CC BY
65
В.А. Рогов, Р.А. Степень и др. Влияние летучих терпеноидов растений и отрицательных ионов на организм человека...
УДК 502/504:547.596.2
ВЛИЯНИЕ ЛЕТУЧИХ ТЕРПЕНОИДОВ РАСТЕНИЙ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ В ПОМЕЩЕНИЯХ
В.А. Рогов, Р.А. Степень, В.В Кулак
ФГБОУ «Сибирский государственный технологический университет» 660049, г Красноярск, пр. Мира, 82, [email protected]
Изучены физические и химические свойства лесного воздуха в холодный и тёплый периоды года. Выявлено количество отрицательных ионов в сосновых и лиственных лесах. Показано , что оздаравливающий эффект связан с изменчивым составом выделяемых летучих терпеноидов, усиливающий наличием отрицательных ионов. Проведены исследования их влияние на окружающую среду производственных, бытовых помещений.
Ключевые слова: терпиноиды, отрицательные ионы, лес, воздух, заболеваемость, микроорганизмы, запылённость.
The physical and chemical properties of forest air in the cold and warm period of the year. Revealed the number of negative ions in the pine and hardwood forests. It is shown that ozdaravlivayuschy effect is due to the changing composition of volatile terpenoiing, reinforcing the presence of negative ions. The research of the environmental impact of production, domestic premises
Keywords: terpinoidy. negative ions. forest, air, morbidity, micro organisms dustiness
ВВЕДЕНИЕ
Пребывание в лесу мобилизует защитные силы организма и повышает его иммунобиологические функции. Летучие выделения растений способствуют накоплению в нем витамина С и других биологически активных веществ (Гродзинский, 1986). В лесном воздухе имеется значительное количество отрицательных ионов. Вдыхание ионизированного воздуха ведет к снижению сахара и увеличению кислорода в крови, повышает активность ферментов.
Эти сведения положены в основу ряда лечебных процедур (Артюховский, 1985). Известно о лечении воздухом хвойных лесов легочного туберкулеза. Летучие продуценты ряда древесных и травянистых растений используются при лечении сердечно-сосудистых и других заболеваний в стационарных условиях (Гейхман, 1975). Вместе с тем высокое содержание терпеноидов и увеличение вклада отдельных их компонентов в воздушной среде под пологом хвойных лесов оказывает негативное воздействие, выражающееся в ухудшении сердечной деятельности и аллергической дыхательной реакции (Артюховский, 1985). В частности, увеличение концентрации
А3-карена, особенно в жаркую погоду, способствующую образованию радикалов и окисленных форм, вредно действующих на здоровье (Артюховский, 1985).
Насыщенность отрицательными ионами воздуха, показатели которого пропорциональны содержанию терпеноидных веществ, являются серьезными исцеляющими факторами. Логично представить, что размещение санитарно-больничных комплексов в кедровых лесах предпочтительнее по сравнению с сосняками. В их воздушной среде больше а-пинена и меньше АЗ-карена
Повышение эффективности лечения легочных и других заболеваний летучими экскретами растений указывает на возможность их использования в клинических условиях (Гейхман, 1975). Гейманом Л.З. для этой цели применялся аппарат «Аэрофит», в котором обогащение воздуха фитоорганическими соединениями происходило за счет их улетучивания из измельченных вегетативных органов растений.. Для этого больного достаточно поместить в камеру ре-циркулирующей системы с находящимися в ней древесными или другими растениями, летучие метаболиты которых будут для него наиболее целебными. Такой прием используется не только при решении бальнеологических, но и санитарно-гигиенических задач, в том числе и посредствам создания профилактических кабинетов и парков (Гродзинский, 1986). Дальнейшим развитием данного направления служит организация «рекреационных» площадок на территории крупных городов и промышленных зон (Рогов, 2002). Пребывание людей в таких условиях будет способность нормализации работы их организма.
Сведения о содержании, составе и изменчивости летучих экскретов под пологом насаждений, к которым на протяжении многих веков адаптировался человек, позволяет создавать имитирующие препараты для санирования детских и других учреждений, комнат отдыха, фитосалонов, физкультурных залов и т.д. Обогащение ими атмосферы помещений возможно как с помощью обычного вентилятора с камерой для препарата, так и аэрофитоионизаторов разнообразных конструкций (Рогов, 1993).
Сочетание ионно-электронной технологии (ИЭТ) и соответствующих препаратов стало основой нового направления по оздоровлению воздушной среды, по-
Хвойные бореальной зоны, XXXIII, № 3 - 4, 2015
лучившего название «экологического фитодизайна». Он начал развиваться как самостоятельный раздел по интродукции «фитонцидных» растений в условиях использования ИЭТ. К настоящему времени проведены предварительные исследования ассортимента растений для оздоровления атмосферы и улучшения микроклимата помещений и парковых зон.
Согласно результатам проведенных исследований, фитоорганических выделений хвойных эфирных масел и реальной возможности и наработки для санации бытовых и производственных помещений с целью оздоровления атмосферы, нами рекомендуется легколетучая фракция пихтового масла, суммарного кедрового масла: в физкультурных залах, фитосало-нах, комнатах отдыха (Рогов, 1993). Эти рекомендации использованы при разработке экосистем по очистке и оздоровлению воздушной среды в мегаполисе, производственных, бытовых помещениях (Экологический дизайн, 2005).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
Проведены исследования динамики количества и состава летучих терпеноидов, отрицательных ионов в естественных природных условиях.
Определили поступление летучих веществ в атмосферу, в соответствии с ходом фотосинтеза, характеризуется суточной динамикой. На рисунке 1 приведены средние значения по изменению содержания летучих фитоорганических веществ под пологом леса в мае - сентябре 2011 г. и 2012 г. в Красноярской лесостепи.
Характер суточных изменений концентрации анализируемых веществ в течение вегетационного периода практически одинаков. Наблюдается лишь некоторое смещение максимума к утреннему времени в весенний и осенний периоды. Максимальное содержание летучих компонентов наблюдается в полуденное время. В некоторые дни отмечается появление дополнительного максимума около 18 часов. Как правило, концентрация органических веществ в 18 часов в 1,5-2 раза ниже максимальной, к 23 часам она убывает в 3-4 раза, а к 3 часам - в 5-7 раз. Среднее значение органических веществ, содержащихся в атмосфере в летний период составляет (1,73±0,24) мг/м3. Коэффициент варьирования 47,3%, что свидетельствует о существенном различии их содержания в разное время суток и необходимости использования для имитации в закрытых помещениях средней величины концентрации фито-органических веществ.
Следует отметить, что увеличение количественного содержания фитоорганических веществ от утреннего к полуденному времени происходит быстрее, чем их последующее снижение к вечеру. Расхождение между экстремальными суточными значениями концентрации убывает от летних месяцев к осенним.
3 '
0
1 ф
с а
ш з
Г
ф
ю о О
I
Рисунок 1 - Суточная динамика изменения содержания летучих фитоорга нических веществ под пологом леса в мае-сентябре 2011-2012 г в Красноярской лесостепи
Подобные данные получены также при проведении исследований с культурами кедра, ели и лиственницы (Экологический дизайн, 2005). При различии количественных показателей, обусловленных видовым составом насаждений, концентрационные кривые содержания изучаемых веществ аналогичны для всех пород, что указывает на общность характера суточной экскреции терпеноидных веществ. Весьма существенна и сезонная изменчивость количественного содержания летучих веществ под пологом леса. Среднее содержание летучих соединений сосны в мае- августе 2011 и 2012 гг. показана на рисунке 2.
3
0
1 ф
с а
ш
Е
<и з
I
о О
30 о
£ Е
20
Рисунок 2 - Сезонное изменение концентрации терпеноидов в течении вегетационного периода 2011-2012 г
ФОРМИРОВАНИЕ АЭРОИОНОВ
В ВОЗДУХЕ ХВОЙНОГО ЛЕСА
В природных условиях формирование ионизации в определённой степени связано с летучими биологически активными веществами (БАВ) растений.
Динамика суточного и сезонного количественного содержания в атмосфере леса отрицательных ионов представлена на рисунках 3, 4.
На рисунке 4 представлены данные по среднему содержанию отрицательных ионов воздуха приспевающего древостоя и его угнетённого подроста в различное время суток в мае-сентябре 2011 г. и 2012 г. Все приведённые кривые имеют одинаковую форму, что свидетельствует об одинаковой закономерности суточной изменчивости ионизации воздуха леса. Характер суточных колебаний концентрации отрицательных ионов в течение вегетационного периода 2011 г и 2012 г (рисунок 4) приблизительно одинаков,
4
2
5
40
3
10
В.А. Рогов, Р.А. Степень и др. Влияние летучих терпеноидов растений и отрицательных ионов на организм человека.
с некоторым смещением максимума к утреннему времени в весенний и осенний периоды.
Максимальное содержание лёгких отрицательных ионов в воздухе наблюдается в полуденное время (5000-8000 ионов/см3). Кроме того, в некоторые дни отмечается появление дополнительного максимума (3000-5000 ионов/см3) в 19 часов.
Рисунок 3 - Суточная динамика изменения отрицательных ионов в мае - сентябе-2011-2012 гг.
Как правило, концентрация ионов в 20 часов в 1,5-2 раза ниже по сравнению с их максимальным количеством, к 23 часам она убывает в 3-4 раза, а к 3 часам -в 5-7 раз.
Следует отметить, что увеличение степени ионизации атмосферы леса от утреннего к полуденному времени происходит за более короткий промежуток времени, чем её последующее снижение к вечеру. Отношение между экстремальными суточными значениями убывает от летних месяцев к осенним.
Исследование сезонной динамики ионизации атмосферы леса показали, что наибольшее содержание отрицательных ионов в воздухе леса наблюдается в июле (до 8000 ионов/см3) , что совпадает с периодом активного выделения летучих экзаметаболитов.
Рисунок 4 - Сезонная динамика количества отрицательных ионов
Поскольку основные ионизаторы атмосферы - радиоактивное и космическое излучение - имеют практически постоянную величину вне зависимости от сезона и времени суток, то можно предположить, что
ионизация воздуха за счёт содержания в нем летучих фитоорганических веществ вносит весомый вклад в общую ионизацию воздуха леса.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Среднее значение летучих фитоорганических веществ, содержащихся в атмосфере в летний период составляет 1,73±0,24 мг/м3. Наблюдается существенное различие их содержания в разное время суток: максимальное 7...9 мг/м3 в полдень, к трем часам убывает в 3.4 раза. Расхождение между экстремальными суточными значениями концентрации убывает от летних месяцев к осенним.
2. При моделировании естественного фона в помещении рекомендуется использовать эфирные масла хвойных пород в концентрациях, соответствующих природным. Наиболее эффективно эфирное масло кедра сибирского из-за низкого содержания -карена и сесквитерпеновых углеводородов.
3. В качестве санирующего препарата целесообразно использовать монотерпеновую фракцию эфирных масел, доводя концентрацию терпеноидных веществ в помещении 1,0.2,0 мг/м3 при относительной влажности воздуха 50.60 %.
4. Максимальное содержание отрицательных ионов в воздухе леса составляет 8000 ионов/см3, что совпадает с периодом активного выделения летучих экзаметаболитов.
5. Количество отрицательных ионов находится в прямопропорциональной зависимости от содержания летучих фитоорганических веществ в воздухе леса
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Гродзинский A.M. Фитонциды в эргономике / A.M. Грод-зинский, Н.М. Макарчук, Я.С. Лещинская. - Киев: Наук, думка, 1986. - 186 с. Артюховский А.Т. Санитарно-гигиенические и лечебные свойства леса / А.Т. Артюховский. -Воронеж: ВГУ, 1985.
- 104 с.
Гейхман Л.З. О климатотерапевтическом эффекте имитации воздуха леса в закрытых помещениях/ Л.З. Гейхман, И.С. Мильман // Фитонциды. - Киев: Наук, думка, 1975.
- С.293-295.
Николаевский ВВ. К вопросу о перспективе использования фитонцидов в санитарно-курортной практике/ В.В. Николаевский//Фигонциды.-Киев: Наук, думка, 1985. -Ч. 1. -С.26-27. Рогов В.А. Влияние отрицательных ионов и летучих тер-пеноидов на очистку воздушной среды производственных помещений деревообрабатывающих комбинатов / В. А. Рогов. - ММГУЛ, 2002. -223 с. Рогов В.А. Биологически активные вещества в оздоровлении атмосферы производственных помещений / В.А. Рогов, Г В Головина, Р.А. Степень- Красноярск, 1993.-30 с. Экологический дизайн / В.А. Рогов, O.K. Крылова, М.Г. Черкасова и др. // Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы. - Красноярск: СибГТУ, 2005. -Т. 2.-С. 225-226.
Поступила в редакцию 24.08.15 Принята к печати 21.09.15
