Влияние импульсного магнитного поля разного напряжения на подъемную силу и активность пекарских дрожжей

Электромагнитная волна - это форма распространения материи в виде электромагнитного поля. Получают электромагнитную волну в передающей антенне. В ней переменный ток высокой частоты порождает электромагнитное поле, которое в свою очередь распространяется в виде электромагнитных волн. В приёмной антенне электромагнитные волны создают переменный ток высокой частоты, из которого в свою очередь выделяется передаваемая информация.

пшеничный клетка дрожжи электромагнитный

1.7 Коренные источники электромагнитных полей

1. Электротранспорт

Транспорт на электрической тяге - электропоезда (в том числе поезда метрополитена), троллейбусы, трамваи и т. п. - является относительно мощным источником магнитного поля в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. По данным (Stenzel et al.,1996), максимальные значения плотности потока магнитной индукции в пригородных "электричках" достигают 75 мкТл при среднем значении 20 мкТл. Среднее значение на транспорте с электроприводом регулярного тока зафиксировано на уровне 29 мкТл.

2. Линии электропередач

Провода работающей линии электропередачи создают в прилегающем пространстве магнитное и электрическое поля промышленной частоты. Расстояние, на которое в свою очередь распространяются эти поля от проводов линии, достигает десятков метров.

Дальность распространение электрического поля зависит от класса напряжения ЛЭП (цифра, обозначающая класс напряжения стоит в названии ЛЭП - например ЛЭП 220 кВ), чем выше напряжение - тем более зона увеличенного уровня электрического поля, при этом размеры зоны не изменяются в течение времени работы ЛЭП.

Дальность распространения магнитного поля зависит от величины протекающего тока или от нагрузки линии. Поскольку нагрузка ЛЭП может неоднократно изменяться как в течение суток, так же и с преобразованием сезонов года, размеры зоны увеличенного уровня магнитного поля также меняются.

Санитарные нормы

Исследования биологического действия ЭМП ПЧ, выполненные в СССР в 60-70х годах, ориентировались в коренном на действие электрической составляющей, так как экспериментальным путем значимого биологического действия магнитной составляющей при типичных уровнях не было обнаружено. невзирая на то, что на сегодняшний день магнитное поле во всем мире считается наиболее опасным именно для здоровья, предельно допустимая величина магнитного поля именно для населения в России не нормируется. Причина - нет денег именно для исследований и разработки норм. Большая часть ЛЭП строилась в отсутствие учета этой опасности.

На основании массовых эпидемиологических обследований населения, проживающего в условиях облучения магнитными полями ЛЭП как безопасный или "нормальный" уровень именно для условий продолжительного облучения, не приводящий к онкологическим заболеваниям, независимо друг от друга американскими и шведскими специалистами рекомендована величина плотности потока магнитной индукции 0,2 - 0,3 мкТл.

3. Электропроводка

Наибольший вклад в электромагнитную обстановку жилых помещений в диапазоне промышленной частоты 50 Гц вносит электротехническое оборудование здания, а именно кабельные линии, подводящие электричество ко всем другим и квартирам потребителям системы жизнеобеспечения здания, а также распределительные трансформаторы и щиты . В помещениях, смежных с этими источниками, чаще всего увеличен уровень магнитного поля промышленной частоты, вызываемый протекающим электротоком. на сегодняшний день многие специалисты считают предельно допустимой величину магнитной индукции равной 0,2 - 0,3 мкТл. При этом считается, что развитие заболеваний - в первую очередь лейкемии -крайне вероятно при продолжительном облучении человека полями больше высоких уровней (несколько часов в день, в особенности в ночные часы, в течение периода больше года).

4. Бытовая электротехника

Все бытовые приборы, работающие с применением электрического тока, являются источниками электромагнитных полей.

Наиболее мощными следует признать СВЧ-аэрогрили, печи, холодильники с системой "в отсутствие инея", кухонные электроплиты, вытяжки, телевизоры.

Значения магнитного поля тесно связаны с мощностью прибора - чем она выше, тем выше магнитное поле при его работе.

помимо СВЧ-излучения работу микроволновой печи сопровождает интенсивное магнитное поле, создаваемое током промышленной частоты 50 Гц протекающим в системе электропитания печи. При этом микроволновая печь является одним из наиболее мощных источников магнитного поля в квартире. именно для населения уровень магнитного поля промышленной частоты в нашей стране до сих пор не ограничен, невзирая на его немаловажное действие, на организм человека при продолжительном облучении. В бытовых условиях однократное кратковременное включение (на несколько минут) не окажет немаловажного влияния на здоровье человека. Однако, сейчас нередко бытовая микроволновая печь используется именно для разогрева пищи в кафе и в сходных иных производственных условиях. При этом работающий с ней человек попадает в ситуацию хронического облучения магнитным полем промышленной частоты. В подобном случае на рабочем месте необходим обязательный контроль магнитного поля промышленной частоты и СВЧ-излучения.

Именно для обеспечения безопасности при применении печей в быту в России действуют санитарные нормы, ограничивающие предельную величину утечки СВЧ-излучения микроволновой печи. Называются они "Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами" и имеют обозначение СН № 2666-83. Согласно этим санитарным нормам, величина плотности потока энергии электромагнитного поля не обязана превышать 10 мкВт/см2 на расстоянии 50 см от любой точки корпуса печи при нагреве 1 литра воды. На практике почти все новые современные микроволновые печи выдерживают это требование с большим запасом.

5. Теле- и радиостанции

Широко распространенными источниками ЭМП в населенных местах на сегодняшний день являются радиотехнические передающие центры (РТПЦ), излучающие в окружающую среду ультракороткие волны УВЧ и ОВЧ -диапазонов.

Сравнительный анализ санитарно-защитных зон (СЗЗ) и зон ограничения застройки в зоне действия подобных объектов показал, что наибольшие уровни облучения окружающей и людей среды наблюдаются в районе размещения РТПЦ «старой постройки» с высотой антенной опоры не больше 180 м. Наибольший вклад в суммарную интенсивность воздействия вносят «уголковые» трех- и шестиэтажные антенны ОВЧ ЧМ-вещания.

Коренной принцип обеспечение безопасности - соблюдение установленных Санитарными правилами и нормами предельно допустимых уровней электромагнитного поля. Каждый радиопередающий объект включает Санитарный паспорт, в котором в свою очередь определены границы санитарно-защитной зоны. Только при наличии данного документа территориальные органы Госсанэпиднадзора разрешают эксплуатировать радиопередающие объекты. Периодически они производят контроль электромагнитной обстановки на предмет её соответствия установленным ПДУ.

6. Спутниковая связь

Спутниковая связь также может являться источником облучения Эл/м полем. Существуют два коренных возможных опасных случая облучения:

непосредственно в районе размещения антенны;

при приближении к оси основного луча на всем его протяжении.

7. Сотовая связь

Сотовая радиотелефония является сегодня одной из наиболее интенсивно развивающихся телекоммуникационных систем. на сегодняшний день во всем мире насчитывается больше 85 миллионов абонентов, пользующихся услугами данного вида подвижной (мобильной) связи (в России - больше 600 тысяч).

Сеть сотовой связи состоит из прилегающих друг к другу ячеек («сот») радиусом 0,5-10 км, которые в свою очередь обеспечивают полный охват зоны обслуживания (район, город, область). коренными элементами системы сотовой связи являются базовые станции (БС) и мобильные радиотелефоны (МРТ).

Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными радиотелефонами в режиме приема и передачи сигнала, вследствие чего БС и МРТ являются источниками электромагнитного излучения в УВЧ диапазоне. В зависимости от стандарта, БС излучают электромагнитную энергию в диапазоне частот от 463 до 1880 МГц.

Вопрос о воздействии излучения МРТ на организм пользователя до сих пор остается открытым. Многочисленные исследования, проведенные учеными различных стран, включая в себя Россию, на биологических объектах (в том числе, на добровольцах), привели к неоднозначным, иногда противоречащим друг другу, результатам. Неоспоримым остается лишь тот факт, что организм человека "откликается" на наличие излучения сотового телефона. Поэтому владельцам МРТ рекомендуется соблюдать определенные меры предосторожности:

- не пользуйтесь сотовым телефоном в отсутствие необходимости;

- разговаривайте непрерывно не боле 3-4 минут;

- не допускайте, чтобы МРТ пользовались дети;

- при покупке выбирайте сотовый телефон с меньшей максимальной мощностью излучения;

- в автомобиле используйте МРТ совместно с системой громкоговорящей связи "hands-free" с внешней антенной, которую в свою очередь лучше всего располагать в геометрическом центре крыши.

именно для людей, окружающих человека, разговаривающего по мобильному радиотелефону, электромагнитное поле, создаваемое МРТ не представляет никакой опасности.

8. Радарные установки

Радиолокационные станции оснащены, зачастую, антеннами зеркального типа и имеют узконаправленную диаграмму излучения в виде луча, нацеленного вдоль оптической оси.

Радиолокационные системы работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц, однако отдельные системы могут работать на частотах до 100 ГГц. Создаваемый ими ЭМ-сигнал принципиально отличается от излучения других источников. Связано это с тем, что периодическое перемещение антенны в пространстве приводит к пространственной прерывистости облучения. Временная прерывистость облучения обусловлена цикличностью работы радиолокатора на излучение. Время наработки в разных режимах работы радиотехнических средств может исчисляться от нескольких часов до суток. Так у метеорологических радиолокаторов с временной прерывистостью 30 мин - излучение, 30 мин - пауза суммарная наработка не превышает 12 ч, в те годы как радиолокационные станции аэропортов в большинстве случаев работают круглосуточно.

9. Персональные компьютеры

Коренным источником неблагоприятного воздействия на здоровье пользователя компьютера является средство визуального отображения информации на электронно-лучевой трубке. Ниже перечислены коренные факторы его неблагоприятного воздействия.

Коренными составляющими частями персонального компьютера (ПК) являются: системный блок (процессор) и разнообразные устройства ввода/вывода информации: клавиатура, дисковые принтер, накопители, сканер, и т. п. Каждый персональный компьютер включает в себя средство визуального отображения информации называемое по-различному - монитор, дисплей. Как правило, в его основе - устройство на основе электроннолучевой трубки. ПК нередко оснащают сетевыми фильтрами (например, типа "Pilot"), источниками бесперебойного питания и другим вспомогательным электрооборудованием. Все эти элементы при работе ПК формируют проблематичную электромагнитную обстановку на рабочем месте пользователя.

Электромагнитное поле, создаваемое персональным компьютером, включает проблематичный спектральный состав в диапазоне частот от 0 Гц до 1000 МГц. Электромагнитное поле включает электрическую (Е) и магнитную (H) составляющие, причем взаимосвязь их достаточно проблематична, именно поэтому оценка E и Н производится раздельно.

1.8 Магнитное поле промышленной частоты и мероприятия по защите от него

На основании результатов научных исследований, выполненных на сегодняшний день в разных странах мира, пока не удается четко определить предельно допустимые величины или иные обязательные ограничения интенсивности низкочастотного магнитного поля (менее 0 до 3 кГц) в условиях продолжительного (хронического) воздействия на людей, профессионально не связанных с обслуживанием и эксплуатацией электроустановок, являющихся источником электромагнитного поля (условия непрофессионального воздействия). Тем не менее, уже имеющиеся данные о биологическом действии магнитного поля промышленной частоты 50 Гц (МП ПЧ), а также немаловажное увеличение средней общей интенсивности фонового МП ПЧ в местах регулярного пребывания человека привлекают пристальное внимание гигиенистов к этой разновидности Эл/м поля как к новому, потенциально опасному фактору окружающей среды.

В октябре 2001г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) признает, что в свете современных научных представлений МП ПЧ со значениями плотности магнитного потока, превышающими 0,3-0,4 мкТл, в условиях продолжительного возможно, воздействия, является канцерогенным фактором окружающей среды. Поэтому ВОЗ рекомендует придерживаться предупредительного принципа, т. е. всеми доступными средствами ограничивать воздействие МП ПЧ на организм человека.

Впервые предупредительный принцип в отношении МП ПЧ был сформулирован в 1996 г. при этом как безопасный или «нормальный» уровень именно для условий регулярного воздействия, не связанных с профессиональной деятельностью в электроэнергетике, рекомендовано значение плотности магнитного потока 0,2 мкТл. В США исследователями из Университета Карнеги был сформулирован подход к проблеме действия МП ПЧ, названный «благоразумное предотвращение». Они считают, что пока наши знания относительно связи между состоянием здоровья и воздействием поля остаются неполными, но существуют подозрения относительно неблагоприятных последствий, надо предпринимать меры по обеспечению безопасности, которые в свою очередь не принесут значительных материальных расходов или иных неудобств.

Обобщение результатов исследований указывает на возможное наличие корреляции между развитием опухолевых процессов и продолжительным воздействием МП ПЧ на организм человека. Еще одна проблема заключается в возможности развития нейродегенеративных болезней и нейрологических расстройств. К этим видам патологии на сегодняшний день относят депрессивный синдром, прогрессирующую мышечную атрофию, болезни Паркинсона и Альцгеймера , а также учащение случаев самоубийств.

В связи с вышесказанным в особенности актуальным является выявление источников продолжительного воздействия МП ПЧ и внедрение эффективных мероприятий по снижению интенсивности МП ПЧ в условиях непрофессионального воздействия, т. е. в ситуации, когда отсутствует постоянный инструментальный контроль Эл/м обстановки и надзор за состоянием здоровья людей, подвергающихся воздействию.

Результаты исследований свидетельствуют о значительном увеличении числа источников МП ПЧ. Это объясняется, с одной стороны, резким увеличением количества и единичной мощности электронного и электрического оборудования, используемого как в производственных, так же и в бытовых целях, а с другой стороны, организационно-техническими недостатками в проектировании, монтаже и эксплуатации распределительных сетей 0,4 кВ в зданиях гражданского и промышленного назначения в нашей стране.

Невозможно четко выделить группы профессий, представители которых в свою очередь подвергаются долгому воздействию МП ПЧ. Их всех объединяет то, что они, зачастую, имеют регулярное рабочее место, находящееся в зоне увеличенного уровня МП ПЧ. Т.о. человек может подвергаться воздействию МП ПЧ в течение всего рабочего дня. В условиях непрофессионального воздействия в подавляющем большинстве случаев источниками МП ПЧ являются элементы системы передачи и распределения электроэнергии, а также устройства бытового и конторского назначения. При этом наибольший вклад в создание продолжительного воздействующего МП в городских условиях вносят кабельные сети и электротехническое оборудование зданий, в том числе силовые трансформаторы и электродвигатели, разнесенные в пространстве системы шин электрощитов, металлические строительные конструкции и системы трубопроводов, гальванически связанные с системой заземления зданий. Режимом работы этих источников невозможно управлять ни по интенсивности, ни по продолжительности воздействия.

Известно, что МП в окружающем пространстве создается проводниками с током. Т.о. причина появления МП ПЧ вблизи силовых трансформаторов, электродвигателей и т.п. очевидна. Более проблематичная ситуация с системой кабельных линий здания. Суммарный ток по линиям питания трехфазных и однофазных нагрузок при отсутствии токов утечки тождественно равен нулю при любом распределении нагрузок по фазам, и МП, создаваемое протекающими в подобных (в отсутствие утечек) кабельных линиях токами в проложенных рядом друг с другом проводниках, также пренебрежимо мало, при появлении в кабельной линии тока утечки возникает дисбаланс, т. е. неравенство нулю суммарного тока по кабельной линии, что и создает в окружающем пространстве магнитное поле, медленно убывающее с увеличением расстояния от рассматриваемого кабеля, помимо того, наличие токов утечки в системе электроснабжения здания приводит к протеканию по трубопроводным и металлоконструкциям системам, что также является причиной увеличения уровней МП ПЧ. Аналогичная ситуация возникает и в случае, когда токоведущие (нулевые и фазные рабочие) проводники разнесены в пространстве (даже при отсутствии тока утечки в кабельной линии). Указанные источники являются доминирующими в России. Дело в том, что национальные стандарты, основанные на рекомендациях Международной электротехнической комиссии (МЭК) и определяющие принципы построения кабельных сетей и опосредованно исключающие возможность появления токов утечки, приняты в 1997 году (ГОСТ Р 50571.10-96) и 2000г. (Правила устройства электроустановок, ГОСТ Р 50571.10-96) и пока не нашли массового использования на практике.

Методика диагностирования состояния электромагнитной обстановки, в том числе МП ПЧ, внедренная и разработанная в практику ЦЭМБ, помогает при помощи составления карт распределения интенсивности МП ПЧ в помещении локализовать источники поля и оптимизировать размещение рабочих мест по критерию воздействия поля на персонал и технические средства. В зависимости от имеющейся задачи и типа источника составляются однослойные или многослойные карты. Реализация методики требует применения специальных средств измерения. Наиболее совершенными именно для контроля МП ПЧ являются анализаторы Эл/м поля серии EFA производства компании «Narda Safety Test Solutions» .

Своеобразным индикатором увеличенного уровня МП ПЧ в помещении являются видеомониторы компьютеров, сконструированные на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Если величина плотности магнитного потока B внешнего МП ПЧ превышает значение 0,9-1,1 мкТл именно для дисплеев с диагональю экрана 15 дюймов и 0,4-0,6 мкТл именно для 19-ти дюймовых моделей, на экранах мониторов возникает заметный глазу эффект пространственной нестабильности изображения («дрожание» по амплитуде). Это явление свойственно всем дисплеям с ЭЛТ. Оно исчезает после перемещения видеомонитора в зону с уровнем ниже приведенного, порогового выше.

Уместно напомнить, что в соответствии с требованиями СанПиН 2.2.2.542-96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» предельно допустимое значение плотности магнитного потока В МП ПЧ, создаваемое компьютером, на рабочем месте пользователя на обязано превышать 0,25 мкТЛ в диапазоне частот 5-2000Гц, т.е. наличие «дрожания» видеомонитора свидетельствует как минимум о 2-4 кратном превышении данных требований. При работе в подобных условиях помимо эффектов непосредственного воздействия МП ПЧ на организм чрезвычайно быстро развиваются утомляемость, а затем и заболевания зрительного анализатора.

При выборе мероприятий по защите от воздействия МП ПЧ надо исходить из того, что выбор их очень ограничен. Защита временем принципиально не может быть применена в условиях непрофессионального воздействия. Метод защиты расстоянием, зачастую, также трудно реализуем, так как подавляющее большинство источников выявляются на уже введенных в эксплуатацию объектах и принципиальные преобразования в инженерной инфраструктуре очень проблематичны, а как правило трудно даже изменить конфигурацию рабочих мест. Подобным образом, наиболее реальное решение - уменьшение величин МП ПЧ. Технически именно для данного могут быть применены следующие способы: использование магнитного экранирования, применение системы активной компенсации магнитного поля, уменьшение создающего МП ПЧ тока.

Как правило, при выявлении источника увеличенного уровня МП ПЧ первой реакцией является желание «заэкранировать» источник. Однако, невзирая на кажущуюся простоту, при попытках реализации данного способа защиты приходится столкнуться с рядом серьезных проблем, способных немаловажно сократить область его реального использования.

Именно для реализации способа надо выполнить длительные мониторинг величин плотности магнитного потока МП ПЧ в помещениях, так как магнитные поля значительно изменяются с течением времени вследствие преобразования нагрузок электропотребителей и соответственно токов в системе электроснабжения. Затем по полученным данным рассчитать параметры магнитного экрана. К сожалению, на сегодняшний день применение этого метода в России является экономически неоправданно.

Пассивное магнитное экранирование может быть рекомендовано в случаях, когда за стеной помещений находится трансформаторная подстанция или разнесенная в пространстве система токоведущих шин распределительного устройства, однако при этом целесообразно решать вопрос на стадии планирования размещения рабочих мест и проводить мониторинг эл/м обстановки до принятия решения о размещении регулярных рабочих мест.

В качестве альтернативы пассивному магнитному экранированию в ряде случаев может быть использовано активное магнитное экранирование, при котором в свою очередь используются компенсирующие внешнее магнитное поле катушки с автоматически управляемым в них током. В следствие векторного сложения результирующее МП в некоторой пространственной области оказывается минимизированным, активное экранирование может быть успешно использовано именно для компенсации внешнего, почти однородного МП в какой-нибудь мальенькой пространственной области (это следует из топологи МП колец Гельмгольца). подобная задача решается при помощи системы трехмерной компенсации магнитного поля MR-3 фирмы «Stefan Mayer Instruments».

Способ уменьшения создающего МП ПЧ тока требует диагностики системы электроснабжения здания и последующих работ по приведению ее в порядок в соответствии с требованиями недавно введенных в действие национальных стандартов. Четырехлетний опыт работы показывает, что почти в 90% случаев именно этот метод помогает с минимальными затратами избавиться от увеличенного фона МП ПЧ. Наиболее типичными из них являются следующие: нулевые и фазные рабочие проводники системы электроснабжения разнесены в пространстве, в этом случае необходима замена подобных проводных линий на кабельные, в которых в свою очередь токонесущие проводники находятся на минимальном расстоянии друг от друга.

Вследствие регулярно встречающихся на практике и многократно повторяющихся ошибок монтажа систем заземления и зануления , повреждения изоляции нулевых рабочих проводников, т. е. возникновение некорректных гальванических связей последних с трубопроводами и металлоконструкциями здания, возникают токи утечки, путем диагностики электрощитов и кабельных линий системы электроснабжения здания при помощи специализированно разработанной методики выявляется наличие и находятся конкретные места утечки тока от системы электроснабжения на металлоконструкции и трубопроводы здания, далее выполняются работы по ликвидации указанных гальванических связей, в крайнем случае может понадобиться перекладка или замена ряда кабельных линий.

При выполнении работ по защите персонала от воздействия МП ПЧ надо применить комплексный подход, включающий в себя точное диагностирование состояния эл/м обстановки, его временных вариаций, анализ режима работы источника МП ПЧ и факторов влияния на формирование эл/м обстановки, разработку мероприятий по защите на основе выбора метода с учетом технико-экономических показателей.

1.9 Воздействие магнитных полей на биологические объекты и человека

Более 10 тыс. публикаций посвящено отдельным вопросам воздействия ЭМП на человека и природу. К настоящему времени, по данным экологов и врачей-гигиенистов известно, что все диапазоны электромагнитных полей оказывают влияние на здоровье и работоспособность людей, на отдаленные последствия. Доказано, что наиболее чувствительной системой организма к действию ЭМП является центральная нервная система. Человек не способен физически ощущать окружающее его ЭМП, однако оно вызывает уменьшение его адаптивных резервов, снижение работоспособности, иммунитета, увеличивает риск заболеваний. Энергетическая нагрузка от электромагнитных излучений в промышленности и в быту возрастает регулярно в связи со стремительным расширением сети источников физических полей электромагнитной природы, а также с увеличением их мощностей [10].

1.9.1 Механизмы воздействия магнитного поля

Экспериментальные данные как отечественных, так же и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. Существует несколько механизмов действия ЭМП на биообъекты:

- тепловой механизм воздействия - связан с увеличением температуры облучаемой ткани при относительно высоких уровнях облучающего ЭМП. Это происходит за счет возникновения в тканях токов смещения и проводимости, которые в свою очередь и вызывают нагревание [19];

- нетепловое или информационное воздействие - когда температура увеличается несущественно, но действие электромагнитных волн проявляется на организменном уровне при относительно низком уровне ЭМП (к примеру, именно для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см2) [4];

- преобразование ионной проницаемости клеточных мембран под действием слабоинтенсивных ЭМП, что связывается с раковыми заболеваниями, в частности лейкемией;

-неблагоприятное воздействие слабоинтенсивных ЭМП на центральную нервную систему. Различают три степени воздействия: легкую, которая в свою очередь характеризуется начальным проявлением нейроциркулярного и астенического синдромов; среднюю, когда симптомы указанных синдромов усилены и сочетаются с начальным проявлением эндокринных нарушений; тяжелую, при которой в свою очередь усилена симптоматика нарушений функций центральной нервной, сердечно-эндокринной и сосудистой систем человека и появляются разнообразные психические нарушения;

-эффект «жемчужной цепочки», обусловленный силами, действующими на клетки крови (лейкоциты и эритроциты ), помещенные в импульсной или регулярное поле. Образование цепочек связано с притяжением между частицами, которые в свою очередь под действием поля приобретают дипольные моменты;

-насыщение диэлектрической проницаемости растворов белков или иных биологических макромолекул, что приводит к резонансным поглощениям излучения живой клеткой;

-эффект «радиозвука» у людей, облучаемых радиолокационными сигналами средней мощности;

-влияние на сердечно-сосудистую систему, в том числе снижение артериального давления и замедление ритма сердца (брадикардия);

-демодулирующее действие - наблюдались преобразования электрокардиограмм и электроэнцефалограмм [2].

Уже в ранних публикациях по биологическому действию МП отмечалось, что в МП снижался устойчивость животных (крыс) к недостатку кислорода. Предполагалось, что МП, вызывая тканевую гипоксию в головном мозге, укорачивает срок жизни животных в условиях кислородного голодания. Было высказано предположение, что МП, снижая интенсивность свободного увеличивая и окисления сопряженность, увеличает экономичность, но снижает биологическую эффективность работы дыхательной цепи, замедляет скорость выработки адезинтрифосфата (АТФ). Поскольку АТФ является конечным звеном метаболизма и служит своеобразным «топливом» именно для организма, то его дефицит - коренное патологическое звено при любом виде гипоксии. Вопрос о механизме влияния МП на живые организмы до сих пор окончательно не изучен. Однако уже имеются достаточно убедительные доказательства участия в этом механизме мембранных процессов, а также ионов магния и кальция . Вероятно, воздействие ЭМП на целостный организм не сказывается на процессах, протекающих в самой нервной ткани, в связи с хорошей изоляцией нейронов от магнитных и электрических влияний межклеточной жидкостью и другими клеточными элементами. Средняя ионная концентрация межклеточной жидкости поддерживается на регулярном уровне механизмами мембранного транспорта и гематоэнцефалическим барьером. При воздействии ЭМП происходят локальные преобразования концентрации ионов, в том числе магния и кальция , что может немаловажно влиять на синаптические передачи. С помощью ионов кальция мембранная поверхность нейрона способна воспринимать слабые электрические градиенты. Далее, согласно гипотезе М. А. Шишло, в мембране митохондрий за счет разности электрических потенциалов происходит скачок концентрации ионов водорода на границе раздела двух сред, который в свою очередь используется именно для синтеза АТФ [20].

Клетки разных тканей человеческого организма продуцируют крайне слабые электрические сигналы, при помощи которых в свою очередь совершается межклеточное взаимодействие (т. н. «электромагнитный шепот»). В определенных работах сообщается о регистрации сверхслабых магнитных полей, возникающих при работе сердца и головного мозга и составляющих всего 0,00001 - 0,0000001 мкТл. Тем не менее, даже столь слабые сигналы чутко улавливаются клетками живых организмов. Так, выработка сосудистого условного рефлекса у человека возможна уже при интенсивности ЭМП, составляющей менее 0,0001 В/м.

Учитывая тот факт, что данные величины на десятки порядков меньше теоретически рассчитанных показателей интенсивности ЭМП, при которых в свою очередь возможны энергетические (тепловые) эффекты, можно предполагать, что сверхслабые ЭМП в биологических системах выполняют именно информационную функцию. При этом биологические эффекты, обусловленные информационными взаимодействиями, зависят уже не столько от величины энергии, вносимой в ту или иную систему, сколько от вносимой в нее информации. Если чувствительность воспринимающих систем достаточно высока, передача информации может совершаться с помощью весьма малой энергии. Из признания информационной роли естественных ЭМП следует одно крайне важное обстоятельство: именно для живого организма огромное значение включает не столько величина воздействия ЭМП, сколько характер последнего [8].

Именно для объяснения биологического действия слабых (< 1 мТ) свехнизкочастотных (0,01-100 Гц) магнитных полей в последние годы предложены теории ионного циклотронного резонанса и ядерного параметрического резонанса, согласно которым в свою очередь физиологические преобразования в клетках могут быть обусловлены резонансным влиянием комбинированного магнитного поля (КМП), являющегося суперпозицией коллинеарных регулярного (им может быть геомагнитное поле ~50 мкТ ) и переменного магнитных полей (ПеМП и ПМП), на движение катионов, прежде всего Са2+, по ионным каналам или на связывание Са2+ подобными внутриклеточными регуляторами, как кальмодулин или протеинкиназа С. Эксперименты подтверждают резонансное влияние КМП, "настроенного" на резонансы Са2+, Mg2+ или К+, на различные биологические процессы. Но при ПМП ~50 мкТ резонансные частоты этих катионов соответствуют диапазону 20-64 Гц, именно поэтому резонансные теории не объясняют данных многих экспериментов 60-90 годов о влиянии СНЧ ПеМП иных диапазонов: 0,001-0,02; 0,05-0,06; 0,1-0,3; 0,5-0,6; 3-12 Гц. Предполагая, что резонансные механизмы увеличения подвижности заряженных частиц в КМП справедливы и что поле действует не только на неорганические катионы, но и на иные заряженные частицы в клетках, можно расширить диапазон использования этих теорий. Вычисленные значения резонансных частот биохимических ионов (органических аминокислот, кислот, нуклеиновых макроэргов, кислот, фосфолипидов, определенных белков и т.д.) попадают в диапазон 0,7-17 Гц, а их 2-я и 3-я гармоники - 0,2-8,5 Гц. Действие меньших частот поля могло бы объясняться влиянием КМП на крупные частицы типа мальеньких белков с малым зарядом порядка единицы. Следующие биохимические процессы рассматриваются как возможные "мишени" резонансного влияния КМП: реакции с переносом фосфатной группы РО43- включая в себя дефосфорилирование и фосфорилирование белков, гидролиз и синтез макроэргических связей; связывание лигандов рецепторами (например, инозитолтрифосфата IР3 или нейромедиаторов) и диссоциация комплексов лиганд-рецептор; белок-белковые взаимодействия; взаимодействие коренных белков (например, гистонов) с нуклеиновыми кислотами и т.п. Индуцированное магнитным полем преобразование кинетической энергии заряженных частиц значительно меньше энергии тепловых флуктуации кТ. Однако предполагается, что КМП может оказать наибольшее влияние на движение частиц в немаловажно неравновесных условиях, когда именно для их перемещения (например, именно для сближения ADP3- и РО43- при синтезе АТР4- Н-АТР-синтазой), осуществляемого при конформационном переходе, в белковой макромолекуле кратковременно создается компенсирующее электрическое поле, помогающее преодолеть отталкивание одновременных зарядов, и в этой бифуркационной точке мальенькое смещение частицы может изменить поведение нелинейной системы. также предполагается, что слабые сдвиги могут усилиться в клетках посредством механизма стохастического резонанса [21].

1.10 Влияние электромагнитного поля на человека

а) Влияние на нервную систему

Нервная система и тесно связанная с ней сердечно-сосудистая система являются потенциально наиболее уязвимыми именно для воздействия ЭМП, так же как представляют собой биоэлектрические системы, способные реагировать на внешнее воздействие электрических сигналов. Именно функциональные нарушения нервной системы разного характера (головные утомляемость, боли, нарушения внимания и др.), широко распространившиеся среди обслуживающего персонала первых мощных радиолокационных станций, внедренных в систему противовоздушной обороны вскоре после Второй мировой войны, впервые привлекли внимание медиков к проблеме воздействия ЭМП на человека [4].

б) Влияние на половую функцию

Нарушения половой функции чаще всего связаны с преобразованием ее регуляции со стороны нейроэндокринной и нервной систем, а также с резким снижением активности половых клеток. Установлено, что половая система женщин больше чувствительна к электромагнитному воздействию, нежели мужская. помимо того, чувствительность к этому воздействию эмбриона в период внутриутробного развития во немало раз выше, чем материнского организма. Считается, что электромагнитные поля могут вызывать патологии развития эмбриона, воздействуя в разные стадии беременности. Результаты проведенных эпидемиологических исследований помогают осуществить вывод, что наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам и снизить скорость нормального развития плода. При этом периодами максимальной чувствительности являются ранние стадии развития зародыша, соответствующие периодам имплантации (закрепления зародыша на плацентарной ткани) и раннего органогенеза [4, 5].

Положительная роль магнитного поля.

В XX столетии заговорили о возможном вредном действии искусственных МП, а вот о благоприятном их влиянии было известно уже древним народам [11].

Примеров благотворного влияния магнитных полей на организм множество. Например, в Хунзакутском районе Китая уже не одно тысячелетие люди живут по 120 лет, отличаются крепким здоровьем и производят здоровое потомство. Этим фактом заинтересовались ученые из Российской Академии медицинских наук, которые в свою очередь выяснили, что все дело в воде, которую в свою очередь пьют местные жители. Оказалось, что она проходит через омагниченные пласты Земли, становясь "магнитной", то есть биологически активной и приобретает ряд удивительных свойств. Магнитные свойства определенных веществ - отнюдь не открытие. Первые сведения о влиянии искусственных магнитных полей на организм человека относятся к V веку до н.э. Об применении регулярных магнитов в лечебных целях встречаются упоминания в трудах Аристотеля (III в до н.э.), Плиния Гиппократа, Старшего, ученых древнего Китая. Еще Диоскорид (I в. н.э.) рекомендовал применять магнит от дурного расположения духа. Уже в 1000 году великий врач древности Абу Али Ибн Сина (Авиценна) пользовался магнитотерапией в своей лечебной практике.

Но первое документальное описание свойств магнитного поля принадлежит английскому врачу и естествоиспытателю У. Гильберту, который в свою очередь сформулировал важнейшие свойства магнита. С этой книги и началось научное изучение магнитного поля. Появилось понятие магнитной силы, а затем и понятие магнитного поля. В XVII веке способ прикладывания к "болезненному месту" магнитного камня (магнитного железняка) стал распространенным и даже упоминался в книгах-лечебниках Индии, Востока, России. Он широко применяется и в наши дни. Во Франции в XVIII веке магнитами успешно лечили неврологические заболевания. В России в XIX веке их широко использовал великий русский врач С. П. Боткин. Еще в 1881 году отечественный ученый П. С. Григорьев упоминает о магнитотерапии, как об эффективном методе. В XIX веке была впервые создана теория электромагнитного поля и дано понятие магнитного поля Земли (геомагнетизм). В XX веке инициативу перехватили японские которые, ученые обогатили опыт магнитотерапии созданием новых разновидностей магнитных браслетов в начале 60-х годов. Но и Россия не отставала. А в 40-х годах XX века этот метод стал применяться в дерматологии. В 70-х годах у нас появились магнитные пояса именно для лечения радикулита, магнитные воронки именно для омагничивания воды.

Употреблять "омагниченную" жидкость следует аналогично лечебной минеральной воде, не злоупотребляя количеством выпиваемой в течение суток жидкости и длительностью курсов лечения.

Употребление "омагниченной" (структурированной) жидкости способствует:

- снижению количества холестерина в крови;

- нормализации артериального давления;

- улучшению обмена веществ;

- выведению песка и мелких камней из почек;

- улучшению сна.

Регулярное полоскание "омагниченной" водой полости рта позволяет:

- удалить зубные камни;

- вылечить пародонтоз;

- очистить зубную эмаль от мягкого налета;

- устранить кровоточивость десен.

"Омагниченная" вода улучшает обменные процессы в любом живом организме. Ее можно применить и именно для ускорения прорастания семян, ускорения роста рассады, увеличения урожайности овощных культур [15]. Лечебное действие магнитных полей определяется их влиянием на биологические процессы, протекающие в живых организмах растительного и животного происхождения. искусственные и Естественные магнитные поля оказывают биологическое действие опосредованно, изменяя фотооптические параметры жидкокристаллических структур и связанную с ними интенсивность биохемилюминесценции в ультрафиолетовой, инфракрасной и видимой областях электромагнитного спектра. Управляющее действие магнитного поля на внутриклеточные метаболические процессы и дистантные межклеточные взаимодействия протекает как процесс отражения и носит информационный характер [16].

Известно, что ткани организма диамагнитны, т.е. под влиянием магнитного поля не намагничиваются, однако многим составным элементам тканей (воде, например, форменным элементам крови) могут в магнитном поле сообщаться магнитные свойства. Физическая сущность действия магнитного поля на организм человека заключается в том, что оно оказывает влияние на движущиеся в теле электрически заряженные частицы, воздействуя подобным образом на физико-биохимические и химические процессы. Основой биологического действия магнитного поля считают наведение электродвижущей силы в токе крови и лимфы. По закону магнитной индукции в этих средах, как в хороших движущихся проводниках, возникают слабые токи, изменяющие течение обменных процессов. Предполагают, помимо того, что магнитные поля влияют на жидкостно-кристаллические структуры белков, воды, полипептидов и иных соединений. Квант энергии магнитных полей воздействует на магнитные и электрические взаимосвязи внутриклеточных и клеточных структур, изменяя метаболические процессы в клетке и проницаемость клеточных мембран. Изучение влияния магнитных полей на разные системы и органы организма человека позволило установить определенные различия в действии переменного и регулярного магнитного поля. например, Так, под воздействием регулярного магнитного поля понижается возбудимость центральной нервной системы, ускоряется прохождение нервных импульсов. Переменное магнитное поле усиливает тормозные процессы в центральной нервной системе [17]. Практическое использование магнитотерапиии привело к появлению термина «биотропные параметры», под которыми в свою очередь понимают физические характеристики магнитного поля, определяющие его биологическое действие градиент, напряженность, частота, вектор, форма импульса и длительность экспозиции [14].

Коренная характеристика любых магнитных устройств - интенсивность электромагнитного поля - индукция. Магнитное поле с малой индукцией вызывает реакцию тренировки, поле со средней индукцией - реакцию активации, с высокой - реакцию стресса. При больших магнитных индукциях живым организмам может быть нанесен ущерб.

Гигиенисты склонны считать оптимальной именно для человека магнитную индукцию в пределах 0,002-0,05 Тл (в регулярном магнитном поле, при условии длительного воздействия). При кратковременных контактах эти пределы возрастают, но не обязаны превышать 70 мТл (10-3 Тл) и до 50 мТл в переменном, а в импульсном магнитном поле - до 3,0 Тл. именно для переменного поля важна еще одна характеристика - частота. В лечебной практике используются принципиально различные переменные магнитные поля.

Высокочастотное (индуктотермия) и низкочастотное (магнитотерапия). Индуктотермия применяется основным образом именно для лечения, требует проблематичной аппаратуры, проводится короткими курсами и включает ряд серьезных противопоказаний. Дело в том, что электромагнитное поле высокой частоты в значительной степени поглощается тканями пациента, вызывая увеличение температуры.

А низкочастотная магнитотерапия физиологична, именно в этом диапазоне (от 0,1 до 100 Гц) человеком продуцируются все электромагнитные колебания. Она используется как именно для лечения, так же и именно для профилактики. И может проводиться самими пациентами. При низкочастотной магнитотерапии почти отсутствуют тепловые эффекты внутренних тканей, отмечается хорошая переносимость у больных; у лиц пожилого возраста, у аллергиков и сердечников . Это помогает применять магнитотерапию во многих случаях, когда воздействие другими физиотерапевтическими методами (УВЧ-, СВЧ-терапия, ультразвуковая терапия) не разрешено.

Воздействие на организм человека магнитных полей может быть общим, местным (локальным) - на пораженный участок ткани, сустав; рефлекторным - на зоны и биологически активные точки акупунктуры, связанные со всем организмом; опосредованным - через поступление в организм омагниченной воды, обладающей ценнейшими свойствами [15].

Методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР-томографиии) получают изображения внутренних органов человека. Немалую роль играет магнитный транспорт лекарств и бесконтактное определение биогенного железа в печени человека [11].

Терапевтическое действие магнитных полей изучено еще недостаточно, но на основании имеющихся данных можно осуществить вывод, что они оказывают противоотечное, противовоспалительное, седативное, болеутоляющее действие. Под воздействием магнитных полей улучшается микроциркуляция, стимулируются репаративные и регенеративные процессы в тканях. Показаниями именно для назначения магнитотерапии являются: заболевания сердечнососудистой системы (ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь 1 стадии); заболевания периферических сосудов (облитерирующий эндартериит, атеросклероз сосудов нижних конечностей, хроническая венозная недостаточность с наличием трофических язв, тромбофлебит и др.); заболевания органов пищеварения (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки) и др [17].

Магнитотерапия лишь один из многочисленных методов физиотерапевтического лечения, который в свою очередь можно применять как самостоятельно, так же и в сочетании с иными видами лечения. Магнитотерапия обязана использоваться только в тех случаях, когда в результате правильно поставленного диагноза точно определена причина заболевания. Может оказаться, что в этом конкретном случае лучше лечиться медикаментами. Впрочем, магнитное поле может стать хорошим помощником, его воздействие помогает снизить потребление лекарств, что сведет к минимуму побочные эффекты от их использования. Разумеется, возможности магнитотерапии не безграничны. Она позволяет при хронических и острых заболеваниях. Но если болезнь уходит корнями на генетический уровень, то излечение при помощи только магнитотерапии невозможно. Хотя возможно облегчить течение болезни [15].

1.11 Аппарат очень высокой частоты

Рисунок 3 - аппарат очень высокой частоты

Микропроцессорный трехчастотный аппарат «КВЧ» предназначен именно для лечения широкого спектра заболеваний, вызванных снижением защитных функций организма. Лечебный эффект аппарата основан на воздействии электромагнитных волн миллиметрового диапазона. подобная терапия, получившая название КВЧ-терапии (очень высокочастотная), находит все больше широкое использование в медицинской практике. Это обусловлено высоким лечебным эффектом подобной терапии при том, что противопоказаний к ней почти не выявлено. также следует отметить подобные особенности КВЧ-терапии, как неинвазивность, отсутствие аллергии к КВЧ-излучению, высокая эффективность в качестве монотерапии.

Аппарат «КВЧ-НД»генерирует три наиболее нередко использующиеся в медицинской практике длины волны КВЧ-диапазона: 4,9 мм (60,12 ГГц), 5,6 мм (53,53 ГГц) и 7,1 мм (42,19 ГГц).

Раздел 2. Экспериментальная часть

Экспериментальные исследования проводили с использованием современных органолептических и физико-химических методов анализа.

2.1 Методы и материалы

Работа выполнялась в лаборатории кафедры микробиологии иммунологии и вирусологии СГАУ им. Н.И. Вавилова и ОАО НИИ «Тантал».

2.2.1 Материалы именно для исследования

Именно для проведения эксперимента были применены следующие компоненты:

а) микроорганизмы:

Saccharomyces cerevisiae прессованные дрожжи именно для хлеба, ТУ 9182-001-00 335290-2003, производитель Сергачский дрожжевой завод, Нижегородская область, г.Сергач;

б) мука:

- пшеничная - «Макфа» высший сорт, ГОСТ 52189-2003, производитель - ОАО «Саратовский комбинат хлебопродуктов»;

- гречневая - «Увелка», ГОСТ 9001-2001, производитель - ООО «Ресурс»;

в) поваренная соль - «Бассали»;

г) питательные среды:

- среда Сабуро (агар) - среда именно для обнаружения дрожжей и плесневых грибов ТУ 9229-014-00419789-95, производитель ООО «БиоКомпос-С» 152610, Ярославская обл, г. Углич.;

д) аппаратура, реактивы и материалы :

весы лабораторные 2-го класса точности, поверочная цена деления не больше 0,001 г именно для взвешивания реактивов по ГОСТ 24104.

термостат, помогающий помогать температуру 15-55 °С.

стерилизатор паровой медицинский по ГОСТ 19569 или автоклав горизонтальный.

анализатор потенциометрический именно для контроля рН, диапазон измерения рН 3 - 8, погрешность преобразования рН ± 0,05 по ГОСТ 19881.

микроскоп световой биологический по нормативному документу или иных подобных марок.

спиртовка по ГОСТ 23932.

петля бактериологическая.

чашки Петри по ГОСТ 25336.

колбы исполнения 2, вместимостью 50, 100, 200, 500, 1000 см3 2-го класса точности по ГОСТ 1774.

цилиндры исполнения 1 и 2, вместимостью 50, 100 см3 по ГОСТ 1770;

бутыли, кристаллизаторы произвольного объема именно для мытья и замачивания посуды;

стекла покровные именно для микропрепаратов (ГОСТ 6672-75);

стаканы стеклянные лабораторные вместимостью 150, 200, 250, 1000 см3 (ГОСТ 25336-82);

флаконы стеклянные вместимостью 250 см3;

пробирки типов П1, П2, диаметром 16 мм, высотой 150 диаметром и мм 21 мм, высотой 200 мм по ГОСТ 25336;

пипетка ленпипет 10-1000 мкл;

сушильный шкаф электрический;

установка импульсного магнитного поля;

эксикатор ГОСТ 6371-73;

бюксы;

прибор именно для определения пористости хлеба (пробник Журавлева);

пестики фарфоровые;

титровальная установка;

чашечки фарфоровые ГОСТ 9147-73;

натрий хлористый по ГОСТ 4233;

натрий гидроокись по ГОСТ 4328;

спирт этиловый ректифицированный по ГОСТ 5962, 96 %-й раствор;

вода дистиллированная по ГОСТ 6709;

вода питьевая по ГОСТ 2874.

2.2.2 Методы

В соответствии с поставленными задачами нами были выбраны соответствующие методы исследований.

Метод количественного учета микроорганизмов на твердых средах

Среду тщательно размешивали в 1 литре дистиллированной воды, доводили до кипения в течение 5 минут, периодически перемешивали до полного расплавления агара, профильтровали через ватно-марлевый фильтр, стерилизовали при температуре (115±2) ?С в течение 15-20 минут, охлаждали до температуры (45С±50) ?С и разливали в чашки Петри. Перед посевом чашки со средой подсушивали в течение 40 минут при температуре (37±1) ?С. Исходя из предполагаемой обсемененности исследуемого продукта, готовили разведение именно для посева. Засевали 1мл в чашку Петри. Чашки с посевами ставим в термостат при температуре (37±1) °С на 72 часа.



Рисунок 4- схема проведения количественного учета микроорганизмов на твердых средах

Через 72 часа подсчитывали количество выросших колоний.

Брали чашки Петри, на которых в свою очередь колонии хорошо отделены одна от другой. Каждую отсчитанную колонию помечали точкой с нижней стороны чашки Петри. При большом количестве колонии дно чашки делили на сектора, подсчитывали количество колонии в каждом секторе и результаты суммировали.

Следует иметь в виду, что точность метода зависит от числа подсчитанных колоний: лучшем разведением считают то, при высеве из которого в свою очередь на плотной питательной среде вырастает от 50 до 150 колонии. Если число выросших колоний меньше 10, то эти результаты отбрасывают. Желательно, чтобы общее количество подсчитанных колоний при высеве этого разведения было не менее 300.

Зная количество выросших колонии и степень разбавления, легко определить количество микроорганизмов в 1 мл исследуемого материала, пользуясь формулой:

N = (а ±2а) К/V (2.1)

Где N - это количество микроорганизмов в 1 мл суспензии; К - разведение, из которого в свою очередь проведен высев; а - среднее количество на чашки при разведении К; V - объем суспензии.