Научная статья на тему 'Структурно-чувствительные и биологические свойства воды, обработанной магнитным полем и УФ-излучением'

Структурно-чувствительные и биологические свойства воды, обработанной магнитным полем и УФ-излучением Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
202
38
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОДА / БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА / СТРУКТУРНО-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА / WATER STRUCTURE-SENSITIVE PROPERTIES / BIOLOGICAL PROPERTIES / МАГНИТНОЕ ПОЛЕ / MAGNETIC FIELD / УФ-ИЗЛУЧЕНИЕ / UV-RADIATION

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Канунникова Ольга Михайловна, Кожевников Владимир Изосимович, Соловьев Александр Александрович, Макаров Сергей Сергеевич, Дементьев Вячеслав Борисович

Обработка артезианской воды магнитным полем и УФ-излучением в динамическом режиме приводит к увеличению связности структуры воды водородными связями, причем степень связности зависит от режимов обработки. Обработанная вода обладает повышенной биологической активностью по отношению к клеткам букального эпителиоцита и клеткам крови (эритроцитам).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Канунникова Ольга Михайловна, Кожевников Владимир Изосимович, Соловьев Александр Александрович, Макаров Сергей Сергеевич, Дементьев Вячеслав Борисович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STRUCTURE-SENSITIVE AND BIOLOGICAL PROPERTIES OF THE WATER TREATED BY THE MAGNETIC FIELD AND UV RADIATION

Treatment of artesian water in the magnetic field and UV radiation dynamic mode leads to the increase of the coupling between the structure of water hydrogen bonds, and the degree of connectivity depends on the mode of processing. The treated water has a high biological activity in relation to the cells bucalic epithelial cells and blood cells (erythrocytes).

Текст научной работы на тему «Структурно-чувствительные и биологические свойства воды, обработанной магнитным полем и УФ-излучением»

УДК 544.165

СТРУКТУРНО-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ, ОБРАБОТАННОЙ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ И УФ-ИЗЛУЧЕНИЕМ

КАНУННИКОВА О.М., *КОЖЕВНИКОВ В.И., **СОЛОВЬЕВ А.А., *МАКАРОВ С.С., * ДЕМЕНТЬЕВ В.Б.

Физико-технический институт УрО РАН, 426000, Ижевск, Кирова, 132 *Институт механики УрО РАН, 426067, Ижевск, ул.Т.Барамзиной, 54

**Ижевская государственная медицинская академия, 426034, г. Ижевск, ул. Коммунаров, 281

АННОТАЦИЯ. Обработка артезианской воды магнитным полем и УФ-излучением в динамическом режиме приводит к увеличению связности структуры воды водородными связями, причем степень связности зависит от режимов обработки. Обработанная вода обладает повышенной биологической активностью по отношению к клеткам букального эпителиоцита и клеткам крови (эритроцитам).

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: вода, структурно-чувствительные свойства, биологические свойства, магнитное поле, УФ-излучение.

ВВЕДЕНИЕ

Вопросы изменения свойств и структуры воды под влиянием различных внешних воздействий в настоящее время являются предметом многочисленных теоретических и экспериментальных работ [1]. Понятие структуры воды включает в себя пространственную организацию компонентов, характеризующихся экспериментально определяемыми физико-химическими свойствами. Несмотря на существование различных моделей воды, их объединяет утверждение о наличии в ее структуре как отдельных (независимых) молекул Н2О, так и объединенных водородными связями динамические ассоциаты. Такое положение обусловливает наличие множества вариабельных состояний воды, а, следовательно, и проявление разнообразных свойств. Экспериментально установлено, что реакционная способность воды и водных растворов может существенно изменяться после воздействия на них различных факторов (температуры, ультразвука, переменного и постоянного магнитного поля, электромагнитных волн, инфразвука, акустических волн и т.д.), причем воздействия, приводящие к активации, могут быть чрезвычайно слабыми [1 - 3].

К настоящему времени накопилось достаточно много экспериментальных данных, убедительно доказывающих эффективность применения магнитного поля при осуществлении различных физико-химических процессов. Зафиксированы изменения структурных, оптических, кинетических, магнитных и других физико-химических свойств исследуемых систем [4 - 6].

В настоящее время существует три группы гипотез, объясняющих действие магнитного поля на воду: коллоидные, ионные и водяные [2]. В соответствии с первой группой предполагается, что магнитное поле разрушает содержащиеся в воде коллоидные частицы, осколки которых образуют центры кристаллизации примесей, ускоряя их удаление. Наличие ионов железа интенсифицирует появление зародышей кристаллизации, что приводит к образованию непрочного осадка, выпадающего в виде шлама. Сторонники гипотез второй группы объясняют действие магнитного поля наличием ионов в воде, считая, что поле оказывает влияние на гидратацию ионов, то есть на возникновение вокруг них гидратных оболочек, состоящих из молекул воды с несколько измененной подвижностью. Чем больше и устойчивее такая оболочка, тем труднее ионам сближаться или оседать в порах адсорбента. В последнее время получены экспериментальные данные в пользу этой группы гипотез: обнаружено, что под влиянием магнитного поля происходит временная деформация гидратных оболочек ионов, изменяется их распределение в воде. Согласно третьей группе

гипотез предполагается, что магнитное поле оказывает воздействие непосредственно на структуру ассоциатов воды. Это приводит к деформации водородных связей или перераспределению молекул воды во временных ассоциативных образованиях, что также влечет за собой изменение физико-химических характеристик протекающих в ней процессов. Новые свойства омагниченной воды сохраняются не долго - от нескольких часов до месяца.

Обработка УФ-излучением используется исключительно в целях обеззараживания воды, изменение физико-химических и биологических свойств не исследовалось.

Следует отметить, что в экспериментальных работах по исследованию физико-химических свойств воды обработка разными видами воздействий была направлена на объем воды. В то же время, в системе вода-поверхность существует так называемый пограничный слой, в котором вода проявляет физические свойства, отличные от окружающей «объемной» воды, в частности, большую электропроводность, меньшую по величине теплоемкость и т.д. Отличия в физических свойствах пограничной и объемной воды, как следует из экспериментальных данных, нелинейно возрастают при приближении к поверхности [7].

Предполагается, что механизм формирования пограничного слоя представляет собой одну из разновидностей процесса эпитаксии. За счёт влияния формирующей поверхности между слоями и в каждом слое пограничной воды образуются межмолекулярные водородные связи, более устойчивые с точки зрения времени распада и более выраженные с точки зрения геометрии, чем у объёмной воды. Устойчивость этих связей тем выше, чем ближе поверхность [8].

Установлен факт действия пограничной воды как иммуномодулятора на клеточном уровне и мощного антивирусного средства и раскрыт ряд механизмов ее влияния на живой организм [8].

В данной работе исследовано влияние магнитного поля и УФ-излучения на пограничный слой артезианской воды - на структурно-чувствительные и биологические свойства.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве объекта исследования выбрана природная (столовая) вода «Увинская жемчужина». Для получения пограничной воды исходная вода обрабатывалась по запатентованной технологии (патент РФ № 2453501). Обработка магнитным полем и УФ-излучением проводилась в проточном режиме. Скорость протока составляла 0,06 л/с. Напряженность магнитного поля - 0,25 Тл. Длина волны УФ-излучения - 365 нм.

Анализ элементного состава исходной и обработанной воды проводился на эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Spectroflame.

Температурная зависимость капиллярной вязкости исследована с использованием вискозиметров ВПЖ-2 (0,37 мм). Плотность определена с помощью пикнометров Оствальда (объем 0,9234 мл). Электропроводность воды измерялась на кондуктометре Эксперт-2п, рН - на иономере И-160. Показатель преломления измерялся на рефрактометре ИРФ-454Б2М.

Биологическая активность клеток исследована методом микроэлектрофореза. В качестве объекта исследования выбраны клетки букального эпителиоцита (международный букальный тест) и клетки крови (эритроциты). Микроэлектрофорез широко используется в экспериментальной и клинической медицине. Этот метод находит применение для диагностики заболеваний, для оценки адаптации организма человека, для определения реакций клеток человека на действие различных веществ и факторов.

Исследование проводили с использованием медицинского оборудования и комплекса «Цитоэксперт». Данный комплекс имеет сертификат соответствия Госстандарта РФ и регистрационное удостоверение медицинского прибора № ФС/022а 2005/1744-05 от 14.06.05 г. Прибор позволяет регистрировать число активированных электрическим полем клеток и выявлять изменения средней амплитуды колебаний тестовых клеток и клеток

человека. Забор и исследование капиллярной крови и клеток букального эпителия проводили в соответствии с принятыми методиками.

Образцы воды смешивали с 0,9 % хлоридом натрия (физиологический раствор) в соотношении 1:1.

При оценке реакций букальных эпителиоцитов человека определяли процент клеток, активированных электрическим полем, а также амплитуду колебаний ядер и плазмолеммы эпителиоцитов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Пограничная вода. В основе физического представления исследуемого процесса положены поверхностные явления, для которых важным является знание параметров и функций состояния, характеризующие участок фазы, примыкающий к ее границе раздела с другой фазой.

Известно, что свойство жидкостей и твердых тел, их термодинамические функции в значительной мере определяются взаимодействиями между частицами (молекулами, ионами, комплексами), образующими фазу [9]. Частицы, находящиеся на поверхности, оказываются в существенно другом окружении, чем находящиеся в ее внутренних областях. Следовательно, отличается характер взаимодействия, в которых они участвуют. Фактически эти частицы образуют особую поверхностную фазу, многие свойства которой существенно отличаются от свойств внутренней областей фазы.

Вклад поверхности раздела в общие свойства фазы существенно зависит от того, какая доля от общего количества вещества находится в поверхностном слое, т.е. от формы и размера фазы.

Так, если провести оценку доли вещества в поверхностном слое для частиц жидкости в форме шарика радиусом г = 0,001 - 0,005 м, то при изменении толщины поверхностного слоя 8 = 10-9 - 0,0003 м отношение количества вещества в поверхностном слое к общему количеству вещества А V будет изменяться, как это показано на рис. 1. При этом считается, что плотность остается величиной постоянной.

Таким образом, существенный вклад поверхностного слоя в происходящие процессы можно ожидать в двух основных случаях: если рассматриваются явления присущие только поверхностному слою, либо если фаза образована частицами вещества чрезвычайно малого размера. Из рис. 1 видно, что при толщине поверхностного слоя 8 = 0,0003 м и минимальном радиусе г = 0,001 м весь объем вещества будет со свойствами поверхностного слоя.

г,м

ДУ,%

5,м

Рис. 1. Относительное влияние геометрии на объемный состав вещества

Следовательно, толщина поверхностного слоя должна составлять 6 = г/3. Это справедливо и для других радиальных размеров.

Важным параметром, характеризующим процесс взаимодействия жидкости с твердой поверхностью и газом, является поверхностное натяжение. При взаимодействии фаз равнодействующая межмолекулярных сил в поверхностном слое не равна нулю (как в объёме тела) и направлена внутрь той фазы, в которой силы сцепления больше. Таким образом, поверхностное натяжение можно представить как меру некомпенсированности межмолекулярных сил в поверхностном (межфазном) слое, или избытка свободной энергии в поверхностном слое по сравнению со свободной энергией в объёмах фаз. Для подвижных жидкостей поверхностное натяжение - величина, тождественно равная свободной поверхностной энергии.

Величина и условия изменения поверхностного натяжения определяются механическими и термодинамическими характеристиками межфазной поверхности, определяемая молекулярными взаимодействиями и структурой поверхностного слоя [10]. Следовательно, частицы поверхностного слоя обладают более высокой свободной энергией (энергией Гиббса), чем частицы внутренних областей жидкой фазы.

Взаимодействие между отдельными фазами для неподвижной частицы жидкости описывается уравнением Юнга:

= сг_ + ст_ соБв ,

тг тж жг

где стж - избыточная поверхностная энергия на границе «твердое тело - жидкость»;

сжг, и стг - поверхностные натяжения на границе с газовой фазой для жидкости

твердого тела соответственно; в - равновесный угол контакта, образуемый поверхностью твердого тела и касательной к поверхности жидкости в точке контакта ее с твердым телом (рис. 2).

Рис. 2. Схема сил поверхностного взаимодействия

Изменение энергии Гиббса G при течении жидкости по поверхности твердого тела, с площадью поверхности £ составит [9]:

^ = (стж + Сжг С тг )£.

Для условий смачивания (стж + сжг - стг) < 0, т.е. для системы стекло - вода - воздух имеем: (стж + 0,072 - 0,22) < 0 . Следовательно, чем меньше величина стж, тем сильнее взаимодействие между частицами на поверхности твердого тела и жидкости. Вода смачивает поверхность стекла, образованную силикатами, благодаря возникновению водородных связей с атомами кислорода на поверхности стекла. Описание сущности и природы водородных связей изложено в [11].

Таким образом, можно предположить, что при прочих условиях движущая частица жидкости в канале будет обмениваться энергией с окружающими ее фазами, причем, как гипотезу, можно принять, что в процессе движения объем жидкости постепенно принимает свойства поверхностного слоя, полнота которых в объеме зависит от многих факторов, в частности, таких как свойства веществ, режимы течения, геометрия канала, внешнее воздействие и т.д.

Изменение состава воды в зависимости от количества циклов приведено в табл. 1. Концентрации остальных элементов (Со, А1, №, Мп) не изменились в результате обработки.

Уменьшение концентрации примесей в результате обработки приводит к незначительному уменьшению электропроводности, при этом рН практически не изменяется (табл. 2).

Таблица 1

Состав воды в зависимости от количества циклов прогонки по кварцевой трубке

Обработка Концентрация элементов, 10- мг/л

Са Fe Mg Cd Zn

Исходная вода 1,8 0,022 1,28 0,0033 0,0002

60 циклов 1,8 0,018 1,11 0,00095 0,00032

100 циклов 1,8 0,018 1,14 0,0009 0,00046

Таблица 2

Электропроводность, рН и плотность обработанной воды (прогон по трубке)

Обработка рН Коэффициент преломления, п, 25 °С Электропроводность, & 25 °С Кинематическая вязкость, мм2/с Термический коэффициент объемного расширения, Р-10"4

15 °С 25 °С 35 °С 50 °С 15-25 °С 35-50 °С

Исходная 8,9 1,3325 620 0,9995 0,9977 0,9946 0,9896 2,5 5,0

10 циклов 8,8 1,3325 0,9997 0,9981 - - 1,6 -

20 циклов 8,8 1,3325 0,9996 0,9980 - - 1,6 -

22 цикла 8,8 1,3330 0,9991 0,9979 0,9951 0,9894 1,2 5,7

60 циклов 8,7 1,3330 610 0,9986 0,9977 0,9950 0,9894 0,9 5,7

75 циклов 8,9 1,3330 0,9983 0,9975 0,9949 0,9892 0,8 5,7

100 циклов 8,9 1,3330 600 0,9997 0,9979 0,9951 0,9896 1,8 5,5

Температурный коэффициент объемного расширения обработанной воды в области температур 15 - 25 °С ниже, чем в исходной, а в области температур 35 - 50 °С - выше. По мере увеличения числа циклов обработки коэффициент расширения в области температур 15 - 25 °С уменьшается, достигая минимального значения после 60 - 75 циклов, а затем возрастает. Однако даже после 100 циклов коэффициент расширения остается ниже, чем у исходной воды. Уменьшение коэффициента расширения свидетельствует об увеличении связности структуры воды, т.е. об увеличении числа водородных связей и укрупнении ассоциатов молекул воды.

Кинематическая вязкость воды растет с увеличением количества циклов обработки, т.е. можно говорить об увеличении размеров ассоциатов молекул в структуре воды.

Повышение связности структуры воды подтверждается увеличением коэффициентов преломления.

Известно, что при температуре около 35 °С происходит перестройка структуры воды. Именно при этой температуре вода имеет наименьшую теплопроводность, при повышении температуры теплопроводность увеличивается. Структура воды, сформировавшаяся после перестройки структуры обработанной нами воды, менее связана, о чем свидетельствует величина термического коэффициента объемного расширения. Причем связность структуры воды, сформировавшейся из обработанной воды при температурах выше 35 °С, отличается от структуры исходной воды меньшей связностью (табл. 3).

Таблица 3

Кинематическая вязкость воды

Обработка Кинематическая вязкость воды, мм /с

25 °С 35 °С 50 °С

Исходная 0,9077 0,7139 0,5446

10 циклов 0,9015 - -

20 циклов 0,8954 - -

22 цикла 0,8969 0,7313 0,5569

60 циклов 0,9046 0,7262 0,5554

75 циклов 0,9507 0,7562 0,5882

100 циклов 0,9538 0,7687 0,6037

Влияние магнитного поля и УФ-излучения на состав и структурно-чувствительные свойства воды

Состав. Воздействие магнитного поля на воду, в конечном счете, сказывается на поведении находящихся в ней примесей, хотя, и по сей день, сущность этих явлений точно не выяснена.

Нет единого мнения о влиянии магнитного поля на состав воды. Есть данные об уменьшении содержания кальция и других элементов, и есть работы, в которых не обнаружено изменения состава воды под действием магнитного поля.

В данной работе обработка воды проводилась в проточном режиме, поэтому в процессе обработки воды магнитным полем (МП) и УФ-излучением формировался также пограничный слой. В табл. 4 приведены результаты анализа состава пограничной воды, обработанной магнитным полем.

Таблица 4

Влияние внешних воздействий на состав воды «Увинская жемчужина» (270 м)

Обработка Концентрации элементов, 10- мг/л

Са Fe Mg Cd № Мп

Исходная 1,8 0,022 1,28 0,0033 0,048 0,0019

МП, 20 циклов 1,8 0,022 1,19 0 0,046 0,0013

УФ, 20 циклов 1,7 0,023 1,02 0 0,043 0

УФ+МП, 20 циклов 1,8 0,018 1,21 0 0,043 0,0001

Концентрации марганца и кадмия уменьшаются, содержание кальция, магния, железа и никеля не изменяется.

Общая минерализация исходной воды «Увинская жемчужина» составляет 393 мг/л, а после совместного воздействия магнитного поля и УФ-излучения (20 циклов) она уменьшилась примерно на 10 % - до 353 мг/л.

В табл. 5. приведены результаты анализа состава воды, с исходной минерализацией 605 мг/л. Видно, что после 10 циклов обработки изменяется содержание сульфат-ионов, калия и натрия, общая минерализация уменьшается менее, чем на 2 % - до 591 мг/л.

Таким образом, обработка воды по предложенной нами технологии практически не влияет на ее состав.

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

Таблица 5

Влияние совместного действия УФ и МП на воду из скважины 60 м с. Н.Мартьяны

Вода рН Концентрации элементов, мг/л

НСО32- С1- SO42- Са Mg2+ №++К+

Исходная 7,6 411,8 0,7 53,6 48,1 43,2 45,3

УФ+МП, 10 циклов 8,0 411,8 0,7 45,9 48,1 43,2 41,4

Величина рН. Действие слабого магнитного поля (порядка 0,12 мТл) не влияет на рН дистиллированной воды [12]. В другой серии экспериментов, проведенных этими же авторами [13] было зафиксировано увеличение рН дистиллированной воды под действием поля 0,12 Тл.

В работе [14] наблюдали увеличение рН бидистиллята на величину от 0,35 до 0,62 при изменении напряженности магнитного поля от 0,19 до 0,57. Поле напряженностью 1,5 Тл увеличивает рН на 2,2, однако через 10 - 15 мин наблюдается возвращение величины рН к исходному значению [13].

Эффект изменения рН более заметен для воды с примесями, например, для водопроводной воды [15]. В работе нет данных о параметрах магнитного поля и времени обработки.

В данной работе мы не наблюдали заметного изменения рН в результате действия магнитного поля на «пограничную» воду с исходной минерализацией 393 мг/л, при этом рН воды с исходной минерализацией 605 мг/л увеличилась от 7,6 до 8,0.

Плотность. Плотность - структурно-чувствительное свойство, и магнитное поле, изменяя структуру воды, должно влиять на ее плотность. Тем не менее, работ по измерению этого свойства мало. Температурная зависимость плотности омагниченной воды не исследована.

В [16] показано, что обработка магнитным полем (0,3 Тл) проточной высокоомной воды приводит к ее более плотной структурной упаковке. Предполагается, что образование ассоциатов воды, упорядочение объемной трехмерной сетки водородных связей происходит за счет преимущественного образования сильных водородных связей.

Авторы [17] не обнаружили заметных изменений плотности, вязкости, электропроводности чистой воды и некоторых солей в результате действия магнитного поля 0,32 Тл. Не понятно, какую именно воду обрабатывали - дистиллят или бидистиллят.

В работе [18] экспериментальные результаты показали, что магнитное поле (0,1 Тл) влияет на плотность воды. Причем это влияние зависит от вида поля: отрицательный полюс - увеличивает плотность воды, а положительный - понижает.

В [19] проведены расчеты плотности структурированной под действием магнитного поля воды. Автор не приводит параметры магнитного поля, тем не менее, рассчитывает плотность воды, 30 % которой структурировано. Эта величина составляет 1,18 г/см3 (при

3

этом плотность обычной воды 1 г/см3).

Плотность «пограничной» воды не изменялась в результате обработки магнитным полем. Величина термического коэффициента объемного расширения в области температур 15 - 25 °С такая же как для необработанной воды.

Обработка УФ-излучением приводит к незначительному уменьшению плотности и понижению термического коэффициента объемного расширения, свидетельствующего о повышении связности структуры воды (табл. 6).

Таблица 6

Плотность и кинематическая вязкость обработанной «пограничной» воды

№ Образец Плотность, г/см3 Кинематическая вязкость, мм2/с, 25 °С Температурный коэффициент объемного расширения, Р-10-4 Коэффициент преломления, п

15 °С 25 °С

Исходная 0,9995 0,9979 0,9077 1,6 1,3325

1 МП,10 циклов 0,9994 0,9978 0,9169 1,6 1,3325

2 УФ,10 циклов 0,9989 0,9976 0,9108 1,3 1,3325

3 УФ+МП, 10 циклов 0,9991 0,9978 0,9200 1,3 1,3325

4 МП, 20 циклов 0,9995 0,9980 0,9200 1,5 1,3325

5 УФ, 20 циклов 0,9995 0,9982 0,8985 1,3 1,3330

6 МП+УФ, 20 циклов 0,9992 0,9980 0,9138 1,2 1,3330

Коэффициент преломления. В [20] исследовали влияние магнитных полей напряженностью вплоть до 10 Тл на воду и обнаружили, что с увеличением напряженности магнитного поля коэффициент преломления воды увеличивается на 0,1 %. В работе [21] также наблюдается увеличение коэффициента преломления под действием магнитного поля. Причиной этого авторы обоих источников видят в стабилизации водородных связей и увеличении продолжительности их жизни за счет изменения поляризации молекул воды.

Действие магнитного поля на «пограничную воду в данной работе не изменило величины показателя преломления. Обработка УФ-излучением и совместное воздействие УФ-излучения и магнитного поля повышает коэффициент преломления, что говорит о повышении связности структуры воды.

Вязкость. В работе [22] показано, что относительная вязкость Др/п воды при воздействии поля 7,5 G при температуре 298 - 323 °С возрастает примерно на 10 3. Для обработанной «пристеночной» воды в данной работе также наблюдали повышение вязкости (табл. 6).

Скорость диффузии №С1. Исследована скорость диффузии из

10-2 М растворов №С1.

Видно (табл. 7), что в обработанной воде скорость диффузии ионов (№+ + С1-) по сравнению с исходной водой меньше.

Таблица 7

Скорость диффузии ионов + И-)

Вода Скорость диффузии №С1, мг/мин

Исходная 2,33

МП, 20 циклов 2,15

УФ, 20 циклов 2,19

МП+УФ, 20 циклов 2,22

Биологические свойства обработанной воды

Использование обработанной воды приводит к повышению электрической активности эпителиоцитов (табл. 8).

Таблица 8

Результаты реакции букальных эпителиоцитов на обработанную воду

Обработка Доля активированных клеток, % Амплитуда колебаний ядра, мкм Амплитуда колебаний плазмолеммы, мкм

Исходная вода 56,7 ± 3,5 1,8 ± 0,3 1,2 ± 0,2

УФ+МП, 10 циклов 69,4 ± 3,8 3,1 ± 0,6 2,1 ± 0,4

УФ+МП, 20 циклов 76,2 ± 2,8 3,4 ± 0,4 3,6 ± 0,3

УФ+МП, 60 циклов 79,4 ± 2,6 3,8 ± 0,3 4,1 ± 0,2

Амплитудные показатели оболочек клеток и их ядер, а также процент клеток, активированных при их помещении в раствор с обработанной водой, улучшаются. Это свидетельствует об активации ферментов клеток и о повышении их биологической адаптации.

Эритроциты в растворе с обработанной водой имеют высокий процент электрической активации - 83,28 %, большинство эритроцитов имеют высокие показатели амплитуд в электрическом поле. Средние показатели амплитуд колебаний - 5,68 мкм. Это свидетельствует о высоком уровне биологической адаптации эритроцитов при их инкубации в обработанной воде (рис. 3).

Рис. 3. Гистограмма распределения амплитуд колебаний эритроцитов в обработанной воде по режиму УФ+МП: а - 10 мин; б - 60 мин

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обработка артезианской воды магнитным полем и УФ-излучением в динамическом режиме приводит к увеличению связности структуры воды водородными связями, причем степень связности зависит от режимов обработки. Обработанная вода обладает повышенной биологической активностью по отношению к клеткам букальных эпителиоцитов и эритроцитам.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Martin Chaplin. Water structure and science. URL: http://www.lsbu.ac.uk/water (дата обращения 14.10.2013).

2. Классен В.И. Омагничивание водных систем. М. : Химия, 1973. 239 с.

3. Гапочка Л.Д., Гапочка М.Д., Королев А.Ф. и др. Воздействие электромагнитного излучения КВЧ- и СВЧ-диапазонов на жидкую воду // Вестник МГУ Сер. Физика. Астрономия. 1994. Т. 35, № 4. С. 71-76.

4. Железцов А.В. Магнитные явления в растворах // Электронная обработка материалов. 1976. № 4. С. 25-31.

5. Киргинцев А.Н., Соколов В.М., Ханаев В.И. К вопросу о влиянии магнитного поля на физико-химические свойства растворов // Журнал физической химии. 1968. Т. 42, № 1. С. 301-303.

6. Миненко В.И., Петров В.И. О физико-химических основах магнитной обработки воды // Теплоэнергетика. 1962. Т. 9. С. 63.

7. Зубов А.В, Зубов К.В., Зубов В.А. Кластерный поверхностный слой воды. Феномен стенки.

URL: http : //www. zubow. de/pdf/WallEffect-water. pdf (дата обращения 15.10.2013).

8. Постнов С.Е. Роль воды пограничного слоя в живом организме. Биофизическая модель// Биомедицинская радиоэлектроника. 2008. № 12. С. 52-56.

9. Кнорре Д.Г., Крылов Л.Ф., Музыкантов В.С. Физическая химия. М. : Высшая школа, 1990. 416 с.

10. Физический энциклопедический словарь / под ред. А.М. Прохорова. М. : Советская энциклопедия, 1983. 928 с.

11. Москва В.В. Водородная связь в органической химии // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 2. C. 58-64.

12. Букатый В.И., Нестерюк П.И., Черненко П.П. Влияние магнитных полей и электромагнитного излучения на физико-химические свойства воды // Вестник алтайской науки. 2010. № 1. С. 47-53.

13. Букатый В.И., Нестерюк П.И. Измерение физико-химических характеристик воды при различных физических воздействиях с учетом переходных процессов // Ползуновский вестник. 2010. № 2. С. 59-64.

14. Власов В.А., Мышкин В.Ф., Хан В.А. и др. Анализ процессов, обусловливающих влияние магнитного поля на структуру и свойства воды // Научный журнал КубГАУ 2012. № 81. С. 147-159.

15. Акопян С.Н., Айрапетян С.Н. Исследование удельной электропроводности воды при воздействии постоянного магнитного поля, электромагнитного поля и низкочастотных механических колебаний // Биофизика. 2005. Т. 50, № 2. С. 265-270.

16. Караваева А.П., Маршаков И.К., Жидконожкина А.А. Некоторые свойства омагниченной глубокообессоленной воды // Теория и практика сорбционных процессов. Воронеж, 1976, вып. 11. С. 78-83.

17. Kubat J., Söderlund G. On the Influence of Weak Magnetic Fields on Some Physical-Chemical Properties of Water and Salt Solutions // Zeitschrift für Physikalische Chemie. 1968. V. 62, № 1/4. Р. 180-187.

18. Majeed Amer D., Salman Salih M. A study the Effect of Magnetic Field on the Absorption spectrum of Distilled Water // AL-fatih journal. 2006, № 27. URL: http://www.iasj.net (дата обращения 11.11.2013).

19. Абдуллаев А.А Влияние магнитного поля и температуры на структуру и свойства жидкой воды и водного раствора // Сб. докл. III Шк. молод. ученых им. Э.Э. Шпильрайна «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов». Махачкала, 2010. С. 198.

20. Hosoda H., Mori H., Sogoshi N., Nagasawa A., Nakabayashi S. Refractive Indices of Water and Aqueous Electrolyte Solutions under High Magnetic Fields // J. Phys. Chem. A. 2004. V. 108, № 9. P. 1461-1464.

21. Pang Xiao-Feng, Deng Bo, Tang Bo. Influences of Magnetic Field on Macroscopic Properties of Water // Modern Physics Letters B. V. 26, Is. 11. Р. 1250069-1-1250069-13.

22. Ghauri S.A. and Ansari M.S. Increase of water viscosity under the influence of magnetic field // Journal of Applied Physics. 2006. V. 100, Is. 6. Р. 066101. URL: http://dx.doi.org/10.1063/L2347702 (дата обращения 24.05.2013).

STRUCTURE-SENSITIVE AND BIOLOGICAL PROPERTIES OF THE WATER TREATED BY THE MAGNETIC FIELD AND UV RADIATION

Kanunnikova O.M., *Kozhevnikov V.I., **Solovyev A.A., *Makarov S.S., *Dementyev V.B.

Physical-Technical Institute, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Izhevsk, Russia *Institute of Mechanics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Izhevsk, Russia **Izhevsk Medical Academy, Izhevsk, Russia

SUMMARY. Treatment of artesian water in the magnetic field and UV radiation dynamic mode leads to the increase of the coupling between the structure of water hydrogen bonds, and the degree of connectivity depends on the mode of processing. The treated water has a high biological activity in relation to the cells bucalic epithelial cells and blood cells (erythrocytes).

KEY WORDS: water structure-sensitive properties, biological properties, magnetic field, UV-radiation.

Канунникова Ольга Михайловна, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ФТИ УрО РАН, e-mail: olam@nm.ru

Кожевников Владимир Изосимович, кандидат технических наук, научный сотрудник ИМ УрО РАН

Соловьев Александр Александрович, кандидат медицинских наук, доцент кафедры гистологии ИГМА

Макаров Сергей Сергеевич, кандидат технических наук, заведующий лабораторией термодеформационных процессов ИМ УрО РАН

Дементьев Вячеслав Борисович, доктор технических наук, директор ИМ УрО РАН

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.