CC BY
19
ОБЗОРЫ
■SS
О ГИГИЕНИЧЕСКОМ ЗНАЧЕНИИ ИОННОГО РЕЖИМА ВОЗДУХА ПОМЕЩЕНИИ
Член-корреспондент АМН СССР проф. А. А. Минх Из кафедры гигиены Московского медицинского стоматологического института
Проблема ионизации воздуха в ее применении к медицине привлекает все большее внимание.
Однако гигиеническое значение ионизации воздуха изучено недостаточно.
В настоящее время интерес к ионизации воздуха как к гигиеническому фактору заметно возрос и главное внимание сосредоточивается на вопросе о физиологическом значении ионного режима воздуха закрытых помещений.
Вопросы электрогигиены воздуха выдвигались еще в конце прошлого века. И. П. Скворцов указывал, что известная степень насыщенности атмосферы электричеством является необходимым условием для нормального существования организма. По его мнению, в основе дурного влияния испорченного воздуха помещений лежит ослабление его электрических свойств, что является более вредным, чем скопление угольной кислоты и разных химических примесей. Взгляды И. П. Сквор-цова в свое время не получили признания, так как не были подтверждены экспериментом. Они привлекли к себе внимание спустя много лет, когда исследованиями А. П. Соколова, Дорно (Domo), Яглу (Iaglou), А. А. Минха, Е. Э. Лесгафта, С. П. Сперанского и др. было доказано, что в помещениях действительно наблюдается уменьшение электропроводности воздуха и числа легких ионов. В этих исследованиях изуча лось также влияние отдельных факторов на ионизацию комнатного воздуха и результаты сопоставлялись с санитарным состоянием воздуха, определяемым обычно принятыми методами. Таким путем пытались подойти к оценке физиологического значения тех изменений в ионизации воздуха, которые происходят в жилых и общественных зданиях. Полученные данные могут быть охарактеризованы следующим образом.
Ионизационное состояние комнатного воздуха претерпевает значительные изменения под влиянием ряда факторов. В известной мере эти изменения подчиняются влиянию суточного и годового хода атмосферной ионизации, но при определенных условиях и в первую очередь при скоплении в помещении людей и плохой вентиляции это влияние становится малозаметным, и в помещениях наблюдается самостоятельный ход числа легких и тяжелых ионов. В теплое время года число легких ионов в свободной атмосфере бывает больше, чем в помещениях, в холодное—меньше, что обусловливает различное влияние проветривания на концентрацию легких ионов в помещениях в разное время года. Влияние проветривания на содержание тяжелых ионов прослежено недостаточно полно, но можно считать, что при незагрязненной внешней атмосфере проветривание должно всегда вызывать уменьшение числа тяжелых ионов в помещении.
Основные изменения в ионизационном состоянии комнатного воздуха, происходящие в присутствии людей и под влиянием различных бытовых процессов, заключаются в уменьшении числа легких ионов и увеличении количества тяжелых. Если в свободной атмосфере концентрация легких ионов обычно составляет около или несколько более 1000 в 1 см3, то в помещениях она часто снижается до 200—100 в 1 см3. Резкое падение ионизации наблюдается в 'первый час 'пребывания людей, в дальнейшем же это снижение делается более слабым и наблюдается некоторый несократимый минимум числа легких ионов (100—50), обусловливаемый компенсирующим влиянием радиоактивных эманаций, выделяющихся из строительных материалов. Количество тяжелых ионов в комнатном воздухе увеличивается до нескольких десятков тысяч в 1 см-3, в то время как в свободной незагрязненной атмосфере оно исчисляется тысячами.
Изменения в полярности ионов происходят в помещениях вне какой-либо строгой закономерности. Почти как правило, наблюдается такое же небольшое преобладание положительных ионов, как и в свободной атмосфере, и лишь в редких случаях коэффициент униполяр-ности комнатного воздуха заметно превышает таковой свободной атмосферы.
Убыль в числе легких ионов в помещениях происходит в результате поглощения ионов в процессе дыхания, контакта с поверхностью тела, адсорбции одеждой и оседания на материальных частицах, взвешенных в воздухе. Количество тяжелых ионов увеличивается за счет указанного процесса оседания легких ионов на частичках пыли и других ядрах конденсации, что ведет к образованию тяжелых ионов, а также в результате поступления с выдыхаемым воздухом, который насыщен ими. Характерным показателем, позволяющим численно выразить изменения, наступающие в комнатном воздухе в количественных соотношениях между легкими и тяжелыми ионами, является величина пре-
N
обладания тяжелых ионов над легкими ( —). В свободной чистой атмосфере число тяжелых ионов превосходит количество легких не более чем в 50 раз, в то время как в комнатном воздухе тяжелых ионов бывает нередко значительно больше.
Обнаруженные соотношения между ионизацией воздуха и его гигиеническим состоянием дают основание считать, что ионизационное состояние может рассматриваться как новый критерий чистоты воздуха. При этом наиболее постоянным и чувствительным индикатором является величина преобладания числа тяжелых ионов над легкими, которую можно принять за «электрический» показатель доброкачественности воздуха.
Таким образом, проведенными гигиеническими исследованиями установлена определенная связь между ионизацией комнатного воздуха и его гигиеническим состоянием, что дало основание предполагать возможное влияние изменений в ионном режиме воздуха помещений на организм человека. Главное внимание при этом уделялось колебаниям в числе легких ионов, поскольку считается, что электрический обмен между организмом и воздушной средой осуществляется посредством легких атмосферных ионов. На наличие этого обмена указывал Дорно (1927). В настоящее же время Винсор н Беккетт (Winsor a. Beckett, 1958) экспериментально доказали, что наше тело является коллектором атмосферных ионов. Хатчинсон, Спольверин (Hutshinson, Spolverini), Беккетт и др. связывают уменьшение числа легких ионов с потерей воздухом его освежающих свойств, с его меньшей физиологической и химической активностью, что, по их мнению, является причиной неблагоприятного действия испорченного комнатного воздуха. Что касается изменений в количестве тяжелых ионов, то этот вопрос
трактуется по-разному: Вейт (Wait) приписывает им главную роль в появлении ощущения «тяжести» в переполненных людьми помещени ях, в то время «ак Бирма-н (Birman) и Лёб (Loeb) не придают им физиологического значения.
Указанные предположения о гигиеническом значении колебаний в числе аэроионов в помещениях встретили, однако, возражения со стороны ряда исследователей [Д. И. Каган и В. Н. Коваленко, Лёб, Ку нов, Бодин, Лизе (Kunow, Bodien, Liese) и др.]. Д. И. Каган указывает, что изменения в числе легких ионов, не превышающие максимум 100— 200 в 1 см3, не могут оказать особого физиологического действия, поскольку пределы естественных колебаний аэроионов в атмосферном воздухе бывают значительно большими, к которым человеческий организм биологически вполне приспособился. В подтверждение этого .мнения приводятся ссылки на то, что даже высокоионизированный .воздух, применяемый в лечебной практике, не оказывает существенного влияния на организм здоровых людей [Харринггон (Harrington), Л. Л. Васильев и др.]. На съезде общества курортологии и климатологии в Вене (1939) было принято постановление, что естественная ионизация воздуха может рассматриваться только как фактор, имеющий чисто теоретическое значение.
Таким образом, вопрос о гигиеническом значении ионного режима воздуха помещений представляется спорным и для разрешения его нужны дальнейшие физиологические исследования, которые должны установить, влияют ли на организм человека и животных те изменения, которые происходят в числе и в соотношении различных ионов в воздухе помещений. В настоящее время можно сослаться лишь на единичные работы, проведенные в этом направлении. Так, японскими ав торами под общим руководством Ш. Кимура (1933—1939) установлено, что вопреки прежним представлениям пребывание животных в це-нонизированной воздушной среде не опасно для жизни, что подтверждено в последующем, по сообщению Корнблю (Kornblueh), в США Нед-зелем (Nedzel, 1955). Вместе с тем, однако, из работ японских ученых видно, что длительное выдерживание животных в искусственно деиони-зированном воздухе задерживает их рост, уменьшает содержание неорганического фосфора в крови и ускоряет образование экспериментального рахита. По тем же данным, у людей, находящихся в помещении, из которого удалены легкие ионы, часто появляются симптомы недомогания, головные боли, потливость и т. д., несмотря на нормальные атмосферные условия во всех других отношениях. Эти неблагоприятные симптомы удавалось в значительной мере задержать и преодолеть при снабжении комнатного воздуха легкими отрицательными ионами до уровня приблизительно от 500 до 2000 в 1 см3. Опыты на животных, проведенные Д. А. Лапицким, дают основание предполагать, что применение искусственной отрицательной аэроионизации в замкнутых про странствах может удлинить пребывание людей при ограниченном запасе кислорода.
Приведенные данные не могут быть признаны достаточными для разрешения затронутого вопроса. Они нуждаются в расширении и подтверждении с применением более углубленных, современных методов исследования. Если этими исследованиями будет доказано физиологическое значение ионизации воздуха помещений, то станет необходимостью установление оптимальных концентраций легких ионов, кото рых следует придерживаться при искусственной ионизации воздуха в больницах, школах, служебных помещениях и т. д. Создание искусственного ионного режима воздуха в помещениях может оказаться полезным- и вне зависимости от того, влияют ли отрицательно обычные уменьшения в числе легких ионов в помещениях. Повышенные концентрации их при определенной преобладающей полярности ионов могут
оказать благоприятное действие на общее самочувствие здоровых людей, их жизнедеятельность, физическую и умственную работоспособность. Однако необходимо отметить, что в посаеднее время целесообразность создания постоянного повышенного уровня ионизации воздуха в помещениях ставится под сомнение. Корнблю (1958) установил, что периодическое воздействие ионизированного воздуха более благоприятно для здоровья, чем постоянное. Беккетт (1959) указывает, что состояние физического комфорта вовсе не означает, что все факторы окружающей среды должны поддерживаться постоянно на определенном уровне: периодическое воздействие, в частности, такого динамического фактора, как электрические свойства воздуха, может дать большую физическую стимуляцию.
На данном этапе исследований следует сосредоточить внимание на вопросе о дополнительной ионизации воздуха помещений и можно пренебречь указаниями на необходимость разработки мероприятий по освобождению комнатного воздуха от избытка тяжелых ионов (Вейт). Но проблему обогащения воздуха легкими ионами нужно решать не только с чисто физической, но и с химической стороны. Процесс образования ионов тесно связан с химическим составом той среды, в которой происходит ионизация. В воздухе помещений могут наблюдаться различные количества ионизированных молекул кислорода, азота, угольной кислоты и т. д., что, по мнению Е. А. Чернявского, Понтани (Pontani) и др., имеет существенное физиологическое значение. По всей вероятности, это так и есть, хотя, по исследованиям Л. Л. Васильева, ионы различного химического состава, но несущие одинаковый электрический заряд, действуют на функциональные показатели в общем одинаково. Вопрос нуждается в уточнении, но он трудно разрешим в связи с малой изученностью сродства атома к электрону, которое для различных газов, содержащихся в атмосфере, различно; есть основания полагать, что устойчивые отрицательные ионы в несколько большей степени представляют молекулы кислорода и водяного пара (П. Н. Тверской). Этот факт заслуживает внимания в связи с установленным благоприятным действием отрицательных ионов.
Недостаточная разработанность вопроса не позволяет в настоящее время рекомендовать приступить к широкому внедрению искусственной аэроионизации в практику вентиляционного дела. Между тем стремления к этому имеются и особенно со стороны санитарных инже неров, которые основываются на априорных физиологических положениях и ошибочных первоначальных представлениях, что воздух в процессе его обработки и перемещения в системах приточной вентиляции лишается большей части легких ионов ^Карриер (Currier), 1928]. Последующими исследованиями Яглу и других американских гигиенистов было установлено, что предполагаемая диффузия и адсорбция ионов к металлическим поверхностям не превышают 30% их первоначального содержания и эта потеря полностью компенсируется подогреванием воздуха. Охлаждение воздуха вызывает уменьшение ионизации, промывка и фильтрация устраняют легкие ионы с подвижностью более 0,9 см2/сек. и увеличивают количество тяжелых отрицательных ионов за счет баллоэлектрического эффекта. Исследования Р. Ф. Афанасьевой в одном из кинотеатров Москвы, имеющем систему кондиционирования воздуха, показали, что число легких ионов в помещении через 30 минут после включения вентиляции уменьшается на 30—45%>; через час при непрекращающейся подаче кондиционированного воздуха эта убыль составляет всего 5%, а в дальнейшем содержание легких ионов почти достигает первоначального уровня.
В 30-х годах в Америке и в некоторых других зарубежных странах искусственная аэроионизация применялась в виде опыта в школах, больницах и других общественных зданиях, но широкого распро-
6 Гигиена и санитария. № 1
81
странения не получила; отдельные американские ученые категорически высказывались против включения аэроионизации в число элементов кондиционирования воздуха (Лёб, Харрингтон). В настоящее время в США, где данный вопрос получил свое развитие, единой точки зрения по нему нет. Марфи (Murphy, 1954) считает ионы необходимым звеном в состоянии качества воздуха и указывает, что только искусственное продуцирование отрицательных ионов может создать достаточную плотность ионов в кондиционированном воздухе. Крупнейшие специалисты по кондиционированию вездуха, Хатчинсон, Беккетт и др., относясь в принципе положительно к вопросу искусственной аэроионизации закрытых помещений, все же подчеркивают; что он разработан лишь с практической стороны, должного же научного физиологического обоснования применения аэроионизации пока нет (1954—1959).
Американские ученые уделяют большое внимание и физической стороне дела. Ведутся серьезные исследования по разработке способов генерации ионов, которые бы обеспечивали равномерную ионизацию воздуха во всем помещении, были по возможности простыми и совершенно безопасными для обслуживающего персонала и пребывающих в помещениях людей. В США получение ионов путем токов высокого напряжения отвергается и для этой цели применяются радиоактивные источники и термоионизаторы, основанные на использовании термоэлектронной эмиссии раскаленных металлов [Беккетт, ХиКс, Скиллинг (Hicks, Skilling)]. Успешные исследования в этом направлении проводятся также в СССР (Я. Ю. Рейнет, П. К. Прюллер, Е. А. Чернявский и др.).
Наконец, следует еще раз упомянуть о тех новых взглядах, которые появились в отношении сравнительного физиологического значения длительного и периодического, кратковременного воздействия аэроионов. Они имеют принципиальное значение, так как если кратковременные сеансы вдыхания искусственно ионизированного воздуха окажутся более эффективными, то устройство постоянно действующих аэроионизационных установок в помещениях или в системах приточной вентиляции станет излишним. Применение в этих случаях переносных, портативных аэроионизаторов будет более экономичным. В частности, укажем, что о целесообразности периодического ионизирования воздуха больничных палат с помощью радиоактивных ионизаторов высказываются М. П. Давыдова и Т. А. Трамбицкая. В пользу ежедневного, кратковременного применения сеансов отрицательной аэроионизации в периоды усиленных тренировочных занятий говорят также наши на блюдения над спортсменами (М. А. Вытчикова и А. А. Минх).
Искусственная ионизация воздуха помещений, помимо физиологического значения, заслуживает внимания как фактор, который может быть использован с целью освобождения воздуха от пыли и микроорганизмов (О. Н. Ничкевич и Н. Г. Иванченко, Е. Ю. Зуйкова, А. И. Франк. А. Л. Чижевский). Значительный интерес представляет непосредственное бактерицидное действие аэроионов. Е. А. Чернявский наблюдал уменьшение бактериальных заболеваний на хлопчатнике, подвергаемом воздействию искусственной аэроионизации. Л. М. Добролет установила благоприятное влияние отрицательной аэронионизации на микрофлорч кожных ран. Крюгер (Krueger) и соавторы в опытах со стафилококками, суспензированными в небольших капельках воды, нашли, что вы сокие концентрации положительных и отрицательных ионов ускоряют гибель микробов, непосредственно действуя на клетки и повышая скорость испарения капелек. По данным Полярда (Pollard), отрицательные ионы понижают токсичность бактерий и вирусов, находящихся в воздухе.
Подводя итоги сказанному, можно сделать вывод, что вопрос об ионном режиме воздуха в жилых и общественных зданиях представ-
ляет несомненный интерес и имеет практическое значение. Отрицать последнее, как это делают некоторые авторы вследствие наличия многих неясных и спорных положений, нет оснований, но вместе с тем нельзя приписывать ионизации воздуха тех универсальных оздоровительных свойств, которые ей в действительности не присущи или во всяком случае достаточно не доказаны. Следует исходить из того, что ионизация воздуха является одним из факторов воздушной среды, действие которого проявляется на фоне определенных взаимоотношений с другими физическими и химическими факторами. Поэтому следует разрешать вопрос о физиологическом значении ионизации воздуха помещений в аспекте общей проблемы гигиены воздуха, а не разрабатывать его абстрактно под углом зрения «аэроионизации ради аэроионизации». Излишняя переоценка значения фактора ионизации воздуха, как это делается в некоторых научно-популярных журналах, может привести к напрасной трате средств и сил и дискредитировать идеи о гигиеническом значении электрических свойств воздуха.
ЛИТЕРАТУРА
Баранова Е. Г. и др. Методические указания к лечению ионизированным воздухом. М., 1957. — Васильев Л. Л. Теория и практика лечения ионизированным воздухом. Л., 1953.— Он же. Наука и жизнь, 1940, № 10, стр. 29.— Вытчикова М. А. Гиг. и сан., 1959, № 1, стр. 82. — В ы т ч и к о в а М. А., Минх А. А. Теория и практика физкультуры, 1959, № 5, стр.444. — Вопросы курортологии. Рига, 1959, т. 5. —-Давыдова М. П., T р а м б и ц к а я Т. А. В кн.: Бронхиальная астма. Л., 1959, стр. 322.— Каган Д. И., Коваленко В. Н. Бюлл. информацион. Московск! научно-исслед. ин-та им. Эрисмана, 1957, № 6—7, стр. 57.— Лапицкий Д. А. Труды Ин-та по изучению мозга. Л., 1947, т. 18, стр. 76. — Минх А. А. Ионизация воздуха и ее гигиеническое значение. М., 1958,— Bodien К., Belüftung, Beleuchtung und Ionisation von Räumen und ihre Bedeutung für die Hygiene. Diss. Frankfurt a. M„ 1939. — Currier W. H., J. Am. Soc. Heat. a. Ventilat. Engineers, 1928, v. 34, p. 145 — Hicks W. W., J. Frank. Inst., 1956, v. 261, p. 209.— H u г с h i n s o n F. W„ Heat. a. Ven-tilat., 1944, v. 41, p. 76. — Krueger A. P. a. ofh., J. Gen. Physiol., 1957, v 41, p. 359j J. Frank. Inst., 1958, v. 266, p. 9,—L o e b L. В., Heat., Piping a. Air Condit., 1934, v. 6, p. 437 —Murphy H. С., Heat., Piping a. Air Condit., 1954, v. 26, p. 120.— Pollard E. C„ Scient. Am., 1954, v. 191, — Pon ta ni U., Ann. Igiena, Roma, 1950, v 60 p. 3,—S p о 1 v er i n i L. M., Ann. Sanita Publ., 1950, v. 11, p. 1411.—Winsor T., Beckett I. С., Am. J. Phys. Med., 1958, v. 37, p. 83,— J a g 1 о u С. P. a. oth., Heat, Piping a. Air. Condit., 1934, v. 6, 25; J. Industr. Hyg., 1935, v. 17, p. 280.
Поступил» M/X 1951 r.
■¿c * -k
