,53 66,01 83,9 71,76 Среднее из 4 опытов - - 67,47 69,09 69,34 60,48 70,89 58,15 Среднее превышение над контролем - — 9,32 10,94 11,19 2,33 12,74 - - Ё = 24 000 *>
Таблица 103. Всхожесть бобовых и злаковых семян под влиянием бомбардировки аэроионами отрицательной полярности № п.п. Культура Число повтор- ностей Число дней опытов Всхожесть семян, %, по сравнению с контрольными при продолжительности сеанса, мин IIIII 16 Число семян в опыте 1 2 3 4 5 6 7 Фасоль "Капитан" То же Горох "Виктория" Тоже Чечевица "Тарелочная" Пшеница "Лютес- ценс" (озимая) Рожь Лисицына (озимая) 16 12 6 10 4 14 16 7 3 5 3 3 4 4 5 1,6 2,4 7,8 — 4,8 5,3 7 6,2 0,6 13,8 7 8,1 9Д 10 11,8 4,4 12,6 11 10,4 8,7 5 7,8 3,8 8,2 8,6 3,9 " 800 600 300 500 200 1400 1600 Среднее 4,48 6,97 9,84 6,21 £ = 5400 увеличение сухой массы; 9) увеличение зольности; 10) повышение дыхания и ферментативных процессов. Эффект воздействия аэроионного потока уменьшает: пленчатость зерна, толщину и плотность кожи семян, влажность зерна, содержание жира. Ни одна из исследованных нами культур группы масличных (подсолнечник-фуксина, горчица, сурепка, кориандр) не отозвалась на воздействие потока отрицательных аэроионов с плотность порядка 10 —10 на 1 см и продолжительностью 1—12 мин. При аэроионизации семян может быть применен конвейерный способ. Исследование седьмое было посвящено влиянию аэроионов на вегетативную массу сельскохозяйственных растений. Было изучено влияние аэроионов на семена и растения, на рост и развитие этих растений, на обмен веществ — накопление сухого вещества и золы. Применялся тот же самый метод, что и в опытах с семенами. Расстояние верхней точки растения от электроэффлювиальной люстры было принято равным 50 см. Растения выращивались в деревянных ящиках размером 60x40x30 см, наполненных почвой (выщелоченным черноземом с поля ЦНИЛИ). Почва предварительно была тщательно перемешана. Посев производился рядами по три культуры в каждом ящике: пшеница "Цезиум 0,111"; чечевица тарелочная и соя желтая. Опыт был организован в следующих пяти вариантах (по два ящика на каждый вариант). 1-й вариант — контрольные семена и растения не подвергались аэроионизации. 2-й вариант. Семена подвергались влиянию аэроионов: чечевица и соя — 8 мин и пшеница — 6 мин. С появлением всходов растения проходили аэроионизацию ежедневно по 5 мин. 3-й вариант. Семена подвергались влиянию аэроионов, как во 2-м варианте, но аэроионизация растений производилась 1 раз в пятидневку по 10 мин. 4-й вариант. Аэроионизации подвергались только семена. 5-й вариант. Посев производился неаэроионизированными семенами, но растения подвергались аэроионизации 1 раз в 10 дней по 15 мин. Все ящики были поставлены на открытом воздухе при одинаковых воздушных и световых условиях. Влажность почвы при проведении опытов составляла 60% полной влагоем- 404
Таблица 104. Всхожесть семян по культурам, вариантам и повторностям Культура Повторное™ Пшеница 1-И III—IV Чечевица I—II III-IV Соя I-II " III—IV Число посеянных семян 25 25 20 20 20 20 Контроль 20-19 19-18 16—15 15-14 8-5 6-7 Аэроионизация по 5 мин ежедневно 23-24 24-24 19-20 19-20 12-13 12-16 по 10 мин в течение 5 дней 24-23 22-24 20-20 19-20 14-15 16-15 по 15 мин в течение 10 дней 20-20 19-18 15-12 15-16 8-7 5-5 Число аэроиони- зирован- ных семян 23-24 23-23 19-20 20-20 13-14 15-16 кости. Посев на глубину 2 см был произведен 27 мая. Всходы пшеницы и чечевицы появились 4 июля, а сои — 8 июля. Аэроионизация растений началась 5 июня и закончилась 11 июля. Для этой операции ящики с опытными растениями на несколько минут вносили в физическую лабораторию, где помещался эффлювиальный аэроионизатор. Число появившихся проростков по каждой культуре, варианту и повторное™ приведено в табл. 104. Из приведенной таблицы видно, что семена, не подвергавшиеся воздействию аэроионов отрицательной полярности, дали меньше проростков. При появлении всходов всех трех культур было произведено прореживание растений с оставлением в каждой повторности по всем вариантам пшеницы по 19 растений, чечевицы — по 15 растений и сои — по 6 растений. Для оставленных ррстений были созданы равные условия по воздушному и световому режимам и по площади питания для каждого растения отдельно. Появление цветов у чечевицы наблюдалось 11 июля (спустя 46 дней после высева). Наблюдением за появлением цветов установлено, что процесс собственно цветения шел быстрее у контрольных семян и в 5-м варианте (15 мин). В других вариациях было замечено отставание, а располагались они в такой последовательности: 2-й вариант (5 мин), 3-й вариант (10 мин) и последний вариант — аэроионизированные семена. Следовательно, при данных дозировках аэроионы уменьшили число появившихся в первый день цветков. Для более точного изучения роста и развития растений, подвергавшихся действию аэроионного потока, в течение 1 мес. было произведено шесть измерений всех растений и выведены средние для каждой вариации. Из табл. 105 видно, что при первом измерении по пшенице превышение высоты опытных растений над контрольными идет за счет варианта, приведенного в гр. 7. К этому же варианту приближается вариант, приведенный в гр. 4. По чечевице максимальное превышение опытных растений над контрольными оказалось в варианте, приведенном в гр. 6, и по сое превышение над контрольными в варианте, приведенном в гр. 7. Второе измерение дает заметную разницу по пшенице в варианте, приведенном в гр. 4. Соя занимает то же место, что и в 1-м случае. По чечевице вариант, приведенный в гр. 4, уступает место варианту, приведенному в гр. 5. Третье измерение является наиболее характерным в том отношении, что превышение опытных растений над контрольными идет по всем трем культурам в одном варианте, приведенном в гр. 7, по пшенице на 3,91 см, по чечевице на 3,19 см и по сое на 3,74 см. Четвертое и пятое измерения дают максимальное превышение роста над контрольными по всем трем культурам в варианте, приведенном в гр. 7. При шестом измерении растения от аэроионизированных семян были выше контрольных у пшеницы на 405
Таблица 105. Средняя высота, см, стебля пшеницы, чечевицы, сои Но- из- ме- ре- ния 1 Число, месяц и наименование культур 2 Контроль 3 Аэроионизация растений по 5 мин ежедневно 4 но 10 мин 1 раз в 5 дней 5 по 15 мин 1 раз в 10 дней 6 Число семян аэро- ионизиро- ванных в течение 8 мин 7 12 июня Пшеница Чечевица Соя 18 июня Пшеница Чечевица Соя 24 июня Пшеница Чечевица Соя 30 июня Пшеница Чечевица Соя 6 июля Пшеница Чечевица Соя 12 июля Пшеница Чечевица Соя 10,27 6,31 2,23 18,91 9,97 6,24 25,46 15,6 7,69 31,02 21,28 11,14 36,81 27,31 14,97 42,6 33,35 19,36 10,86 6,31 2,54 21,32 10,72 7,33 27,67 17,12 9,97 34,02 23,53 12,61 38,03 27,93 16 42,05 32,26 10,2 10,18 6,47 ■ 2,33 21,06 11 7,36 27,82 17,16 9,5 34,58 23,31 11,63 40,98 29,1 16 47,38 34,89 20,6 10,64 6,51 2,46 19,48 9,94 7,26 27,28 15,6 8,75 33,64 21.35 10,24 39,69 27,49 16,5 45,84 33,74 22,07 10,99 6,1 2,75 20,27 10,98 7,96 29,37 18,79 11,43 38,47 27 14,9 47,63 33,56 20,6 56,76 40,12 26,3 14,16 см, у чечевицы на 6,77 см и у сои на 6,94 см. Надземная часть растений после этого измерения пошла на анализ. Из рассмотрения приведенных выше данных можно заключить, что аэроионизиро- ванне самих растений оказывает на них определенное влияние, которое может быть направлено в положительную или отрицательную сторону в зависимости от дозы. Если посмотреть на динамику роста в варианте, приведенном в гр. 4 табл. 105, то увидим, что в первое время эти растения были выше контрольных по всем трем культурам; далее, при увеличении числа сеансов их высота приближалась к контрольным, и, наконец, их рост отстал от контрольных растений. Следовательно, благоприятное действие отрицательных аэроионов на растения наблюдается только при определенной дозе, избыток же отрицательных аэроионов оказывает уже неблагоприятное влияние на клетку и задерживает рост, как это мы видим в варианте, приведенном в гр. 4 табл. 105. Задержка в росте культур вызывалась также и длительными (10 и 15 мин), хотя и редкими сеансами. В результате оказалось, что наиболее эффективной для дальнейшего развития растений была аэроионная бомбардировка только самих семян. Следующим этапом работы являлся анализ надземной части выросших растений. Мы определили вес сырой и сухой вегетативной массы растений и процент золы (табл. 106), которые вполне согласуются с данными по высотам растений при последнем их измерении по всем трем культурам. 406
Максимальную массу везде дали растения от аэроионизированных семян (на 150— 200% против контрольных) и минимальный — аэроионизированные ежедневно растения (на 120% против контрольных). Остальные варианты занимали середину между двумя крайностями, причем растения, аэроионизированные редко, но длительно (по 15 мин в течение 10 дней), всегда имели массу ниже аэроионизированных — в 2 раза чаще, но менее длительно (по 10 мин в течение 5 дней). Таким образом, воздействие на растения чрезмерными дозами отрицательных аэроионов действует угнетающе на физико-химические процессы в растительном организме, в результате чего снижается рост и ослабляется энергия накопления сухого вещества. Следующей задачей опыта было определение содержания общей золы в сухом веществе растений. Как следует из табл. 106, высший процент золы, как и рост, всегда давали растения от аэроионизированных семян. Особенно большая разница по сравнению С контрольными была у пшеницы (1,95 против 1,52%). У чечевицы эта разница была меньше, а у наиболее богатой белком сои она сходила почти на нет. Аэроионизированные растения тоже повышают зольность (даже при дозе 5 мин), но меньше, чем растения от аэроионизированных семян. И в этом случае у злаков зольность оказалась больше, чем у бобовых. Исследование восьмое. Итак, аэроионы оказывают сильное влияние на рост растений, накопление ими сухих веществ и поглощение минеральных веществ. Очевидно и другие физиологические процессы в растениях должны претерпевать те или иные изменения при действии отрицательных аэроионов. Одним из основных физиологических процессов является дыхание- Этот процесс связан с энергетикой растения, имеющей чрезвычайно большое значение, а потому он и был взят на обследование. Таблица 106. Изменения веса сырой и сухой вегетативной массы и золы, %, под влиянием аэроионов отрицательной полярности Вариант Вес сырой массы, среднее из двух повтор- ностей, г Вес сухой массы % контрольной Вес золы в сухой массе, % Аэроионизирование растений: по 5 мин ежедневно " 10 " в течение 5 дней " 15 " " " 10 " Аэроионизированные семена Контрольные " Аэроионирование растений: по 5 мин ежедневно " 10 " в течение 5 дней "15 " " " 10 " Аэроионизированные семена Контрольные семена Аэроионизирование растений: по 5 мин ежедневно " 10 " в течение 5 дней " 15 " " " 10 " Аэроионизированные семена Контрольные семена Пшеница 53,9 62,45 , 60,35 71 43,5 Чечевица 58,5 65,25 64,85 42,25 42,25 Соя 25,2 31,2 28,85 45,95 21,75 27 31,8 30 39 22 25 28,50 28 20,3 20,3 12,3 16,25 14,33 22,1 10,2 122,7 144,5 136,4 177,3 100 123,2 140,4 137,9 100 100 120,6 159,3 140,5 216,7 100 1,89 1,61 1,61 1,95 1,52 1,15 1,04 1,02 0,98 0,98 1,98 1,96 1,96 2,07 1,93 407
Таблица 107. Содержание СО^ в мг на 100 г сырой массы растений в 1 ч Вариант опыта Контрольный Аэроионизированные семена " растения: по 5 мин ежедневно " 10 " в течение 5 дней " 15 " " " 10" Пшеница "Цезиум 231 246 59 233 177 0,111" Чечевица тарелочная 147 165 57 159 269 Соя желтая 170 186 78 230 285 Срезанная надземная часть опытных растений (по 50 г пшеницы и чечевицы и 40 г сои) помещалась в колбы Бунзена, и определялось содержание углекислоты при протягивании воздуха 2 раза по 1 ч. Выделившаяся углекислота была пересчитана на 100 г сырой массы за 1 ч. Результаты анализов сведены в табл. 107. Как видно из таблицы, отрицательные аэроионы оказывают сильнейшее влияние на процесс дыхания всех трех культур. Резко угнетающее действие происходит при ежедневном воздействии аэроионами на растения: дыхание становится в этом случае в среднем в 3 раза слабее по сравнению с контрольными. У растений от аэроионизированных семян и у растений, аэроионизированных через 5 и 10 дней, энергия дыхания несколько выше, чем у контрольных. Очевидно, небольшое число аэроионов стимулирует дыхание, поднимает энергетику растения, что в результате благополучно отражается на росте накопления сухих веществ. Согласно опытам Р. Штопель (1916), дыхание растений в ионизированном воздухе повышалось. К.В. Сапожникова (1926), работавшая с прорастающими семенами, пришла к противоположному выводу. По ее мнению, ионизирование кислорода и других газов чрезмерно усиливает процесс окисления, что ведет к изменению свойств плазмы клетки и к подавлению в дальнейшем процесса дыхания. Автором было поставлено несколько опытов по изучению влияния отрицательных аэроионов на споры аспергилус нигер. Изучалось образование сухой массы гриба и экономический коэффициент в стерильных условиях на жидкой среде. Не описывая методику постановки опытов, отметим, что напряжение на люстре было принято не 67 кВ, как было в опытах с семенами, а 40 кВ, кроме того, изменялась продолжительность сеанса аэроионизации (число аэроионов составляло 10 —10 на 1 см /с). В результате опытов было установлено, что малые дозы отрицательных аэроионов увеличивают сухое вещество грибной пленки и снижают экономический коэффициент соотношений массы сахара к массе гриба, т.е. гриб растет быстрее, но на образование своей массы сахара тратит меньше, чем контрольная культура. При большой дозе отрицательных аэроионов, наоборот, образуется меньше сухого вещества и экономический коэффициент увеличивается, т.е. гриб менее экономно тратит сахар. Опыты как с высшими растениями, так и с низшими подтверждают наше воззрение на отрицательные аэроионы как на электростимуляторы растений. При известной минимальной дозе они ускоряют физиологические процессы в растениях, при большой дозе действие переходит в свою противоположность, т.е. наблюдается угнетение развития растений. Этим и объясняются противоречивые выводы прежних авторов, работавших в области электрокультуры. Означают ли эти исследования, давшие столь интересные результаты, 408
что мы вправе говорить о возможности вынесения метода аэроионифика- ции в практику? К сожалению, несмотря на значительное число трудоемких опытов, вопрос о дозировке остается еще пока нерешенным. Необходимо тщательно проследить дальнейшее развитие растений и их урожайность, т.е. изучить последействие аэроионов на плодоношение и на качество плодов. В 1935 г. были организованы исследования, которые должны были проследить весь ход динамики развития растений, начиная от прорастания семян и кончая урожайностью и качеством плодов. Наметились положительные данные: наилучший результат дали растения, семена которых были подвергнуты аэроионной бомбардировке в оптимальных дозах. Например, урожай турнепса, семена которого были подвергнуты аэроионной бомбардировке, был больше в опыте на 17,3%. В приведенных выше исследованиях принимали участие вместе с автором А.А. Тлуховский и А.Н. Аверьянов, И.Д. Буромский, А.Н. Попов, М.Т. Фарафонов и Е.А. Кобозева. Аэроионификация теплиц (совхоз "Марфино"). Наблюдения производились над салатом, редисом, укропом, шпинатом, кабачками, дынями, томатами и огурцами. Сеансы аэроионизации начались через 1 мес. после посадки указанных семян в грунт. В качестве показателей учитывались прирост зеленой массы и цветение, промеры длины растений, число и ширина листьев, число завязей и цветов, вес отхода зеленой массы при прорезке и пасынковании растений, масса и число плодов. Можно считать установленным влияние аэроионов отрицательного знака на разви - вающиеся растения. Первый опыт аэроионификации теплицы имел характер предварительных поисков, и потому не все культуры одинаково прореагировали на аэроиони- фикацию. Огурцы, например, дали интересный и многообещающий результат. Сорт опытных огурцов "клинских" за все три сбора шел выше контрольных приблизительно в 2 раза, в. основном в отделении с суточной дозой аэроионизации 10 мин при 10 аэроионов в 1 см . Огурцы "неросимые" дали также большое превышение в обоих опытных отделениях (дозы 5 и 10 мин в 1 сут). Полученный экспериментальный материал утверждает возможность внедрения аэроионификации в некоторых областях птицеводства, животноводства и растениеводства. Для окончательного выяснения дозировок и других существенных вопросов должны быть произведены соответствующие дополнительные исследования. Для изучения и углубления проблемы аэроионификации в сельском хозяйстве потребуется организация специальной лаборатории, оснащенной необходимой аппаратурой. 409
Глава VIII АЭРОИОНИФИКАЦИЯ В МЕДИЦИНЕ VIII. 1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ "Все болезни почти без всякого исключения, имеют чрезвычайно большое отношение к электрическому состоянию воздуха", — писал в 1780 г. П. Бертолон в своей книге "Об электричестве здорового и больного человеческого тела". Понадобилось около 140 лет, чтобы подтвердилось это прозорливое высказывание. По имени В. Франклина метод воздействия на организм воздушным электричеством получил название франклинизации. Применение этого метода имеет свою историю, интерес к которой должен возрасти благодаря работам по применению в медицине отрицательных аэроионов. Касаясь кратко истории медицинского применения аэроионов, следует отметить, что франклинизация в форме электростатической "воздушной ванны", или "головного душа", сопровождается образованием огромного числа аэроионов близ головного электрода благодаря подаче высокого напряжения на колпак с остриями, т.е. благодаря электрическому эффлювию с них. Кроме того, у острий, как раз в том месте, где помещается голова или часть тела больного, возникают сильные электрические поля. Большинство врачей, применяющих и в настоящее время изо дня вдень франклинизации), совершенно не знает, с какими физическими факторами они имеют дело, и пользуются такими мало что говорящими терминами, как "электрический ветер", "электрический душ" и т.д. Тем не менее можно говорить о двух основных факторах франклинизации: об аэроионизации, вернее, об аэроионном потоке с острий, и об электрическом поле, возникающем между больным и остриями головного электрода. Бомбардируя поверхность тела, аэроионы отдают ему свои электрические заряды, в результате чего по поверхности тела течет электрический ток. Если еще не вполне ясно, какое действие на организм оказывает этот чрезвычайно слабый электрический ток, бегущий по поверхности тела, то нам известны некоторые основные механизмы действия вдыхаемых униполярных аэроионов. Имеются все основания утверждать, что главный путь проникания аэроионов в организм человека лежит через легочный аппарат. Это один из наиболее вероятных путей, по которому осуществляется влияние униполярно ионизированного воздуха. В методе франклинизации мы видим прообраз метода аэроионотерапии. Изучая историю метода франклинизации, мы неожиданно для себя сталкиваемся с вопросами, которыми занимаются врачи при практическом применении аэроионов к больному человеку. Оказывается, что многие из наблюдений, обнаруженных в связи с лечением франклинизацией, находят подтверждение в наблюдениях при аэроионотерапии. Сходство этих методов усиливается еще и тем обстоятельством, что главным действующим на организм агентом в обоих методах приходится признать один и тот же фактор — униполярные аэроионы. Несмотря на очевидную связь между собой франклинизации и аэроионотерапии, последняя возникла самостоятельно и существует как совершенно самостоятельная область медицины, несравненно более богатая возможностями, более обещающая, чем франклинизация, которая применяется в современной медицине вслепую, без строгого разграничения полярности и без точного дозирования. Помимо того несомненного факта, что при действии электрического душа по по- 410
верхности тела больного проходит постоянный ток, больной дышит аэроионами того или иного знака, поичем число аэроионов при франклинизации достигает весьма большого порядка (10 в 1 см воздуха). Кроме того, больной находится в сильном электрическом поле. Ввиду того что большинство электростатических машин постоянно меняют свою полярность, один и тот же больной сегодня дышит аэроионами одного знака, а завтра — другого, что, конечно, совершенно недопустимо, поскольку аэроионы различных полярностей оказывают на организм диаметрально противоположное действие. При назначении больному курса аэроионотерапии следует начинать сеансы с 5 или 10 мин в день и через день (при 10 —10 аэроионов в 1 см ). Прибавляя по 5 мин, можно доводить сеанс до 15—25 мин в день. Чем острее себя проявляет болезнь, тем медленнее следует наращивать дозу ионизации. При гриппе и при других инфекциях аэроионы можно "давать" больным малыми дозами по нескольку раз в день. При туберкулезе легких, ревматизме, гипертонической болезни и т.д. дозировку увеличивать надо осторожно, все время следя за состоянием больного. Если аппаратура работает при пониженном напряжении, то дозировку по времени можно соответственно увеличить. Помимо вдыхания аэроионов, можно их поток направлять на обнаженное тело, на отдельные его участки — болевые места, точки, голову, суставы, мышцы, грудную клетку, живот, половые органы, ноги и т.д., т.е. подвергать тело "аэроионной бомбардировке". В этих случаях аппаратура должна быть снабжена особыми приспособлениями защиты. При вдыхании аэроионов никаких особых усилий делать не надо, больной должен дышать совершенно спокойно. Общее число сеансов в зависимости от заболевания и его формы колеблется от 30 до 60. Иногда курс лечения через некоторое время приходится повторять. В то время как немецкий биофизик Ф. Дессауер и его сотрудники поставили перед собой задачу дать тяжелые ионы вполне индифферентные в фармакологическом отношении, автор этой книги выдвинул идею противоположного характера — воздействовать на организм специфическими лекарственными веществами в ионизированном состоянии. Имеется в виду введение в организм интратрахеальным способом дисперсных частиц различных лекарственных веществ, антибиотиков, тончайшей медикаментозной пыли, размельченных металлов, металлоидов, различных химических соединений в твердом, жидком и газообразном состоянии. С помощью специальной аппаратуры имеется возможность распылять и одновременно сильно заряжать те или иные фармакологические вещества и интратрахеально вводить их в глубокие области легочного аппарата и далее в кровь. Исследования 1956—1958 гг. показали пригодность метода аэроионотерапии для массового пользования, для воздействия на большие массы людей в профилактических целях. Поскольку аэроионы являются естественным фактором, постольку можно думать, что метод аэроионификации населенных помещений должен будет найти'широкое применение уже не только как лечебный, но и как профилактический, оздоравливаю- щий, укрепляющий и гигиенический. Результаты, полученные во многих странах мира, заставили обратить внимание на аэроионы отрицательной полярности и сделать обоснованную попытку применить их при заболеваниях разной этиологии. Такого рода попытки, врачей не должны нас удивлять. Известно, что светолечение успешно применяется в настоящее время более чем при 150 заболеваниях, и, однако, это обстоятельство не делает из светолечения панацеи. К сожалению, за последние годы появилось в печати много сомнительных высказываний, которые могли не только подорвать доверие к благотворному действию отрицательных аэроионов кислорода воздуха, но и направить исследования по ложному пути. 411
VIII.2. АЭРОИОНОТЕРАПИЯ Туберкулез легких. В 1925 г. автором были предприняты исследования в области действия отрицательных аэроионов на экспериментальный туберкулез у морских свинок. Опыты дали обнадеживающий результат: было обнаружено торможение туберкулезного процесса по сравнению с контролем, отсутствие падения аппетита, хорошая моторика, увеличение процента гемоглобина, замедление реакции оседания эритроцитов и др. Свинки подвергались воздействию аэроионов отрицательной полярности по 4 ч ежедневно, число аэроионов — 2'10 в 1 см воздуха. При сравнении течения болезни у ионизируемых и контрольных свинок было установлено, что терапевтическое влияние отрицательно ионизированного воздуха состоит вне сомнения. Это влияние выразилось, по-видимому, не в прямом бактерицидном действии ионизированного воздуха, а в постоянной мобилизации защитных сил организма (рис. 137). Одновременно в 1926— 1930 гг. в Практической лаборатории зоопсихологии велись наблюдения над действием отрицательных аэроионов на обезьян, больных легочным туберкулезом. Эти наблюдения дали аналогичные результаты (А.В. Леонтович, В.П. Воробьев и др.). Опыты с морскими свинками получили в 1934 г. подтверждение в Биологическом отделении ЦНИЛИ в исследованиях биологов М.И. Зорина, М.Г. Бабаджаняна и И.Н. Сизова, работавших под руководством доктора А.А. Передельского. Опыты производились над кроликами, больными туберкулезом. У некоторых кроликов, подвергавшихся аэроионизации, процесс протекал сравнительно доброкачественно, и у них при убое в конце опыта наблюдались незначительные изменения. Можно предполагать, что у этих кроликов процесс был доброкачественного характера под влиянием аэроиониза- ции. Процент гемоглобина у подопытных кроликов повышался интенсивнее, чем у кроликов, не подвергавшихся аэроионизации (рис. 138). Заметно было некоторое замедление реакции оседания эритроцитов у подопытных кроликов по сравнению с остальными. Эти исследования полностью подтвердились в работах японского ученого X. Канно (1938), который заражал внутрибрюшинно морских свинок бычьим туберкулезом и подвергал их ежедневно в течение 1 ч воздействию ионизированного воздуха отрицательной полярности при концентрации аэроионов 3—10 тыс. в 1 см . В то время как масса контрольных свинок постепенно убывала и не восстанавливалась, в опытной группе животные восстанавливали свою массу и убывания ее не наблюдалось. Врач Н.К. Утц, которая вела в течение 1927—1929 гг. наблюдения над людьми, больными легочным туберкулезом и подвергаемыми действию аэроионов отрицательной полярности, следующим образом резюмирует результаты своей работы. При воздействии отрицательно ионизированного воздуха (сеансы через день, по 25 мин, число аэроионов 10 —10 в 1 см ) на больных обнаружилось: 1) постепенное улучшение самочувствия; 2) увеличение общей сопротивляемости организма сезонным инфекциям и простудным заболеваниям; 3) более стойкое перенесение психических травм (эти травмы не вызывали обострения процесса); 4) увеличение трудоспособности, что в ряде случаев проявлялось чрезвычайно отчетливо; 5) постепенное уменьшение и ослабление и, наконец, полное прекращение кашля; 6) постепенное уменьшение количества мокроты; 7) уменьшение в мокроте числа бацилл Коха; 8) постепенное падение температуры до нормы и уменьшение температурных колебаний; 9) замедление реакции оседания 412
Рис. 137. Динамика массы /, количества съеденной пищи II и моторика III у морских свинок, зараженных туберкулезом а — подвергнутых влиянию аэроионов отрицательной полярности; б—контрольных без воздействия аэроионов эритроцитов, а в некоторых случаях доведение ее до нормы; 10) увеличение массы, что было прослежено во всех случаях; 11) положительное изменение объективных явлений в легких; 12) понижение максимального и минимального кровяного давления до нормы и ряд других существенных явлений. В тот же период времени положительные результаты были получены и при некоторых других заболеваниях. В подавляющем большинстве случаев были обнаружены благоприятные результаты, как следствие систематического действия определенных доз аэроионов отрицательной полярности. Результаты всех этих опытов и наблюдений послужили основанием для последующих научно-исследовательских работ. Все изложенное выше привело автора к уверенности в том, что полярность и колебания в степени ионизации воздуха вызывают определенные физиологические эффекты, а повышенная степень ионизации и отрицательная полярность оказывают благотворное влияние на организм, возбуждая его жизнедеятельность и усиливая его защитные механизмы. Это возбуждение жизнедеятельности организма должно неминуемо оказывать благотворное и целебное влияние не только при туберкулезе, но и при других заболеваниях, что и было установлено в последующем — многими исследователями в Советском Союзе * и в зарубежных странах. Серия наблюдений над туберкулезными больными была осуществлена в 1931 г. московскими врачами В.Н. Воробьевым и Б.П. Левенштейном, которые так резюмировали свою работу: "По имеющимся экспериментальным физиологическим данным можно ожидать, что путем аэроионизации удастся повлиять на биохимические процессы, играющие роль в реакциях организма при туберкулезной инфекции, и тем способствовать заживлению туберкулезных очагов". Указанные авторы отмечают, что "после периода аэроионизации почти у всех больных наблюдалось повышение веса и улучшение общего состояния". С 1931 г. начали применять аэроионы при лечении легочного туберкулеза врачи С.С. Жихарев в Гагре и В.А. Никонов в Воронеже. В результате тщательно проведенных наблюдений над 24 больными указанные врачи пришли к одинаковым выводам, что Метод аэроионификации для лечебных целей (аэроионотерапия) был рекомендован для широкого использования в клиниках и больницах специальными решениями Коллегии Народного Комиссариата здравоохранения РСФСР. (Ред. коллегия.) 413
e« < X s LO О 1_ о S ш L. Ш S т < * о. d о и 65 50 55 65 50 55 65 50 Л*> 65 : J ■ \ : Ш \ 50 55 \ ш \. 23/IX /// 19 <i/*I20 */M2i> </'19 4/li 19 ДАТА 50 55 65 50 55 65 50 55 : ш \ "" Ж ^\ : ШЕ -**\ \ 25/tx f/jt 19 ф 20 ф/ 2б *// Ю Ф19 ДАТА Рис. 138. Содержание гемоглобина в группах I—VIII кроликов при воздействии аэроионов отрицательной полярности (по М.И. Зорину, М.Г. Бабаджаняну и И.Н. Сизову) фиброзно-продуктивные формы легочного туберкулеза у людей под влиянием аэроионотерапии дают совершенно ясные сдвиги в положительную сторону. Аэроионы в строго определенных дозах улучшают биологические реакции и анализы у туберкулезных больных. Работы в Воронеже велись под руководством проф. Н.А. Куршакова. Французский врач Г. Пикар в 1924 г. привлек внимание ученых к своей работе, в которой утверждал, что влияние ультрафиолетового света заключается не только в его действии на кожу, но главным образом в том, что он заметно ионизирует окружающий воздух, вдыхание же последнего вызывает чрезвычайно благотворное биологическое действие. Говоря об опытах по изучению влияния искусственно ионизированного воздуха на туберкулезных больных следует упомянуть о наблюдениях биологов и врачей В. Унферрихта, Г. Шреттера, Л. Дьедоннэ, Ж. Шеза и К. Пресса, изучавших действие естественной ионизации воздуха на легочных больных. В. Унферрихт в 1912— 1914 гг. в Давосе, исследуя связь во времени между кровохарканьем и метеорологическими факторами, обратил внимание на пертурбации в атмосферном электричестве, как на одну из причин такого рода явлений. Основываясь на своих многочисленных наблюдениях, этот исследователь установил, что влияние атмосферного электричества на туберкулезных больных выражается прежде всего в непреодолимых позывах к кровохарканью, появлением его предвестников, а затем и крови. Г. Шреттер в своей работе о легочных кровохарканьях в 1924 г. писал, что атмосферное электричество в появлении легочных кровотечений играет далеко не последнюю роль. Л. Дьедоннэ отмечает, что южные ветры, приносящие положительные аэроионы, вызывают те же явления у туберкулезных больных, что и инъекции туберкулина, а именно: чувство усталости, затруднение дыхания, несколько повышенную температуру и кровохарканье. 414
Ж. Шез, несколько лет изучавший вопрос о соотношении между метеорологическими факторами и течением легочного туберкулеза, подтвердил наблюдения В. Унфер- рихта о том, что явление кровохарканья наблюдается довольно часто у нескольких больных почти одновременно (группами) в те дни, когда имеют место определенные пертурбации в атмосферном электричестве. Но Ж. Шез не установил точных закономерностей, и наблюдения его не совсем убедительны. Наблюдениями Ж. Шеза заинтересовался молодой французский врач К. Пресса, который в 1932— 1934 гг. основательно изучил вопрос о том, существует ли связь между кровохарканьем и концентрацией и знаком аэроионов. В распоряжении К. Пресса в Камбо был клинический материал, полученный при ежедневном наблюдении за 250— 300 больными в течение 2,5 лет. В этом материале обнаруживалась явная тенденция временами сгруппировываться, оставлять свободными промежуточные дни — 164 дня было отмечено кровохарканье и 664 дня без кровохарканья у больных. Во время данных наблюдений он тщательно следил за атмосферным электричеством. Сопоставление этих двух явлений позволило вскрыть следующую закономерность. Если кривая числа положительных аэроионов шла ниже кривой числа отрицательных аэроионов, то такие часы и дни считались наиболее благоприятными и спокойными для больных. Если же число положительных аэроионов превосходило число отрицательных, то начинали появляться неблагоприятные симптомы, а затем и групповые кровохарканья у больных. Закономерность такого рода за все время наблюдений повторялась систематически в 82% всех случаев. Только 18% кровохарканий совпадали с днями, в которых преобладали в воздухе отрицательные аэроионы, причем в те дни, когда это преобладание было незначительным. Все остальное время, когда кривая числа аэроионов отрицательной полярности шла высоко над кривой числа положительных аэроионов, наблюдать случаи кровохарканья у больных не приходилось ни 1 раза. Подъем положительной аэроионизации и ее приближение к отрицательной всегда сопровождались заметным ухудшением состояния здоровья больных и появлением предвестников кровохарканья у них. Но если подъем числа положительных аэроионов приостанавливался, то кровохарканья не наступало. В своей работе К. Пресса пишет: "Положительная ионизация атмосферы оказывает важнейшее влияние на появление кровохарканий, плохое состояние, приступы удушья, которые мы наблюдали у больных легочным туберкулезом в Камбо". К. Пресса отмечает, что не только легочные больные в дни преобладания положительной аэроионизации испытывают ухудшение самочувствия, но что ухудшение имеет место и при других заболеваниях: бронхиальной астме, гипертонической болезни, мигренях, болезнях сердца и т.п. Ж. Шез рассказывает, что у одного больного туберкулезом почек в моче появлялась кровь как раз в те дни, когда у легочных больных — горловое кровохарканье. К. Пресса, говоря о высокой чувствительности туберкулезных больных к преобладанию положительных аэроионов в воздухе указывает на исключительную точность совпадений во времени между увеличением числа положительных аэроионов в воздухе и групповыми горловыми кровотечениями. "Влияние положительной ионизации, — пишет К. Пресса, — на начало кровохарканий проявляется так отчетливо, что мы имеем возможность наблюдать это совпадение с точностью до получаса*'. Длительные клинические наблюдения К. Пресса представляют выдающийся интерес для врачей с точки зрения применения искусственных отрицательных аэроионов к туберкулезным больным. Достаточно убедительные данные К. Пресса находят себе подтверждение в статистических работах А.Л. Чижевского (1930) о влиянии полярности и концентрации естественных аэроионов на частоту смертности от туберкулеза легких, а также в интересных данных Брандана из Кордовы. Из работ Ж. Шеза и К. Пресса следует важнейший вывод о том, что легочные 415
кровотечения у туберкулезных больных можно предупреждать, а возможно, и приостанавливать с помощью вдыхания отрицательных аэроионов. Можно указать также на нелишенные некоторого интереса, но противоречивые наблюдения в том же направлении М. Константена. В последние годы появился ряд работ по вопросу о применении аэроионов отрицательной полярности при терапии легочного туберкулеза. Следует отметить работу врача Е. Келлера, выполненную в больнице для легочных больных Маркварштейна. Автор приходит к выводу о благотворном действии аэроионов отрицательной полярности при туберкулезе легких. Все эти работы говорят о желательности дальнейшего тщательного клинического изучения данного вопроса и внедрения метода аэроионизации в больницах и диспансерах для туберкулезных больных. Гипертоническая болезнь. Если считать, что причиной 23% смертных случаев после 50 лет является гипертоническая болезнь, как это полагает Фэр, то станет ясным стремление отыскать метод рациональной борьбы с неврогенным повышением артериального давления, с этим патологическим функциональным состоянием мускулатуры артерий. Как известно, прогноз гипертонической болезни часто бывает серьезным. При эссенциальной гипертонической болезни почечные явления отсутствуют, а имеет место лишь патологически функциональная установка на высоком уровне тонуса артериальной мускулатуры и повышение его лабильности, т.е. явления вазомоторного характера. В настоящее время считают, что в основе гипертонической болезни лежит нарушение высшей нервной деятельности (невроз). Последнее обстоятельство и дало основание обратить внимание на отрицательные аэроионы как на фактор, который может принести несомненную пользу гипертоникам. Казалось уместным применить аэроионы отрицательного знака и в силу следующих соображений: имеются данные, заставляющие думать, что отрицательные аэроионы, влияя на вазомоторы, уменьшают тоническое сокращение артериальной мускулатуры. Еще в 20-х годах нам удалось проследить за увеличением просвета капилляров под влиянием вдыхания отрицательных аэроионов. Приступив к изучению действия аэроионов при гипертонической болезни совместно с рядом врачей — В.А. Михиным, Г.Ф. Жаке, Д.П. Соколовым и другими, мы подвергли несколько десятков больных действию аэроионов отрицательной полярности при различных формах этой болезни. В среднем положительный эффект был получен в 83% всех случаев. Диаграммы (рис. 139) показывают скорость снижения давления за курс лечения. Эти результаты с несомненной ясностью говорят о специфическом влиянии вдыхания аэроионов отрицательного Знака на артериальное кровяное давление. Ни один из известных методов не дает столь быстрых и явных эффектов. Начиная с этого времени, ряд советских и зарубежных врачей стали прибегать к помощи отрицательных аэроионов при лечении гипертонической болезни. Врач В.А. Иванов опубликовал специальное исследование о применении аэроионизации к лечению гипертонической болезни. Он пришел к следующим выводам: 1) ионизированный воздух, несомненно, оказывает терапевтическое действие на гипертоников; 2) полярность ионизации для лечения гипертонии отрицательная; 3) малые дозы отрицательных аэроионов хороши для лечения гипертонической болезни. Кривые В.А. Иванова, иллюстрирующие снижение кровяного давления под влиянием вдыхания отрицательных аэроионов, также очень показательны (рис. 140). 416
ill 200 150 i /00 К К К К \ N 250 200 150 100\ \ \ \ К ^\\\ 11 1Ъ Ш 15 16 ЧИСЛО БОЛЬНЫХ 11 18 19 20 6) 200 150' /00 50 L L Ь L 1\ 12 3 U 5 6 7 в ЧИСЛО БОЛЬНЫХ Рис. 139. Диаграмма снижения максимального и минимального кровяного давления у больных, страдающих гипертонической болезнью а — у 20 чел. за курс лечения в 1929—1930 гг.; б — у 8 чел. за курс лечения в 1934 г. (по В.А. Иванову) Хорошие результаты от применения аэроионов отрицательного знака при лечении гипертонической болезни получены также врачами СИ. Мякотных и Л.Я. Виленкиным. О связи между величиной кровяного давления и изменениями в естественной ионизации атмосферы говорит в своих работах К. Франке. Ценные материалы по тому же вопросу были собраны П. Хаппелем и И. Страсбургером. Их наблюдения показали, что вдыхание отрицательных аэроионов значительно понижает кровяное давление и на долгое время. Эти авторы описывают 200 случаев благотворного влияния отрицательных аэроионов на людей с повышенным кровяным давлением. Материал охватывает все формы заболевания. Были легкие и тяжелые случаи, случаи с заболеванием и без заболевания почек, климактерические гипертонии. Какие-либо терапевтические мероприятия на время лечения отменялись. В результате применения отрицательных аэроионов успех получен в 81% случаев. Под успехом они понимали понижение кровяного давления иногда на несколько месяцев после окончания лечения. Отсутствие результатов и неус- 417 27 702
О 2 Ч 6 8 ID VI Ik 90 1 1 1 1,1 СЕАНСЫ О 2 U 6 8 10 12 Ik 16 СЕАНСЫ Рис. 140. Динамика кровяного давления у больных под влиянием аэроионов отрицательной полярности (пунктирные кривые — до проведения сеанса аэроионизации) (по В.А. Иванову) а - у 65-летнего больного; б — у 52-летнего больного пех были отмечены в 19% случаев. У гипертоников с заболеванием почек было успешных 62% и неуспешных 38% случаев. Наибольший успех лечения аэроионами получен мри гипертонической болезни во время климактерии: успешные случаи составили 91,5% и неуспешные лишь 8,5% (рис. 141). П. Хаппель так же, как и автор этой книги, получил очень хорошие результаты применения отрицательных аэроионов при головных болях. Эти боли исчезали у людей, страдающих ими годами — до 10 лет и более. П. Хаппель назначал таким больным два или три получасовых сеанса вдыхания отрицательных аэроионов в неделю. Уже после нескольких сеансов лечения боли становились меньше, а через некоторое время они прекращались совсем. К больным возвращалась работоспособность. Другие расстройства, связанные с гипертонической болезнью, — головокружение, головные боли, оцепенение, шум в ушах, — часто полностью излечивались. Гиперемии и потливость при климактерическом высоком давлении во многих случаях исчезали. В 1947—1948 гг. этот вопрос привлек внимание ленинградского врача П.К. Булатова. В результате лечения у 43 больных из 57 наблюдалось снижение кровяного давления, у 14 результат остался неясным. Приведем несколько записей больных, которые лечились аэроионами отрицательной полярности, полученными электроэффлювиальным способом, в Карагандинской областной клинической больнице (1950—1957). Больная Б., 61 год: "Поступила на лечение аэроионами 7 мая. Всего приняла 52 сеанса по 25 мин каждый. До лечения был плохой сон, сильная утомляемость, приливы крови к голове, повышенное РОЭ (свыше 30 мм) и многие другие неприятные ощущения. Кровяное давление до начала лечения аэроионами было 190/100. В результате лечения кровяное давление снизилось до 145/85, РОЭ — до 11 мм. Общее самочувствие хорошее, приливы прекратились, работоспособность улучшилась, сон хороший". 418
мм рт. ст. о ■ НИМИ' IITnilllFini'l'llll'ir'lirni'lTII'llliri'illllTIIP 50 WO Рис. 141. Снижение артериального кровяного давления под влиянием аэроионов отрицательной полярности у 108 пациентов за курс аэроионотерапии (но И. Страсбур- геру и П. Хаиислю) Больная М., 51 год: "Гипертоническую болезнь почувствовала в начале 1955г., появилась сильная слабость. Лечиться отрицательными аэроионами начала 8 июля и окончила 30 августа 1955 г. Кровяное давление изменялось так: 8 июля — 190/105, 2 августа — 170/95, 30 августа — 155/90. По окончании лечения самочувствие значительно улучшилось, появился нормальный сон, прошли головные боли и слабость". Больной К., 55 лет. "Курс лечения аэроионами начал 18 марта, всего принял 52 сеанса по 25 мин каждый. До начала лечения были сильные головные боли (кровяное давление 180/120), а также незначительное покалывание в сердце. С первых дней лечения сердечные боли то увеличивались, то уменьшались, но уже к 4 апреля совершенно прекратились и в течение всего курса лечения почти не повторялись. Головные боли вначале резко уменьшились, но через некоторое время началось обострение, которое с небольшими изменениями в сторону улучшения продолжалось около месяца, а затем решительно сократилось. Кровяное давление изменялось так: 18 марта — 180/120, 8 апреля— 190/110, 6 мая — 170/90, 18 мая— 160/85, 26 мая — 150/100." Больная Ш., 44 года. "До лечения аэроионами долгое время страдала головными болями, общей слабостью и потерей трудоспособности. Кровяное давление было 240/140 мм. По мере лечения отрицательными аэроионами головные боли стали уменьшаться, общая слабость почти исчезла и трудоспособность восстановилась. В настоящее время чувствую себя здоровой. Кровяное давление 170/110 мм. Всего я приняла 60 сеансов аэроионотерапии." Больная О., 49 лет. "Болею гипертонической болезнью более года. Болезнь сопровождалась сильными головными болями и бессонницей. Кровяное давление доходило до 220/130 мм. Лечение аэроионами начала в половине марта 1955 г. Всего приняла 34 сеанса. Через три сеанса у меня появился сон. Хороший сон продолжается и по настоящее время. Головные боли стали значительно реже и не такие сильные, давление снижено и держится более стойко 150/90, 160/100. В результате лечения чувствую бодрость, трудоспособность восстановилась." Больной М., 50 лет. "Гипертоническая болезнь у меня резко проявилась в середине марта 1955 г. Появились сильные головные боли, резко понизилась память, написать письмо в несколько строчек было очень трудно и, написав несколько слов, забывал о чем пишу. Появилась сильная слабость, пройдя десяток шагов, несмотря на 35° мороза, я весь обливался потом и темнело в глазах. Ощущал очень резкие боли в области сердца, причем создавалось впечатление, что сердце у меня соприкасается с ребрами. Очень сильно болели ноги, а в левой ноге временами появлялась очень сильная боль и казалось, что мне переламывают кость. Указательный палец на левой руке немел. В начале апреля кровяное давление было 230/140 мм. После окончания лечения (52 сеанса) самочувствие у меня резко улучшилось, исчезли головные боли, слабость, болезнь сердца и болезнь ног. Кровяное давление 150/100; я стал работоспособным человеком." 419
Таблица 108. Изменение содержания холестерина в крови гипертоников (по данным А.Э. Медведь, И.С. Лубан, М.В. Зениной, Н.Н. Борисовой, И.А. Беловой и др.) № П.II. 1 2 3 4 5 6 Фамилия, имя. отчество А.А.П. Б.В.М. З.Б.С. О.П.А. О.В.Ф. Л.Т.П. Год рождения 1890 1912 1905 1906 1905 1922 Количество холестерина в крови до лечения, мг 242 280 162 240 195 187 Число принятых сеансов 33 35 50 33 20 30 Количество холестерина в крови после лечения, мг 170 180 155 170 187 175 Разница 72 100 7 70 8 12 Примечание. Норма холестерина 160— 1-80 мг. Резюмируя все имеющиеся в литературе данные, можно сказать следующее: 1) вдыхание аэроионов отрицательной полярности производит определенный физиологический эффект, нормализующий функциональное состояние центральной нервной системы; 2) сравнительно больший эффект дает вдыхание отрицательных аэроионов при более высоком максимальном кровяном давлении; 3) терапевтический эффект, сохраняющийся продолжительное время, наблюдается в 80— 85% всех случаев; сюда входят почти все случаи эссенциальной и климактерической и часть случаев гипертонической болезни почечного происхождения; 4) больные с заболеваниями почек должны подвергаться лечению аэроионами осторожно, но, получив первый положительный терапевтический эффект, лечение следует продолжать и далее; 5) значительный интерес представляют наблюдения ряда московских врачей (1958—1959) о нормализации содержания холестерина в крови у людей, страдающих гипертонической болезнью, под влиянием вдыхания отрицательных аэроионов (табл. 108), 6) аэроионы отрицательного знака должны быть признаны действенным фактором при лечении гипертонической болезни разного происхождения (табл. 109-112). Расстройства вегетативно-эндокринной системы. Известно, что существует тесная связь между эндокринной и вегетативной системами. Эти системы тесно соприкасаются не только функционально, но и анатомически одна с другой. Заболевание какой-либо эндокринной железы непременно вовлекает в процесс не только другие эндокринные железы, но и всю вегетативную нервную систему, а последняя — и ряд других органов. Наблюдения Б.М. Прозоровского (1931), при консультации проф. П.И. Философова, показали, что случаи дистиреоза с преобладанием явлений понижения функции щитовидной железы хорошо лечат отрицательными аэроионами. Эти случаи послужили ему отправным пунктом для дальнейшего изучения данного вопроса. У больных с нарушениями работы эндокринно-вегетативного аппарата были разнообразные явления со стороны ряда эндокринных 420
Таблица 109. Влияние аэроионов отрицательной полярности на величину артериального давления у практически здоровых людей (по данным Ю.П. Зябрева и Е.М. Касперович, 1958) № П II 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Фамилия, имя, отчество т.и.л. с.я.я. г.м.н. Ф.Г.Н. Ф.А.М. с.и.и. К.А.П. З.А.А. А.В.Ф. П.В.Х. И.А.А. М.В.И. Г.И.И. У.А.П. А.М.М. Р.К. я.д.ф. Ш.В.Д- ш.н.и. М.А.А. Ч.П.Д. к.в.к. к.и.п. к.и.и. К.А.К. К.Ф.К. Д.Р.К. Д.Ф. д.н.и. г.к. Г.А.Г. Б.Я.И. Б.В.А. Б.А.И. Б.А.В. А.В.Н. А.Н.Н. Год рождения 1923 1925 1929 1908 1932 1917 1933 1935 1920 1936 1932 1923 1933 1929 1935 1928 1912 1930 1924 1928 1929 1929 1928 1930 1926 1931 1931 1932 1924 1929 1923 1929 1930 1930 1931 1930 1932 Величина исходный уровень 130/80 110/70 100/70 100/70 115/60 100/70 120/80 110/70 120/75 110/70 130/90 100/80 100/60 120/80 110/80 130/90 115/80 110/70 125/80 100/70 100/60 115/80 110/60 120/60 100/80 100/80 115/80 115/80 100/70 120/70 120/80 110/80 110/70 120/70 100/60 100/70 105/70 артериального давления через 4 мес. после начала сеансов аэроионизации 125/80 120/80 110/70 110/70 115/70 110/80 120/80 120/80 100/70 100/70 110/70 100/70 110/60 120/70 105/70 120/70 115/70 110/70 110/60 110/65 100/70 120/80 100/60 110/70 110/80 110/70 110/70 110/80 100/70 120/70 110/80 120/80 100/70 90/60 100/70 100/80 100/60 органов, в первую очередь нарушения со стороны половых желез; у некоторых можно было подозревать более или менее значительное участие надпочечников, гипофиза и других и у всех — более или менее выраженные расстройства вегетативной нервной системы. У большинства больных было много общего как в жалобах с эндок- ринопатиями, так и в объективных изменениях. Они обычно жаловались на сонливость, вялость, сильные головные боли, выпадение волос, импотенцию или "половую холодность", потерю памяти, рассеянность, неохоту трудиться, женщины жалуются часто на отсутствие или нерегулярность менструаций. У большинства этих больных вялая кожа, редкие матовые и ломкие волосы на голове, недостаточный рост вотос в подмышечных областях и на лобке, замедленный пульс, пони- 421
Таблица ПО. Влияние аэроионов отрицательной полярности на величину артериального давления у лиц с повышенным давлением (по данным Ю.П. Зябрева и Е.М. Касперович, 1958) № п.п. Фамилия, имя, отчество Год рождения Величина артериального давления исходный уровень через через через 1 мес. 3 мес. 4 мес. после начала аэроионизации 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 С.В.Ф. в.к.я. А.С.Ф. Р.В.А. З.И.И. к.ю.м. Р.Н.Н. о.о.к. ж. Х.В.М. к. г.э.д. Ф.Н.И. II. см. М.А.П. О.А.К. Р.К. И.А.Н. А.Б.А. А.Р.А. Ш.А.Э. 1925 1922 1914 1928 1916 1907 1922 1910 1922 1930 1919 1931 1933 1922 1931 1911 1930 1928 1932 1927 1929 1933 160/100 160/100 190/130 160/90 150/85 150/85 150/100 140/90 130/80 140/90 130/90 140/80 140/80 130/90 130/90 120/80 130/85 130/90 130/90 130/90 140/90 140/90 125/80 130/90 150/100 120/90 150/85 150/100 120/80 110/80 120/80 150/90 120/90 120/80 120/80 140/100 100/70 140/90 120/80 110/80 110/80 135/70 135/70 130/90 120/80 120/80 130/95 — 140/90 — 120/80 115/80 120/80 150/80 — 120/80 120/80 110/80 — — — — 110/80 110/80 150/70 140/100 120/80 120/80 130/85 — 130/80 — 110/70 110/80 120/70 140/90 — 120/80 — — — — — 115/80 — 110/80 — 140/100 женное кровяное давление, красный дермографизм, наклонность к уртикариям и отеку Квинке, различные умеренно выраженные изменения (местные, определяемые ощупыванием) со стороны щитовидной железы, медленная речь, ипохондрические жалобы, своеобразное, несколько маскообразное, слегка одутловатое лицо, некоторая избыточность и неравномерность в распределении жира. Основной обмен понижен, в крови имеет место относительный лимфоцитоз. Одновременно со всеми этими явлениями у многих из больных наблюдались субъективные и объективные изменения, которые обычно характерны для гипертиреоза: общая раздражительность; приступы тоски, сменяющиеся возбуждением; сердцебиения и боли в области сердца; поносы, наступающие беспричинно; вздрагивания; тахикардия; симптомы Греффе и Мебиуса; тремор рук и век. Эта комбинация нерезко выраженных явлений гипо- и гипертиреоза и характеризует заболевание щитовидной железы (вегетативной невроз, эндокринопатия, начальная форма микседемы, базедова болезнь, неврастения). На фоне таких нарушений у больных бывают различные в каждом отдельном случае симптомокомплексы. В эту группу входит рад больных, у которых превалировали явления со 422
Таблица 111. Влияние аэроионов отрицательной полярности на величину артериального давления у лиц с пониженным давлением (по данным ЮЛ. Зябрева и Е.М. Касперович, 1958) № п.п. Фамилия, имя, отчество Год рождения Величина артериального давления исходный уровень через 4 мес. после начала сеансов 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 ее Б.В.П. А. П.Л. П. К.И. Ю.Д.Д. с. м. с. Ш.А.С. Ю.И. Р.Л. Ш.П.Ф. СП. 3. Б. К. Д. л. р. 1932 1930 1934 1929 1930 1928 1928 1934 1938 1925 1927 1923 1929 1930 1932 1926 1933 1908 1934 1935 1926 90/70 90/60 90/70 90/70 95/60 90/70 90/70 80/50 80/50 80/60 80/50 90/60 90/60 95/60 90/75 90/80 95/60 90/70 90/60 90/60 90/70 100/80 100/70 100/60 110/70 110/70 100/70 100/80 110/80 90/70 90/70 90/60 90/60 90/60 90/60 90/70 90/60 90/60 90/60 80/60 90/60 90/60 Таблица 112. Примеры снижения максимального и минимального артериального давления за время одного сеанса вдыхания аэроионов отрицательной полярности (15—20 мин) при числе отрицательных аэроионов 1,2-105 в 1 см3 воздуха* (поданным А.Э. Медведь, М.В. Зеннной, И.С Лубан, Р.А. Мелкумовой н А.Н. Волгиной, 1959) № п.п. Фамилия, имя, отчество Год рождения Максимальное артериальное давление до сеанса после сеанса разница Минимальное артериальное давление до сеанса после сеанса разница 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 А.А.П. А.А.П. А.А.П. А.А.П. А.В.А. Б.М.М. Б.В.М. В.А.И. А.СВ. В.И.Т. В.А.А. В.З.И. В.Н.В. В.В .А. 1890 1890 1890 1890 1907 1909 1912 1909 1903 1901 1925 1898 1898 1912 220 210 195 180 150 130 140 150 165 150 140 175 165 160 200 190 185 175 140 120 120 140 150 130 130 150 155 140 20 20 10 5 10 10 20 10 15 20 10 25 10 20 100 100 95 100 90 80 100 100 90 90 90 90 100 100 90 95 85 80 70 60 80 90 80 70 90 85 90 90 10 5 10 20 20 20 20 10 10 20 0 5 10 10 423
Продолжение табл. 112 № п.п. Фамилия, имя, отчество Год рождения Максимальное артериальное давление до сеанса после сеанса разница Минимальное артериальное давление до сеанса после сеанса разница 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32. 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 Г.Ю.Л. ГЛ.А. Г.С.М. Г.В.С. Г.З.А. д.в.м. 1..П.П. Ж.Г.Е. Ж.И.Ф. к.в.п. к.в.п. к.в.п. М.Г.К. п.в.и. П.С.Ф. П.С.Ф. П.М.С. п.м.с. п.м.с. Т.А.И. О.В.Ф. О.В.Ф. П.В.К. П.В.К. П.В.К. к.м.д. К. VI. Д. Р.М.М. Р.М.М. Р.М.М. ч.м.п. ч.м.п. ч.м.п. ч.м.п. Ч.А.А. Ч.А.А. Ч.А.А. Ч.А.А. Ч.А.А. Ч.А.А. Ч.А.А. Х.А.И. Х.А.Н. Х.А.Н. Ф.Л.Н. Ф.Л.Н. Ф.Л.Н. Ф.Л.Н. Ф.Л.Н. Ф.В.Г. Ф.В.Г. Ф.В.Г. 1906 1902 1911 1908 1911 1911 1912 1915 1917 1898 1898 1898 1901 1895 1900 1900 1904 1904 1904 1906 1905 1905 1910 1910 1910 1896 1896 1911 1911 191 1 1910 1910 1910 1910 1912 1912 1912 1912 1912 1912 1912 1918 1918 1918 1913 1913 1913 1913 1913 1892 1892 1892 210 150 160 180 225 140 150 160 150 175 170 160 200 175 180 175 200 190 180 140 185 180 260 250 248 200 195 160 155 140 145 140 140 130 195 180 160 165 160 150 150 165 160 160 215 205 200 185 170 210 180 170 180 135 150 170 215 125 135 140 140 160 150 140 180 140 160 150 190 180 160 125 150 120 240 245 235 175 180 130 130 130 130 125 100 ПО 155 150 135 145 140 145 145 150 130 130 205 185 180 150 155 190 170 160 30 15 10 10 10 15 15 20 10 15 20 20 20 35 20 25 10 10 20 15 35 60 20 5 13 25 15 30 25 10 15 15 40 20 40 30 25 20 20 5 5 15 30 30 10 20 20 35 15 20 10 10 120 100 100 ПО 120 90 100 90 70 100 100 too ПО 90 100 100 140 135 105 90 ПО 100 125 120 ПО 100 120 95 105 90 85 75 75 80 105 105 100 100 90 100 90 ПО ПО 100 ПО 95 ПО 95 85 ПО 95 100 105 90 90 95 115 70 90 85 50 80 90 85 95 70 90 90 120 ПО 95 80 100 70 120 95 90 90 100 90 90 70 80 70 60 60 90 95 85 90 90 90 85 100 90 90 85 90 90 80 80 100 90 95 15 10 10 15 5 20 10 5 20 20 10 15 15 20 10 10 20 25 10 10 10 30 5 25 20 10 20 5 15 20 5 5 15 20 15 10 15 10 0 10 5 10 20 10 25 5 20 15 5 10 5 5 424
Продолжение табл. 112 № п.п. Фамилия, имя, отчество Год рождения Максимальное артериальное давление до сеанса t— после сеанса разница Минимальное артериальное давление до сеанса после сеанса разница 67 68 69 70 71 С.Ф.Т. С.Ф.Т. С.Ф.Т. С.Е.А. С.Е.А. 1892 1892 1892 1905 1905 190 180 180 160 165 170 175 170 155 150 20 5 10 5 15 100 100 100 100 85 90 90 90 85 80 10 10 10 15 5 * Поликлиника № 14 Сокольнического районного отдела здравоохранения Москвы (рис. 142). (Ред. коллегия.) ^ччччч^ччччччччччччччччччччч^чч^чччччччччччччччччччччччччччч^ччччччччччччччччччччччччччччч^ а *~Щ&Г JWw/^/ШШ^ ^////У у/ >"/////;<»*' 61 \учччу^чч^уч- ^|^чч\чччччч^| isx^t-^ KW^ roj^ ууууууууччччччууууууччччч »\ччччччччччччччччччч\-. Рис. 142. Часть здания поликлиники с электроэффлювиальной установкой для получения отрицательно ионизированного воздуха а — разрез; б — план; 1 — электроэффлювиальная люстра; 2 — высоковольтный выпрямительный агрегат 425
стороны яичников, и, наконец, больные, у которых нарушения в собственно эндокринной системе отступали на второй план перед явлениями вегетативного невроза. Лечению аэроионами отрицательной полярности Б.М. Прозоровским было подвергнуто 44 чел. По результатам состояния здоровья он различает: 1) значительное улучшение (или выздоровление); 2) улучшение; 3) без перемен; 4) ухудшение. Значительное улучшение (или выздоровление) наблюдалось у 11 больных (25%), улучшение — у 17 (38,5%), всего улучшений — 63,5%; у 16 больных перемен не обнаружено (36,5%), ухудшения состояния не отмечено. Без перемен остались случаи глубоких нарушений в вегетативно-эндокринной системе — болезнь Деркума, чрезмерно выраженные гипотиреозы, тиреотоксикозы, плюригляндулярная недостаточность, несколько случаев, где преобладали явления со стороны гипофиза и психической сферы. Б.М. Прозоровский отмечает, что один больной, направленный на лечение психиатором по поводу шизофрении, получил некоторое улучшение состояния здоровья. В той же работе Б.М. Прозоровский говорил о нескольких случаях крапивницы. Уртикарии, являясь, по сути своей, не болезнью, а симптомом, имеют в этом отношении много общего с бронхиальной астмой. Иногда они вызываются определенным пищевым или лекарственным веществом, иногда являются симптомом другой болезни. Осуществляется уртикарная реакция кожи через парасимпатическую нервную систему, что с особенной отчетливостью видно при сывороточных явлениях и других анафилактоидных состояниях организма. Наблюдения показывают частное совпадение наклонности к уртикариям и отеку Квинке с явлениями дистиреоза. Отдельные наблюдения показали, что наклонность к уртикариям исчезает после лечения отрицательными аэроионами. Поэтому Б.М. Прозоровский взял под наблюдение ряд случаев, где урти карий были главенствующими симптомами в картине болезни. Применение аэроионотерапии к больным с дистиреозами дало довольно однородные результаты. Имело место действие аэроионов отрицательной полярности на определенные симптомы: головные боли уменьшались или исчезали; улучшались память, настроение; уменьшалось или прекращалось выпадение волос; уменьшалась одутловатость лица; прекращались или уменьшались уртикарии и отек Квинке; становилась нормальной или во всяком случае ближе к нормальной величине и консистенции щитовидная железа. Другие симптомы поддавались лечению не с такой закономерностью, но все же у большинства больных становились обильнее и регулярнее менструации, повышалась половая возбудимость, уменьшалось и становилось равномерным ожирение, исчезали отложения жира на боковых частях грудной клетки и т.д. У некоторых исчезали симптомы Греффе и Мебиуса. Гематологические анализы говорят, что у тех больных, у которых периодически производилось исследование крови, относительный лимфоцитоз, характерный для этих больных, сглаживается у одних и других приходит к норме. Таким образом, можно считать показанным применение аэроионотерапии при эндокринопатиях. Гипофункция молочных желез. Ряд врачей — Ферри, Фиорентини и другие (1928—1929) обратили внимание на то, что у женщин, кормящих грудью и подвергнутых лечению вдыханием воздуха, облученного ультрафиолетовым светом, увеличивается количество молока и улучшается его качество. Полагая, что действующим агентом в данном случае является не ультрафиолетовый свет, а ионизация воздуха, 426
возбужденная ультрафиолетовым светом, автор этой книги во время опытов с млекопитающими организовал ряд наблюдений за их лактационной функцией. Проведенные в Вологодском институте молочного хозяйства наблюдения над действием отрицательных аэроионов на 18 коров показали, что при определенных дозировках аэроионы вызывают повышение суточного удоя. В данных опытах суточный удой повысился на 0,42 кг в среднем по всему стаду, при этом по высокоудойной группе — на 0,76 кг, по среднеудойной — на 0,5 кг и по низкоудойной — на 0,04 кг. Аэроионы вызвали повышение молочности у всех коров вне зависимости от того, на каком месяце лактации каждая из них находилась. После прекращения сеансов аэроионотерапии снижение суточного удоя началось сразу же на второй день, и падение шло очень быстро. Имеются все основания считать, что повышение суточного удоя происходит исключительно благодаря действию аэроионизации (В.А. Скворцов). Аналогичные наблюдения были сделаны при изучении действия аэроионов на свиней (М.З. Анненский). Первое наблюдение над действием отрицательно ионизированного воздуха на лактацию у женщин относится к 1931 г. Во время сеанса у одной больной, лечившейся ионизированным воздухом от бронхиальной астмы и находившейся в периоде лактации, стало усиленно прибывать молоко. На шестом—седьмом сеансе прилив молока был настолько силен, что окружающими было отмечено самопроизвольное обильное выделение его из сосков. Больная вынуждена была зажимать их. Это наблюдение было подкреплено другим случаем. Через 2,5 мес. после родов больная поступила с жалобами на недостаточность молока. В первые дни после родов молока было достаточно. Ребенок не высасывал его полностью, излишек приходилось сдаивать. За две недели до лечения количество молока стало заметно уменьшаться, и выделение его стало настолько малым, что женщина могла кормить ребенка лишь 1 раз в сутки. Больная была правильного сложения, вид у нее и состояние внутренних органов было хорошим, выраженных патологических отклонений не имелось; наблюдалась умеренная неврастения. Грудные железы были развиты хорошо, с ясно выраженными кожными венами. Правая грудь была несколько меньше левой; при ощупывании была выражена дольчатость, усиленное надавливание на соски вызывало выделение небольшого количества молока. Пациентка получила всего семь сеансов отрицательной аэроионотерапии. Первый сеанс прошел без видимых изменений. Больная была настроена скептически. Вскоре после начала третьего сеанса присутствовавшие могли заметить самопроизвольное появление на сосках молока. На седьмом сеансе наблюдалось буквально истечение молока, начавшееся через 2—3 мин после начала сеанса. Больная больше не обращалась с жалобами на отсутствие молока. Из наведенных справок через месяц было установлено, что молоко продолжало выделяться в большом количестве и тенденции к уменьшению не было. Исходя из приведенных выше двух наблюдений, врач Т.И. Чубаров подверг систематическому обследованию 10 кормилиц-профессионалок, состоявших на службе в детском приемнике и кормивших грудью находящихся там детей. Так как кормление детей совершается путем сдаивания молока, представлялось крайне удобным проследить объективным путем точное изменение его количества за сутки в периоды, предшествовавшие действию на кормилицу отрицательно ионизированного воздуха, самого действия и после него. Сцеживание молока у испытуемых кормилиц производилось регулярно 6 раз в сутки до отказа, и количество его точно измерялось. У всех 10 кормилиц в период действия аэроионов и в последующее время наблюдалось явное увеличение среднего 427
суточного количества молока. Из 10 исследованных случаев количество молока увеличилось: в трех случаях — от 0,5 до 10%, в трех случаях — от 10 до 20%, в трех случаях — от 30 до 47 % ив одном случае — на 150%. Кроме этих систематических наблюдений, Т.И. Чубаров провел наблюдения еще над 25 кормилицами и другими женщинами, находившимися в периоде лактации. Эти наблюдения дали совершенно аналогичный результат. Под влиянием отрицательных аэроионов количество молока неизменно увеличивалось. В ряде случаев у кормилиц было сделано качественное исследование молока и обнаружено некоторое повышение содержания в нем сахара и жира от 1 до 2% (данные Ивановой). Бронхиальная астма. Впервые действие аэроионов (атмосферного электричества) на больных, страдающих бронхиальной астмой, наблюдал в 80-х годах XVIII в. П. Бертолон. В своей книге 1780 г. он писал, что "движение легких производится с большею свободой во время электризации, в чем можно убедиться, производя опыты над астматиками. Во время хорошего состояния естественной электрической материи, астматики испытывают то же влияние и чувствуют, что движение их дыхательных органов происходит гораздо свободнее". Не останавливаясь на различных теориях происхождения бронхиальной астмы, скажем лишь, что целесообразность применения отрицательных аэроионов при бронхиальной астме подтверждается исследованиями французских врачей Виллярэта и Жюс- тен-Безансона, которые экспериментально доказали, что отрицательные электрические заряды расслабляют гладкую мускулатуру бронхов. Известно, что нарушения в функциональной деятельности вегетативной нервной системы и последующий спазм гладкой мускулатуры бронхов суживает их.просвет и является причиной приступов астмы. Автором настоящей книги был сделан ряд наблюдений над действием аэроионов при лечении больных, страдающих бронхиальной астмой (табл. 113). В 1926—1929 гг. лечение бронхиальной астмы отрицательными аэроионами было применено врачами С.А. Лебединским, В.А. Михиным и Д.П. Соколовым. Результаты превзошли всякие ожидания. Терапевтический эффект в большинстве случаев наступал очень скоро и держался в течение длительного времени. Даже многолетняя устойчивая болезнь, не поддававшаяся никаким методам лечения, уступала под действием отрицательных аэроионов. Первый случай излечения бронхиальной астмы с помощью аэроионов отрицательной полярности был опубликован нами еще в 1930 г. Идея о лечении бронхиальной астмы отрицательными аэроионами была положительно воспринята рядом советских врачей, которым удалось собрать большой материал, подтверждающий хорошие результаты первоначальных наблюдений. Б.М. Прозоровский в 1931 —1932 гг. на примере 50 больных бронхиальной астмой показал, что под влиянием отрицательных аэроионов наблюдается выздоровление и улучшение — 66% случаев, не отмечено перемен — 30% случаев, наблюдалось обострение состояния — 4% случаев. Б.М. Прозоровский делает следующее заключение из своих исследований. 1. Можно считать аэроионотерапию в ряду других способов лечения бронхиальной астмы, занимающей одно из первых мест, а по простоте и доступности — первое, так как та или иная степень улучшения в 2/3 всех случаев от применения отрицательных аэроионов была получена на разнообразных по этиологии и клиническому течению случаях бронхиальной астмы. 428
Таблица 113. Изменение частоты пульса и дыхания при бронхиальной астме (a. radialis) в зависимости от полярности ионов воздуха (число иоиов 10э в 1 см ) Полярность ионов воздуха Отрицательная Положительная Отрицательная Положительная Число наблюдений 182 211 27 40 Время воздействия, мин Частота пульса* 20 20 Частота дыхания 20 20 Среднее отклонение от первоначальной частоты -4 +7 -2 +5 * По А.Л. Чижевскому и В.А. Михину (1927) . 2. Можно считать лечение бронхиальной астмы аэроионами вышедшим из стадии клинического эксперимента, и его можно рекомендовать для широкого практического применения. В 1932 г. тот же вопрос привлек внимание московских врачей-физиотерапевтов Н.С. Звоницкого и А.Н. Обросова, которые, исследовав результаты лечения аэроионами 52 больных бронхиальной астмой, констатировали: полное выздоровление, объективное и субъективное улучшение в 70% случаев, не было обнаружено перемен в здоровье у 6% больных, отмечено обострение у 4% больных и по 20% случаев не выяснены результаты (отъезд больных и т.д.). В результате своих работ Н.С. Звоницкий и А.Н. Обросов приходят к следующим выводам. 1. Наблюдение над больными убеждает в том, что ионизированный воздух является одним из лучших средств борьбы с бронхиальной астмой. 2. Ионизированный воздух оказывает не только местное, но и общее действие на весь организм, повышая его устойчивость против аллергических факторов. 3. Непосредственное клиническое излечение и исчезновение всех проявлений астмы под влиянием ионизированного воздуха наблюдалось в 90% всех случаев. Над тем же вопросом в 1931—1932 it. работал московский врач Е.И. Пасынков. В результате двухлетних наблюдений за 108 астматиками он пришел к выводам, что лечение аэроионами приводит к выздоровлению и улучшению состояния в 80 % случаев, не наблюдалось перемен в 18% случаев и по 2% случаев отмечено обострение болезни. С 1932 по 1936 г. врач Л.И. Виленкин лечил свыше 100 больных, причем результаты лечения приблизительно были те же: случаи выздоровления и улучшения состояния — около 80—85%. Следует отметить общее положение, что при лечении аэроионами бронхиальной астмы почти во всех случаях наблюдалось резкое снижение и нормализация числа эозинофилов, замедление реакции оседания эритроцитов, некоторое увеличение процента гемоглобина, уменьшение и сокращение времени приступов, исчезновение аритмичного дыхания, появление более глубокого дыхания, исчезновение цианоза, легкое отделение мокроты, изменение ее консистенции, исчезновение хрипов и т.д. Эти улучшения наступали иногда после трех—пяти сеансов вдыхания аэроионов. Б.М. Прозоровский и другие врачи отмечают, что больные, доставленные в больницу в тяжелом состоянии приступа с резко задержанным выдохом, с аритмией дыхания, с напряжением вспомогательных мышц, с цианозом, почти через 3—5 мин вдыхания отрицательных аэроионов чувствовали облегчение, и приступ у них прекращался. 429
Таблица 114. Изменение числа дыханий у больных бронхиальной астмой после 5 и 10 сеансов аэроионотерапии (по данным А.Э. Медведь, И.С. Лубан, М.В. Зениной и др.) Фамилия, имя, отчество Год рождения Число дыханий в 1 мин до лечения после 5 сеансов после 10 сеансов И.М.А. СМ.Б. А.А.В. М.Д.В. Е.Н.К. Е.Н.К. В.Н.М. Р.М.Н. Е.А.О. И.Н.Х. А.Э.Я. 1921 1929 1925 1903 1898 1906 1923 1898 1909 1918 1940 29 21 22 22 28 23 31 32 39 26 24 15 18 17 18 24 21 24 27 28 21 21 16 18 17 17 20 19 23 21 20 18 19 Примечание. Разница чисел дыхания у больных до и после применения аэроионотерапии в зависимости от числа сеансов имеет одинаковый порядок. В табл. 114 приведены данные по изменению числа дыханий у больных бронхиальной астмой после сеансов аэроионотерапии. С 1933 по 1936 г. ленинградский врач И.Е. Ландсман провел лечение бронхиальной астмы отрицательными аэроионами 146 больных (две серии в 79 и 67 больных) и пришел к следующим выводам. 1. Ионизированный воздух, безусловно, оказывает весьма благоприятное влияние на течение бронхиальной астмы и должен занять одно из первых мест в ряду других методов лечения этой болезни. 2. Полное клиническое выздоровление с полным прекращением приступов удушья и исчезновением объективных явлений в легких наступало соответственно по сериям у 41,5 и 58,5% больных, значительное улучшение с уменьшением частоты и интенсивности приступов, с уменьшением объективных явлений в легких наступило у 16 и 25,5% больных и менее значительное улучшение — небольшое уменьшение частоты и интенсивности припадков и некоторое улучшение общего самочувствия — у 24 и 9% больных и только у 16 и 8% больных аэроионы не вызывали никаких изменений. Таким образом, при первых наблюдениях у 81,5% и при вторых — у 84% больных отрицательные аэроионы дали улучшение. 3. В подавляющем большинстве случаев применялись отрицательные аэроионы, которые вызывали бодрость у больных, между тем как положительные аэроионы (применяемые в порядке опыта) чаще всего вызывали усталость и другие неблагоприятные явления. 4. У всех больных под влиянием аэроионов наблюдался ряд ясных объективных явлений: улучшение дыхания, уменьшение частоты пульса, положительное изменение морфологического состава крови, уменьшение эозинофилии и лимфоцитоза, увеличение количества гемоглобина и числа эритроцитов, замедление реакции оседания эритроцитов, изменение характера мокроты, исчезновение кристаллов Шарко-Лейдена и спиралей Куршмана. 5. Особенно хорошие результаты при лечении отрицательными аэроионами наблюдались у детей. 6. Под влиянием аэроионов отрицательного знака процессы окисления в организме начинают протекать более энергично, и число недоокисленных элементов в моче значительно уменьшается. 430
Таблица 115. Биохимические анализы кровяной сыворотки, % (по И.Е. Ландсману) Показатель Анализ кровяной сыворотки до лечения после лечения Содержание в крови, мг: кальция Са калия К Коэффициент К/Са: не свыше 1,7 от 1,7 до 2,15 свыше 2,15 9,2-12,6 18,2-25,8 26 36 38 9,5-11,4 19,2-23,4 14 74 12 Таблица 116. Влияние отрицательных аэроионов на свертывание крови и кровотечение (по И.Е. Ландсману) Показатель Число случаев, % до лечения 27 49 24 22,5 61 16,5 после лечения 51 41,5 7,5 46,5 54,5 2 Время свертывания крови, мин: до 7 7-11 свыше 11 Время кровотечения, мин: до 3 3-5 свыше 5 7. Принимая во внимание, что больные, страдавшие много лет бронхиальной астмой, испытавшие безрезультатно всевозможные способы лечения и считавшие себя неизлечимыми, под влиянием лечения аэроионами в большинстве случаев поправлялись и могли вернуться к работе, следует признать, что этот способ лечения заслуживает особого внимания и подлежит дальнейшему углубленному изучению. После лечения отрицательными аэроионами уровень калия понизился; уровень кальция в 26% случаев слегка повысился, в 21 % случаев понизился, но соотношение калия и кальция значительно выравнялось — в 74% всех случаев (табл. 115). В табл. 116 показано, что под влиянием отрицательных аэроионов свертываемость крови ускоряется и время кровотечения укорачивается. Можно указать на работу воронежского врача Ф.Е. Обрандт о лечении бронхиальной астмы отрицательными аэроионами, опубликованную в 1937 г. Полученные результаты совпадают с результатами предыдущих авторов. Выздоровление и улучшение — 88% случаев, без перемен — 12%. К.П. Булатов в 1948 г. опубликовал сообщение, в котором подтверждает благотворное действие аэроионов отрицательной полярности на 200 больных; из них 50% получили стойкое выздоровление, 35,5% — сокращение приступов и 10,5% не дали результатов. В табл. 117 приведена сводка результатов лечения бронхиальной астмы отрицательными аэроионами по методам различных авторов. Приведем несколько выдержек из записей больных, лечившихся аэроионами отрицательной полярности в Карагандинской областной клинической больнице в 1950— 1957 гг. Больная Р., 36 лет: "Болела бронхиальной астмой 20 лет. С каждым годом болезнь ухудшалась. Приступы бронхиальной астмы проявлялись при подъеме на лестницу, при быстрой ходьбе, во время морозов, при ветре и под влиянием многих других 431
Таблица 117. Сводка результатов лечения бронхиальной астмы аэроионами отрицательной полярности Авторы А.Л. Чижевский с сотрудниками А.Л. Чижевский Б.М. Прозоровский Е.И. Пасынков Л.И. Вилснкин Н.С. Звоницкий и А.Н. Обросов И.Е. Ландсман Ф.Е. Обрант Л.Л. Васильев П.К. Булатов А.Л. Чижевский с сотрудниками Год ведения работ L927 1928-1929 1931-1932 1931-1932 1932-1936 1932-1933 1933-1934 1934-1935 1935-1937 1936 1947-1948 1950-1958 Число случаев бронхиальной астмы 17 18 50 105 Свыше 100 52 79 67 76 8 200 47 Результаты, % ровление или стойкое улучшение 85 82 66 80 85 90 84 92 88 75 85,9 93 без перемен 15 16 30 18 15 6 16 8 12 25 10,5 7 обострение - 2 4 2 — 4 _ — — — 3,6 - причин. Длительность приступов была различная, достигая нескольких часов подряд, иногда астматическое состояние длилось целые сутки. Во время приступов появлялось большое количество слюны и пенистой мокроты. Чтобы облегчить удушливое состояние, мне приходилось принимать самые разнообразные положения: ложиться грудью на стол и ночью целыми часами сидеть в постели, так как лежать я не могла. Из лечебных мероприятий — курила астма тол. Последний год до лечения аэроионами я уже не могла обходиться без инъекций адреналина по 1—2 раза в день. Со 2 по 11 октября 1950 г. у меня были настолько сильные, почти непрерывные приступы удушья, что я считала|Себя погибшей. Адреналин оказывал лишь временное облегчение, после чего приступ удушья начинался с новой силой. 12 октября 1950 г. мне было назначено лечение аэроионами отрицательной полярности по методу проф. А.Л. Чижевского. Уже после первого сеанса аэроионизации я почувствовала себя лучше, тяжелая, мучившая меня болезнь как бы отступила. За истекшие почти пять месяцев я приняла около 50 сеансов аэроионизации и ни разу не прибегала к инъекциям адреналина, так как приступов удушья больше не было. Могу ходить быстро, в мороз и против ветра, работоспособность восстановилась, нервная система пришла в порядок, и не раздражаюсь, как раньше, от всякого пустяка, мокрота стала нормального вида, появилась бодрость и жизнерадостность. При работе или быстрой ходьбе иногда появляется одышка, но быстро проходит. Лекарств никаких не принимаю. С каждым днем мое здоровье становится все лучше и лучше". Больная К., 25 лет. "В детстве я страдала бронхоаденитом. В сентябре 1950 г. заболела бронхитом, и на третий день заболевания в 4 ч ночи началось удушье (первый приступ астмы), и с промежутками 1—2 дня последовало еще три приступа. 7 октября начался пятый приступ, после чего я обратилась к врачу. Диагноз — бронхиальная астма. Я была направлена на лечение аэроионами отрицательной полярности. Мною было принято 40 сеансов по 15—25 мин. Приступы более не повторялись вот уже 6 лет. 432
Самочувствие хорошее. При резком колебании барометрического давления и перемене погоды, а также при простудных заболеваниях (бронхите) замечается только одышка". Больная Д., 53 года. "Болела более года бронхиальной астмой в очень тяжелой форме. Приступы повторялись очень часто, иногда в неделю бывало один-два тяжелых приступа. Каждый приступ длился подолгу, обычно по нескольку часов, затем ослабевал, но астматическое состояние удерживалось до суток, а иногда и больше. Для облегчения своего тяжелого состояния я систематически курила астматол и принимала эфедрин. Сидеть и лежать прямо не могла, а была вынуждена сидеть в подушках, полусогнувшись. Все время меня мучил кашель, душил до рвоты. Левая сторона груди очень болела, как спереди, так и со стороны спины. Ходить было очень трудно, я ходила согнувшись и очень медленно, часто приходилось останавливаться и садиться. 3 апреля я приняла первый сеанс аэроионотерапии. Уже через 5—7 сеансов я стала чувствовать себя несравненно лучше, а после 10—12 сеансов астматическое состояние было ликвидировано. Уже после первого сеанса я не прибегала к лекарствам и астматол не курила. Хожу быстро, без одышки и утомления. Общее самочувствие нормальное. Перемены погоды перестали на меня действовать. Сон и аппетит нормальные. Трудоспособность тоже нормальная. Всего приняла 20 сеансов по 25 мин каждый". Больная Л., 35 лет. "В 1948 г. во время болезни (воспаление легких) у меня начались приступы удушья по ночам. Когда я сказала об этом врачу, он успокоил меня, сказав, что во время этой болезни могут быть такие явления. Затем все прошло, но зимой того же года у меня начались сильные приступы удушья и продолжались примерно месяц. Я ни к кому не обращалась и никаких мер не принимала, все прошло само собой. Летом 1952 г. приступы удушья повторялись, но имели несколько иную форму — днем я чувствовала себя отлично, а вечером, особенно в холодную погоду, задыхалась. В течение 2 мес. принимала эфедрин, потом перешла к теофедрину, так как эфедрин уже не помогал. Затем наступило еще большее ухудшение, меня положили в больницу и делали уколы адреналина. Выписавшись из больницы, с 1 декабря 1952 г. начала лечиться амбулаторно аэроионами по методу проф. А.Л. Чижевского. Примерно после 5—6 сеанса перестала принимать эфедрин, а во время приступов курила астматол. После 12—15 сеансов прекратила его курение. Лучше стала себя чувствовать на воздухе, особенно в морозные дни. Сейчас вот уже несколько месяцев приступов нет, чувствую себя хорошо". Больной К., 30 лет. "Более 10 лет страдал бронхиальной астмой в очень тяжелой форме. Приступы были ежедневно, по ночам. Состояние одышки длилось почти беспрерывно. Для смягчения тяжести приступов применялись адреналин, эфедрин и курение астматола. Однако ничто не уменьшало ни число приступов, ни их тяжести. Несколько месяцев я лежал в областной больнице. В апреле 1951 г. был направлен на аэроионотерапию. Принял 30 сеансов. Могу сказать, что хотя и не полностью излечился от бронхиальной астмы, но таких приступов, какие бывали раньше, теперь уже не бывает, они стали очень редки и не так сильны. Общее состояние улучшилось, но осталось еще тяжелое дыхание. Сравнивая свое прежнее состояние с настоящим, я считаю, что аэроионы отрицательного знака оказали мне громадную пользу как ни один из применявшихся ко мне способов лечения в течение 10 с лишним лет". Больной С.,31 год. "До лечения аэроионами отрицательного знака у меня были приступы удушья, короткий вдох (неглубокий), после приступов головные боли. Сильно реагировал на понижение атмосферного давления. Болел 10 лет. После лечения аэроионами самочувствие хорошее, все недомогания, которые имелись до принятия курса лечения,ликвидированы." Больной ребенок В.,в возрасте 4 лет и 4 мес. Был направлен врачом Гамлецкой в областную больницу для лечения аэроионами. Диагноз: бронхиальная астма. Прибыл в тяжелом состоянии. Приступы были длительные и болезненные. Через 4 дня после первого 433 28 -792
сеанса аэроионотерапии состояние больного резко улучшилось. Дыхание стало свободнее. Через 7 дней приступы совершенно прекратились. Больной спит спокойно. Выписан через 12 дней из больницы в хорошем состоянии (врач А.Д. Каратецкая). Наш обзор был бы неполон, если бы мы не упомянули о работах зарубежных врачей И. Страсбургера, П. Хаппеля и Г. Лямперта, которые при лечении бронхиальной астмы средними отрицательными аэроионами также получили положительный результат на большом клиническом материале в несколько сот больных. А. Денье приступил к изучению того же вопроса. Брандан в 1928—1932 гг. установил влияние положительных аэроионов атмосферы на возникновение астматических приступов. О возможной связи между естественным атмосферным электричеством и приступами бронхиальной астмы писал Варнеке в 1929 г. Наконец, В. Копачевский придавал особо важное значение роли атмосферного электричества в этиологии бронхиальной астмы (1931). А. Эверс, Г. Шульц и Седиллет развивали аналогичные взгляды. Наконец, нельзя не привести наблюдения французского врача Дебидура, который рассказывал о целебном действии при бронхиальной астме ингаляции распыленной воды в Монте-Дор, содержавшей кремнезем в форме коллоидов, частицы которой несли электрический заряд отрицательного знака. Авитаминозы. По вопросу о терапевтическом действии отрицательных аэроионов при некоторых авитаминозах накопился обширный экспериментальный материал. Антирахитическое действие аэроионов отрицательного знака было обнаружено на крысах в 1918—1920 гг. Затем в опытах 1930—1934 гг. с несколькими сотнями цыплят это действие аэроионизации было твердо установлено (А.Л. Чижевский, В.А. Кимряков, И.А. Никифоров, В.А. Бачманов, А.В. Коронный и др.). Так, авитаминозы у опытных цыплят наблюдались в 10% случаев, у контрольных — до 95%, а в другом опыте соответственно 7 и 28%. На основании экспериментальных работ с авитаминозами у цыплят, проведенных автором этой книги и его сотрудниками, было установлено, что вдыхание аэроионов отрицательного знака является эффективным средством лечения рахита; кроме того, оно дало до 15% привеса опытных цыплят; на втором месте стоит метод кормления цыплят кормами, подвергнутыми воздействию аэроионного потока; на третьем — диетическое лечение. Аэро- ионизированные цыплята гораздо быстрее выздоравливают, чем контрольные. Падеж среди аэроионизированных цыплят либо очень мал, либо совсем не наблюдается. Аэроионизация цыплят и аэроионизация кормов повышаютаппетитиобщий обмен, благодаря чему больные рахитом цыплята более продуктивно используют корма. Данные ряда других исследователей отмечают менее эффективное действие аэроионов при авитаминозе В и при полиавитаминозе, хотя оно все же несомненно. Физиологи К.Н. Кржишковский и Н.Г. Беленький (1932—1933) в результате своих наблюдений приходят к выводу, что аэроионы отрицательной полярности оказывают определенное влияние на ход и развитие авитаминоза В; они задерживают на некоторое время его развитие. В этом случае аэроионы, несомненно, повышают биотонус организма, и, по-видимому, — обмен веществ. Опыт К.И. Кржишковского и Н.Г. Беленького говорит о том, что аэроионы, так же как и ультрафиолетовые лучи, лишь частично компенсируют витаминную недостаточность при авитаминозе В и не оказывают специфического действия. Тем не менее полученные в этом опыте результаты говорят о своеобразном и замечательном влиянии аэроионов на явления, развивающиеся при полиавитамичозе с преобладанием авитаминоза В. В целях проверки полученных результатов был проведен опыт, выполненный биологами А.А. Передельским, К.Д. Самойловым, А.А. Тлуховским и П.А. Нуждиным. Во время этого опыта велись непрерывные наблюдения за поведением голубей, подвергае- 434
мых аэроионизации при полиавитаминозе. Ниже представлены поразительные результаты этого опыта. Серия Смертность голубей,% к числу в серии Контрольная нормальная О Профилактическая (аэроионизация в течение 10 мин в день) 42,5 Лечебная (аэроионизация в течение 10 мин в день) 47,5 Контрольная авитаминозная (без аэроионизации) 60 Наименьшая смертность оказалась в профилактической группе, получавшей ежедневные сеансы аэроионизации по 10 мин. Затем, несколько большая смертность наблюдается в лечебной серии, имевшей меньшее число 10-минутных сеансов. Самая же большая смертность была в контрольной авитаминозной группе, не получившей ни одного сеанса аэроионизации. Не останавливаясь на других аналогичных опытах и наблюдениях, ограничимся основными заключениями по сведениям из литературных источников. 1. Аэроионы оказывают, несомне нно, благоприятное действие при естественном и экспериментальном рахите и являются таким образом антирахитическим фактором. 2. Аэроионы обладают не только сильным действием на рост молодых, слабых и неполноценных организмов, имитируя действие витамина D, но и приводят, как увидим ниже, к быстрому заживлению ран, переломов, послеоперационных швеяв, способствуя регенерации тканей, подобно витамину А. 3. Аэроионизация предположительно оказывает на организм действие, аналогичное или схожее с действием витамина Е, т.е. повышает половое влечение, усиливает полову ю потенцию, активизирует сперматозоиды, способствует нормальному течению беременности и родового акта, нормализует лактационную функцию. 4. Действие отрицательных аэгюионов (при летальных формах экспериментального полиавитамино за у птиц) повышает жизненный тонус организма, отсрочивает наступление смерти, а, кроме того, при этом отмечается ряд других признаков, говорящих о благоприятных биологических сдвигах в организме. Ревматизм. Можно указать на десятки работ, посвященных выяснению влияния погоды на ревматическое заболевание. Констатация связи между вариациями метеорологических элементов и ревматическими явлениями (тянущая боль в суставах и мышцах, ломота, повышение температуры, припухлость суставов, хруст и т.д.) относится ко времени Гиппократа. И, как это ни странно, никаких строгих закономерностей в этом направлении, несмотря на тщательные и многочисленные наблюдения, не установлено до сих пор. Уже давно было подмечено, что существуют ревматики, чрезвычайно чувствительные к 435
грозовым явлениям, а равно к разным электротерапевтическим процедурам. Уже давно были сделаны попытки лечить ревматиков статическим электричеством. Уэтцелль писал об этом в октябре 1744 г. Первое наблюдение над действием естественных аэроионов при ревматических заболеваниях принадлежит А.П. Соколову, который в 1903 г. наблюдал обострение ревматических болей при наличии большой концентрации аэроионов в горах Кавказа. 8 1905 г. К. А. Вальтер высказал мысль о возможности влияния ионизированного воздуха на ревматические боли, артриты, подагру. Миллер в 1909 г. высказал твердое убеждение в том, что ревматизм должен обостряться под действием вариаций атмосферного электричества. В 1931 г. Р. Фейге и В. Фрейнд утверждали, что ревматические боли являются выражением уменьшения способности больного приспособиться к внезапным изменениям в состоянии атмосферного электричества. Целый ряд других исследователей и врачей отмечают связь между атмосферным электричеством и ревматическими болями. П. Стеффенс и Граблей поставили вопрос о благотворном влиянии отрицательного электричества атмосферы на ревматические заболевания. В 1931 г. московский врач СИ. Мякотных начал изучение вопроса о действии искусственных аэроионов отрицательной полярности на ревматические заболевания. Одна часть пациентов СИ. Мякотных страдала острым суставным ревматизмом, а остальные имели подострое или хроническое течение болезни. Больные жаловались на боль и периодическое опухание суставов, боли, усиливающиеся при движениях и при перемене погоды, общую слабость, нервную возбудимость, плохой аппетит, повышение температуры на 1 — 1,5°С и озноб с головными болями. При врачебном осмотре больных отмечались боли и хруст в суставах при надавливании и движении, а у некоторых — боли и в мышцах, небольшое припухание суставов, в частности коленных и голеностопных; со стороны нервной системы — дрожание век при закрытых глазах и пальцев вытянутых рук, повышение кожных и сухожильных рефлексов, а со стороны сердца — незначительное увеличение размеров, у некоторых систолический, плохо прослушиваемый шум над двухстворчатым клапаном, пульс учащенный, удовлетворительного наполнения. Все больные прошли полный курс аэроионотерапии — 25 сеансов, по одному через день. Первые пять сеансов длились по 5 мин, а затем их продолжительность увеличивалась через каждые пять сеансов на 1 мин, так что последние пять сеансов длились по 9 мин. Надо отметить, что часть больных, кроме общей аэроионотерапии, подвергались через день еще и местной, на определенный сустав, но не более 3—5 мин. Острия помещались над суставом на расстоянии 5—7 см. Полный курс лечения прошли 80% больных, у половины из них отмечалось значительное улучшение — исчезли боли при движениях и надавливании на суставы, опухание суставов, увеличился аппетит, улучшилось настроение, сон стал спокойным, температура вошла в пределы нормы, пульс ровный, хорошего наполнения. Незначительный терапевтический эффект был отмечен у 10% больных, у которых боли в суставах при напряженной работе и долгой ходьбе все же периодически повторялись, но общее состояние стало удовлетворительным; больные стали менее возбудимы, сон стал спокойный, повышения температуры во время появления болей не отмечалось, пульс стал ровнее. Врач С.А. Фигуровский также отмечает хорошее действие отрицательных аэроионов на ревматиков. Из неопубликованных материалов видно, что в 80—90% случаев больные хроническим ревматизмом получили либо полное клиническое выздоровление, либо значительное ослабление болезни и уменьшение приступов. На излечении у С.А. Фигуровского было несколько многолетних ревматиков, на которых аэроионотерапия оказала благотворное влияние. 436
И. Страсбургер и П. Хаппель также применяли отрицательные аэроионы при лечении ревматизма. Во многих случаях сначала наблюдалось обострение, а затем — выздоровление, которое достигало 66% всех случаев. Собранный упомянутыми авторами материал показывает, что почти у 3/4 всех ревматиков, лечившихся отрицательными аэроионами, замечалось в начале лечения некоторое обострение. Болевые реакции иногда появлялись также у пациентов, лечившихся от других болезненных состояний, но страдавших прежде ревматическими болями. Замечательно, что реакции появлялись как раз на местах прежних болей. Таким образом, можно считать, что влияние отрицательных аэроионов на ревматические явления доказано. Труднее решить вопрос, в какой степени можно получить улучшение и излечение, так как успех выявлялся только в конце курса лечения, а иногда и позже. Кроме того, возможность успеха в отдельных случаях, которые авторы объединяют под общим понятием "ревматических страданий", совершенно различна. Однако авторы утверждают, чтоот 1/Здо 1/2 всех случаев дают улучшение. Серию тщательных наблюдений над лечением ревматизма аэроионизацией провел Б.М. Прозоровский. Он применял это лечение в 38 случаях ревматизма. В его материалы вошло: 11 случаев подострого ревматизма с опуханием суставов, с более или менее повышенной температурой, с изменениями со стороны сердечно-сосудистой системы, с болями в области суставов и т.д.; 27 случаев хронического суставного ревматизма без опухания суставов, с хрустом или небольшими деформациями, с болями большей частью непостоянными, связанными с переменой погоды, и часто с минимальными изменениями со стороны сердечной мышцы или клапанов сердца. Результаты лечения можно представить следующим образом: выздоровление у 10 чел. — 26%, улучшение у 6 чел. — 16%; без перемен у 21 чел. — 55%; ухудшение у 1 чел. — 3%. Дальнейшие наблюдения, однако, показали, что подострые случаи ревматизма излечиваются отрицательными аэроионами в95—100% всех случаев (Б.М. Прозоровский). Возникает вопрос, как же можно объяснить действие атмосферного электричества и действие отрицательных аэроионов на ревматические явления. О механизме действия аэроионов писал шведский ученый Г. Эдстрем. Он считает, что непосредственной причиной ревматических болей является усиление чувствительности нервных рецепторов, наступающее под действием аэроионов, вследствие соответствующих изменений в погоде. В патологически измененных местах в таком случае всегда должны появиться болезненные ощущения. Резюмируя имеющийся материал по лечению аэроионами хронического и острого ревматизма, можно сделать следующие выводы. 1. Лечение хронического и острого ревматизма аэроионами отрицательной полярности следует начинать осторожно, с малых доз. Дозировку нужно увеличивать лишь постепенно. 2. Обострение в начале лечения не означает отрицательного эффекта самого лечения, но требует большей внимательности со стороны врача. Если отрицательный эффект затягивается, больному надо дать отдохнуть. 3. Подострые случаи ревматизма дают в большинстве случаев полное клиническое выздоровление. Хронические случаи и случаи острого ревматизма дают разный эффект, но чаще — положительный при условии правильного назначения дозы аэроионов. 437
Грипп принадлежит к группе капельных инфекций и поражает дыхательные пути человека, грипп подвержен действию вдыхаемых аэроионов. Уже первые наблюдения, осуществленные в начале 20-х годов, подтвердили это допущение: гриппозное состояние удавалось купировать сравнительно быстро, применяя 2—3 раза в день вдыхание ионизированного воздуха за 10—15-мин сеанс. В своей работе 1929 г. автор писал, что, страдая часто в осенне-зимние месяцы бронхитом после гриппа, он быстро мог купировать заболевание благодаря немедленному применению отрицательных аэроионов. Наблюдения московских врачей В.А. Михина и Д.П. Соколова (1927—1929) на значительном амбулаторном материале укрепили идею о терапевтическом действии аэроионов при гриппе. Тот же вопрос был подробно разработан в 1932— 1936 гг. врачом Л .Я. Виленкиным отчасти совместно с проф. Д.М. Российским на материале около 1 тыс. больных. Эти авторы получили из своих обширных наблюдений безоговорочную уверенность в мощном терапевтическом действии отрицательных аэроионов при гриппозной инфекции. Суммируя собранные результаты, можно сказать, что аэроионотерапия оказывает на гриппозных больных благотворное влияние, улучшая общее самочувствие, снижая температуру, успокаивая пульс и дыхание. Уже после первых сеансов аэроионотерапии больные гриппом в подавляющем большинстве случаев чувствуют заметное облегчение, уменьшение или даже прекращение головной боли, некоторое уменьшение насморка и более свободное дыхание. При отоларингологических исследованиях больных, находившихся под наблюдением Л.Я. Виленкина и Д.М. Российского, до применения аэроионотерапии отмечалось: со стороны полости носа — картина острого ринита, гиперемия и сухость слизистой задней стенки зева, в гортани — гиперемия слизистой истинных и ложных голосовых связок, со стороны ушей во многих случаях — явления евстахиита. После первых же сеансов аэроионотерапии картина состояния верхних дыхательных путей изменилась; при осмотре носа отмечалось уменьшение гиперемии слизистой, носовые ходы расширялись, в связи с чем улучшалось носовое дыхание и уменьшалось количество слизи; со стороны зева также отмечалось уменьшение гиперемии слизистой с одновременным ускорением регенерации эпителия слизистых оболочек, с подсыханием и очищением от некротического распада. Изучение морфологического состава крови у гриппозных больных до применения аэроионотерапии, произведенное в первый день заболевания, показало: нейтрофильный лейкоцитоз, небольшой сдвиг, по Шиллингу, влево, незначительную гипохромную анемию, ускорение реакции оседания эритроцитов. После применения аэроионотерапии наряду с положительным терапевтическим эффектом наблюдался положительный сдвиг и в гематологической картине, уменьшался лейкоцитоз, и содержание отдельных видов лейкоцитов приходило к норме, скорость реакции оседания эритроцитов уменьшалась. Бактериоскопическими исследованиями отделяемого из носоглотки до применения аэроионотерапии было установлено наличие в 34,4% случаевбацилл Пфейфера; в7,7% — диплококков Френкеля; в 10% ■— стрептококков и в 47,9% случаев были найдены стафилококки и другая вульгарная флора. После применения аэроионотерапии бациллы Пфейфера были обнаружены только в 1 %, диплококки Френкеля — в 1 % и стрептококки — в 3% случаев. Таких благоприятных бактериологических данных не отмечалось у контрольных больных, к которым не применялась аэроионотерапия. 438
В целях профилактики гриппа с помощью отрицательных аэроионов можно повысить стойкость слизистых оболочек верхних дыхательных путей против инфекции, усилить местный иммунитет, усилить стойкость всего организма против возбудителя гриппа. Примененные вовремя к заболевшим гриппом аэроионы сокращают длительность заболевания, облегчают его течение, устраняют осложнения и в начальных формах заболевания купируют грипп. Весьма важным в методе аэроионотерапии гриппа является и тот факт, что быстрое его излечение, т.е. устранение катарального состояния слизистых верхних дыхательных путей, одновременно купирует в корне возможность развития микробов вторичной инфекции, которая, как известно, вызывает большое число опасных осложнений. Многочисленные наблюдения автора этой книги, Л.Я. Виленкина и Д.М. Российского показали, что больной после применения аэроионов отрицательной полярности становится неопасным для окружающих. Истории болезни с несомненностью показывают, что после гриппа, вылеченного аэроионами, повторных заболеваний у того же больного не наблюдается долгое время, хотя такие лица находятся в окружении заболевших гриппом или имеют с ними постоянное соприкосновение. Отсюда можно сделать вывод, что люди, вылечившиеся от гриппа с помощью аэроионов, приобретают иммунитет к последующим заболеваниям (Л.Я. Виленкин). В настоящее время можно говорить о применении аэроионов отрицательной полярности для массовой профилактики и терапии гриппа путем насыщения больших помещений аэроионами отрицательной полярности, аэрозолями фармакологически активных веществ или антибиотиками с помощью электростатического распыления. Желудочно-кишечные заболевания, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки. Применение аэроионов для лечения желудочно-кишечных заболеваний — задача, пути решения которой наметились в середине 30-х годов. Правда, еще П. Бертолон, говоря о влиянии на пищеварение атмосферного электричества как естественного, так и искусственного, утверждал, что "во время благоприятного состояния электричества воздуха все железы и каналы, отводящие и испражня- ющие, имеют больше силы". Начало систематического изучения вопроса о применении аэроионов к лечению желудочно-кишечных заболеваний было положено врачом С.А. Фигуровским при консультации автора этой книги в 1935 г. Первые опыты лечения желудочных заболеваний были поставлены на медицинском персонале больницы. Результаты лечения превзошли всякие ожидания. Больной, который годами страдал от изжог, рвот, болей, общей депрессии, через несколько дней после лечения аэроионами утрачивал все эти ощущения, его желудок "исчезал" из сознания, исчезали все неприятные ощущения. Улучшение здоровья наступало часто после нескольких сеансов, но лечение следовало продолжать, ибо далеко не всегда первоначальный эффект был стоек. Наилучшие результаты при лечении желудочно-кишечного тракта получались при соблюдении следующей методики: первые 10—15 сеансов ежедневно, а последующие 15—20 с не- 439
которыми промежутками. Надо сказать, что такой длительный курс выдерживали почти все желудочные хроники-язвенники, которые были так измучены своей болезнью, что, почувствовав значительное улучшение или субъективное выздоровление, боялись его потерять и снова вернуться к своим прежним страданиям. Некоторым больным давались сеансы аэроионной бомбардировки поверхности живота. Под наблюдением находилось 120 желудочно-кишечных больных. Среди них с язвами желудка с нишами и без них — 75 чел., пилорическими язвами — 18, с язвами двенадцатиперстной кишки — 12, послеоперационных больных — 5, страдающих ахилией — 5, с гиперацидозом — 3, с гипоацидозом — 7, остальные больные — с различного рода гастритами, перидуоденитами и т.д. Спустя 6—10 мес. со дня окончания лечения аэроионами, больные вызывались в клинику для проверки. Некоторые, не ожидая вызова, являлись сами с рецидивами. О действии аэроионов отрицательной полярности на желудочно-кишечный канал можно судить более или менее определенно. Все диагнозы ставились на основании клинических данных, анализов, рентгеноисследования. Результаты лечения: ухудшения — ни одного случая, без улучшения — 5%. С.А. Фигуровский вел не только систематические наблюдения за картиной хода заболевания больных, лечившихся аэроионами .отрицательного знака, но и подробную запись их поведения, нервно-психического тонуса, аппетита. В результате своих работ он приходит к заключению, что аэроионы отрицательной полярности, повышая трудоспособность, возбуждая хороший аппетит и заставляя правильно функционировать кишечник, должны быть введены не только в физиотерапевтических кабинетах, но и в ресторанах, кафе, столовых, особенно в санаторных и общественных столовых в качестве стимулирующего пищеварение фактора. Представляется интересным сравнить данные клинических наблюдений с экспериментальными данными физиолога Г.Г. Иванова. Влияние аэроионов изучалось им на теплокровных животных (крысы) и амфибиях (лягушки) в отношении интенсивности окислительно-восстановительных процессов в тканях кишечника как органа с наиболее выраженными процессами окисления. Применялась витальная окраска тканей с последующим количественным изучением краски, редуцированной в бескислородной среде. Анализ материала, полученного на 300 животных, дал замечательные результаты. Достаточно продол- I житсльное действие отрицательных аэроиопов повышает интенсивность окислительных процессов в кишечной стенке. Значительные по времени экспозиции при положительной аэроионизации вызывают угнетение окислительных процессов. Физиологом A.M. Дубинским были поставлены опыты на собаках, ангиостомиро- ванных по способу Е.С. Лондона. Определялось содержание кислорода в артериальной и венозной крови методом Ван-Слайка. Эти опыты показали, что потребление кислорода кишечной стенкой под влиянием отрицательной аэроионизации возрастает в среднем на 50%. После окончания сеанса этот эффект снижается. Кратко резюмируя изложенное, можно сказать следующее: 1. Положительные, а часто и весьма хорошие результаты в подавляющем большинстве случаев дает лечение желудочно-кишечных заболеваний с помощью отрицательных аэроионов. I 2. Особенно хорошие и бесспорные результаты получены при лечении заболеваний желудка — при гипер- и гипоацидозах, язвы желудка, и снимает большинство симптомов этих болезней, как-то: рвоты, боли, изжоги и другие диспептические явления. 3. Хорошие и стойкие результаты получены при энтероколитах и язвах двенадцатиперстной кишки. 1 Женские болезни. Проф. А.И. Крупский и его ассистент \ 4 440 5
\ И.Я. Айзенберг в 1934 г. впервые поставили вопрос о применении аэроионов отрицательной полярности при лечении заболеваний женской половой сферы и о влиянии аэроионов на родовую деятельность. Учитывая действие отрицательно ионизированного воздуха на усиление моторной и половой функции животных, отмеченное А.Л. Чижевским в исследованиях 1922— 1926 гг., упомянутые выше ученые решили заняться изучением влияния аэроионов на сократительную деятельность матки при слабой родовой деятельности. Прежде чем приступить к клиническим работам, было экспериментально испробовано действие отрицательных аэроионов на двух крольчихах, беременной и небеременной. Применялись сеансы по 1 —2 ч ежедневно в течение 5—6 дней подряд при концентрации аэроионов порядка 10 —10 в 1 см воздуха. Наблюдая за поведением подопытных животных, их общим состоянием, изменением массы, проверяя каждый день содержание гемоглобина и количество лейкоцитов в крови и убедившись в отсутствии каких-либо вредных влияний, авторы приступили к применению аэроионов отрицательной полярности к женщинам. Сначала сеансам аэроионизации подвергались роженицы со слабой родовой деятельностью в первом и втором периоде родов, а затем также при послеродовых эндометритах. Впоследствии аэроионотерапию стали также применять и при послеоперационных параметритах и инфильтратах. За 1934—1935 гг. аэроионотерапии подвергались 95 женщин. Согласно наблюдениям А.И. Крупского и И.Я. Айзенберга, все подвергавшиеся аэроионотерапии беременные женщины непосредственно во время процедуры ощущали значительное улучшение общего состояния, появление бодрости и свежести. Ряд больных чувствовали появление тепла во всем теле. Почти у всех рожениц со слабой родовой деятельностью отмечалось либо усиление этой деятельности, либо появление таковой, если она прекратилась. В промежутках между схватками, благодаря наступлению успокоения, их клонило ко сну. Несколько рожениц отметили сильное движение плода во время сеанса. В качестве примера приведем две истории родов. Роженица Г., 23 лет, со слабой родовой деятельностью поступила в клинику проф. А.И. Крупского 20 октября 1934 г. со схватками. 21 октября из-за отсутствия схваток выписалась из клиники, 22 октября снова поступила в нее со схватками, которые повторялись каждые 5 мин. В дальнейшем схватки ослабевали и становились реже. Роженица ослабела, измучилась. В 18 ч она была подвергнута аэроионотерапии. Во время и после сеанса схватки становились чаще (через 3—4 мин) и сильней. Роженица чувствовала себя бодрее и веселее. В 18 ч 40 мин начались потуги, ав21 ч 15 мин родился ребенок. Роженица 3., 24 лет, со слабой родовой деятельностью поступила в клинику проф. А.И. Крупского 10 ноября 1934 г. со схватками. 11 ноября схватки стали реже и слабее. Исследование обнаружило: открытие полное, предлежит головка, отошли воды (около 100 мл). Вечером к 18 ч схватки совершенно прекратились. Был применен американский способ, после чего появились незначительные слабые схватки. 12 ноября схватки были слабыми, редкими. Роженица ослабела. Появились гнойные выделения. В 16 ч она была подвергнута аэроионотерапии, после чего схватки усилились и стали чаще. В 19 ч 25 мин начались роды, а в 20 ч 30 мин родился ребенок. Некоторые больные с вялой сократительной деятельностью матки отмечали появление схваткообразных болей. У некоторых при почти полном отсутствии выделений вскоре появлялись, и в довольно значительном количестве, выделения, а затем количество их постепенно уменьшалось. Если выделения были с запахом, то он постепенно исчезал. Непосредственно после сеанса аэроионотерапии авторы могли отметить нараста- 441
ние температуры в продолжение первых 6—10 ч на 0,5°С с последующим постепенным падением до первоначальной, если последняя не превышала нормы. В тех случаях, где до сеанса аэроионотерапии температура была повышена, в течение 1 сут. она падала почти до нормы, оставаясь таковой в большинстве случаев. В отдельных случаях наблюдалось повторение повышения температуры с падением ее до нормы после дальнейших сеансов аэроионотерапии. Со стороны пульсовой кривой изменений под влиянием аэроионов почти не наблюдалось. Кровяное давление, которое обязательно измерялось у всех рожениц до и после аэроионотерапии, в большинстве падало на 5—8 мм непосредственно после сеанса. У больных с послеоперационными инфильтратами или параметритами, страдавших от сильных болей, авторы могли отметить болеутоляющее действие аэроионов отрицательной полярности. Объективно у этих больных почти во всех случаях можно было констатировать уменьшение болезненности при исследовании, уменьшение напряжения стенок живота, уменьшение инфильтратов и быстрое рассасывание экссудатов. Приведем еще несколько историй болезни. Больная М., 20 лет, с послеоперационным параметритом. 13 января больная чувствовала себя плохо, были жалобы на резкие боли внизу живота, главным образом слева, отсутствие аппетита, плохой сон, головные боли, температура достигала 38,3°С, частота пульса 100, пульс среднего наполнения. При пальпации прощупывался инфильтрат, верхняя граница которого лежала ни три пальца выше лобка; инфильтрат был резко болезненным. Слева от матки прощупывался тумор величиной с женский кулак с неясными контурами. От 15 до 21 января больной было назначено шесть сеансов аэроионотерапии, после чего общее ее состояние значительно улучшилось; боли постепенно исчезали, сон и аппетит улучшились. Объективно: инфильтрат довольно быстро рассасывался. 17 января констатировалось значительное уменьшение инфильтрата, а 19 января он совершенно не прощупывался. Рубец операционной раны был мягкий и безболезненный. 26 января больная в удовлетворительном состоянии при нормальной температуре была выписана. Больная Н., 32 лет, с послеоперационным инфильтратом. После операции, произведенной 26 февраля 1935 г. по поводу миомы матки, 5 марта в области верхних швов операционной раны был обнаружен инфильтрат величиной с волошский орех. От 8 до 15 марта было дано четыре сеанса аэроионотерапии, после чего общее состояние больной значительно улучшилось, улучшился также аппетит и сон. Объективно: инфильтрат постепенно и довольно быстро рассасывался, 15 марта констатировалось уменьшение инфильтрата в 2 раза и полное исчезновение болезненности, а 21 марта — полное его исчезновение. Больная в удовлетворительном состоянии при нормальной температуре выписалась. Исследователи пришли к заключению, что метод аэроионотерапии с большим успехом может применяться в акушерской и гинекологической практике. Глазные болезни. У людей, страдающих скрофулезом и туберкулезом легких, часто наблюдается поражение роговицы. Для лечения этих случаев в специальной литературе предлагается большое число методов. Однако эффективного способа лечения подобных тяжелых случаев заболевания еще нет. Воронежские врачи Н.И. Пильман, А.Б. Колмыкова и В.А. Никонов решили испытать лечение аэроионами отрицательной полярности роговицы у скрофулезных и туберкулезных больных. Систематическому лечению аэроионами было подвергнуто 20 стационарных и 6 амбулаторных больных с заболеванием роговой оболочки. Выбор на них 442
пал, с одной стороны, потому, что эти заболевания представляют удобное поле для наблюдений и контроля, тогда как ириты, хориоретиниты дают менее заметные и более тонкие изменения, и эти последние быстрее несут угрозу для зрения; с другой стороны, лечение аэроионами отрицательной полярности кожных заболеваний дает хорошие результаты, а поверхностные слои роговицы (так называемая конъюнктива ее) эмбриологически родственны коже. Это тоже склонило врачей-исследователей принять для лечения кератиты и блефариты. Отбирались тяжелые и продолжительные случаи заболеваний больных, не дававшие благоприятных результатов при применении других методов лечения. По клинической картине и течению все случаи разделились следующим образом: 22 поверхностных кератита; 3 язвенных кератита, осложненных выпадением радужки; один случай паренхиматозного кератита невыясненной этиологии. Среди больных с очаговыми поражениями в легких почти не было; со стороны бронхопульмональных желез наблюдались главным образом явления хронического компенсированного бронхоаденита. Под влиянием аэроионов отрицательной полярности обычно больные отмечали улучшение самочувствия, исчезновение слабости, появление аппетита и пр. В некоторых случаях при аускультации легких наблюдалась переходящая скудная крелитация, исчезающая затем бесследно. Подавляющее большинство лимфаденитов можно было рассматривать как аллергические заболевания. Случаи истинного туберкулеза и поражения желез были единичны. Увеличение желез с ходом лечения уменьшалось и исчезало до нормы с исчезновением воспалительных явлений на слизистых и коже, по мере уменьшения общей аллергии. Что аллергическое состояние под влиянием аэроионов действительно убывает, можно легко проследить, например, по реакции Пирке, которая из гипераллергической экссудативной переходила к концу лечения в нормально аллергический тип с небольшой папулезной реакцией кожи. Скрофулезные сыпи под влиянием аэроионотерапии быстро претерпевали обратное развитие. Это относилось прежде всего к свежим острым сыпям. Мокнущие сыпи подсыхали, явления раздражения прекращались, корочки отпадали, зуд стихал и исчезал. Начало улучшения наблюдалось с четвертого—пятого сеанса аэроионотерапии, иногда с 10-го. Давние сыпи улучшались медленнее. Тургор кожи на ощупь повышался. Наблюдения над состоянием указанных больных позволили отметить, что первые три—четыре сеанса давали легкое повышение температуры у больных, имевших до лечения аэроионами нормальную температуру. При дальнейшем лечении температура всегда приходила к норме, даже в тех случаях, когда до лечения она была повышена. Первые три—пять сеансов не давали изменений в течение глазного заболевания, но на шестом—восьмом сеансе у 18 больных наблюдалось уменьшение светобоязни, слезотечения и т.д. В случаях, осложненных выпадением радужки, глаз становился спокойнее и исчезали боли. У некоторых больных во время лечения появлялись обострения со стороны глазного заболевания! слезотечение, светобоязнь, свежие фликтены, но все эти обострения быстро проходили и сами больные отмечали улучшение как глазного заболевания, так и общего состояния. Одна больная при спокойном состоянии глаза прервала лечение; через 5 дней у нее появилась светобоязнь, слезотечение, свежий инфильтрат; с возобновлением сеансов аэроионотерапии было отмечено быстрое успокоение глаза. Наблюдения показали, что лечение аэроионами дает лучшие результаты при остро протекающих кератитах. Можно отметить, что старые помутнения роговицы, как и следовало ожидать, не улучшаются под влиянием аэроионотерапии. При лечении аэроионами двух больных с блефаритами резкого улучшения не замечалось, но надо отметить, что эти больные прошли курс лечения лишь в 13—15 сеансов. Авторы старались поддерживать связь с больными после окончания лечения и в течение 1 — 1,5 лет не наблюдали у них рецидива заболевания глаз. 443
Итак, из обзора работы Н.И. Пильмана, Е.А. Колмыковой и В.А. Никонова можно сделать следующие выводы. 1. Методика аэроионотерапии не представляет затруднений, аэроионы не вызывают каких-либо раздражений со стороны глаз у больных (светобоязнь, слезотечение и пр.). 2. Наблюдения указывают, что при определенном подборе больных в отношении картины заболеваний глаз и общего состояния организма лечение аэроионами отрицательной полярности может быть ценным вспомогательным средством. Другие заболевания и патолргические состояния. Выше дано изложение результатов, полученных от применения аэроионотерапии при лечении ряда заболеваний разной этиологии и патогенеза. Поскольку аэроионы входят в состав основных метеорологических и климатических факторов, были сделаны успешные попытки лечить аэроионами заболевания, связанные с переменой климата, места жительства и т.п. И. Страсбургер, П. Хаппель, Г. Лямперт и другие получили в этом отношении положительный эффект, особенно при лечении мигреней. Авторы часто отмечали этот эффект у лиц, жаловавшихся на климат: по их словам, уезжая в другие места, особенно в горы, больные неизменно избавлялись от недомогания и становились работоспособными. Это явление приписывалось особенностям местного климата и становилось резко заметным при умственной работе. Весьма хорошо обнаруживается влияние вдыхания искусственных отрицательных аэроионов у людей, жаловавшихся на мигрени. Из опыта они знали, что припадки исчезали во время путешествия, но снова наступали через несколько дней после возвращения. В случае вдыхания отрицательных аэроионов припадки или устранялись вовсе, или протекали легче. Чтобы собрать материалы о влиянии вдыхания на человека аэроионов при отрицательном действии климата, был произведен опрос медицинских сестер больницы. Часть сестер заявила о желании лечиться, не прерывая своей служебной деятельности. Они страдали мучительными мигренями и частыми головными болями, особенно утром после вставания. И в этих случаях удалось получить весьма благоприятные результаты. В отдельных случаях применялось вдыхание аэроионов во время приступов мигрени. У больных создалось впечатление, что вдыхание аэроионов действует смягчающе на приступы. Одна из пациенток, старшая сестра отделения, заявила, что страдает чувством усталости и общей слабостью. Со времени аэроионотерапии она почувствовала себя настолько работоспособной, что после обеда и короткого отдыха могла снова приступать к работе; раньше это было невозможно. По заявлениям большинства пациентов, после вдыхания аэроионов они чувствовали себя физически лучше, свежее и работоспособнее. Влияние отрицательных аэроионов на общее самочувствие человека сходно с влиянием горного климата. Это сходство теперь не кажется удивительным тем, кто знаком с работами метеорологов и климатофизи- ологов, в которых уделяется большое внимание ионному балансу в атмосфере. Теперь известно, что ветер "фен" приносит положительные ионы, вопреки мнению Шторм ван Л евена. По крайней мере, это касается легких аэроионов. Этим дается вполне ясное объяснение его неблагоприятного влияния на общее состояние человеческого организма. Для горной болезни имеет значение соотношение между аэроионами разной полярности. Установлено, что в некоторых горных местностях с увеличением высоты растет и число отрицательных аэроионов. В горных ложбинах число положительных аэроионов значительно превышает число отрицательных. Применить вдыхание аэроионов в качестве акклиматизирующего средства — дело ближайшего будущего. В данном направлении намечаются интересные перспективы. 444
В клинической практике применения аэроионов есть ряд случаев благоприятного действия отрицательных аэроионов на головные боли и мигрени разной этиологии, особенно на мигрени, связанные с климактерическим периодом у женщин. Эти наблюдения получили подтверждение в работе немецких ученых И. Страсбургера и Г. Лямпер- та. Десятки случаев излечения хронических мигреней говорят о стойком и благотворном действии вдыхания аэроионов. Выдержки из нескольких собранных нами кратких записей самих больных характеризуют благотворное действие отрицательных аэроионов. Больная Н., 36 лет. В направлении врача сказано: "Жалобы на повышенную нервную возбудимость, немотивированную смену настроений, часто состояние подавленности, апатии, головные боли неопределенной локализации, особенно после волнений, ощущение спазмы в горле, сердцебиение и замирание в области сердца, повышенная потливость, частые нарушения сна. После пробуждения по утрам отсутствует ощущение отдыха, свежести. Симптомов органического заболевания нервной системы не отмечается. Повышенная возбудимость вегетативной нервной системы: повышенная игра вазомоторов, красный, разлитой, стойкий дермографизм, тремор пальцев вытянутых рук". Приписка больной: "Всего я приняла 15 сеансов аэроионизации по 25 мин каждый. Могу отметить, что после проведенного курса я почувствовала значительное улучшение состояния, сон стал нормальный, головные боли прекратились, нервная система пришла в порядок". Больная В., 42 года: "Я длительное время страдала острыми головными болями и была подвержена частым гриппозным заболеваниям. Прием различных медикаментов против головной боли и гриппа не приносил мне облегчения. Единственным радикальным средством против моих недугов явилось посещение сеансов аэроионотерапии по методу проф. А.Л. Чижевского. По прошествии первой же недели посещения сеансов я почувствовала себя значительно лучше. После первого курса лечения головные боли прекратились, появилась бодрость, улучшился сон и аппетит. Я перестала бояться сквозняков. Повторный курс лечения аэроионами дал мне полное излечение от головных болей. Заболевания гриппом переношу весьма легко, без каких-либо осложнений". Больная Г., 27 лет: "До лечения у меня были сильные головные боли, постепенно охватывающие всю голову, начиная с лобной части, затем теменной и затылочной, вызывающие ослабление памяти, сильный шум в ушах. Иногда наблюдалось сердцебиение и одышка. После 43 сеансов аэроионизации я отмечаю уменьшение головных болей, нет таких сильных приступов, как раньше, реже приступы сердцебиения, одышка стала значительно меньше, могу ходить быстро, чего ранее не могла, общее состояние несравненно лучше, чем до лечения, больше бодрости, трудоспособность возросла". Больная Т., 52 года: "Я начала посещать лечение аэроионизацией 14 января 1951 г. У меня были сильные головные боли, чувствовала большую усталость, мучили кошмарные сны. После регулярного посещения сеансов аэроионотерапии головные боли почти исчезли, пропала усталость и не снятся кошмары". Больная К., 69 лет: "С 1953 г. я себя очень плохо чувствовала: ежедневные головные боли, слабость, бессонница, сильно меня беспокоили. Я приняла 32 сеанса аэроионотерапии и почувствовала себя здоровой. Хорошее самочувствие длилось около 2 лет. В этом году, начав мучиться бессонницей и головными болями, я снова приняла 30 сеансов аэроионотерапии и после этого снова почувствовала себя хорошо". Больная Г.,61 год: "Головная боль, головокружение, быстрая утомляемость. Часто беспокоили боли в животе, постоянные запоры. Плохой сон и аппетит. Частые обострения воспаления почек, боли в поясничной области, белок в моче. После курса 445
аэроионотерапии состояние здоровья улучшилось. Головные боли прекратились, аппетит и сон хорошие. Головокружения бывают реже. Болей в животе не ощущается, запоров нет. Боли в поясничной области изредка еще бывают. Исследование мочи после 18 сеансов показало отсутствие белка". Больная П., 60 лет: "До лечения аэроионами у меня были сильные головные боли, кружилась голова, дрожали руки. После месячного лечения головные боли стали значительно слабее, шумы в голове уменьшились, но оставались еще боли с правой стороны (висок). Все же здоровье значительно улучшилось, нервная система пришла в порядок, руки стали спокойнее". Больная Е., 55 лет: "До лечения я чувствовала себя очень слабой и страдала частыми головными болями. После лечения аэроионами отрицательной полярности головные боли прекратились. Быстро засыпаю, ночью не просыпаюсь. Раньше была.у меня одышка — теперь она прошла, чувствую себя значительно бодрее". Больная А., 58 лет: "До лечения аэроионами чувствовала сильную слабость, быстро утомлялась, при ходьбе появлялась одышка, аппетит отсутствовал, выделялось большое количество мокроты и слизи из носа, сильный кашель. После 20 сеансов чувствуется улучшение — одышка слабее, мокроты и слизи из носа стало значительно меньше, аппетит улучшился, кашель тоже проходит". Больная М., 53 года: "До лечения были ежедневные сильные головные боли, одышка, бессонница, отсутствие аппетита, перебои и ослабленная работа сердца, к концу дня сильная усталость, боли в ногах. После 30 сеансов аэроионотерапии — полное исчезновение головных болей, прекрасный сон, аппетит, бодрость, улучшенная сердечная деятельность. Проще говоря, полное урегулирование деятельности всего организма и восстановление нормального его состояния". Больная Л., 56 лет: "Я страдала частыми головными болями, головокружением. Быстро утомлялась, был плохой сон, боли в груди и предплечье, шелушение кожи. После сеансов аэроионотерапии отмечаю резкое улучшение: головные боли стали очень редкими и менее сильными, обхожусь без лекарств, головокружение тоже очень редко, сплю хорошо и много, боли в груди почти не замечаю, шелушение кожи прошло через 5 сеансов. Всего приняла 19 сеансов аэроионизации". Рядом наблюдений было твердо установлено благоприятное действие аэроионизации при насморках атрофических и гипертрофических, острых, подострых, хронических и др. Поражение слизистой оболочки в этих случаях хорошо поддается лечению отрицательными аэроионами. Такого рода наблюдений было немало. Слизистая оболочка носа весьма чувствительна к аэроионотерапии. И. Страсбургер и Г. Лямперт наблюдали случаи излечения гнилостного насморка с помощью отрицательных аэроионов. Исходя из этого наблюдения, они предприняли специальную серию изысканий в этом направлении и подтвердили свое первое наблюдение на многих десятках случаев. Из 81 пациента 50% больных получили полное клиническое выздоровление, у 25% больных состояние здоровья значительно улучшилось и у 25% больных в состоянии здоровья изменений не произошло. Нужно иметь в виду, что эта форма насморка сопровождается целым рядом тяжелых субъективных и объективных симптомов и с трудом поддается лечению. Постоянное истечение из носа гнойных выделений, головные боли, общая разбитость, плохой сон — все эти симптомы в ряде случаев постепенно исчезают. Значительно позже (1948) ленинградские врачи С.С. Гробштейн и М.Э. Керсанов получили стойкий положительный эффект при лечении отрицательными аэроионами того же заболевания. 446
Многочисленные наблюдения над кожными заболеваниями, особенно связанными с болезнью обмена веществ, эндокринных желез, вегетативной нервной системы, с аллергическими состояниями, говорят о том, что в данных случаях аэроионы облегчают страдания или приносят полное выздоровление. Полезно не только давать больному вдыхать ионизированный воздух, но и бомбардировать тот или иной участок его кожи потоком ионизированного воздуха. В ряде случаев весьма успешно аэроионной бомбардировкой излечиваются кожные заболевания, зуды и экземы. Неплохо поддается аэроионотерапии кожный зуд, особенно с области половых органов, где нельзя применять рентгенотерапию. Хорошо излечиваются и экземы в этих областях. Приведем примеры лечения экземы. Больная М., 30 лет, страдает экземой рук несколько лет, все методы лечения и рентгенотерапия дают рецидивы, особенно при смачивании. Помимо экземы рук, имеется жестокая общая экзема от лица до половины туловища, с сильнейшим зудом. Общее и местное лечение безрезультатны; упорная бессонница. После 4 сеансов аэроионотерапии сыпь на лице и туловище стала уменьшаться. После 8 сеансов на туловище и лице экзема исчезла; на руках остались следы (С. А. Фигуровский). Больная К., 42 лет, обратилась к автору этой книги с диагнозом: мокнущая экзема верхних век и краев век, блефарит, очень частые обострения. Это вызывало ощутимый отек всего лица. Первый сеанс аэроионотерапии в течение 25 мин к вечеру дал незначительное улучшение, боли и жжение уменьшились; второй сеанс — отечность на лице и веках уменьшилась; третий сеанс — дальнейшее улучшение состояния больной. После четырех сеансов аэроионотерапии отечность на лице и зуд исчезли, а также исчезли мокнущие участки на верхних веках. С тех пор прошло несколько лет и заболевание не повторилось. Известно много случаев лечения аэроионами фурункулеза, особенно множественного. Есть многочисленные наблюдения о быстром действии аэроионов отрицательного знака на крапивную лихорадку как острую, так и хроническую (Б.М. Прозоровский). Есть случаи благоприятного влияния аэроионов на нервные болезни. Ночное недержание мочи излечивается аэроионами в подавляющем большинстве случаев. От указанного заболевания у С.А. Фигуровского аэроионотерапией лечилось около 100 чел. Приведем два примера. Ребенок 1,5 лет упал с кровати, и у него началось дневное недержание мочи. Днем ходил в мокром белье, а ночью спал сухой. Мать думала, что ребенок шалит, и несколько раз наказывала его, но наказания не помогли. После четырех сеансов аэроионизации все пришло в нормальное состояние. Ж е н щ и н а, 75 лет, с сердечной декомпенсацией, страдала ночным недержанием мочи, причем мочилась по 4 раза за ночь. После трех сеансов ей стало лучше; после 10 сеансов больная, чувствуя потребность мочиться, просыпалась. В дальнейшем осталась лечиться от декомпенсации сердца и, несмотря на мочегонные и сердечные средства, повышающие значительно отделение мочи, ночью своевременно вставала мочиться. По данным С.А. Фигуровского, ишиас, не уступавший обычным процедурам, поддается аэроионотерапии. Особенно хорошо действу ют отрицательные аэроионы в хронических случаях. 447
Приведем несколько примеров. Б о л ь н о й, 33 года, сторож. Заболел весной ишиасом, долго лечился физическими методами, но безрезультатно. Ходил с костылем. Сеансы аэроионизации начались в июне: через 6 дней пришел уже без палочки, еще через 5 дней мог бегать, а еще через 1 мес. почувствовал себя здоровым. Больная 35 лет, санитарка. Явилась на лечение с болями в пояснице и в правой ноге; боли были очень сильные. После пяти сеансов наступило улучшение, а затем снова начался приступ боли, опухли колени. Была положена на койку. После двух недель аэроионотерапии боли остались только в одном колене. Можно указать на аэроионотерапию неврозов, реактивных состояний, циклотимии и истерии. Результаты лечения в этих случаях следует считать удовлетворительными. Но эти заболевания часто требуют длительного лечения, за очень небольшим исключение, когда после нескольких сеансов наступает улучшение. Вот примеры, заимствованные из наблюдений С.А. Фигуровского. Б о л ь н а я, 39 лет, учительница. Болеет истерией, которая выражается у нее, помимо общей нервозности, в упорных истерических рвотах. Рентгеноскопия показала опущение желудка. В прошлом — тяжелые переживания, потом вторично психическая травма 3—4 года назад, после чего появились фонтанные рвоты. Неохотно согласилась на лечение, считая его "странным", не веря, что оно поможет. Через три сеанса рвоты, к удивлению самой больной, исчезли и уже больше не повторялись. Больной, 27 лет, хронометражист шахты. У него невроз циклогимического типа на почве переутомления, с приступами тахикардии и большого беспокойства. Был две недели в Кисловодске, уехал, будто бы стало хуже с сердцем. Лечился безрезультатно шейным воротником по Щербаку и соленоидом д'Арсонваля. После трех недель аэроионотерапии почувствовал себя хорошо. Сначала хорошее состояние появлялось на несколько часов, потом на несколько дней, а затем установилось. Работает. Б о л ь н о й, 45 лет, инженер. Острый травматический невроз после автомобильной катастрофы, неврастеник. Отчаянные головные боли, невозможность сосредоточиться, большое беспокойство и мысли, что навсегда потерял трудоспособность. Лечился бромидами, ваннами и т.д., затем направлен для лечения аэроионами отрицательной полярности. После 10 сеансов головная боль исчезла, появился подъем духа, справился с мыслями, пошел на свою работу и работает до сих пор, хотя перенес снова психическую травму. Больной Д., 42 лет: "Заболел 16 мая после больших служебных неприятностей и переутомления. У меня неожиданно очень сильно заболела голова, и я потерял сознание, частично отнялась правая сторона. Это состояние длилось недолго. Я лежал в больнице, и остаточные явления крайне меня мучили: головные боли, постоянная бессонница, неудобства и боли в ноге и руке, трудно было писать, рука дрожала. 30 июля я начал принимать сеансы аэроионотерапии в областной больнице. Уже через пять сеансов все указанные явления стали значительно менее резко выраженными, а после 10 сеансов прошли почти совсем. Сон наладился, нервное возбуждение пропало, боли и неудобства в ноге и руке прошли, и я чувствую себя несравненно лучше, чем до лечения аэроионами". Больной Д.,25 лет, токарь: "6 июля 1953 г. я получил травму головы на производстве, и врачи нашли сотрясение мозга. С момента травмы почувствовал очень сильную головную боль, которая перешла в боль в позвоночнике, а затем в левой ноге. В больнице я пролежал около 70 дней. Боли не уменьшались, начались сильные головокружения, потерял трудоспособность. В январе мне были назначены сеансы аэроионо- 448
терапии. Всего принял 14 сеансов по 15 мин каждый. К концу лечения я почувствовал себя хорошо, боли в голове, спине и в ноге совершенно прошли. Работоспособность моя полностью восстановилась. После окончания курса аэроионотерапии прошло уже более года, и я чувствую себя очень хорошо". Имеются данные, подтверждающие благотворное действие отрицательной аэроионотерапии при депрессивных состояниях. Эти наблюдения дают основание испытать метод аэроионизации в клиниках для нервно- и душевнобольных. Часто наблюдалось благотворное влияние аэроионов при лечении бессонницы, причины которой лежали в повышенном возбуждении нервной системы. В целом ряде случаев был получен явно удовлетворительный эффект. Целебное действие аэроионов отрицательного знака на сон сказывалось нередко уже после одного-двух сеансов и удерживалось по 2—3 недели. Больная Т,48 лет: "До лечения аэроионами у меня были сильные головные боли, частое сердцебиение с болями в области сердца, одышка, отсутствие нормального сна (спала по 3—4 ч в сутки, не более) и аппетита. После пяти сеансов аэроионотерапии сон стал заметно улучшаться и затем восстановился полностью, головные боли исчезли, одышка прошла, пропала также и быстрая утомляемость, сердцебиение и боль в области сердца прекратились. Общее состояние и трудоспособность восстановились полностью. Всего приняла 40 сеансов аэроионизации". Больной Е., 30 лет: "В течение последних лет страдал тяжелой формой бессонницы, приходилось часто принимать снотворные, которые последнее время уже перестали на меня действовать. В Караганде я обратился в кабинет аэроионотерапии областной больницы и получил 16 сеансов. Могу отметить улучшение общего самочувствия и резкое улучшение сна: засыпаю очень быстро и сплю крепко по 7—8 ч в сутки. Особенно хочу отметить факт быстрого засыпания, чего до сеансов у меня никогда не было". Больная Ч., 42 года: "До лечения аэроионами я страдала головными болями, бессонницей, вялостью, слабостью. После 15 сеансов почувствовала себя намного лучше, головные боли стали меньше и реже, слабость в организме также уменьшилась, самочувствие бодрое. Лечение продолжается". Эти наблюдения подтверждаются работами А. Денье, О. Люмьера (Франция), ван Обеля (Голландия) и другими, применявшими аэроионотерапию для лечения расстройств механизма сна. То, что аэроионы в зависимости от знака и дозы различно действуют на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, было давно экспериментально установлено рядом исследователей. Еще в 1932— 1935 гг. Е.И. Пасынков с успехом применил небольшие дозы отрицательных аэроионов при ряде сердечных синдромов, кардиосклерозе, болезни миокарда, поражении клапанов сердца, сердечной астме, грудной жабе и получил заметный положительный результат на 50 больных. Изменения в сторону улучшения были обнаружены на частоте дыхания, пульса, артериальном давлении, уменьшении болей в области сердца и некотором уменьшении частоты приступов сердечной астмы и грудной жабы. Этот вопрос требует дальнейших клинических исследований. Французский клиницист А. Денье начал применять отрицательные аэроионы для лечения приступов подагры, и эта попытка увенчалась успехом. Имеется несколько случаев удачного лечения болезней крови отрицательными аэроионами. Случаев этих недостаточно, чтобы сде- 449 29 -792
лать какие-либо окончательные выводы, но кратко остановиться на них следует. Есть основания полагать, что некоторые заболевания крови будут излечиваться аэроионами благодаря специфическому регенеративному действию их на кроветворные органы. Коснемся бегло лечения хронической малярии аэроионами отрицательного знака. Поскольку эта болезнь сопровождается поражением крови, постольку было интересно проследить за ходом лечения маляриков аэроионами. Материала наблюдений С.А. Фигуровского недостаточно — 10 больных, страдающих хронической малярией. В семи случаях после 1 —2-месячного лечения отрицательными аэроионами был получен благоприятный результат, стойкий, без рецидивов,' а в остальных случаях — результат неопределенный. Но указанные семь случаев дали настолько ясный эффект выздоровления, что заставляют бегло коснуться теоретической стороны этого вопроса. В крови малярика происходят сложные физико-химические процессы благодаря присутствию плазмодиев. Внедрение плазмодиев в эритроциты, их разбухание, нарушение обмена и другие явления влияют на физико-химические процессы в крови. Многие ученые считают, что активная реакция крови играет очень существенную роль при малярии. Сдвиг в кислуюсторону активизирует инфекцию, в щелочную — тормозит ее. Была даже предложена алкалинотерапия малярии с помощью значительных доз соды (Гелядов). Отрицательные аэроионы увеличивают в крови число щелочных ионов. Это должно отразиться на жизненных отправлениях плазмодиев. В самом деле, уж не благодаря ли сдвигу активной реакции крови возникает благоприятный эффект при применении отрицательных аэроионов для лечения малярии? Нельзя не указать, что самым обширным приложением аэроионотерапии должна стать область многих острых инфекционных заболеваний. Известно, что аэроионы действуют на микроорганизмы. Это доказано рядом исследований. В зависимости от полярности аэроионов и их дозы получается тот или иной результат — стимуляция роста и изменение вирулентности бактерий. В опытах с инфицированными животными и птицами были получены чрезвычайно важные положительные результаты. Наблюдения над течением инфекционных заболеваний у человека (пневмония, корь, ангина, дифтерия, рожа и др.) дали в ряде случаев эффективный результат. В этой сфере обширное поле для исследовательской деятельности клиницистов (С.С. Лебединский, А.А. Соколов и др.). Говоря об инфекционных заболеваниях, нельзя не упомянуть о попытке применять отрицательные аэроионы к повышению агглютинационноготитра у иммунизированных животных. Исходя из предположения, что ионизированный воздух может также влиять на организм в направлении активирования противотел, врачи Д.Э. Беленький, Н.Н. Попова и Е.И. Пасынков подвергали кроликов, иммунизированных \пнерпой и тифозной вакцинами, действию аэроионов. Отрицательно ионизированный ио.иух был применен через 3 недели после окончания иммунизации, когда агглютинационныи титр уже упал. Материалы этих опытов показывают, что у всех кроликов уже через 4 ч после первого сеанса наблюдалось повышение агглютинационного титра. Это повышение нарастало после второго и третьего сеанса, причем у одних кроликов агглютинационныи титр увеличился в 4 раза, у других — в 8 раз по сравнению с титром тех же животных до сеансов. Интересно отметить^ что у одного кролика, иммунизировавшегося всего л ишь 450
однократным введением 0,5 см тифозной вакцины, было получено увеличение агглютинационного титра в 8 раз. Исследования агглютинационного титра на протяжении 25 дней после последнего сеанса показали, что титр остается повышенным в течение 10 дней после прекращения сеансов аэроионизации, а затем начинает снижаться. Можно предполагать, что комбинирование вакцинации и других профилактических мероприятий с активирующим действием ионизированного воздуха дало бы хорошие результаты. Явление нарастания агглютинационного титра под влиянием аэроионов может быть практически использовано при иммунизации и гипериммунизации мелких и крупных животных с целью получения иммунных сывороток высокого титра. Весьма возможно, что применение ионизированного воздуха позволит значительно сократить продолжительность процесса иммунизации и рационализировать производство лечебных сывороток. Как видим, поле применения отрицательных аэроионов в медицине весьма обширно. Конечно, это не универсальный метод лечения, и далеко не все заболевания поддаются излечению этим методом. Но и в том объеме, который имеется сейчас, данный метод является ценным средством, призванным облегчать и излечивать многочисленные человеческие страдания, часто мучительные и тягостные как для самого больного, так и для окружающих. Большой медицинской проблемой нашего времени является вопрос, как укрепить здоровье и сохранить жизнь тем 7—10% неполноценных слаборожденных и недоношенных младенцев, из которых должны вырасти здоровые люди. Мы уже видели, что аэроионы оказывают своеобразное нормализующее действие, стимулируя органы, находящиеся в состоянии гипофункции, к поднятию их деятельности. Опыты с животными, птицами, растениями и семенами, многочисленные наблюдения над людьми иллюстрируют это явление. Особенно заметно это стимулирующее действие на молодых организмах, находящихся в периоде роста. Поэтому, быть может, нигде применение аэроионов не получит такого решающего значения, как в клинике детских болезней вообще и в клинике болезней раннего детства в частности. То, что растущие детские организмы реагируют на аэроионы, прекрасно видно из опытов французского биофизика Ф. Влеса по изучению действия на рост грудных детей электрической изоляции от почвы или металлической связи с нею. Как было показано, при изоляции от земли организм находится под преимущественным воздействием отрицательных ионов воздуха, при заземлении — под преимущественным воздействием положительных аэроионов. Первый опыт Ф. Влеса был проведен в Страсбурге с шестью грудными младенцами, вполне нормальными, в возрасте от 1 до 7 мес. Приспособление для исследования состояло из деревянной рамки, к которой на изолирующих шнурках, смазанных парафином и пересеченных изоляторами из пирекса, подвешивались корзины с детьми. Для того чтобы устранить причины ошибок, которые могли возникнуть вследствие неравенства в режиме разных детей и общих внешних условий, наблюдения проводились следующим образом. Трое из детей в течение 8 дней были изолированы от земли, в то же самое время трое других детей были заземлены в течение 8 дней, а потом были изолированы от земли. Каждого ребенка сравнивали по массе во время обоих 451
P po ВРЕМЯ, СУТ Рис. 143. Влияние изоляции / и заземления // грудных детей на динамику их роста (по Ф. Влесу) 13, 6, 10 — дети сначала изолированы, затем заземлены; 8, 5, 11 — дети сначала заземлены, затем изолированы последовательных периодов с его первоначальной массой. Заземление производилось с помощью гибкого позолоченного галуна, металлически соединенного с землей; у изолированных детей кольцо из такого же свободного галуна было надето на лодыжку. С другой стороны, время от времени измерялась разница потенциалов между телом детей и землей. В этом опыте степень естественной аэроионизации была относительно высокой. Результаты опыта показывают двойную эволюцию динамики роста; каков бы ни был порядок, в котором следовали один за другим эти два условия, все шесть детей обнаружили во время изоляции в период сильной ионизации воздуха увеличение в массе, их общий рост оказался большим, чем при соединении с землей (рис. 143). Второй опыт, осуществленный Ф. Влесом позднее, осенью, с другими детьми, совпал, наоборот, с периодом слабой естественной аэроионизации. Как и нужно было ожидать, в этом опыте различие в массе по сравнению с первым опытом было значительно слабее. Из этих опытов видно, с какой исключительной чувствительностью растущий организм отзывается на электрические явления внешней среды. Надо научиться управлять электрическим состоянием внешней среды и направлять действие аэроионов в желательную сторону. Обратимся к вопросу помощи недоношенным и слаборожденным детям. Анализируя их физиологическое и патофизиологическое состояние, легко показать, что борьба с такими 452
частыми у недоношенных и слаборожденных детей явлениями, как асфиксия, может, по- видимому, успешно вестись с помощью аэроионов отрицательной полярности. Хотя вопрос о природе детской асфикции еще не решен окончательно и есть авторы, которые причину асфикции склонны объяснять незрелостью дыхательного центра (Петер) , тем не менее и в этом случае аэроионы гуморальным путем могут воздействовать на функциональное состояние центральной нервной системы, что было с достаточной убедительностью установлено рядом исследователей. Изучение пневмограмм показало, что под действием отрицательно ионизированного воздуха дыхание становится более ритмичным и вдох более глубоким. Отрицательные ионы воздуха в достаточных концентрациях повышают легочный газообмен. Поглощение кислорода и выделение углекислоты увеличиваются по сравнению с контрольными данными. Отрицательные аэроионы повышают в среднем поглощение кислорода на 20% и выделение углекислоты на 14%. Изложенные выше факты говорят о необходимости изучения возможности применения метода искусственного ионизирования воздуха при явлениях асфиксии у недоношенных и слаборожденных детей. Наравне с асфиксией и пониженным газообменом у недоношенных и слабых детей часто имеют место состояния так называемой детской атрофии или декомпенсации. Это состояние характеризуется резким понижением всех жизненных функций и, особенно, тяжелой формой хронического расстройства питания, заболеваниями пищеварительного аппарата, кожи, органов дыхания и систематическим падением массы при достаточно хорошем аппетите. Чем младше ребенок, тем опаснее состояние атрофии. Медленное нарастание массы и роста у детей раннего возраста, расстройство питания и другие сопутствующие явления наблюдаются вследствие гипотрофии или дистрофии при недочетах в питании или при хронической инфекции. Имеются все основания предполагать, что и в этих случаях аэроионы отрицательной полярности могут оказать мощное терапевтическое воздействие на ребенка, подобно тому как они воздействуют на слаборожденных, неполноценных молодых животных. Естественное понижение иммунитета у грудных детей, будучи явлением весьма частым, влечет за собой развитие острых или хронических инфекций. Планомерную борьбу с этим явлением также следовало бы начать с помощью применения аэроионов. Аэроионы отрицательной полярности повышают защитные свойства, предупреждают инфекцию или помогают бороться с ней. Полеты на значительных высотах вызывают у человека вследствие разрежения воздуха патофизиологические явления: нарушение функций дыхательного аппарата, сердечно-сосудистой системы, зрения и т.д. Основной причиной этих многообразных нарушений являются замедление легочного газообмена, уменьшение силы дыхательных мышц и в результате кислородное голодание. Работы многих исследователей показали, что аэроионы в известных концентрациях интенсивно влияют на дыхательный аппарат и легочный газообмен. Надо полагать, что насыщение аэроионами отрицательного знака воздуха кабин самолетов или кислорода, подаваемо- 453
го из баллона в дыхательную маску, не может не отразиться на сглаживании указанных патофизиологических явлений. Электроэффлювиальный метод получения отрицательных аэроионов дает возможность с помощью несложной, дешевой, маловесной, почти не подверженной амортизации и не требующей особого ухода аппаратуры насыщать воздух любого закрытого помещения аэроионами отрицательной полярности в необходимой концентрации. Аппаратура для ионизации воздуха может быть применена на любом самолете независимо от его размера и формы. Особо важное значение приобретает аэроионизация герметических пассажирских кабин и помещений для пилотов в связи в тем обстоятельством, что коэффициент унипо- лярности в этих случаях всегда достаточно велик. В таких условиях легко развиваются усталость, утомление, слабость, вялость, головные боли, тошноты и т.д. Аэроионифицировать кабины самолетов было предложено автором книги еще в 1936 г. К.Э. Циолковский, ознакомившись с работами автора, еще в 20-х годах предвидел применение аэроионов в астронавтике. В процессе физиологических исследований и клинических наблюдений было констатировано, что отрицательные аэроионы уменьшают утомляемость и усталость, сокращают время отдыха и способствуют быстрому восстановлению трудоспособности, создавая бодрый нервно- психический тонус. Бодрящее и освежающее действие отрицательных аэроионов было впервые обнаружено в исследованиях автора этой книги очень давно. В 1931 г. П. Хаппель писал, что при работе с аэроионами наступали явления то усталости и вялости, то свежести и бодрости. "Теперь, — говорит он, — можно считать установленным, что первое бывает обычно при вдыхании положительных аэроионов, а второе — при вдыхании отрицательных аэроионов". Имеются ли здесь явления неглубокого, так сказать, "поверхностного" явления, типа "взбадривания", или, наоборот, под влиянием вдыхания отрицательных аэроионов наступают глубокие физико-химические сдвиги в организме, способствующие более быстрой ликвидации утомления и не вызывающие никаких побочных расстройств? В то время как свежая мышца по своей природе слабощелочная, химический анализ усталой мышцы показывает ее значительную кислотность. Пехштейн доказал сдвиг активной реакции в кислотную сторону тканевого сока, полученного из утомленной мышцы. В момент сокращения мышцы образующаяся молочная кислота приводит некоторую часть белка к состоянию его изоэлектрической точки, т.е. уменьшает ионизацию коллоидов мышечной ткани (Мейергоф). Одновременно повышается кислотность крови и падает ее резервная щелочь вследствие связывания щелочных ионов молочной кислотой, количество которой возрастает во время работы. При умственном утомлении, как известно, увеличивается количество фосфорной кислоты. Отрицательные аэроионы несколько ощелачивают кровь и тканевые соки, причем, чем сильнее сдвиг активной реакции в кислую сторону, тем больший эффект сдвига вызывают отрицательные аэроионы. Это явление имеет тем большее значение, что изоэлектрическая точка мышечных коллоидов под действием отрицательных аэроионов также сдвигается в кислую сторону (Л.Л. Васильев, Е.Э. Гольденберг, А.Л. Чижевский, В.И. Гусева, В.Н. Бартенев). Иными словами, число щелочных ионов, несущих отрицательный заряд, увеличивается и 454
общее содержание кислорода в крови возрастает. В то же время известно, что чем лучше снабжаются кислородом мышцы, головной и спинной мозг работающего человека, тем лучше он сопротивляется наступлению утомления и тем скорее проходит уже наступившее утомление. Известно, что гемоглобин является Ямфотерным электролитом и всегда частью отрицательно ионизирован. Изменение реакции среды в щелочную сторону увеличивает количество анионов гемоглобина, имеющих исключительное сродство к кислороду Опыты давно уже показали, что отрицательные аэроионы повышают легочный газообмен. Исследования В.Г. Куневича и других полностью это подтвердили. Твердо установлено, что при работе как физической, так и умственной максимальное кровяное давление возрастает, равно как и пульсовое давление. Чем тяжелее работа и чем меньше тренировка, тем более возрастает максимальное кровяное давление. Ионы воздуха отрицательной полярности, как мы уже видели, снижают максимальное давление, что твердо установлено многими отечественными и иностранными исследователями. Снижение давления часто наступает во время сеанса вдыхания отрицательных аэроионов. Наконец, одним из тестов, измеряющих степень утомляемости, является притупление психофизических реакций, в частности внимания. Число ошибок под влиянием вдыхания отрицательных аэроионов заметно уменьшается. Из всего изложенного надо сделать заключение, что аэроионы отрицательного знака являются не "взбадривающим" фактором, а агентом, влияющим на глубокие физико-химические процессы в организме и помогающим организму быстро нормализовать, выравнивать свои функции, бороться с неблагоприятными для жизнедеятельности уклонениями. Надо полагать, что в области физкультуры и спорта искусственные аэроионы могут получить применение после того, как высказанные положения подтвердятся в последующих специальных опытах. В спорте когда человек борется за каждый метр или каждую секунду, выносливость организма надо поддерживать любыми средствами и стараться создать условия, максимально благоприятствующие полноценному отдыху. Можно указать, что некоторые виды спортивных состязаний особенно нуждаются в методах подобного рода. К ним можно отнести альпинизм, где явления утомления обнаруживаются особенно ясно, полеты на большие расстояния без посадки, когда летчики принуждены бодрствовать в течение 2—3 сут. и т.д. Что касается помещений для физкультуры, то здесь не исключена возможность насыщения воздуха искусственно полученными аэроионами, которые создадут условия, приближенные к деревенскому или морскому воздуху. Благотворная роль отрицательных аэроионов для здоровья организма в настоящее время не вызывает сомнения. Все изложенное выше наводит на мысль о том, что аэроионы отрицательной полярности могут сыграть далеко не последнюю роль в деле уменьшения утомляемости во время работы как рабочих, занятых физическим трудом, так и работников умственного труда. Постоянное насыщение воздуха рабочих помещений аэрионами невысоких 455
"естественных" степеней или пребывание утомленных людей во время отдыха в аэроионифицированных помещениях может стать одним из методов борьбы с утомляемостью, способствующим повышению производительности труда. Экономическое значение данного метода может быть очень велико, ибо затрата электроэнергии на аэроионифика- цию совершенно ничтожна и приравнивается к горению небольшой электрической лампочки. Также ничтожна амортизация аэроионифи- кационной аппаратуры, которая может служить многие годы. Начиная от школьных помещений, классов, аудиторий, залов отдыха, залов для гимнастики и физкультуры и кончая кабинетами ученых и государственных деятелей, залов заседаний, аэроионы как естественный фактор, снижающий утомляемость и повышающий внимание, могут найти самое широкое применение. Кондиционированный воздух позволяет централизованно включать аэроионы во время сна, что должно способствовать более полноценному отдыху всего организма. Японцы и американцы занимаются вопросом действия аэроионов на утомляемость. Н. Сугиока (Япония) еще в 1936 г. выяснил действие отрицательной аэроионизации на утомляемость при работе команды на кораблях военно-морского флота. Чебб (США) в 1938 г. показал, что ионизированный воздух способствует снижению утомляемости и стимулирует сопротивляемость простудным заболеваниям у служащих Питтсбургской телефонной станции. Таких примеров можно привести много. VIII.3. АЭРОИОНОПРОФИЛАКТИКА При изучении истории проблемы аэроионификации пришлось поднять архив различных наблюдений, опытов и высказываний о роли естественных аэроионов той или другой полярности в жизнедеятельности организма. Материал такого рода, разбросанный по различным журналам и монографиям, оказался значительным. Говоря о действии естественных аэроионов, нельзя обойти молчанием работы С. Дорно. В своих трудах он уделяет большое внимание ионизации воздуха как вне помещений, так и внутри их. Измерения ионизации воздуха во время ветров, особенно фена, и при других метеорологических явлениях дали небезынтересный материал. Эти работы касались проблемы физиологического действия атмосферного электричества. Интересны его работы, выполненные совместно с Лемайером, по изучению климата Асуана. Песчаные бури, там наблюдаемые, возбуждают сильную электризацию воздуха с изменяющейся полярностью. Сильная электризация песка вызывает атмосферные разряды и различные электрические и магнитные нарушения земного поля. Песчаные бури Сахары регистрируются за сотни километров магнитоэлектрическими приборами. Больные люди во время такого рода бурь нервничают и жалуются на различные недомогания. Возникающие в громадных количествах при песчаных бурях положительные псевдоаэроионы оказывают, несомненно, болезнетворное действие на организмы. Это было многократно констатировано указанными авторами во время их тщательных и длительных наблюдений. Изменение в электрическом состоянии атмосферы влечет изменения в электрических функциях организма. Систематически изучая электропроводность атмосферы и электропроводность человеческого тела, П.Б. Гюбер еще в 1918 г. пришел к заключению, что указанные явления идут параллельно одно другому. Его наблюдения были 456
выполнены на достаточно большом материале и с такой точностью, что исключали возможность случайных совпадений. М. Дугге в 1928 г., а затем Ф. Влес и М. Жекс полностью подтвердили данные П.Б. Гюбера. Ряд наблюдений и исследований в области климатического значения униполярных аэроионов произвел французский климатолог М. Пьери. На основе советских научных источников он в 1929 г. организовал обширные наблюдения за соотношением между естественной аэроионизацией и состоянием здоровья человека, особенно при легочном туберкулезе. М. Эмес в специальной монографии уделяет внимание влиянию атмосферного электричества. И. Губачек среди всех метеорологических факторов особое место отводит атмосферному электричеству и его влиянию на больные организмы, на хроников, при болезнях двигательного аппарата, воспалительных процессах слизистых оболочек, легочном туберкулезе, диабете, склерозе почек и бронхиальной астме. Интересны обширные наблюдения Е.И. Ласло, произведенные им над 500 больными с различными хирургическими заболеваниями: хроническими параметритами, незаживающими послеоперационными швами, глубокими повреждениями костей и мышц и т.д. В 80% всех случаев больные оказались явно чувствительными к изменениям в электрическом состоянии внешнего воздуха. 3. Дальмади развивает ту мысль, что пертурбации в ионном режиме атмосферы имеют огромное значение при заболеваниях слизистых оболочек дыхательных путей. К объяснению причин болезней, связанных с погодой, Г.И. Шмит назвал атмосферное электричество и пытался показать, что нервная система реагирует в первую очередь на ход изменения элементов атмосферного электричества. Е. Фритше придавал большое значение внезапным колебаниям в атмосферном электричестве в патогенезе апоплексии и закупорки сосудов. В том же направлении отметим работы X. Штенгеля и ИЛ. Бур- хардта. Последний в ясной форме ставил вопрос о связи указанных явлений с резкими колебаниями числа и знака аэроионов. Е. Беттман показал на капиллярофотограммах изменения диаметра просвета капилляров слизистой оболочки губ при приближении грозы. Говоря о связи ревматических явлений с переменами погоды, Р. Фейге и В. Фрейнл указывали на возможное влияние атмосферного электричества на электрические функции клеток. Они ссылались на фундаментальные работы известного биофизика Р. Келлера (Прага) в области электростатики клетки. Электростатические процессы в живых клетках, по его мнению, должны стоять в определенной зависимости от электрического заряда воздуха. Можно указать на работы врача Г. Шерера о действии аэроионов на больных. Однако его наблюдения находились в противоречии с наблюдениями почти всех исследователей о благотворной биологической роли именно отрицательных аэроионов. Есть основания думать, что методика измерения проводимости воздуха в работе Г. Шерера была неточна. Ф. Влес в сотрудничестве во своими учениками (А. де Кулон, А. Уго, А. Гроссман, М. Жекс) организовал и осуществил опыты, имевшие для развития проблемы аэроио- нификации большое значение. Во-первых, Ф. Влесу удалось в целом ряде экспериментов доказать, что живые организмы далеко не безразлично относятся е естественным аэроионам. Во-вторых, он установил в специальных опытах тот факт, что целый ряд патологических явлений тесно связан с заземлением организма. В 1931 г. были опубликованы работы Ф. Дессауэра о возможности медицинского применения искусственного "униполярно заряженного воздуха", т.е. униполярно заряженных частиц, полученных распылением патрона из прессованной окиси магния. Некоторые утверждения, сделанные в работе Ф. Дессауэра и его сотрудников А. Яниц- кого, Н. Володкевича, были в дальнейшем опровергнуты. Ошибочными оказались взгляды Ф. Дессауэра о том, какие аэроионы оказывают на организм большее или меньшее действие — аэроионы легкие, тяжелые или средние. Утверждение об аэроионах средней величины и подвижности (псевдоаэроионах) как об активном биологическом деятеле и 457 30—792
умаление биологической роли легких аэроионов в свете современных данных следует считать неверным. Тем не менее работы сотрудников Ф. Дессауэра — врачей П. Хаппе- ля, И. Страсбургера, Г. Лямперта и других имели немалое значение; они полностью подтвердили благотворное действие именно отрицательных аэроионов и вредность аэроионов положительных. Исключительная по своему значению и объему капитальная работа по метеоропа- тологии была выполнена американским ученым В.П. Петерсеном при участии К. Мил- ликена и А. Недзеля. В вышедших семи книгах (4 тома) в ряде мест были даны ссылки на исследования о физиологическом действии атмосферного электричества и аэроионизации. Перу Б. де Руддера принадлежит ряд работ, в которых рассмотрению действия атмосферного электричества отведено должное место. В ряде работ Г. Ляховский (Париж) касается данного вопроса и развивает идеи о влиянии атмосферного электричества на живые организмы. Работы Л.П. Херрингтона и Смита (США) представляют известный интерес в части изучения действия искусственно ионизированного воздуха отрицательной полярности на поведение (моторику) белых крыс. Эти работы подтвердили исследования автора этой книги (1922— 1926). Следует упомянуть также о физиологических работах Г. Эдстрема (Швеция) и Г. Лосснитцера (Германия). По М. Леньель-Лавастину (Париж) естественная отрицательная аэроионизация успокаивает и тонизирует человеческий организм, по Шлипу — также успокаивает. Дожди, ионизирующие воздух отрицательно, обладают, по Шлипу, успокаивающим действием на нервную систему. Аналогичные мысли высказывает французский врач С. Пресса о туманах, весьма часто несущих большое число отрицательных зарядов. Успокаивающее нервную систему действие лесов, озер и рек М. Пьери и М. Милод видят в преобладании отрицательных аэрс ионов близ водных пространств и растительных массивов. В том же духе о благоприятном действии естественных аэроионов отрицательного знака писали Н. Реноден, Лопо де Карвалло, Р.А. Брандан и др. Согласно этим работам, естественная аэроионизация является фактором не толькопрофилактическим, но и терапевтическим, особенно при легочном туберкулезе. Уже и теперь обращает на себя внимание то обстоятельство, что некоторые курорты, особенно курорты для легочных больных, не удовлетворяют тем требования, которые вытекают из упомянутых работ. Так, воздух некоторых курортов отличается тем, что в нем преобладают как раз легкие положительные аэроионы над отрицательными. Ставится вопрос не только о сумме ионов воздуха обеих полярностей, но и о преобладающей полярности в динамике аэроионов наружного воздуха. Многие высказывания современных ученых по вопросу о значении той или иной полярности, полученные из непосредственных наблюдений, сходятся, за небольшим исключением, на признании благотворной роли отрицательных аэроионов. Большинство исследователей, изучавших действие естественных атмосферных аэроионов на организм, склоняются к категорическому признанию за отрицательными аэроионами благоприятного действия, а за положительными аэроионами — вредного. Некоторые авторы придерживаются того мнения, что положительная аэроионизация в ряде случаев оказывает благоприятное действие (Шерер, Лютон, Ренар). Существуют высказывания, что в естественных условиях наиболее целебными свойствами, тонизирующими организм и успокаивающими нервную систему, обладает биполярная аэроионизация с преобладанием отрицательных аэроионов над положительными. Ряд исследователей допускает, что аэроионы того и другого знака нужны 458
организму, но в строго определенных для каждого отдельного случая и каждого состояния организма пропорциях. Другие полагают, что хороша та пропорция положительных и отрицательных аэроионов, к которой человек привык. Некоторые считают, что неблагоприятное действие производят лишь резкие изменения в числе или в полярности аэроионов. Однако эти высказывания до сих пор не подтверждены ни единым достоверным экспериментом. Наоборот, почти все, за ничтожным исключением, экспериментальные работы и клинические наблюдения говорят о том, что только аэроионы отрицательной полярности обладают тонизирующим, нормализующим, профилактическим и лечебным действием. Обширные исследования, проведенные в ЦНИЛИ, а также материалы зарубежных и особенно японских ученых говорят в пользу последней точки зрения. Важен тот факт, что проникающее излучение радиоэлементов различных пород бывает локальным и сопровождается повышенной ионизацией воздуха того или иного знака, наблюдаемой в ограниченной зоне. Проникающее земное излучение является могущественным локальным ионизатором атмосферного воздуха, причем превосходство положительных или отрицательных ионов в воздухе может быть обусловлено этим излучением. Л.Н. Богоявленский, изучивший вопрос о связи аэроионизации с рудными залежами, пришел к ряду очень важных выводов, проливающих свет на изложенные выше явления. Его радиометрические работы показали, что в ряде курортов преобладание отрицательных аэроионов над положительными является результатом радиационного действия рудных залежей. Не меньшее значение имеет аэроионизация близ моря. Образующаяся в результате дробления воды тончайшая водяная пыль, адсорбирующая аэроионы кислорода свободной атмосферы, может иметь большое значение при аэроионотерапии на берегу моря. В свете всего изложенного исключительное значение для жизнедеятельности организма приобретает естественная ионизация воздуха, методы лечения на открытом воздухе — аэроионотерапия, и, наконец, рациональный выбор местности для основания городов и курортов, строительства санаториев, домов, словом, жилья человека. Все старые представления в этой области должны быть заново пересмотрены. Должна быть повсеместно изучена "естественная ионизация воздуха. Вопрос о соответствующем использовании курортных местностей, обладающих специфически повышенным содержанием аэроионов, приобретает теперь огромное значение. Большая литература начинает зарождаться в этой области. После работ по изучению связи между степенью и полярностью аэроионизации, с одной стороны, и заболеваемостью — с другой, вопрос о естественной ионизации воздуха имеет особую остроту и входит в круг насущных вопросов гигиенистов, курортологов и эпидемиологов. В последнее время число печатных работ по лабораторному изучению и практическому применению метода аэроионификации стало быстро расти как в Советском Союзе, так и за рубежом. 459
Рис. 144. План кабельной аэроионификационной сети и расположение электроэфф- лювиальных люстр в нарядных одной из шахт Карагандинского угольного бассейна На одной из шахт Карагандинского угольного бассейна автором книги в сотрудничестве с врачами Ю.М. Свердловым, К.И. Раппопорт, Е.К. Касперович и биологом Ю.П. Зябревым, при содействии директора Карагандинского научно-исследовательского угольного института инж. Г.Е. Иванченко было организовано исследование по аэро- ионификации нарядных на угольных шахтах (рис. 144). Число аэроионов отрицательной полярности, полученных электроэффлювиальным методом, было порядка 104 в 1 см . В среднем за 2 /2 мес. общее число рабочих, находившихся под наблюдением, составило 270 чел.--из которых 90 чел. находились под воздействием отрицательных аэроионов. Систематическое вдыхание аэроионов дало следующие результаты: число дней нетрудоспособности (в %) по больничным листкам в контрольной группе рабочих почти 2 раза больше, чем в группе рабочих, подвергавшихся аэроионизации (рис. 145); в этой же группе под влиянием вдыхания аэроионов отрицательной полярности картина крови у рабочих значительно улучшилась: наблюдалось увеличение содержания гемоглобина; в тех случаях, когда давление крови было повышенным, наблюдалось снижение его до нормы. Следовательно, аэроионы отрицательной полярности уменьшают число заболеваний и благоприятно действуют на кровь человека. Ежедневное пребывание в отрицательно ионизированном воздухе не вызывает каких-либо неблагоприятных сдвигов у практически здоровых людей. При проведении данного исследования на последнее обстоятельство было обращено особое внимание. В настоящее время аэроионификация из стадии наблюдений перешла в стадию практического применения в шахтах и на заводах. В Москве имеются поликлиники, в которых успешно применяются элек- троэффлювиальные люстры для получения отрицательных аэроионов в концентрации порядка 104 в 1 см3 воздуха. В Японии на основании работ автора этой книги и его сотрудников проведено много экспериментальных исследований по различным вопросам аэроионификации. Медицинский факультет университета в Саппоро проводит работы по аэроионификации электроэффлювиальным методом классных комнат и аудиторий. Опыты, проведенные Ш. Кимурой и его сотрудниками, показали, что отрицательные аэроионы способствуют 460
° Л Ш П ¥ Ш Ш Ш Ш МЕСЯЦЫ Рис. 145. Динамика простудных заболеваний и гриппа у рабочих шахты Карагандинского угольного бассейна в зависимости от сеансов аэроионизации (на 100 чел.) (по А.Л. Чижевскому, Е.К. Касперович и Ю.П. Зябреву) А — начало сеансов аэроионизации; / — для аэроионифи- цированных нарядных; 2 — для контроля сокращению сезонных заболеваний — ангин, кори, скарлатины, дифтерии и т.д., сокращают число болезненных явлений — альбуминурии, авитаминозов, конституциональной слабости, головных болей, бессонницы, утомляемости и т.д. Тот же автор показал, что отрицательные аэроионы приводят к быстрому излечению травм, ожогов, обморожений, увеличивают вес, рост и объем грудной клетки, а также способствуют повышению внимания, прилежания и трудоспособности. Проведенные другим ученым — Ш. Матцуи — исследования полностью подтвердили исследования советских ученых и привели его к следующему заключению: "Для всех школ нашей страны основной санитарно-гигиенической проблемой является задача улучшения состояния здоровья школьников слабой конституции. Применение ультрафиолетового света, судя по результатам многолетних опытов, не дало ожидаемого эффекта. В последнее время многие ученые изучают важную проблему о влиянии ионизированного воздуха". "Автор считает проблему влияния ионизированного воздуха на развитие молодых и слабых организмов актуальной и важнейшей проблемой государственного значения". В частности, он провел следующие наблюдения. В школе были отобраны 62 мальчика в возрасте в среднем 8 лет 7 мес. и 22 девочки — 8 лет и 8 мес. К этим детям применялись легкие отрицательные аэроионы. В контрольную группу отобрали детей того же возраста и конституции, но более здоровых. Сеансы аэроионизации проводились ежедневно в течение одного учебного года. Сначала длительность сеанса была равна 5—10 мин, через месяц — 10—15 мин, после 2 мес. — 15—20 мин ежедневно. Каждый ученик получил от 103 до 105 сеансов. Число аэроионов в среднем равнялось 200 тыс. в 1 см .В качестве тестов были приняты: рост, вес, окружность груди, а также некоторые хронические недомогания. Результаты своих наблюдений Ш. Матцуи резюмирует так: "Вес тела и рост опытной группы мальчиков и девочек дали хотя и небольшие, но определенно благоприятные результаты в отношении увеличения того и другого. Отношение веса тела к росту также 461
оказалось благоприятным в аэроионизированной группе. Увеличение окружности фуди до и после курса аэроионизации было весьма заметным. Ионизированная группа по объему груди дала сравнительно с контрольной группой прекрасные результаты. Что касается альбуминурии, то после 20—25 сеансов аэроионизации это заболевание прекращалось у всех детей совершенно. Можно считать твердо установленным, что отрицательная аэроионизация, даже незначительная, оказывает на рост (развитие) организма слабых детей поистине весьма важное влияние. У нас еще не имеется исследований о связи между числом аэроионов в городах и состоянием здоровья детей, однако, очевидно, что обстановка почти во всех городах создает дефекты в хрупком молодом организме, которые порождают детей с указанной конституцией — малый рост и узкая грудь. Вот поэтому необходимо обратить сугубое внимание на полученные в данных опытах хорошие результаты при применении отрицательных аэроионов, исправляющих дефектные условия жизни современных городов". Продолжением работ Ш. Матцуи является исследование в области аэроионификации школ пяти других японских ученых — М. Накагаки, X. Судо, Т. Матимура, И. Ма- тушима и Т. Сузуки. Под наблюдением находилось 113 мальчиков и девочек слабой конституции в возрасте от 8 до 9 лет. Контрольной служила группа детей того де возраста числом в 200 чел. Сеансы аэроионизации производились ежедневно от 10 до 20 мин каждый сеанс при средней концентрации аэроионов около 100 тыс. в 1 см . Для этих целей обычные классные комнаты школы были аэроионифицированы с помощью элек- троэффлювиальных люстр. Опыт длился в течение 2 лет. В результате этих наблюдений авторы пришли к заключению о том, что отрицательные аэроионы повышают рост, вес, аппетит и производят благотворное действие на состояние здоровья учащихся. Японский ученый Ушида произвел тщательное исследование о влиянии аэроионов отрицательной полярности на состояние здоровья 47 рабочих, страдавших переутомлением, бессонницей, головной болью, головокружением, болями в пояснице, чувством напряженности в плечевых мышцах и усиленным потоотделением. Действие ингаляции отрицательных аэроионов сказалось уже после 5—10 сеансов аэроионизации на 83% всех рабочих. Острые случаи дали более быстрый эффект выздоровления, чем хронические. С. Абе, X. Секино и Т. Сакума, основываясь на исследованиях советских ученых, изучили вопрос о распределении концентраций легких аэроионов в поездах и пароходах. Они показали, что в вагонах и в каютах, несмотря на приток свежего воздуха, число аэроионов очень невелико. "С развитием цивилизации, — писали они, — увеличивается и наша потребность в средствах сообщения. Наши государственные железные дороги перевозят в год 800 млн. пассажиров. Само собою разумеется, что наиболее желательной задачей современного транспорта является задача уменьшения усталости пассажиров во время их поездок. При дальнем следовании в поездах и на пароходах в отношении температуры, влажности, содержания углекислоты и т.д. дело обстоит благополучно. И все-таки во время этих поездок часто ощущается неприятное чувство тяжести в голове, головная боль и пр. Указанные нездоровые явления имеют тесную связь с уменьшением числа аэроионов в помещении а также качественное изменение аэроионов". Следует указать, что в Советском Союзе автором данной книги и его сотрудниками было проведено фундаментальное исследование о возможности широкого применения аэроионификации в вагонах различного назначения (рис. 146). Это исследование было проведено на средства Научно-исследовательского бюро Главтрансмаша (С.Г. Егоров и А.С. Зарецкий) и открыло широкие возможности для практического применения аэроионификации на транспорте. Ш. Кимура, М. Ашиба и И. Матушима исследовали влияние аэроионного режима на самочувствие людей и различные реакции организма в помещениях разного назначения и разного объема при естественной и искусственной аэроионизации (от 500 до 40 тыс. аэроионов отрицательной полярности на 1 см ). 462
Рис. 146. Аппарат Эберта для измерения концентрации аэроионов в воздуховоде аэроионифицированного вагона Опыты производились в сушильне при высокой температуре, операционной, теплице и в нескольких кинотеатрах, бедных аэроионами. Наблюдения велись над мужчинами и женщинами в возрасте от 18 до 40 лет. Изучались субъективные ощущения, кровяное давление, потоотделение и функции вегетативной нервной системы. Авторы пользовались электроэффлювиальным методом получения аэроионов. Концентрация измерялась аспирационным счетчиком аэроионов, дававшим возможность одновременно измерять число как отрицательных, так и положительных аэроионов. До настоящего времени еще принято считать, что наиболее важным фактором, вызывающим недомогание и другие патологические симптомы, является высокая температура и повышенная влажность. Потому исследование и было проведено в комнате с довольно высокой температурой (28°С) и при неблагоприятной влажности, но при нормальной концентрации аэроионов. Испытуемые перешли в указанную комнату из помещения с обыкновенной температурой (16°С) и пробыли в ней 1 ч. Никто не жаловался на головную боль или недомогание, хотя все испытали ощущение духоты. Большинство из них не потели. После включения электроэффлювиальных люстр явление духоты исчезло. Многие жаловались на недомогание, на легкую головную боль после 1 —2-часового пребывания в теплице. Было обнаружено, что в теплице легкие отрицательные аэроионы почти совсем отсутствовали; что касается положительных, то их оказалось очень немного. Повышение кровяного давления было констатировано в нескольких случаях, хотя условия температуры и влажности были неплохими. У некоторых субъектов появилось потоотделение, и они жаловались на легкое ощущение тоски, головной боли и недомогания. Затем теплица была искусственно снабжена легкими отрицательными аэроионами в концентрации, равной приблизительно 1500 аэроионов в 1 см . После 463
включения аэроионизации у всех лиц кровяное давление понизилось, прекратилось потоотделение и недомогание, самочувствие стало нормальным. Теми же исследователями были произведены опыты в кинотеатре. Кинотеатр представлял железобетонное сооружение вместимостью около 2000 мест. Вскоре после того как театр был уже наполнен, многие из публики заявили, что чувствуют головную боль и недомогание. Вместе с тем не произошло заметных изменений в температуре и влажности. Измерения показали, что число легких положительных и отрицательных аэроионов постепенно уменьшилось. Число отрицательных аэроионов понижалось скорее, чем число положительных. Когда театр переполнился, число как положительных, так и отрицательных легких аэроионов упало до нуля. В одном из опытов температура и влажность в кинотеатре были обычными. Испытуемые оставались в течение 1,5 ч в этой атмосфере. Кровяное давление повысилось в среднем на 11 % по сравнению с первоначальным давлением до входа в кинотеатр. Все испытуемые жаловались на чувство недомогания, головную боль и потливость. В другом опыте в аэроионифицированном кинотеатре легкие отрицательные аэроионы подавались до тех пор, пока число их не достигло 2000 в 1 см воздуха. У половины из присутствующих до включения электроэффлювиального аэроионогенератора появилось ощущение головной боли после их пребывания в переполненном театре около 2 ч. Через 1 ч после включения аэроионогенератора большинство из присутствующих заявили, что симптомы общей разбитости, головной боли и потоотделения совершенно исчезли. Эти данные приводят к заключению, что физические факторы — температура и влажность не всегда являются единственной причиной, вызывающей вредное действие в плохо вентилируемом помещении. Специальные исследования по вопросам аэроионификации были выполнены в США — в Колумбийском, Иельском и Гарвардском университетах, в лабораториях электротехнической компании Вестингауза, в исследовательских институтах Карнеги и Рокфеллера, во Франклиновском институте и других научных организациях. X. Чеббом на большом экспериментальном материале доказано, что аэроионы, добавленные к вентилируемому воздуху, резко снижают число гриппозных заболеваний, понижают восприимчивость к катарам верхних дыхательных путей и являются наилучшим средством предупреждения этих заболеваний. Р. Джемс на средства компании Вестингауза, исходя также из работ ЦНИЛИ, показал, что аэроионы резко сокращают период заживления различных ранений, язвенных процессов и производственных травм у рабочих компании, резко уменьшают процент послеоперационных инфекций и шоков и способствуют быстрейшему возвращению рабочих к станку. Большое влияние на разработку проблемы аэроионификации в США оказал профессор Колумбийского университета В.П. Десмитт, познакомившийся с работами автора этой книги еще в начале 20-х годов. В Бразилии, Аргентине и других странах Южной Америки разрабатываются мероприятия по внедрению аэроионификации в залы для физкультуры и спорта, аудитории, театральные и концертные залы, кино, клубы и т.д. В частности, в Бразилии по инициативе Ж.А. Масиела аэроионотерапия вошла в медицинскую практику. Во Франции группой ученых (О. Люмьер, А. Денье, М. Пьери, Ж. Реньо и их сотрудники) ведутся исследования по вопросам аэроионификации. Так, например, в одной из клиник О. Люмьера в 1939 г. была аэроионифицирована большая часть палат и получены блестящие результаты. В Италии под председательством У. Понтани работает "Консультативный центр по вопросам аэроионификации". Ряд крупных итальянских клиницистов (Л. Спольвери- ни, Ф. Пароди, М. Ленци, К. де Риски, К. Камарелла и др.) включились в эту работу и систематически выпускают труды по применению электроэффлювиального метода. В Голландии были получены интересные результаты от применения аэроионифи- 464
кации в родильных домах в отношении радикальной борьбы с родовым сепсисом, эк л ям- псией, вялой родовой деятельностью (Н. де Метц, Е. ван Обель и др.). Г.С. Слокум и Р. Финвольд посвящают специальную работу о применении аэроионов не только в медицине, но и как фактора, способствующего очистке воздуха в заводских цехах. Советские ученые в ряде работ указывают на необходимость аэроионификации населенных помещений в профилактических и гигиенических целях. Гигиенист А.А. Минх еще в 1935 г. писал: "Использование атмосферной ионизации ограничено определенным временем и условиями, а потому естественно, что возникает вопрос о получении искусственно ионизированной среды, доступной для применения в течение всего года в любых местностях. В последнем случае ионизация может применяться при самых разнообразных обстоятельствах в домах отдыха, ночных санаториях, яслях, возможно, что и в школах и гимнастических залах, и в целом ряде других общественно-производственных учреждений. Устанавливая одновременно с ионизацией определенные константы воздуха, мы создаем своего рода искусственный микроклимат, представляющий собой новое средство в деле оздоровления человечества''. Тот же автор 20 лет спустя, в феврале 1955 г., в докладе "Гигиеническое значение ионизации воздуха", представленном научному совещанию по вопросам аэроионизации, говорил об "использовании искусственной аэроионизации в практике кондиционирования воздуха жилых помещений". Гигиенист Г.М. Натадзе в 1951 г. в учебнике для медицинских институтов "Основы гигиены" писал следующее: "Современная техника позволяет создать соответствующий микроклимат; одновременно на технику возлагается задача создания доступными средствами и соответствующей электрической среды. Полноценным надо считать климат, который, наряду с комфортными показателями, будет обладать нужною степенью ионизации". В главе третьей "Физиологические основы аэроионификации" говорилось о том, что увядание организма теснейшим образом связано с рядом электрохимических процессов в протоплазме живых клеток, с изменением степени дисперсности и ионизации клеточных коллоидов. Биохимиками был установлен ряд молекулярных и коллоидных изменений, сопровождающих переход протоплазмыот состояния жизни к состояниюсмерти через этапы старения. Не останавливаясь подробно на этом вопросе, развитом в теоретических и экспериментальных работах ряда ученых, коснемся содержания одной из этих работ, опубликованной в 1934 г. А. О. Войнаром, Л Л. Васильевым и АЛ. Чижевским. Перед А.О. Войнаром была поставлена задача изучения возрастных изменений электрического заряда коллоидов некоторых тканей животных и человека. Показателями степени ионизации коллоидов, их электрической заряженности было принято содержание общей и главным образом "связанной" воды в тканях животных и человека различных возрастов, способность тканей связывать воду — набухать, величина активной реакции ткани (рН), положение изоэлектрической точки (рН/), "расстояние" между ними (рН—рН/), являющееся показателем заряженности коллоидов тканей организма, и, наконец, степени буферности тканей. Исследования дали возможность установить, что в процессе развития и старения организма наступает ряд ясных изменений в состоянии его коллоидных систем. Изучение содержания воды (в %) у людей и животных промежуточных возрастов показывает снижение этого содержания от высоких в молодом к низким цифрам в старом возрасте. А.О. Войнар подтвердил, что падение процентного содержания общей воды весьма значительно у старых людей; например, процент содержания воды в мозгу эмбриона 3 мес. составляет 91,89%, а у 60-летнего человека — 80,45%, в мозжечке содержание воды изменяется соответственно с 92,22 до 78,55%, в мышцах с 86 до 76,14%. У животных также было констатировано снижение содержания воды с возрастом. Так, у новорожденной крысы (одного дня) в среднем найдено 88,07% воды в мозгу, 87,113% в мозжечке, 84,27% в мышцах; у старых крыс (около 2 лет) содержание воды было значительно ниже: в мозгу — 77,84%, в мозжечке — 73,88%, в мышце — 74,78%. Весьма интересным оказалось исследование содержания "связанной" воды, т.е. такой воды, которая непосредственно связана с коллоидными частицами и является 465
показателем степени гидратации коллоидных частичек и тем самым прямым мерилом степени электрической заряженности коллоидных частиц. А.О. Войнар нашел, что параллельно снижению с возрастом содержания общей воды происходит уменьшение в 1 тканях воды связанной. Так, например, в мозге новорожденных крыс содержание связанной воды равно 24,7%, в мозге у крыс 1,5 лет — 21,93%. Такой же результат получился в отношении тканей у человека: в мозге эмбриона 29,87% связанной воды, в мозге старика — 20,17%. В промежуточных возрастах происходит постепенное снижение процентного содержания связанной воды. Приведенные данные говорят о том, что | наступающее с возрастом уменьшение содержания общей и главным образом связанной воды является показателем уменьшения гидратации коллоидов, происходящей, как полагают некоторые ученые, вследствие падения электрической заряженности. Дальнейшие исследования А.О. Войнара показали, что способность ткани мозга и мышцы к набуханию также изменяется с возрастом животного. Минимальную способность к набуханию показывают ткани людей преклонного возраста и старых животных, в то время как в молодом возрасте ткани способны наиболее сильно связывать воду. Изучение степени набухания тканей привело к выводу, что характер этого набухания зависит от процентного состава воды, уже связанной с коллоидами. Ткани эмбриона, уже насыщенные водой, набухают весьма незначительно, и вообще кривая набухания не показывает такого плавного снижения, как кривая содержания общей воды, ибо тут взаимодействуют два явления — способность тканей удерживать воду и наличие уже содержащейся воды, препятствующей дальнейшему поступлению ее в ткань. Несомненным является уменьшение "сродства" коллоидов тканей к воде, прогрессивно нарастающее с возрастом. Поскольку набухание тканей опять-таки является свойством, зависящим от электрохимических особенностей коллоидов. Это набухание возможно в тем большей степени, чем большее количество воды может быть удержано коллоидами | ткани вследствие наличия определенного электрического заряда. Для суждения об изменении положения изоэлектрической точки коллоидных систем мозга человека в различные возрастные периоды необходимо было прежде всего установить положение этой точки у индивидуумов различных возрастов, начиная от эмбрионального периода и кончая глубокой старостью, так как в литературе не было данных о положении изоэлектрической точки коллоидов органов и тканей человека и животных. Пользуясь методом электрофореза, А.О. Войнар установил, что суспензия мозга человеческого эмбриона обладает строго ограниченной изоэлектрической точкой, т.е. определенным значением рН, когда окружающая среда и коллоидная субстанция * образуют электрически гомогенную систему и когда степень ионизации коллоидов минимальна; при этом суспензия не показывает движения ни к положительному, ни к отрицательному полюсам. У человеческого эмбриона такое рН оказалось равным 4,2— 4,4, при наличии индивидуальных колебаний у отдельных эмбрионов. Исследования суспензии мозга у взрослых людей показали, что в этом случае необходимо признать существование широкой изоэлектрической зоны, т.е. при целом ряде значений рН не происходит движения суспензии мозга; нарастает зона незаряжен- ности, или "мертвая" зона, при которой коллоиды не имеют заряда и легко выпадают. Помимо расширения изозоны наблюдается сдвиг ее верхней границы в щелочную сторону, т.е. приближение рН/ к значению рН. Следовательно, наряду с увеличением зоны незаряженности происходит уменьшение зоны заряженности коллоидов в стареющем организме. Такие же данные были получены при изучении положения изоэлектрической , точки у молодых и старых крыс. Тут также узко ограниченному значению рН/ мозга молодых животных соответствует зона рН/ старых крыс, причем и тут верхняя граница pHi сдвинута в щелочную сторону, т.е. ближе к значению активной реакции среды, рН данного органа. Так, например, суспензия мозга молодых крыс обладает изоэлектриче- 466
ской точкой, равной 4,46, ь, то время как у старых крыс движение суспензии мозга не происходит при ряде значений рН между 3,14—4,6, т.е. рН/- 3,14+4,6. Как видно из приведенных данных, при старении помимо образования широкой зоны, происходит также сд!,иг верхней границы в щелочную сторону ближе к значению рН среды. Применявшийся метод электрофореза может встретить ряд возражений, поскольку А.О. Войнару Приходилось экспериментировать не со структурно целым органом. Однако эти данные получили подтверждение в исследованиях других авторов, изучавших положение изоЭлектрической точки тканей белых крыс методом окраски тканей метиленбляу при различных значениях рН. Они констатируют сдвиг изоэлект- рической точки старых тканей в щелочную сторону. Одновременное изучение активной реакции тканей у организмов различных возрастов, т.е. второй составляющей величины, показало, что с возрастом наступает некоторое снижение рН тканей, Очевидно, уменьшение интервала между рН и рН/, наблюдаемое с возрастом, определяется обоюдным приближением обеих величин: рН/ сдвигается вправо — в щелочнуК) сторону, а рН влево — в кислую сторону. Так, например, если рН мозга новорожденной крысы равна 7,2, то старой — 6,95; промежуточные возрасты показывают прогрессивное снижение рН ткани мозга. Если сопоставить соответственно сдвиг верхней границы изозоны от положения 4,46 у молодых крыс к величине 4,6 у старых, то, очевидно, величина сдвига у взрослого животного меньше, нежели у молодого. Такая же, но еще более резко выраженная зависимость наблюдается у человека. Исследуя степень буферное™ и буферной емкости суспензии ткани мозга у людей различных возрастов, можно было установить, что суспензия мозга старого человека обладает значительно меньшей буферностью (т.е. способность связывания кислот и щелочей является меньшей,) t a также буферной емкостью. Эти данные показывают, что степень растворимости коллоидов мозга у особей различных возрастов различна, и минимальной растворимостью, наименьшей буферностью обладают ткани старого организма. И в данном случае можно убедиться в том, что степень растворимости, как непрямой показатель степени электрической заряженности коллоидов тканей, с возрастом понижается. ' Из всех приведенных наблюдений можно сделать один общий вывод о том, что в процессе роста и развития организма в состоянии коллоидных систем его тканей происходят определенные изменения, в основном характеризующиеся неуклонным изменением электрических свойств коллоидов. Это изменение можно определить как уменьшение степени ионизации коллоидов ткани. Старение сопровождается прогрессивным падением ионизации коллоидов, и неизбежность смерти как процесса выравнивания потенциалов заложена в с^мой сущности жизни, в электрохимическом состоянии коллоидных систем тканей. Отсюда возникает ряд дальнейших проблем как в области последующего изучения сущности старости, так и в изыскании методов воздействия на характеризующий ее процесс неуклонного падения электрической заряженности и степени ионизации коллоидов. Значение ионизации коллоидов для жизнедеятельности клеток и тканей организма ледло в основу предложенной в 1934 г. Л.Л. Васильевым и автором этой книги теории органического электрообмена. Поскольку источником электрической заряженности клеток является электрическая заря^енность их коллоидов, следует думать, что и в 467
процессе электрообмена в организме, наряду с другими видами обмена, характеризующими течение жизненных процессов, должны проходить определенные изменения. Уменьшение электрической заряженности клеток в старости, очевидно, имеет своим следствием, наряду с общим угнетением процессов обмена, также и определенное уменьшение интенсивности в тканевом электрообмене. Отсюда неизбежно следует вопрос: если замечено, что целый ряд жизненных функций стоит в связи, вернее, обусловлен электрохимическими процессами, протекающими в организме, а в основном — степенью ионизации коллоидных систем организма, то нельзя ли изыскать способ, который бы дал возможность либо замедлить прогрессивное падение этой ионизации, либо повысить степень ее и тем самым повлиять на течение процессов, ведущих к старению и приводящих организм к смерти. Работы по изучению действия искусственных аэроионов отрицательной полярности на организм дают основание говорить о том, что такая точка зрения может быть принята для дальнейших исследований. Систематическое введение в организм отрицательных аэроионов в естественных дозировках, быть может, и явится тем средством, с помощью которого можно будет защитить биоколлоиды, т.е. замедлить прогрессивную их разрядку и тем самым замедлить старение организма. Процесс коагуляции коллоидов в большинстве случаев необратим. Не потому ли все предложенные до сих пор методы "омоложения" потерпели фиаско? Эти методы не затрагивают процесса естественного старения биоколлоидов. А.О. Войнар, Л.Л. Васильев и А.Л. Чижевский в 1934 г. выдвинули электрохимическую точку зрения на возможность омоложения. Ставится вопрос не о терапии старости, а о профилактике старения. Замедлить старение организма путем электрохимического воздействия на биоколлоиды в целях замедления их электрической разрядки — вот благородная задача отечественной науки. Аэроионификация сыграет в этом деле далеко не последнюю роль. VIII.4. ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОИОНОВ В ХИРУРГИИ Как известно, начальные стадии процесса воспаления и заживления раны характеризуются сильной гиперионией, т.е. возрастанием в экссудатах числа водородных ионов, несущих положительный электрический заряд. Некоторое время держится резкое повышение кислотности, затем кислотность начинает уменьшаться и в конце концов достигает нормы. Последний этап совпадает с ликвидацией воспалительного процесса и с восстановлением нормального строения ткани. В некоторых случаях процесс заживления раны задерживается, рана гноится, воспаляются соседние ткани, образуются инфильтраты. Такого рода явления могут тянуться целые месяцы. Многие авторы пред- 468
Таблица 118. Коэффициент заживления ран у кроликов (по опытам Н. Мотой) Группа 1 2 3 4 5 В подопытной группе при отрицательной аэроионизации 0,1841 0,18456 0,18356 0,19205 0,18769 В контрольной группе 0,14551 0,14562 0,14652 0,14419 0,14496 Среднее 0,18639 0,14536 полагают, что положительная гипериония является одним из факторов, задерживающих течение процесса регенерации ткани. Если предположения эти верны и преобладание водородных положительных ионов в жидком содержании раны является одной из причин замедления ее заживления, то возникает вопрос, нельзя ли бороться с этим замедлением путем нейтрализации кислотности раны и ее электрического заряда положительного знака с помощью применения отрицательных аэроионов. Поэтому при терапии ран и язв некоторые авторы рекомендовали двойной способ воздействия на больного: общее воздействие, т.е. ингаляция аэроионов отрицательного знака, и местное воздействие — бомбардировка аэроионным потоком поверхности открытой раны или язвы. В случае свежей раны вскоре после ее нанесения было рекомендовано бомбардировать поверхность раны положительными ионами, а затем — только отрицательными. Авторы исходили из того факта, что кислотность раны в первые часы ее нанесения возрастает, что может являться выражением мобилизации защитных сил организма. Близко подошел к этому вопросу и дал на него четкий ответ на основании своих опытов П. Бертолон. В отношении воспалительных процессов он писал в своей ранее указанной книге (1780): "Отрицательное электричество — повелитель при всех возже- ниях и воспалениях". Эта идея П. Бертолона была подвергнута изучению в 1931—1933 гт. в ЦНИЛИ А. А. Передельским и М.Г. Бабаджаняном и подтверждена автором этой книги совместно с СП. Бобровым. Остановим внимание на результатах этого исследования. Максимальный срок (в сутках) заживления ран у животных: у контрольных — 23, у подопытных — 19; минимальный срок у контрольных — 15, у подопытных — 11. Средняя продолжительность заживления ран у контрольных животных 18,35+0,59 и у подопытных 15,59 + 0,54 сут. При разности между средними продолжительностями заживления у контрольных и подопытных групп животных в 2,76 ± 0,79 дня отношение разности к своей ошибке равняется 3,49. Эта величина превосходно иллюстрирует достоверность различия средних продолжительностей заживления у контрольной и подопытной групп. Ускоряющее влияние аэроионов отрицательной полярности на заживление ран животных несомненно. Выиграно 15% времени по сравнению со средним сроком заживления у контрольных животных. Позже такие же результаты ускорения заживления ран получил на большом материале в своих опытах и японский хирург Н. Мотой. В табл. 118 приведены коэффициенты заживления у подопытных и контрольных кроликов. 469
J L X- 77Т77Г Рис. 147. Схема установки для опытов по изучению действия аэроионов отрицательной полярности на заживление ран у белых мышей (размеры даны в м) Следует иметь в виду, что чем выше этот коэффициент, тем скорее происходит заживление ран. Среднее число дней заживления ран при отрицательной аэроионизации для всех групп в этих опытах составило 17,7 дня, в то время как в контрольной — 20,8 дня. Таким образом, в опытах Н. Мотой скорость заживления ран у подопытных кроликов при воздействии отрицательными аэроионами также оказалась на 15 % выше, чем у идентичных контрольных. Несколькими годами позже автор совместно с В.К. Варищевым и при участии Н.Н. Новодережкина и С.А. Колерова в лаборатории кафедры общей и экспериментальной гигиены 3-го Московского государственного медицинского института организовали две серии исследований о влиянии отрицательных аэроионов на скорость заживления ран у белых мышей (рис. 147). В первой серии было 340, во второй — 140 животных. Две серии опытов позволили прийти к следующим заключениям. 1. Искусственные аэроионы отрицательной полярности в концентрации порядка 10 —10 в 1 см , как подаваемые вместе с вентилируемым воздухом, так и направленные непосредственно с острий электроэффлювиатора, оказывают на заживление ран у белых мышей положительное действие. Конечный результат заживления ран у опытных групп наступает ранее по сравнению с контролем в среднем на 25% (рис. 148). Ускорение суточного заживления ран у опытных в ряде случаев достигает 40—60% по сравнению с контролем. 2. Поток аэроионов отрицательной полярности, направленный непосредственно с электроэффлювиатора на животных, оказывает на заживление ран более сильное влияние, чем аэроионы, подаваемые вместе с вентилируемым воздухом. 3. Самцы реагируют на аэроионы отрицательной полярности в большинстве случаев значительно сильнее, чем самки. 4. Моторика и аппетит у опытных животных гораздо больше, чем у контрольных животных. 5. Масса опытных животных через 1,5 мес. после прекращения опыта была в среднем на 11,7% выше контрольных. 6. Рост шерсти у опытных животных неизменно при всех экспериментах также 470
50 100 . ВРЕМЯ. % значительно опережал рост шерсти у контрольных. У опытных животных шерсть была более гладкая и блестящая. Независимо один от другого Л.Я. Виленкин (1934), Л.Я. Виленкин и О.В. Цейтлин, С.А. Фигуровский (1935), В.В. Исаев (1937), А.Л. Чижевский (1935—1953), Л.Л. Васильев и Н.Н. Малышев (1952), Ш. Кимура, М. Накагаки и Б. Саито (1940) применили метод аэроионотерапии ран и язв и на материале общим число около 1 тыс. чел. получили бесспорный положительный результат. С первых же шагов применения аэроионотерапии ран обнаружилось превосходство этого метода лечения по сравнению с другими, учитывая быстроту их заживления. Под наблюдением были раны резаные, рубленые, колотые, рваные и огнестрельные. Этиологическими причинами были ожоги, инфицированные ранения, контузии, ссадины, расширение вен, послеоперационные культи и др. Язвы были самой разнообразной формы и вида в отношении дна, краев, глубины и почти все с большим или меньшим количеством серозно-гнойных выделений с налетами, фунгозными разрастаниями, и имели вокруг воспалительную гиперемию и пигментизацию. В раневой жидкости были обнаружены стрептококки, стафилококки, и в ряде случаев палочки Леффлера. После нескольких сеансов вдыхания аэроионов отрицательной полярности раны изменяли свой характер, поверхность мокнущих, гнойных, кровоточащих ран становилась сухой, вскоре появлялась эпите- лизация в виде лиловатых каемок по краям раны. Эти края стягивались, воспалительная краснота уменьшалась, синеватая окраска по окружности ран бледнела. Некоторые раны и язвы, не заживавшие целыми годами или месяцами, изменялись и очень быстро заживали. При этом не только не наблюдалось каких-либо болезненных ощущений, но, наоборот, больные отмечали наличие болеутоляющего эффекта, исчезновение фантомных болей. Фундаментальные исследования о лечении ран у животных и ран и ожогов у людей с помощью аэроионов отрицательной полярности производились советскими исследователями и клиницистами в течение ряда лет. Эти исследования показали, что терапевтический эффект достигается без снятия бинтов и повязок, т.е. введением аэроионов отрицательной полярности через дыхательные пути. Рис. 148. Скорость заживления ран у мышей из опытных / и контрольных 2 групп (по А.Л. Чижевскому и В.К. Вари щеву) 471
uooo i 5000 2000 WOO I л ] \ V в Рис. 149. Динамика заживления рапы тыла левой стопы под влиянием аэроионов отрицательной полярности (по А.Л. Чижевскому и Г.И. Савченко) / — открытая незаживающая рана; // — первый сеанс аэроионизации; /// — рана зажила НИ 1/1 № 1[Ш 1/Ш1/Д. Г/Г I/XI ДАТА Ввиду того, что к стационарным больным применяется комплексный метод лечения и в этот комплекс лечебных мероприятий входит аэроионотерапия, зачастую бывает нелегко отдифференцировать действие последней от влияния других лечебных процедур. Тем не менее весьма часто можно констатировать резкое положительное действие именно аэроионизации. Случается, что, несмотря на все принятые меры, длительно не наступающая регенерация соединительно-тканной основы кожи и регенерация нарастающего на нее эпителия после нескольких сеансов аэроионизации вдруг вступает в свои права, и рана быстро заживает (рис. 149). Ход заживления раны больного, наблюдавшийся нами в больнице Ивделя (1944) приведен ниже (А.Л. Чижевский и Г.И. Савченко). Даты наблюдений 7 апреля 16 сентября (1-й сеанс аэроионизации) 20 сентября 29 " 9 октября 20 " 6 ноября Площадь раны, мм 60x60=3600 60x60 = 3600 50x40 = 2000 25x35 =875 25x25=625 15x10 = 150 Рана зажила Больной С, 34 лет, с незаживающей раной после некротической флегмоны тыла левой стопы и ампутации третьего пальца; обильные гнойные отделения, припухлость, резкие боли при движении, общая слабость, упорная бессонница, больной передвигается на костылях. Болеет с 7 апреля. Несмотря на принятые меры (повязка Вишневского), рана не заживает и гноится. 14 сентября назначена аэроионотерапия, по 20 мин ежедневно без снятия повязки. Аэроионы отрицательной полярности вызвали благоприятный сдвиг в состоянии больного. По мере заживления раны больной отмечал улучшение общего состояния, сна, аппетита, уменьшение болей. Не заживающая в течение полугода рана после второго сеанса начала быстро заживать, и на 4-й день ее размеры сократились на 44%. Проанализируем несколько случаев из архива Карагандинской областной клинической больницы (рис. 150) за время с 1950 по 1958 г. История болезни 4300. Р.В.П. Инфицированный открытый перелом обеих костей правой голени и обширная тяжелая рваная рана правой стопы. Поступил 23 июля. 23 августа были назначены сеансы аэроионизации ежедневно. Через несколько дней отмечается улучшение общего состояния больного и места травмы. В эпикризе отмечено: "за время пребывания в стационаре больной получал медикаментозное, фи- 472
Рис. 150. План аэроионифицированного физиокабинета в областной клинической больнице (Караганда, 1950— 1958) IZD-O С^ = ¥ZZk —ESSSZ2 зиотерапевтическое лечение, а также аэроионизацию, что особенно ускорило заживление раны". История болезни 4557. К.Б., 20 лет. Поступил с диагнозом: инфицированная рана левого бедра. При поступлении была произведена вторичная обработка раны без наложения швов. Однако 12 августа у больного развилась глубокая флегмона бедра. Рана была расширена и выпущено большое количество гнойно-кровянистой жидкости. Больному производились перевязки с гипертоническим раствором, а с 24 августа проведено 7 сеансов аэроионизации. Температура уже с 25 августа пала до нормы. 30 августа при снятии повязки исчезло отделяемое, повязка была сухая, грануляция сочная, розового цвета. Рана быстро выполнилась грануляцией, совершенно очистилась и приобрела ясно выраженную зону эпителизации. Больной выписан в хорошем состоянии. История болезни 6198. К.К., 12 лет. Ожог I и И степени правой голени и ягодичной области. Поступила 4 октября. С 13 октября ей была назначена аэроионизация, через день наступило резкое улучшение. 16 октября повязка была снята, заживление шло путем первичного натяжения. Лечащий врач отмечает в истории болезни "в заживлении большую положительную роль сыграла аэроионизация". Через 2 дня больная была выписана. История болезни 6425. А.Л., 13 лет. Поступила 13 октября с диагнозом: инфицированный ожог правого плеча и предплечья II степени. С первого дня больная принимала сеансы аэроионизации. На 5-й день аэроионотерапии лечащий врач сделал следующую запись в истории болезни: "отмечается значительное улучшение после сеансов аэроионизации общего состояния; место повязки не стало промокать и не беспокоит раневой поверхности". Больная выписана через 10 дней после поступления в больницу с полным заживлением поля ожога. История болезни 6630. М.Ш.О., 35 лет. Поступил 23 октября с диагнозом: ожог головы, лица и пальцев правой кисти II степени. На 8-й день после начала сеансов аэроионизации повязка была снята и было констатировано заживление первичным натяжением, остались лишь небольшие некротические корочки в области волосистой части головы. Был выписан в удовлетворительном состоянии. Было назначено амбулаторное лечение аэроионами. Помимо благоприятного влияния аэроионизации на раневое поле, больные, как правило, отмечают ясное болеутоляющее действие аэроионизации, исчезновение фантомных болей, улучшение сна, аппетита, общего состояния, исчезновение беспокойства и раздражительности, появление бодрости, т.е. иными словами — улучшение и восстановление нормального биотонуса. Это последнее обстоятельство %ложет иметь большое значение в предоперационный и послеоперационный периоды. История болезни 1895. П. С. А., 41 года. Лежала по поводу перелома левого бедра и разрыва крестообразных связок правого коленного сустава. В эпикризе значится: "после приема 10 сеансов аэроионизации общее состояние больной значительно улучшилось, больная спокойно спит, аппетит повысился, поднялся общий тонус". История болезни 4924. К.Г., 37 лет. 14 августа была произведена операция по поводу выпадения передней и задней стенки влагалища. Послеоперационный период 473
прошел без осложнений, раны зажили первичным натяжением и швы были сняты на седьмые сутки. Но у больной в процессе заживления ран стали появляться в области промежности постепенно нарастающие боли, которые были настолько сильны, что она не могла садиться, с 1 по 8 сентября больная приняла семь сеансов аэроионизации по 24 мин каждый. Указанные боли постепенно затихли и, наконец, совершенно исчезли. Больная выписана 8 сентября в хорошем состоянии. История болезни 3807. М.В.И., 33 лет. Поступила с базедовой болезнью для операционного вмешательства в состоянии резкого нервного возбуждения, с повышенной моторикой, подергиванием рук, ноги лицевых мышц, с жалобами на хроническую бессонницу, сильные головные боли, постоянные сердцебиения, отсутствие аппетита. В таком состоянии больную оперировать было нельзя. После 10 сеансов аэроионизации больная почувствовала значительное облегчение, нервное возбуждение прекратилось, тонус нервной системы изменился в благоприятную сторону, головные боли и бессонница резко уменьшились, аппетит улучшился. Больная была прооперирована. Запись больного X., 41 год. "В сентябре повредил себе правую ногу при проведении высоковольтной линии. В областной больнице мне ампутировали ногу ниже колена. После ампутации я чувствовал очень сильные боли в культе и первое время очень мало спал. 10 января мне было назначено лечение аэроионами. Уже через несколько дней боли в ноге стали резко ослабевать и вскоре совсем прошли, сон стал крепким, аппетит хороший, самочувствие также хорошее". В наблюдениях за больными, к которым была применена аэроионотерапия, принимали участие врачи-хирурги: А.В. Тимофеевич, Н.Ф. Ходня, Ф.П. Гребенщикова, А.Г. Шрейнер, Л.Ф. Петченко, Ф.Г. Нисгурецкая, А.Д. Каратецкая, Е.М. Шалимова, И.П. Березин и др. Приведенные выше примеры с несомненностью показывают, что применение аэроионов отрицательной полярности в хирургической практике может быть достаточно эффективным. Это дает основание рассматривать аэроионы отрицательного знака как активный вспомогательный фактор, который может быть применен в пред- и послеоперационные периоды, а также при лечении переломов и раневых поверхностей ожогов и отморожений. VIII.5. ДОЗИРОВКА АЭРОИОНОВ Вопрос о физиологически благотворных дозах аэроионов отрицательной полярности был поставлен автором давно и систематически изучался им как в наблюдениях над различными животными, так и над самим собой, а затем и над здоровыми и больными людьми. Большой материал наблюдений в настоящее время позволяет прийти к совершенно конкретным выводам. В табл. 119 сведены основные данные по вопросу о наиболее употребляемых различными исследователями дозах отрицательных аэроионов как по их концентрации, так и по времени воздействия. Из этой таблицы видно, что разные авторы получили хорошие результаты при концентрациях отрицательных аэроионов порядка 1(Г— 10°b1cmj воздуха. Это говорит о том, что значение дозы в 100 раз менее или в 100 раз более при 15—30 мин вдыхания не играет существенной роли или, 474
Таблица 119. Дозы аэроионов, применяемые к больным и здоровым людям и животным (по данным различных авторов) № п.п. 1 Автор 2 Год 3 Напряжение на эф- флювиа- торе, кВ 4 Число аэроионов отрицательной полярности в 1 см3 5 жительность сеанса, мин - 6 Характер дозы 7 Чижев ский А.Л. Чижев- 1924 ский А.Л. с сотрудниками Чижев- ■ 1925 ский А.Л. Чижев- 1927 ский А.Л. с сотрудниками 1918-1923 30 40 1927 30 ■1936 35 Чижев ский А.Л., Кимряков В.А. Чижевский А.Л., Аннен- ский М.З. Чижевский А.Л., Голубев Б.Н. Передель- 1932 ский А.А. с сотрудниками 1930-1935 60-70 1931-1932 20-60 1931-1932 70 -1935 40-60 (80) 9 Долгих И.К. Скворцов В.А., Перов В.П. 10 Хап- пель П. и Страсбур- герЖ. 11 Прозоровский Б.М. 12 Иванов В.А. 1931-1932 50 1932 13 14 15 15 Никонов В.А. Жихарев С.С. Пиль- ман Н.И., Колмы- кова А.Е., Никонов В.А. Круп- ский А.И., Айзенберг И.О. 1932 1932 1932 1932 1932- 6Q-65 40 50 55 1933 50 1933-1936 45 103-104 15-16 105-106 15-20 ю- Сутки 104-105 20-30 10-10° 15-60 105-107 10-30 Стимулирующий Терапевтический Проф илактическ ий и гигиенический Терапевтический Стим ул иру ющий (экспериментальный) Тоже 10' 30-80 " Экспериментальный 105-10 10 —10 30 Стимулирующий (экспер им ентал ь- ный) f\ 7 10 —10 15—30 Терапевтический 105-106 5-10-20Тоже 3 4 10 —10 30—60 Терапевтический и 106-107 5-30 105-106 15-30 Тоже стимулирующий Терапевтический 10е ю- 5-25 10-20 475
Продолжение табл. 119 № п.п. 1 Автор 2 Год 3 Напряжение на эф- флювиа- торе, к В 4 Число аэроионов отрицательной полярности в 1 см3 жительность сеанса, мин Характер дозы 5 6 7 17 18 19 20 21 22 23 24 25 31 32 33 34 Фигуров- ский С.А., Чижевский А.Л. Денье А. Кимура Ш. с сотрудниками Реньо Ж. Люмьер О. Булатов К.П. Латманизо- ва Л.В. Белиц- кий Г.Ю., Мяси- щсв В.Н. Васильев Л.Л. 26 Гробш- тсйн С.С, Кер санов М.Э. 27 Чернявский К. А. 28 Риски К. де 29 Снольве- рини 30 Чижевский А.Л. с сотрудниками Камарел- лаК. Чижевский А.Л., Свердлов Ю.М., Зябрсв Ю.П. и Раппопорт К.И. Касперо- вич Е.М., Зябрев Ю.П. Чижевский А.Л., Медведь А.Э. Зенина М.В., Лубан И.С. 1933-1936 40-50 1935-1938 40-50 1936-1940 30-40 1932-1936 60 1937-1941 45 1939 1943 1947 1947 1948 1949 1950 1950 50 50 1950-1958 45 1951 73-80 1957-1958 45-50 1958-1959 45 1958-1959 40 10 ю5 104 tf 7 10ь-10' ю5 106 ю6 ю6 ю4 10? 106 106 106 ю4 10ч 10 5—10 Терапевтический 20-30 " 15—60 Профилактический и терапевтический 20—30 Терапевтический 15-25 " 5-30 10-15 " 10-30 " 15 10-30 " 5-15 10-20 " 15-25 " 10-20 " 20—30 Профилактический и терапевтический 25 Профилактический 15—20 Терапевтический 476
возможно, эта разница в действии на организм еще никем не замечена, а потому и не была учтена. Интересно отметить, что 100-кратная разница в числе аэроионов наблюдается и в естественных условиях. Так, например, близ водопадов число аэроионов достигает 100 тыс. в 1 см , а неподалеку в стороне — 1 тыс. Практически здоровый человек этой разницы даже на замечает. Можно произвести следующий простой расчет дозы, пригодныйдля практических целей. Примем, что при одном вдохе человек получает около 500 см воздуха. Количество вдыхаемого воздуха за сутки при 16 вдохах в 1 мин составляет 1,2' 10 см . Ввиду того, что объем воздуха, доходящего при каждом вдохе до альвеол, меньше объема всего вдыхаемого воздуха на величину "вредного пространства", равного 150 см , то указанное значение будет меньше и равно 8*10 см /сут. При числе аэроионов в естественных условиях, равном в среднем 1 тыс. в 1 см , до альвеол доходит за сутки около 8'10 аэроионов обоих знаков. Если считать, что 50% аэроионов прилипает к стенкам воздухоносных путей, получаем все же значительную величину — 4" 10 аэроионов. На Международном конгрессе по биологической физике (Нью- Йорк, 1939) автором книги была предложена биологическая единица аэроионизации — число отрицательных аэроионов, равное 810 . Это число, как видим, является числом аэроионов, вдыхаемых человеком ежесуточно в естественных условиях на открытом воздухе. Для здоровых организмов, согласно нашим многолетним наблюдениям, суточная дозировка аэроионов может не превышать 2—3 биоединиц. Лечебная доза легких отрицательных аэроионов, поданным ЦНИ- ЛИ и ряда отечественных и зарубежных авторов, равна 110 аэроионов в 1 см при продолжительности сеанса 20 мин, что составляет за один сеанс 1,5' 10 аэроионов, или 20 биоединиц аэроионизации. Число это достаточно произвольно. Отличные терапевтические результаты получены при значительно меньшем числе биоединиц. Можно было бы допустить, что ежесуточное число аэроионов, вдыхаемых человеком, т.е. число поглощаемых аэроионов, умноженное на время, должно быть величиной постоянной. По-видимому, это не вполне правильно. Следует думать, что между числом аэроионов и временем воздействия их на организм существует другая зависимость. Увеличение времени воздействия аэроионов на человека влечет прогрессивное уменьшение концентрации искусственных аэроионов в единице объема воздуха. Допустим, что зависимость дозировки отрицательных аэроионов от времени пребывания человека в ионизированном воздухе изменяется следующим образом: У= 106/2т, где Y— число аэроионов; Т — время, ч. На рис. L51 проиллюстрирована эта зависимость. По оси абсцисс отложены часы в виде натурального ряда чисел, по оси ординат — число аэроионов, изменяющееся в геометрической прогрессии. Из рисунка следует, если при 0,5-часовом сеансе можно довести число аэро- 477
500 ООП g250000 125000 6250 31250 15625 и со со О X О 2 п < О с. и т ] 3 5 7 9 11 31250 15625 7812 3906 1953 976 ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СЕАНСА. Ч Рис. 151. Зависимость между различной концентрацией аэроионов и продолжительностью сеанса аэроионизации ионов в помещении до 0,5 млн в 1 см , то при 3-часовом воздействии концентрация аэроионов в том же объеме воздуха может быть уменьшена примерно до 125 тыс. аэроионов, при 8-часовом воздействии — до 3 тыс. аэроионов в 1 см . При круглосуточном воздействии их число может быть равно обычной концентрации аэроионов в наружном воздухе, т.е. в сутки 8" 10 , или 1 биоединица аэроионизации. Не исключены., конечно, случаи, когда концентрация аэроионов может быть несколько большей, чем указывается нами. В воздухе электрокурортов вне зданий концентрация аэроионов иногда поднимается до 100 тыс. в 1 см , т.е. в сутки человек, если он находится на открытом воздухе, вдыхает 8*10 аэроионов, или 100 биоединиц аэроионизации, что, как видим, в 5 раз больше того числа аэроионов, которое человек получает за 20-минутный сеанс при Г10 аэроионов в 1 см воздуха. И тем не менее высокоионизирован- ный воздух электрокурортов, как известно, производит на организм благоприятное действие. Отсюда видно, что вопрос о дозировках отрицательных аэроионов разрешается весьма просто и вполне удовлетворительно. Представляется совершенно ясным, что при аэроионизации обитаемых помещений круглосуточная концентрация аэроионов должна приближаться к той концентрации, которая наблюдается в естественных условиях, в ясный солнечный день на альпийском лугу. Если при кратковременном воздействии аэроионами в течение 15—20 мин порядок их числа может колебаться в значительных пределах, то при длительном воздействии, выражающемся часами, соответственное прогрессивное уменьшение концентрации аэроионов следует строго соблюдать, а при многочасовом и тем более круглосуточном воздействии желательно придерживаться нормальных значений 478
Таблица 120. Число псевдоаэроионов положительной полярности, выдыхаемых различным числом людей в разное время в воздух помещения Время Число присутствующих людей 1 Г 100 1 1000 1/16 мин (1 выдох) 1,5-Ю8 1,5-Ю10 1,5-Ю1* 1мин 2,4-Ю9 2,410й 2,4-Ю12 1ч 1,4-Ю11 1,4-Ю13 1,4-Ю14 2" 2,8-Ю11 2,8-Ю13 2,8-1014 4" 5,6-Ю11 5,6-Ю13 5,6-Ю14 8" 1,1-Ю12 1,1-Ю14 1,1-Ю15 числа аэроионов. Из рис. 151 видно, что уже к 9 ч воздействия число аэроионов постепенно приближается к норме (около 1 тыс. отрицательных аэроионов). Это и будет круглосуточная концентрация аэроионов в жилых помещениях. Кривая построена с учетом мирового клинического и лабораторного опыта и может служить для расчета аэроионификации лечебных и жилых помещений при заданных условиях. В густо населенных помещениях необходимо принимать во внимание еще следующие соображения. Человек выбрасывает при одном выдохе максимально 1,5'10 псевдоаэроионов положительной полярности. В 1 мин он выдыхает 2,4*10 , в 1 ч — 1,4*10 псевдоаэроионов и т.д. В табл. 120 представлено число положительных частиц, выбрасываемых различным числом людей в разное время. Принимая в расчет объем помещения, легко получить значения концентрации аэроионов в 1 см при различном числе присутствующих, без учета рекомбинации или адсорбции зарядов к различным поверхностям (табл. 121). Если в зрительном зале театра находится 1000 чел., то концентрация выдохнутых аэроионов достигает больших величин — до 10 положительных псевдоаэроионов в объеме зала. Учитывая соответствующий его обт5ем, получаем в 1 см от нескольких сот тысяч до 0,5 млн псевдоаэроионов положительной полярности. Данное число зарядов должно быть электрически нейтрализовано и материальный остаток выведен из зоны дыхания. Для нейтрализации 0,5' 10° в 1 см зарядов положительной полярности необходимо продуцировать равновеликое число аэроионов отрицательной полярности. В помещении, занятом большим числом людей, как мы видели выше, накапливается большое число положительных псевдоаэроионов. Концентрация аэроионов, вырабатываемых генератором, должна быть соответственно рассчитана на то, чтобы подаваемого в помещение числа отрицательных аэроионов хватило для нейтрализации всех выдохнутых положительных частиц и, кроме того, в воздухе был бы запас легких отрицательных аэроионов, необходимый для нормального самочувствия людей, в соответствии с числом мест в театре или 479
Таблица 121. Число псевдоаэроионов положительной полярности в 1 см3 воздуха, выдыхаемых различным числом людей в различном объеме помещения и в разное время Время Число присутствующих (объем помещения) 1 чел. (5x5x3 =75 м ) 100 чел. (10x10x3 = 300м3) 1000 чел. (20x20x6 = = 2400 м3) 1/16 мин (1 выдох) 1 мин 1 ч 2 " 4 " 8" 2 32 1860 3720 7440 14 880 50 800 27 000 94 000 188 000 376 000 62 1000 58 000 116 000 232 000 464 000 аудитории или числом людей, наполняющих данное помещение. Расчеты показывают, что в наполненных людьми залах, например в аудиториях или театрах, концентрация вырабатываемых отрицательных аэроионов должна составлять не менее 10 в 1 см /с, чтобы обеспечить нормальный аэроионный режим. Так называемая "франклинизация" издавна применялась в большинстве лечебных учреждений. Как известно, "медицинские" электростатические машины системы Гольца или Вимшерста и другие индукционные машины с двумя или тремя вращающимися дисками дают на паукообразный головной электрод с остриями, висящий в 20—25 см от головы больного, десятки тысяч вольт. При таком напряжении электрический эффлювий с острий возбуждает на расстоянии 20— 25 см от острий значительную концентрацию аэроионов. Продолжительность сеанса по времени составляет 10—20 мин. За один сеанс больной вдыхает аэроионы положительного или отрицательного знака, ибо полярность при "франклинизации" не принимается во внимание. Больному обычно назначается от 10 до 20 сеансов. При указанном выше напряжении и малом числе острий в воздухе обязательно образуется озон и окислы (оксиды) азота. Тем не менее "франклинизация" считается методом терапевтическим, применяется повсеместно при ряде заболеваний, и никто и никогда не поднимал вопроса о ее вредности. Некоторые врачи считали "франклинизацию" методом суггестивным потому, что они не видели от нее никаких результатов, так как применяли поочередно к одному и тому же человеку то положительный, то отрицательный поток аэроионов. Но об аэроионах они не знали и знать не хотели, а знали об "электрическом ветре с острий", о "токах с острий" и т.д. Так, от М.М. Аникина, из книги "Основы физиотерапии" (М., 1950) мы с величайшим удивлением узнаем, что одним из основных биологически активных компонентов франклинизации является не электричество, а газ озон, который М.М. Аникин в 30-е годы тщетно пытался применить в животноводстве. Когда же указанное выше 200-летнее наивное представление было рассеяно учением о действии на организм униполярных аэроионов и ста- 480
тическая машина была заменена трансформаторно-кенотронной установкой, неожиданно появилась "боязнь новизны", "боязнь дозы". По совершенно необоснованным причинам стали бояться даже "естественных" доз аэроионов порядка 1 (г—10 в 1 см , получен ных с помощью эффлювиаль- ного метода. Это произошло вследствие упорной и многолетней агитации без всяких оснований против электроэффлювиального метода и не менее упорной пропаганды "индивидуальных" или "портативных" радиевых или водяных ионизаторов. Тем не менее известно, что в природе нередко встречаются местности, где число аэроионов достигает нескольких десятков тысяч в 1 см атмосферного воздуха. Эти местности как раз являются курортами или "электрокурортами". Некоторые авторы, желавшие сузить применение аэроионов, в течение ряда лет пытались найти "противопоказания" к лечению аэроионами отрицательной полярности. Говорили о заболеваниях почек, печени и т.д. Больных пугали этими мнимыми "противопоказаниями" и тем самым задерживали развитие учения об аэроионизации населенных помещений. Однако эти попытки не могут увенчаться ни малейшим успехом, и различные высказывания в этом духе отпали, как не соответствующие действительности. Неудачливым авторам "противопоказаний" пришлось сойти с дороги. Еще никем не доказано, что легкие аэроионы кислорода воздуха в природных дозировках (10 —10 в1см) могли принести вред здоровому или больному организму. Таким образом, "боязнь новизны" и "боязнь дозы" не имеют под собой никакой почвы. Метод аэроионификации получил уже мировую апробацию, разрешен медицинской наукой и не требует никаких дополнительных разрешений при соблюдении определенных условий технической безопасности и определенных доз, установленных многочисленными исследованиями. Например, при концентрации 10 аэроионов в 1 см ежесуточная доза по времени составит 15—30 мин. Что же касается "естественных" дозировок (10 —10 в 1 см ),то для введения аэроионов в этих дозировках в жилые помещения, т.е. для "аэроионификации" жилых помещений требуется "разрешения" не больше, чем для открывания форточки или окна, для прогулки на свежем воздухе. Боязнь "передозировки" легкими отрицательными аэроионами, т.е. аэроионами кислорода, неосновательна. Кровь не может усвоить больше молекул кислорода, чем это обусловлено числом молекул гемоглобина. Не более 3% кислорода растворено в плазме. Все, что не может усвоить кровь, будет выдохнуто обратно. Что касается воздействия аэроионами на нервные рецепторы, то и в этом случае должно наступить приспособление, т.е. адаптация, и дальнейшие порции аэроионов не должны оказывать на организм никакого действия. Автор и совместно с ним работавшие другие исследователи и экспериментаторы целыми месяцами, а то и годами по много часов в день находились в высокоионизированном воздухе отрицательный полярности и ни на одном из них, спустя 30—35 и даже 40 лет, не было обнаружено, что аэроионы возымели какое-либо вредное действие. 481
В 1958—1959 гг. автором при участии ряда сотрудников: Е.Ю. Зуйковой, М.Н. Лившица. А.И. Франка, Н.Н. Комарова, А.А. Середкина, А.Н. Мухай, М.М. Мои- сейчевой, А.Э. Медведь, М.В. Зениной, И.С. Лубана, А.Н. Волгиной и др. — были организованы в который раз специальные наблюдения за действием отрицательных аэроионов в концентрации 10 —10 в 1 см на практически здоровых людях при условии многочасового пребывания (от 3 до 6 ч) в таком воздухе. Наблюдения эти продолжались около 5 мес. и дали ожидаемый результат. Какого-либо болезнетворного действия указанных доз аэроионов отрицательного знака обнаружено не было. Врач-jepaneeT М.В. Зенина в течение 3 мес. по 2—3 ч ежедневно пребывала в высокоионизированном воздухе. Врач-микробиолог Е.Ю. Зуйкова, инж. М.Н. Лившиц, А.И. Франк, Н.Н. Комаров, А.А. Середкин, А.Н. Мухай и М.М. Моисейчева, находясь по 4—6 ч в помещении с электроэффлювиальной люстрой напряжением 40—120 кВ, провели сотни часов в высокоионизированном воздухе, не обнаружив каких-либо патологических явлений. Медицинская сестра А.Н. Волгина в течение 4 мес. по 7 ч ежедневно находилась под влиянием высокоионизированного воздухе отрицательной полярности. А.Н. Волгина наблюдает за лечебной физкультурой и ежедневно пропускает через аэроионифици- рованный кабинет лечебной гимнастики 15—20 чел., каждый из них делает лечебную гимнастику по 30 мин. Никаких жалоб на неблагоприятное действие аэроионов отрицательного знака от этих людей не поступало. В дополнение ко всему изложенному выше можно привести еще один пример. Уже в течение нескольких десятилетий в рентгеновских кабинетах и в радиотерапевтических отделениях медицинский персонал ежедневно находится в высокоионизированном воздухе и систематически вдыхает его. Уже давно был поднят вопрос о вредности рентгеновских лучей и радиоактивных веществ, возбуждающих ионизирующую радиацию. Однако лишь относительно недавно Е.В. Гернет (1950), В.Н. Коваленко (1953) и М.И. Салманова (1956) обратили внимание на то, что, помимо вредного лучевого фактора, в рентгеновских кабинетах и в радиотерапевтических отделениях всегда присутствуют большие концентрации аэроионов того или другого знака, а именно до 10 —10 в 1 см . Медицинский персонал за рабочий день вдыхает несколько десятков биоединиц аэроионов. На это никто не обращал должного внимания с точки зрения профессиональной гигиены, да и особых жалоб от медицинского персонала не поступало. А между тем обслуживающий персонал физиотерапевтических и рентгеновских кабинетов, радиотерапевтических отделений систематически вдыхает огромные порции не только отрицательных, но и положительных аэроионов, оказывающих определенное действие на организм. t. В научной литературе не было зафиксировано до сих пор ни одного случая заболевания от избытка вдохнутых отрицательных аэроионов, полученных электроэффлювиальным методом. Тем не менее должны быть выработаны способы предохранения медицинского персонала от излишних аэроионов и псевдоаэроионов положительной полярности в физиотерапевтических кабинетах и радиотерапевтических отделениях. Желательно, чтобы эти защитные мероприятия были проведены в законодательном порядке.
выводы Изложенные факты в категорической форме ставят вопрос о необходимости создания специальной отрасли биофизики и гигиены, занимающейся изучением и нормированием искусственного режима воздуха жилых, учебных, общественных, административных, производственных и больничных помещений. Решение данного вопроса облегчается тем, что уже разработана техническая сторона удобных в эксплуатации методов аэроионифика- ции. Электроэффлювиальный метод может быть широко применен в помещениях различного назначения: театрах, кино, больницах, аудиториях, производственных и административных помещениях, классных и жилых комнатах. Подача в населенные помещения ионизированного воздуха может производиться в централизованном порядке, вместе с вентилируемым или кондиционируемым воздухом. Это открывает возможность непрерывно поддерживать в жилых и вообще обитаемых или производственных помещениях аэроионный комфорт с обычным числом аэроионов воздуха электрокурортов (от 1000 до 100000 в 1см3) при условии нейтрализации выдохнутых тяжелых аэроионов и вывода их носителей из зоны дыхания, т.е. при условии хорошей вентиляции. Аэроионизация может быть введена всюду, где имеется электроосветительная сеть. Уход за аппаратурой прост. Затрата электроэнергии на работу электроэффлювиальной аэроионификационной установки не превышает несколько копеек за 1 ч. Этот способ генерирования легких аэроионов кислорода атмосферного воздуха отвечает разным запросам народного хозяйства. Накопленный отечественной наукой богатый экспериментальный и теоретический материал позволяет приступить к использованию аэроионов отрицательной полярности в метро, на пароходах, в самолетах и в железнодорожных вагонах и т.п. В связи с этим в первую очередь необходимо пересмотреть существующие системы вентиляции и кондиционирования воздуха, с тем чтобы они работали в сочетании с аэроионизационными устройствами, что обеспечит в помещениях воздушный режим, который по своему химическому составу и физическому состоянию будет наиболее благоприятным для здоровья человека. Необходимо разработать дальнейшие направления и тематику исследований в данной области с привлечением для этой работы соответствующих научно-исследовательских институтов и лечебных учреждений. Для теоретического обоснования и практического решения ряда стоящих на очереди проблем должны быть привлечены биофизики, биологи, врачи-клиницисты, гигиенисты, зоотехники, инженеры- 483
строители, инженеры-электрики, сантехники и некоторые другие специалисты. Должно быть создано конструкторское бюро по проектированию аэроионизационного оборудования применительно к различным условиям эксплуатации и организовано массовое изготовление этого оборудования на промышленных предприятиях. Для проведения исследований в различных климатических условиях целесообразно организовать несколько постоянно действующих экспериментальных станций в различных районах нашей страны. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ * Солнце, электричество, жизнь: (Материалы чтений Московского общества испытателей природы памяти А.Л. Чижевского). — М.: Наука, 1969. — 102с. То же. — М.: Наука, 1972. — 123 с. Тоже. — М.: Наука, 1976. — 100с. Чижевский А.Л. Аэроионификация в народном хозяйстве. — М.: Госпланиздат, 1960.— 758 с. Чижевский А.Л. Биофизические механизмы реакции оседания эритроцитов. — Новосибирск: Наука, 1980. — 177 с. Чижевский А.Л. Вся жизнь: (Годы и люди). — М.: Сов. Россия, 1974. — 208 с. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. — М.: Мысль, 1973. — 349 с. То же. — 2-е изд. М.: Мысль, 1976. — 367 с. Чижевский А.Л. Космические воздействия: Населенный космос. — М.: Наука, 1972.— 113 с. Чижевский А.Л. Структурный анализ движущейся крови. — М.: АН СССР, 1959. — 474 с. Чижевский А.Л. Электрические магнитные свойства эритроцитов. — Киев: Нау- кова думка, 1973. — 94 с. Полный список литературы см. в книге А.Л. Чижевского "Аэроионификация в народном хозяйстве". Сканирование led@leasat.net
Научное издание Чижевский Александр Леонидович ЛЭРОИОНИФИКАЦИЯ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ Технические редакторы Р.Я. Лаврентьева, Н.Е. Цветкова Корректор С.А. Зудилина Оператор Е.В. Карпова ИБ № 5079 Издание подготовлено на персональном компьютере Подписано в печать 11.12.89 Формат 60x90 /16 Бумага офсетная № 1 Печать офсетная Уел, печ. л. 30,5 Усл.кр.-отт. 30,5 Уч.-изд. л. 38,30 Тираж 600 экз. Изд. №АУШ-2831 Зак. №792 Цена 5р.30к. Стройиздат. 101442, Москва, Каляевская, 23а Тульская типография Со юз полиграф про ма при Государственном комитете СССР по печати 300600, ГСП, г. Тула, проспект Ленина, 109
4 i > АЛ. Чижевский АЭРОИОНИФИКАЦИЯ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ 2-е издание, сокращенное МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1989