Образование электромагнитного поля, его источники и негативное влияние на окружающую природную среду

2.3.1 Приготовление дрожжевой суспензии

Для приготовления дрожжевой суспензии 1г свежих или 0,5г сухих хлебопекарных дрожжей заливают 100см³ дистиллированной воды. После набухания суспензию тщательно перемешивают. Для кормления используют слабомутный (верхний слой после отстаивания) раствор дрожжевой суспензии. Допускается хранить дрожжевую суспензию в холодильнике 1-2 суток. Перед кормлением дрожжевую суспензию тщательно перемешивают.

2.3.2 Кормление цериодафний

Оптимальное количества корма и соблюдение режима кормления - одно из основных условий получения удовлетворительных результатов биотестирования, так как изобильное кормление может привести к снижению чувствительности тест - организмов, засорению фильтрующего аппарата цериодафний и сокращению содержания растворённого кислорода в культивируемой среде. Недостаточное питание приводит к неадекватному реагированию цериодафний на воздействие токсических веществ.

Кормят маточную культуру цериодафний ежедневно, один раз в сутки, добавляя 7 см³ дрожжевой суспензии и 7 см³ концентрированной водорослевой суспензии на 1 дм³ культивационной воды.

Кормят синхронизированную культуру цериодафний ежедневно, один раз в сутки, добавляя 0,2 см³ концентрированной или 2 раза разбавленной дистиллированной водой водорослевой суспензии на 15 см³ культивационной воды. Допускается кормить синхронизированную культуру цериодафний комплексно, добавляя дрожжевую суспензию через день - 0,06 см³ на 15 см³ культивационной воды. Достаточность питания тест - организмов подтверждается удовлетворительными результатами контроля.

Если в опыте наблюдается эффект перекорма (гибель рачков в контроле), то цериодафний кормят в опыте водорослевой культурой меньшей плотности 5 - 6 млн. кл/см³ - слабо - зелёное окрашивание. По 0,03 см³ (одна капля) на 15 см³ культивационной воды. Оптимальная плотность водорослей может быть подобрана экспериментально[22].

2.4 Процедура биотестирования

2.4.1 Методика проведения

Методика основана на определении выживаемости цереодафний в остром опыте при воздействии электромагнитного поля разной частоты и магнитного поля разной напряжённости.

2.4.2 Влияние напряжённости МП на выживаемость Cereodaphnia affinis

Эксперимент проводится в чашках Петри. Опыт ставится в трёх параллельных сериях. В каждую чашку Петри вносится по 15 мл отстоянной аэрированной воды и помещается по 5 односуточных дафний (в том числе и в контроле). Разница между возрастом рачков не должна превышать 6 - 8 часов, что определяется по размеру рачков и обеспечивается синхронизированным культивированием. Посадку рачков начинают с контрольной серии.

Источниками магнитного поля служат кольцевые магниты. Максимальная напряженность магнитного поля равна 75 mT. Напряженность магнитного поля измерялась в Ярославском Государственном Техническом Университете на кафедре «Охрана труда и природы» при помощи прибора (Тесла-амперометр БК-9). Затем чашки Петри с дафниями ставят на штативы на кольцевые держатели, а под них на пластмассовые стаканы помещают магниты на определённой высоте от чашки Петри, которая соответствует определённой напряжённости магнитного поля. Все установки помещаются в шкаф - люминостат с искусственным освещением и температурой не ниже 20⁰С. По истечении 48 часов острого опыта снимают результаты. Число живых рачков оценивается визуально. Данные заносят в таблицу, затем строят график зависимости выживаемости цереодафний от величины напряжённости магнитного поля. Делают выводы.

2.4.3 Влияние частоты ЭМП на выживаемость Cereodaphnia affinis

Суть методики проведения биотестирования такая же, как и с МП.

Схема установки следующая: к источнику тока (ГЗ-111) с изменяемой частотой, параллельно присоединяются три катушки (ОС-90). На каждую катушку ставится чашка Петри с дафниями. Параллельно ставится контроль. На источнике выставляется необходимая частота тока. Затем установку включают и ставят в люминостат. Показания снимают через двое суток, оценивая состояние выживших рачков в контроле и опыте. Результаты заносятся в таблицу, и строится график зависимости выживаемости цереодафний от величины частоты электромагнитного поля.

2.4.4 Изучение свойств ряда защитных материалов в эксперименте

Защитные материалы представляют собой магнитно-мягкие материалы, в состав которых входят соединения железа со степенью окисления Fe²⁺ и Fe³⁺, которые представляют собой отходы промышленного производства.

Биотестирование проводилось на тех же установках, только между источником поля и чашкой Петри помещалась пластинка магнитно-мягкого материала. Показания снимают через 48 часов, оценивая состояние выживших рачков. Результаты заносятся в таблицу и строятся графики зависимостей выживаемости цереодафний от частоты ЭМП и напряжённости МП при использовании защитных материалов.

Глава 3. Влияние характеристик МП и ЭМП на культуру Cereodaphnia affinis

В ходе работы проводилась оценка влияния частоты и напряжённости ЭМП и МП на выживаемость Cereodaphnia affinis и исследовались свойства различных защитных материалов.

Напряженность магнитного поля измерялась при помощи прибора (Тесла-амперометр БК-9).

Величины напряжённости магнитного поля представлены в табл. 2.

Таблица 2 Зависимость напряжённости магнитного поля от расстояния

3.2 Влияние частоты ЭМП

Влияние частоты электромагнитного поля изучалось при постоянной напряжённости, равной 600 нТ. Данное значение достигалось путём изменения расстояния до объекта исследования (табл.4).

Таблица 4 Зависимость напряженности ЭМП от расстояния и частоты

Результаты исследования влияния частоты ЭМП на выживаемость Cereodaphnia affinis представлены в табл. 5 и рис.2, 3.

Таблица 5 Зависимость выживаемости Cereodaphnia от частоты ЭМП

По результатам данной серии опытов установили, что частота ЭМП ниже 200 Гц не влияет на выживаемость цереодафний. Частота до 300 Гц - это статические поля различного происхождения, энергетические установки, линии электропередачи, видеодисплейные терминалы.

Дальнейшее повышение частоты ЭМП сопровождается увеличением смертности Cereodaphnia. Минимальная выживаемость (? 20%) соответствует частоте 8000 Гц. Частота 0,3…30 кГц - модуляторы радиопередатчиков, медицинские приборы, электрические печи индукционного нагрева, закаливания, сварки, плавления, очистки, видеодисплейные терминалы.

3.3 Изучение свойств ряда защитных материалов

Защитные материалы представляют собой магнитно-мягкие материалы, в состав которых входят соединения железа со степенью окисления Fe ²⁺ и Fe ³⁺.

Биотестирование проводилось на тех же установках, только между источником поля и чашкой Петри помещалась пластинка магнитно-мягкого материала. Результаты исследования влияния частоты и напряжённости ЭМП и МП представлены в табл.5-7 и на рис. 4-7.

Таблица 6 Зависимость выживаемости Cereodaphnia от величины напряжённости МП при использовании защитных материалов (Fe ²⁺)

Таблица 7. Зависимость выживаемости Cereodaphnia от частоты ЭМП при использовании защитных материалов( Fe ²⁺)

Таблица 8 Зависимость выживаемости Cereodaphnia от частоты ЭМП при использовании защитных материалов (Fe ³⁺)

При экранировании магнитно-мягкими материалами постоянного МП и переменного ЭМП выживаемость Cereodaphnia affinis увеличивалась в диапазоне напряжённости от 10 mT до 75mT (Fe ²⁺)для магнитного поля, и в диапазоне от 50 - 500Гц (Fe²⁺) и от 3000 - 8000 Гц (Fe³⁺). Это свидетельствует о том, что защитные материалы уменьшают вредное воздействие магнитного и электромагнитного полей.

3.4 Статистическая обработка результатов. Проверка на адекватность и воспроизводимость

3.4.1 ЭМП

Критерий Кохрена G (табл.) = 0,275

Критерий Фишера (табл.) = 19,6

Расчёт:

коэффициенты уравнения

72.619 -0.008

K = 14 t = 61.5385

Kohren= 0.071

ДИСПЕРСИИ ОДНОРОДНЫ

адекватность

Фишер:= 0.187 30.769 164.860

3.4.2 МП

Критерий Кохрена G (табл.) = 0,684

Критерий Фишера (табл.) = 19,2

Расчёт:

коэффициенты уравнения

101.920 -1.158

K = 3 t= 88.8889

Kohren= 0.250

ДИСПЕРСИИ ОДНОРОДНЫ

адекватность

Фишер:= 0.677 44.444 65.643

3.4.3 ЭМП с защитными материалами

Критерий Кохрена G (табл.) = 0,598

Критерий Фишера (табл.) = 19,3

Расчёт:

коэффициенты уравнения

93.558 -0.004

K = 2 t= 66.6667

Kohren= 0.200

ДИСПЕРСИИ ОДНОРОДНЫ

адекватность

Фишер:= 0.513 33.333 64.928

3.4.5 МП с защитными материалами

Критерий Кохрена G (табл.) = 0,798

Критерий Фишера (табл.) = 19,2

Расчёт:

коэффициенты уравнения

109.305 -0.739

K = 2 t= 133.3333

Kohren= 0.333

ДИСПЕРСИИ ОДНОРОДНЫ

адекватность

Фишер:= 4.344 66.667 15.348

Проведена статистическая обработка на адекватность и воспроизводимость.

Выводы

1) Установлено, что напряжённость МП до 10 mT не оказывает существенного влияния на выживаемость Cereodaphnia afinis. Гибель более 50% особей соответствует напряжённости более 50 mT. Наименьшая выживаемость (13,3%) отвечает напряжённости 75 mT.

2) Статические поля различного происхождения, энергетические установки, линии электропередачи, видеодисплейные терминалы лишь незначительно уменьшают выживаемость Cereodaphnia affinis.

3) Такие источники, как модуляторы радиопередатчиков, медицинские приборы, электрические печи индукционного нагрева, закаливания, сварки, плавления, очистки, видеодисплейные терминалы уменьшают выживаемость Cereodaphnia affinis.

4) Защитные материалы уменьшают вредное воздействие магнитного и электромагнитного полей, увеличивая выживаемость Cereodaphnia affinis.

5) В опыте с МП материалы увеличивают выживаемость Cereodaphnia affinis от 13, 3% до 40%.

6) В эксперименте с ЭМП защитные материалы увеличивают выживаемость Cereodaphnia affinis от 13. 3% до 33, 3% (Fe²⁺) и от 40% до; 46,6% (Fe³⁺). Более эффективными являются магнитно-мягкие материалы, содержащие соединения железа (Fe 3+).

Список использованной литературы

1. Аристархов В.М., Пирузян Л.А., Цыбышев В.П. Физико-химические основы первичных механизмов биологического действия магнитных полей // Реакции биологических систем на магнитные поля, М.: Наука, 1978. - С. 41-48.

2. Гак Е.З., Комаров Г.П., Гак М.З. Магнитогидродинамические и электрогидродинамические эффекты в механизмах действия магнитных полей на биологические объекты // Реакции биологических систем на магнитные поля, М.: Наука, 1978. - С. 35-49.

3. Протасов В.Р., Бондарчук А.И., Ольшанский В.М. Введение в электроэкологию, М.: Наука, 1982. - 274 с.

4. Дубров А.П. Геомагнитное поле и жизнь /А.П. Дубров. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - C. 175.

5. Темурьянц Н.И. Влияние магнитных полей сверхнизкой частоты и малой напряжённости на лейкоциты периферической крови // Реакции биологических систем на слабые магнитные поля, М.: Наука, 1971. - С. 114-121.

6. Плеханов Г.Ф. Дестабилизация неравновесных процессов, как основа общего механизма биологического действия магнитных полей // Реакции биологических систем на магнитные поля, М.: Наука, 1978. - С. 59-61.

7. Павлова Р.Н., Музалевская Н.И., Соколовский В.В. Некоторые биохимические аспекты действия слабых низкочастотных магнитных полей // Реакции биологических систем на магнитные поля, М.: Наука, 1978. - С. 67-72.

8. Виленчик М.М. Магнитные эффекты в биологии // Успехи современной биологии, М.: Наука, 1967. - том 63. - С. 54-62.

9. Коган А.Б., Дорожкина Л.И., Волынская Э.М. Влияние ПМП на фагоцитарную активность парамеций // Цитология, М., 1968. - том 10. - С. 1342-1348.

10. Букса Л.Г. Влияние магнитного поля, электрического поля, поля УВЧ и ультрафиолетовых лучей на размножение дрожжей // Труды Молтовск. Мед. Ин-та, Молотов, 1950. - вып. 24. - С. 99-103.

11. Беккер Д.Б., Могендович М.Р. О действии магнитного поля на осмотические процессы в мышце // О биологическом и лечебном действии магнитных полей и строгопериодической вибрации, Молотов, 1948. - С. 93-101.

12. Назаров С.Б., Горожанин Л.С. Системный подход к изучению физиологии эритрона и его реализация в онтогенетических исследованиях // Вестник Ивановской медицинской академии. - 1996. - Т.1. - № 3. - С. 30 - 37.

13. Кузнецов А.Н. Биофизика низкочастотных электромагнитных воздействий/ А.Н.Кузнецов. - М.: МФТИ, 1994.

14. Макарьин В.В., Любичев В.А., Гущин А.Г. Способ оценки степени воздействия электромагнитных полей на организм человека/ патент Российской федерации № 2303392 МПК А61В 5/05, опубл. 27.07.2007 г. Бюл. №21.

15. Шишло М.А., Кубли С.Х., Нужный В.П. Биоэнергетика и регулирующие системы организма при действии магнитных полей // Реакции биологических систем на магнитные поля, М.: Наука, 1978. - С. 74-83.

16. Бинги В.Н. Магнитобиология. Эксперименты и модели.// В.Н. Бинги.- М.Ж Наука, 2002.- С.592

17. Щербатых И.Ю., Должанов А.Я., Зуев В.Г. Воздействие хронического электромагнитного излучения на нейроны коры головного мозга. Сборник трудов Международного экологического конгресса, 14-16 июня 2000 года, СПб. Под ред. Н.И.Иванова. СПб: Балт. Гос. Техн. Ун-т, 2000, Т. 2, С.304.

18. Дрокина Т.В. Методы физики в медицине /Т.В. Дрокина. - Красноярск, 2005.C.-262.

19. Денисова С.А., Зотова Е.А., Малинина Ю.А., Рогачева С.М., Сомов А.Ю. Биоэффекты электромагнитного излучения в миллиметровом диапазоне // Экологические проблемы промышленных городов: Тез. докл. науч. конф. Сарат. гос. техн. ун-та. - Саратов, 2007.- С. 60-65.

20. Холодов Ю.А. Магнетизм в биологии, М.: Наука, 1970. - 330 с.

21. Информационные связи био-гео- гелиофизических явлений и элементы их прогнозирования, Киев: Наукова думка, 1974. - 264 с.

22. Методика определения токсичности воды по смертности и изменению плодовитости дафний. ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.3-99. М.: «Акварос», 1999. 50с.

23. Крылова Н.В., Соболева Т.М., Зубанский Р.В. Климато - географические аспекты адаптации микроциркуляции // Материалы V Всесоюзного симпозиума «Эколого-физиологические проблемы адаптации. - Москва, 1988. - С.120.

24. Науменко Л.В. Поиск и изучение механизма действия производных ксантина. Проявляющих гемореологические свойства. Автореферат. - Волгоград, 2006. - с. 10.

25. Холодов Ю.А. Реакция нервной системы человека на электромагнитные поля/ Ю.А.Холодов, Н.Н.Лебедева. - М.: Наука, 1992. C.- 187.

26. Позолотин А.А. О механизме различного действия импульсного магнитного поля на облучение семян и проростки гороха // Вопросы гематологии, радиобиологии и биологического действия магнитных полей, Томск, 1965. - С. 332-335.

27. Зотова Е.А., Малинина Ю.А., Сомов А.Ю. Оценка комбинированного воздействия электромагнитного излучения и химических веществ на Daphnia magna (Straus) // Биотехнология - охране окружающей среды: Тез. докл. Второй Междунар. конф. - М., 2004. - С. 54-55.

28. Зотова Е.А., Малинина Ю.А. Особенности влияния ЭМИ разных диапазонов на Daphnia magna (Straus) // Тез. докл. IX Съезда Гидробиол об-ва РАН. - Тольятти: ИЭВБ РАН, 2006. - С. 179.

29. Зотова Е.А., Малинина Ю.А., Сомов А.Ю. Оценка влияния электромагнитного излучения КВЧ диапазона на Scenedesmus quadricauda // Современные проблемы водной токсикологии: Тез. докл. Междунар. конф. памяти д.б.н., проф. Б.А. Флерова. - Борок, 2005. - С. 56.

30. Вопросы сравнительной физиологии и водной токсикологии: Сб. науч. тр./ Под ред. Проф. Г. Е. Сабурова; Яросл. Гос. Ун-т. Ярославль, 1987._ 152 с., 13 с. Реф.

31. Физиологичесие аспекты физиологии гидробионтов: Сб. науч. тр. / Яросл. Гос. Ун-т.- Ярославль, 1989.- 128с.

32. Физиология и токсикология гидробионтов: Сб. науч трудов / под ред. Проф. Г.Е. Сабурова; Яросл. Гос. Ун-т.- Ярославль, 1989.- 160с.

Размещено на Allbest.ru