Облучение воды
Вопрос:
Здравствуйте! Сразу к делу. Так какой же длиной волны нужно облучать воду чтобы она была полезна для организма и растений? Спасибо.
Ответ:
Здравствуйте, уважаемый King!
Речь идёт об электромагнитном излучении миллиметрового диапазона низкой интенсивности (КВЧ-излучение), которое интенсивно изучается в последние 25 лет во всём мире на различных биологических объектах (от бактерий до тканей и органов человека) и модельных системах, а также используется в практической медицине, что привело к созданию КВЧ-терапии.
Уже сейчас можно с уверенностью сказать, что существуют механизмы взаимодействия миллиметровых (КВЧ волн) с клетками растительного или животного происхождения, которые затрагивают фундаментальные аспекты их жизнедеятельности и функционирование клеточных мембран.
Наиболее существенный вывод, сделанный на основе этих экспериментов, состоял в следующем: характер воздействия КВЧ-волн на биологические объекты отличается от обычного теплового воздействия электромагнитных волн и обладает свойствами "информационного" воздействия. Кроме того, многими исследователями были отмечены положительные воздействия КВЧ-излучения на разных живых объектах и изучены различные физиологические эффекты, вызываемые КВЧ-излучением: ускорение роста и увеличение биомассы, интенсификация процессов фотосинтеза, сопровождающаяся повышением выделения кислорода и содержания в клетках фотосинтезирующих пигментов, увеличение экскреции органических соединений в среду, изменение реакционной способности экзометаболитов, изменение транспорта ионов и др.
КВЧ-излучение при терапии острой лучевой болезни усиливает процессы пролиферации клеток, различные энергетические процессы и биосинтез белка. На это указывает более высокое содержание гемоглобина, ретикулоцитов и лейкоцитов по сравнению с контролем. Кроме того, КВЧ-излучение стимулирует образование предшественников эритроцитов и ретикулоцитов и способствует белковому обмену в них. А если воздействовать КВЧ-излучением на головной мозг, то повышается секреция гормонов передней доли гипофиза, оказывающих стимулирующее влияние на эритропоэз и синтез гемоглобина. При действии КВЧ-излучением на почки, половые железы и кору надпочечников также происходит увеличение количества гемоглобина и ретикулоцитов. Однако установлено, что КВЧ-излучение катастрофически снижает количественные показатели лейкоцитов. Общее количество лейкоцитов в контрольной группе в течение всего эксперимента было на 69-72% меньше, чем у необлучённых животных. Основная причина катастрофического опустошения костного мозга, происходящего в самые ранние сроки после облучения, состоит в резком торможении процессов клеточного деления.
Эффекты КВЧ-излучения связаны с:
синтезом АТФ (в клетках зелёного листа);
синтезом биологически активных веществ (в сине -зелёных водорослях);
изменением метаболизма микроорганизмов;
синтезом биологически активных веществ иммуно -компетентными клетками;
повышением урожайности сельскохозяйственных культур (предпосевная обработка семян);
резонансными частотами на графике зависимости "биологический эффект - длина волны миллиметрового излучения ";
Тот факт, что во всех живых веществах процент содержания воды очень высок, и определил направление поиска первичных механизмов взаимодействия ЭМИ КВЧ с биологическими объектами. Однако, поскольку последние представляют высокоорганизованные структуры, то это может привести к определенным сложностям при выявлении механизмов воздействия на них излучений, поскольку высокая организованность системы значительно усложняет картину ее реакции на внешнее воздействие.
Квант энергии КВЧ-излучения имеет очень малую величину по сравнению с тепловой энергией частиц той среды (в данном случае это вода), на которую это излучение воздействует:
где kT0 – тепловая энергия частиц среды (молекул воды), здесь k=1,38·10-23 Дж/К –
постоянная Больцмана, T0 – абсолютная температура среды;
hν есть энергия кванта электромагнитного излучения, здесь h=6,62·10-34 Дж·с –
постоянная Планка, а ν – частота излучения.
Длина волны КВЧ-излучения составляет миллиметры. Следовательно, теоретически, резонансное воздействие, должно происходить на надклеточном уровне. Глубина проникновения в биоткани, характеризующая степень поглощения КВЧ-излучения веществом составляет всего 300-500 мкм. Таким образом, проблема КВЧ-воздействия на живые организмы является частью общей проблемы воздействия на них слабых внешних факторов разной физической природы, таких как электромагнитные волны, радиоволны и др. Метод КВЧ-излучения находит широкое применение в медицине.
В общих чертах, биологическое действие электромагнитных излучений оптического и микроволнового диапазонов не имеет принципиальных отличий. Считается, что в основе эффекта лежат структурно-функциональные изменения мембранных образований клеток и внутриклеточных органелл, которые являются мишенями резонансного колебания электромагнитного поля. В результате такого взаимодействия создается физико-химическая основа для изменения процессов метаболизма, связанного с переносов протонов и электронов в клеточных мембранах, а уже на этой основе возникают последовательные неспецифические реакции клетки и организма в целом. Различия существуют лишь в биофизических тонкостях взаимодействия электромагнитных полей и биотканей.
Была даже высказана интересная идея, что эти миллиметровые колебания возникли в процессе эволюции живой клетки и являются одним из главных механизмов поддержания процессов жизнедеятельности. Клетка с клеткой "разговаривает" на языке колебаний именно в миллиметровом диапазоне длин волн. Поэтому они так важны для всего живого.
Первичной мишенью любого излучения является вода. То, что вода играет существенную роль в процессе взаимодействия электромагнитных колебаний с биологическими объектами, известно давно. Например, экспериментально было обнаружено, что действие излучений сверхи крайне высоких частот стимулирует возникновение в воде перекиси водорода Н2О2. А это значит, что в ней должны присутствовать в достаточном количестве радикалы ОН–. Тот же факт наличия Н2О2 наблюдается и при воздействии на воду радиационного излучения, которое хотя и имеет электромагнитную природу, но является более жестким (квант его имеет более высокую энергию), чем ЭМИ КВЧ.
Необходимо заметить, что вода представляет собой не совсем обычный объект. Вода - это ассоциированная жидкость с большой диэлектрической проницаемостью и большим дипольным моментом у молекул. Последнее её свойство и приводит к самоорганизованности воды.
Результаты целого ряда исследований можно объяснить, исходя из кластерно-фрактальной модели, которая рассматривает воду как смесь свободных молекул и фрагментов с упорядоченной гексагональной структурой, в вершинах шестиугольников которой находятся радикалы ОН–.
Рис. Кластерно-фрактальная модель воды
Молекула воды представляет собой маленький диполь, содержащий положительный и отрицательный заряды на полюсах. Так как масса и заряд ядра кислорода больше чем у ядер водорода, то электронное облако стягивается в сторону кислородного ядра. При этом ядра водорода “оголяются”. Таким образом, электронное облако имеет неоднородную плотность. Около ядер водорода имеется недостаток электронной плотности, а на противоположной стороне молекулы, около ядра кислорода, наблюдается избыток электронной плотности. Именно такая структура и определяет полярность молекулы воды. Если соединить прямыми линиями эпицентры положительных и отрицательных зарядов получится объемная геометрическая фигура - правильный тетраэдр.
Благодаря наличию водородных связей каждая молекула воды образует водородную связь с 4-мя соседними молекулами, образуя ажурный сетчатый каркас в молекуле льда. Однако, в жидком состоянии вода – неупорядоченная жидкость; эти водородные связи - спонтанные, короткоживущие, быстро рвутся и образуются вновь. Всё это приводит к неоднородности в структуре воды.
Водородные связи между молекулами воды
Сейчас наукой доказано, что особенности физических свойств воды и многочисленные короткоживущие водородные связи между соседними атомами водорода и кислорода в молекуле воды создают благоприятные возможности для образования особых структур-ассоциатов (кластеров), воспринимающих, хранящих и передающих самую различную информацию.
Структурной единицей такой воды является кластер, состоящий из клатратов, природа которых обусловлена дальними кулоновскими силами. В структуре кластров закодирована информация о взаимодействиях, имевших место с данными молекулами воды. В водных кластерах за счёт взаимодействия между ковалентными и водородными связями между атомами кислорода и атомами водорода может происходить миграция протона (Н+) по эстафетному механизму, приводящие к делокализации протона в пределах кластера.
Вода, состоящая из множества кластеров различных типов, образует иерархическую пространственную жидкокристаллическую структуру, которая может воспринимать и хранить огромные объемы информации.
На рисунке в качестве примера приведены схемы нескольких простейших кластерных структур.
Переносчиками информации могут быть физические поля самой различной природы. Так установлена возможность дистанционного информационного взаимодействия жидкокристаллической структуры воды с объектами различной природы при помощи электромагнитных, акустических и других полей. Воздействующим объектом может быть и человек.
Вода является источником сверхслабого и слабого переменного электромагнитного излучения. Наименее хаотичное электромагнитное излучение создаёт структурированная вода. В таком случае может произойти индукция соответствующего электромагнитного поля, изменяющего структурно-информационные характеристики биологических объектов.
Поскольку электромагнитное излучение диапазона КВЧ сильно поглощается водой, а живые объекты содержат очень много воды, то основной эффект будет излучения должен наблюдаться вблизи той границы, на которую падает излучение, и по мере удаления от нее резко ослабевать. Однако, эксперименты с раствором белка этого не подтвердили. Исследователи обнаружили, что результат КВЧ-воздействия не зависит от глубины, или от расстояния до границы.
Например, работах М.В. Курика, Н.Д. Девяткова, В.И. Петросяна и др. изучались резонансные свойства воды в диапазоне миллиметровых волн. Для этого водная среда подвергалась воздействию электромагнитного излучения в широком диапазоне частот (от 4 до 100 ГГц), а ее реакция наблюдалась в диапазоне дециметровых волн с частотой около 1 ГГц (1ГГц=109 Гц). В диапазоне 1 ГГц регистрировалось собственное излучение воды.
Одним из результатов этих исследований явилось наличие у воды резонансов на частотах 50,8 и 51,3 ГГц, т.е. при действии ЭМИ КВЧ с такими частотами наблюдалось резкое увеличение мощности собственного излучения в диапазоне 1 ГГц. Указанные значения частот хорошо согласуются с теоретическими расчетами, если исходить из гексагональной структуры воды. Более подробно с данной работой можно познакомиться в журнале “Радиотехника” № 9 за 1996 г.
Учёные приводят еще одно подтверждение кластерной структуры воды - структура воды является своего рода матрицей, при образовании глобулярных белков. Матрица эта напоминает как бы удлиненную "ванну", вдоль оси которой образуются диссоциированные элементы Н+ и ОН–.
Наличие у воды кластерной структуры позволяет предположить, что при ее разрушении возникнут диссоциированные элементы Н+ и ОН–. Кроме того, идет постоянный обмен между двумя фазами воды: указанные элементы образуют молекулу и переходят в свободную воду, а молекулы свободной воды – в кластеры.
Другое очень интересное свойство воды было замечено учёными – что рН изменяется, если ее перемешать, например, переливать из одного сосуда в другой. А затем после достаточно продолжительного времени, после того, как вода отстоится рН принимает прежнее значение. Если принять во внимание кластерную организацию воды, то такое изменение рН становится понятным. Пока вода находится в устоявшемся состоянии, рН имеет одно значение, обусловленное внешними условиями. После перемешивания, или переливания, кластерная структура нарушается, и рН принимает другое значение. После "отстаивания" кластерная структура восстанавливается, и рН возвращается к прежнему значению.
Именно поэтому при изучении воздействия ЭМИ КВЧ на биологические объекты и выявлении первичных механизмов этого воздействия необходимо учитывать кластерную структуру воды. На фазовой границе (раздел между водой и газом или водой и твердым телом или, например живой тканью) кластеры выстраиваются вдоль соответствующей границы и объединяются в своем движении. Эта структура имеет большой дипольный момент, а значит должна как реагировать на внешнее электромагнитное поле, так и сама являться источником электромагнитного излучения определенной частоты при тепловом движении.
Таким образом, биологический (биофизический) механизм воздействия низкоинтенсивного электромагнитного излучения в ММ -диапазоне длин волн на биологические объекты носит многофакторный (комплексный) характер.
Сейчас использование КВЧ-излучения в терапии и профилактике целого ряда заболеваний человека является одним из активно развивающихся направлений современной клинической медицины. Электромагнитные волны миллиметрового диапазона успешно применяются для лечения болезней органов кровообращения, дыхания, пищеварения, мочеполовой, нервной и других систем. Были получены первые обнадеживающие результаты по ослаблению с помощью предварительного воздействия миллиметровых волн последствий рентгеновского облучения на костный мозг, параметры эритроцитов крови, перекисное окисление липидов и др.
В заключении следует заметить, что хотя данные исследования и начались с вопроса о взаимодействии биообъектов и ЭМИ КВЧ, внешним фактором может быть и другое излучение, и механическое воздействие (например, ультразвук), также приводящее к искажению геометрии гексагональной структуры воды и аккумулированию в ней энергии такого воздействия.
С уважением,
К.х.н. О.В. Мосин