Физические основы аэроионификации

ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ АЭРОИОНИЗАТОРОВ И ЭЛЕКТРИЗАТОРОВ

Выбор аэроионизатора для аэроионопрофилактики и аэроионотерапии является делом очень серьезным и чрезвычайно ответственным и не только с медицинской, но и с юридической точки зрения, ибо закон строго карает за вред, приносимый больному. Поэтому самое подроб ное изучение работы аэроионогенератора должно предшествовать их внедрению в клинику. Врач несет ответственность за внедрение того или другого метода лечения. Этим же вопросом должны интересоваться органы здравоохранения, они не должны допускать внедрения приборов сомнительного качества.

В связи с распространением лечения отрицательно ионизированным воздухом или аэроионами отрицательной полярности автором еще в период 1924—1939 гг. были экспериментально изучены различные типы аэроионизаторов. Особое внимание было обращено на классификацию аэроионов и псевдоаэроионов: истинных газовых аэроионов (например, ионов кислорода воздуха) и псевдоаэроионов, т.е. электризованных или заряженных твердых или жидких частиц, аэрозолей, взвешенных в воздухе, без каких-либо признаков истинной ионизации.

Для искусственного получения легких и тяжелых аэроионов рядом авторов были предложены различные способы.

В 1908 г. А. Гоккель рекомендовал ионизировать воздух с помощью пламени винного спирта, налитого в изолированный от земли металлической сосуд, соединенный с тем или другим полюсом электростатической машины. П. Стеффенс в 1910 г. применял катушку Румкорфа без выпрямителя для возбуждения биполярной аэроионизации с некоторым преобладанием отрицательных аэроионов ("анионотератпия"). А. Яницкии и II. Володкевич в 1931 г. разработали способ получения аэроионов средней величины с помощью накаленного патрона из окиси (оксида) магния. В 1933 г. этот способ был забракован самими же авторами. Л.Я. Виленкин получил авторское свидетельство на способ получения аэроионов летучих веществ в целях ингаляции. А.Б. Вериго и В.А. По дернив 1934 г., а затем П. Мерсье и Ж. Жуае в 1935 г. предложили ионизировать воздух для физиологических исследований с помощью радиоактивных веществ. Без достаточных оснований и проверки этот способ был применен к человеку. Е.А. Чернявский в 1949 г., вслед за целым рядом других авторов — А.Л. Чижевским (1934), Л.Н. Богоявленским (1935), Е. Бурхардтом (1935), Н.К. Васильевым (1940) — рекомендовал использовать для получения аэроионизации баллоэлектрический эффект. А.Л. Чижевскому еще в 1930 г. было выдано авторское свидетельство на устройство для получения газовых и жидких (легких и тяжелых) аэроионов. Начиная с 1932 г. иностранными гигиенистами, инженерами и крупными фирмами (например, Вестинга з Вальтер, АЕГ, АСЕА, Томпсон-Хустен, японские фирмы и др.) получены десятки патентов в различных вариациях на эл к роэффл виальный метод выработки аэроионов.

Некоторые из предложенных способов получения аэроне н в имеют как свои недостатки, так и свои достоинства. Из этих способов одни отличаются меньшей, другие большей эффективностью. Одни способы следует признать безвредными, другие могут принести организму ущерб. Одни способы одновременно с аэроионами производят в значительных количествах различные примеси или излучения, другие свободны от этих побочных факторов. Одни способы могут ионизировать воздух только непосредственно вблизи аппаратуры (Л.Я. Виленкин, А.Б. Вериго и В.А. Подерни, Е.А. Чернявский и др.), а другие могут насыщать аэроионами воздух помещений независимо от их объема (А.Л. Чижевский).

В качестве обязательных условий для лечебного применения аэроионизатора необходимо предъявить к нему следующие категорические требования. Аэроионизатор не должен вырабатывать:

а) высокочастотного электромагнитного поля или постоянного пульсирующего поля с длиной волны, оказывающей вредное действие на организм;

б) радиоактивных излучений, альфа-, бета- и особенно гаммалу чей, хотя бы даже в самых небольших количествах;

в) эманации радия — радона, превышающего по содержанию его обычную концентрацию во внешней атмосфере;

г) ультрафиолетового излучения, озона и азотистых соединений, сопутствующих прохождению ультрафиолетового света через воздух;

д) металлической пыли любой дисперсности (термоионизаторы) или частиц углерода (пламенный ионизатор),

е) частиц воды, пара или влажности, лежащей вне физиологиче ского комфорта (40—60% относительной влажности);

ж) излишней теплоты, т.е. температура окружающего воздуха не дол жна быть большей, чем температура зоны гигиенического комфорта.

Основным требованием, предъявляемым к аэроионизатору, явля ется его способность создавать в воздухе ионы кислорода отрицательной полярности. Если аэроионизатор не обладает этим обязательным качеством, он биологически не полезен и может быть вредным. Этот эффект был установлен автором этой книги еще в 1918—1922 гг. и с тех пор получил многочисленные подтверждения. Тем не менее до настоящего времени многие думают, что электрически активные аэрозоли любого происхождения могут быть использованы в профилактических и терапевтических целях. Такого рода допущение является ошибкой. Вообще говоря, при аэроионотерапии и аэроионопрофилак-тике нельзя вводить в легкие воду в виде пара или тонкодисперсных частиц. Применение медикаментозных аэрозолей или аэрозолей антибиотиков — это совсем другое дело.

Ионы, как известно, различаются химическим составом, массой, полярностью, кратностью заряда, состоянием возбуждения и кинетической энергией. Разные ионизаторы обусловливают различные физические характеристики ионов. Наиболее слабыми электризаторами являются водяные, или гидроэлектризаторы. Наиболее возбужденные аэроионы, аэроионы наибольшей кинетической энергии, — это униполярные отрицательные аэроионы, получаемые при "стекании" электронов с острий.

Многие изобретатели аэроионизаторов отличаются такой неосведомленностью, что не имеют ни малейшего представления о том, чем они предлагают лечить человека. Действенны ли биологически те или иные ионы, существуют ли ионы в облаке водяного или другого аэрозоля, или вместо ионов там имеются псе оаэроионы — наэлектризованные частицы пара или влаги без каких-либо признаков, характеризующих истинные газовые ионы, или аэроионы кислорода.

Мы уже напоминали, что А. Гоккель предложил для получения ионизированного воздуха пользоваться горящим винным спиртом, налитым в изолированный от земли металлический сосуд, который был соединен с одним из полюсов электростатической машины. Испытание этого способа показало, что пламя винного спирта, как вообще всякое пламя, сильно ионизирует воздух. Опыт позволил установить, что ионы, полученные от пламени, рекомбинируются на расстоянии нескольких"сантиметров от него. Соединяя изолированный металлический сосуд, в который налит винный спирт, с отрицательным полюсом электростатической машины или кенотронно-трансформатор-ной установки напряжением 40—50 кВ, мы поручили близ пламени отрицательную ионизацию воздуха большой концентрации (10 —10 в 1 см ) и с коэффициентом униполярное™ около 0,3. Однако, пропуская с помощью сильного насоса через ватный фильтр ионизированный таким образом воздух, легко было заметить, что вата вскоре покрывалась черным налетом и в воздухе комнаты отмечался неприятный запах спирта и гари. Микроскопический анализ налета на вате показал, что он представляет собой частички копоти. Данное обстоятельство заставило отказаться от этого способа ионизирования воздуха

Термический способ получения тяжелых униполярных аэроионов А. Яницкого оказался также непригодным. Ф. Дессауер отказался от этого способа в 1932 г., о чем сообщил нам проф. Г, Лямперт в письме от 16 марта 1932 г. Г. Лямперт писал, что И. Страсбургер и П. Хаппель установили в клиниках медицинского факультета университета во Франкфурте-на-Майне электроэффлювиальные аэроионизаторы в соответствии с данными, которые мы опубликовали (до 450 отточенных тонких острий на 1 см сетки при напряжении 30—40 кВ).

Непригодными оказались и портативные электроэффлювиальные приборы, которые с 1932 г. изготавливала в Германии фирма "Сименс". Эти "портативные" электро-эффлювиальные аэроионизаторы, как показало электрометрическое изучение их, проведенное немецкими физиками и инженерами (В. Гоффманн, Г. Бир), дают вблизи прибора (15—30 см) небольшое число униполярных аэроионов слабых энергий.

Как известно 1 электрон-вольт (1 эВ = 1,602 10" Дж) означает такую энергию, которую получает электрон, проходящий в электрическом поле с разностью потенциалов, равной 1 В. Газовую с|5еду или воздух ионизируют только те электромагнитные или корпускулярные излучения, которые обладают энергией не менее 34 эВ (54,47 10"19 Дж).Для сравнения приведем несколько примеров. Энергия квантов видимого света составляет всего 2 эВ (3,2 10"1 Дж), а энергия мягких ультрафиолетовых лучей — 3—10 эВ [(4,8+16) 10" Дж ]. Эти лучи на являются ионизатором воздуха. Только жесткие ультрафиолетовые лучи, лучи Рентгена и корпускулярные радиоактивные излучения обладают большой ионизирующей способностью, так как их энергия достигает сотни электрон-вольт и даже мегаэлектрон-вольт (1МэВ1,602-10~13Дж).

Опыты над животными не могли обнаружить какого-либо влияния таких "портативных" аэроионизаторов. Далее из п. П.2 будет ясно, что отрицательные аэроионы начинают "стекать" с острий при напряжении не менее 20—25 кВ. Кроме того, указанные аэроионизаторы фирмы "Сименс" вырабатывали значительное количество озона и окислов (оксидов) азота и потому с 1934 г. производ ство их прекратилось.

Попытка воронежского врача СВ. Кауфмана применить способ А. Яницкого в больничной обстановке не увенчалась успехом.

Мы подробно исследовали состав и состояние воздуха при накаленных проволоках или спиралях различного химического состава. Протягивая с помощью насоса такой воздух через специальный поглотитель, мы обнаружили под ультрамикроскопом огромную концентрацию тонкодисперсных частиц диаметром от 1 до 0,01 мкм, отрывающихся от накаленной проволоки (разного состава) и насыщающих воздух помещения. Эти частицы имели определенную геометрическую форму и находились в интенсивном броуновском движении. С помощью пересчета мы получили их концентрацию в воздухе. Она достигла до 10 частиц в 1 см воздуха (рис. 17). Микрохимический анализ показал, что эти частицы представляют собой окислы (оксиды) металлов, из которых состоит накаленная проволока. При белом калении металлы отдают в воздух металлические тяжелые аэроионы с преобладанием ионов отрицательной полярности. Но допускать попадание металлической пыли в легкие ни в коем случае нельзя. Ряд исследователей для получения тяжелых положительных ионов при физическом эксперименте в качестве эмиттера ионов применяли накаленную нить различного химического состава. Кунсман в 1925 г. показал, что изменение эмиссии положительных ионов в зависимость от температуры подчиняется закону Ричардсона для термоионной

эмиссии. Термоионизатор следует считать негодным для внедрения в медицинскую практику.

Ультрафиолетовые аэроионизаторы во всех испытанных нами случаях при различных источниках ультрафиолетового света (рис. 18) давали исключительно большое количество озона и окислов (оксидов)

азота, и от них также пришлось отказаться. Уже через несколько минут после включения кварцевой лампы в воздухе количество вредных газов в десятки и сотни раз превосходит допустимые значения, Для физиологических опытов ультрафиолетовые ионизаторы, естествен но, также непригодны. Кроме того, число аэроионов и коэффициент униполярное, даваемые ультрафиолетовыми ионизаторами, не соответствуют предъявляемым требованиям.

Известно, что радиоактивные лучи вызывают ионизацию газа, через который они проходят. Если приблизить к заряженном элект роскопическому радиоактивное вещество, то листочки электроскопа начнут спадать, ибо окружающий их воздух, в котором непрерывно возникают ионы, становится проводником электричества. Если электроскоп имел положительный заряд, то к нему устремляются освободившиеся электроны. Если электроскоп заряжен отрицательно, то он притягивает к себе положительные ионы.

Поскольку в естественных условиях ионы воздуха возникают в основном благодаря излучению радиоактивных веществ почвы и воды, постольку в свое время возник вопрос о возможности применения радиоактивных веществ для получения искусственной ионизации воздуха отрицательного знака. Отсеять положительное ионы в постоянном электрическом поле не представляет больших затруднений.

Как известно из литературы, радиевый аэроионизатор впервые был сконструирован проф. А.Б. Вериго и В.А. Подерни на средства ЦНИЛИ исключительно для физиологического эксперимента, но не для клинических исследований.

А.Б. Вериго и В.А. Подерни опубликовали в трудах ЦНИЛИ "Проблемы ионификации" по этому вопросу статью под названием "Применение радиоактивных веществ для получения униполярной ионизации воздуха в целях физиологического эксперимента" (1934). К сожалению, без достаточных оснований радиационный способ получения ионов стали применять при лечении больного человека.

Неоднократно ставился вопрос о том, что указанный способ получения аэроионов не годен для лечения людей и вот по каким соображениям. Как бы ни было мал количество радиоактивного вещества, применяемого в этом ионизаторе, как бы ни был "прочен" лак, его скрепляющий, у экспериментатора никогда нет уверенности в том, что частички радиоактивного вещества (с лаком) не могут механически отрываться током воздуха, идущим от вентилятора, и попадать в дыхательные пути, а затем в кровь, которая эти частички может занести в любой орган или любую ткань. В этом случае речь идет не об общем загрязнении радиоактивным веществом всего объема воздуха, что, конечно, также абсолютно недопустимо, а о возможном механическом отрыве частиц радиоактивного вещества и попадания их через дыхательные пути в организм. Данный вопрос мы неоднократно ставили на научных конференциях 1935—1942 гг. и настоятельно рекомендовали воздержаться от применения радиевого аэроионизатора при лечении больных.

А.Б. Вериго считал, что механический отрыв небольших кусочков радиоактивного вещества вполне возможен, хотя и мало вероятен, но, конечно, поручиться никто не может, что такой случай когда-нибудь не произойдет. А.Б. Вериго тем не менее допускал, что количество радиоактивного вещества в его ионизаторе не так уж велико, ч обь можно было бы опасаться какого-либо патологического влияния.

Известно, что 1 г радия излучает в 1 с 3,7 10 альфа-частиц. Допустим, что в аэроионизаторе содержатся десятые доли миллиграмма радия, которые испускают 7,4-10 альфа-частиц в 1х. Это количество радия распределено на поверхности электрода, равной 4,640 мкм . На 1 мкм поверхности приходится 0,02 альфа-частиц в 1 с, иначе говоря, каждые 200 с из данного количества радия вылетает одна альфа-частица, что дает в 1 сут. 432 частицы или 2,840 пар ионов, а в год — Ы0 пар ионов. Если учесть некоторые потери в скрепляющем слое (раствор целлулоида и амилацетата), то

пар ионов- Можно

допустить, что это число ионов для электрических микроструктур наших тканей является достаточно ощутимой величиной. Но, спрашивается, почему мы принимаем оторвавшиеся кусочки радиоактивного слоя равными 1 мкм ? Отрываться от слоя радиоактивной установки и попадать в легкие и затем в кровь могут и значительно большие кусочки. Известно, что через щели между эндотелиальными клетками легочных альвеол свободно проходят крупные пылевые частицы, имеющие диаметр более 1 мкм. Такая частичка будет давать уже значительно больше ионов, будет еще большим радиационным раздражителем той части ткани, где эта частичка остановилась. Такая частичка будет производить уже до 10 пар ионов, что равно 1 Р. Как известно, 1 Р соответствует количеству лучистой энергии, которое создает в 1 г сухого воздуха при температуре 0 С и давлении 750 мм 1,61 10 пар ионов.

Есть еще и другие соображения, говорящие против употребления аэроионизаторов с радиоактивными веществами. Известно, что если ионизирующее действие альфа-лучей, несмотря на его интенсивность, легко установить, закрыв активное вещество тонким экраном (бумажным или металлическим листком толщиной около 0,1 мм, так как альфа-лучи не могут пройти сквозь него), то бета-лучи, наоборот, могут проходить сквозь слой алюминия толщиной в несколько миллиметров, а гамма-лучи проникают сквозь несколько сантиметров такого плотного вещества, как свинец. Только полоний и ионий являются чистыми альфа-излучателями. Но и это не спасает положения. Доказано, что большая часть (80%) поражений, нанесенных организму высших животных альфа-излучателями необратима. Продолжительность жизни животных и дозы альфа-лучей связаны линейной зависимостью. На графиках Стэннарда, Блэра и Бекстера (рис. 19 и 20) видно, что" продолжительность жизни сокращается примерно одинаково при облучении дробными дозами данной величины и такими же однократными дозами" (в статье "Необратимость повреждений, вызываемых источниками альфа-лучей").

Выяснением этого вопроса мы занялись в 1938 г., приобретая в Радиологической лаборатории ВНИИ метрологии соли радия и урана- Полученные в результате исследования данные заставили нас в категоричной форме забраковать радиевый аэроионизатор. Даже небольшие количества радиоактивных солей дают ощутимую бета- и особенно гамма-радиацию, воздействию которых организм человека подвергать ни в коем случае не следует. Человеческий организм в процессе эволюции приспособился к существующему уровню естественной радиоактивности. Данный уровень является порогом, выше которого радиоактивность, особенно гамма-излучение, представляет собой крайнюю опасность. Известно, что естественный фон радиоактивности на уровне моря дает за 30 лет около 3—4 Р. Доза 0,05 Р/сут в настоящее время считается чрезмерной. Радиевые аэроионизаторы при постоянной работе с ними могут давать тотальное облучение больших значений.

Л.Л. Васильев в книге "Теория и практика лечения ионизированным воздухом" (Ленинград, 1953) пишет, что в применяющихся ионизаторах количество радия находится в пределах от 0,02 до 0,2 мг. В т. 13 "Мирное использование атомной энергии. Материалы Международной конференции в Женеве, август 1955 г." (Москва, 1958) в статье "Защита работников от действия ионизирующего излучения , представленной Международной организацией труда, сообщается, что опасным для здоровья человека является любое вещество, испускающее гамма-лучи, если его количество превышает количество, эквивалентное 0,1 мг радия. В радиевом аэроионизаторе количество опасного вещества содержится в 2 раза больше.

Совершенно справедливо генетики считают, что для появления наследственных уклонений нет пороговых доз, т.е. что эти уклонения возникают при любой, даже слабой дозе ионизирующей радиации. Нижний предел облучения — естественный фо составляет 10 мР/неделю. Ясинский и Златовский в т. 13 "Мирное использование атомной энергии" в статье "Предельно допустимая доза рентгеновского и гамма-излучения" утверждает, что мощность дозы гамма- и (или) рентгеновского излучения, получаемой человеком, не должна превышать 0,01 Р в день.

Соли радиоактивных веществ выделяют в воздух эманацию — газ радон, обладающий определенным физиологическим действием.

Количество радона, образуемого 1 г радия в 1 ч, равно 7,5 мКи. Превышение радиоактивных эманации в воздухе влечет за собой крайне тяжелые последствия для всего организма, и потому их количество подлежит строжайшему контролю.

Зачем, вопреки здравому смыслу и с огромной опасностью для здоровья людей — пациента и медицинского персонала — применять радиационные аэроионизаторы? Это не более как технический трюк, ко всему тому вредный для здоровья

Мы не имеем права искусственно превышать природный уровень радиоактивных излучений вокруг нашего организма даже на 0,001 Р/сут, потому что это повышение может повлечь за собой возникновение лучевой болезни, которой болеют люди, работающие с радием и рентгеновским светом. Разве не мало погибло ученых и практических врачей от лучевой болезни или от рака, возникающих от частого облучения радиоактивными веществами или рентгеновским светом?

На Всемирной выставке в Брюсселе (1958) демонстрировался листок из лабораторной тетради Марии Кюри, датированный 30 апреля 1902 г. Этот листок "непрерывно движется то к счетчику, то от него. И как только он начинает приближаться, счетчик со все возрастающим беспокойством отмечает попадание в него элементарных частиц из атомов радия, оставшихся полвека назад на листке от рук ученого и по сей день свидетельствующих о беспримерном подвиге этого великого человека-героя" (А. Буянов). Даже если бы с помощью какой-либо портативной защиты, а не толстых свинцовых пластин, полностью обезвредить радиевый аэроионизатор от альфа-, бета-, и гама-излучений, то и в этом случае следовало бы протестовать против такого рода прибора. Радиевые излучатели должны всегда находиться под самым бдительным контролем особых органов и запираться в сейфы на часы бездействия. Имеет ли право врач подвергать своих больных, пришедших к нему за помощью, опасности заболеть раком через энное число лет? Известно, что лучевая болезнь или рак иногда возникают спустя много лет (10—30) после окончания воздействия радием или другими радиоактивными веществами даже после однократного облучения. Число печатных работ о вредности радиоактивных запылений в последнее время достигло многих тысяч. Эти работы говорят лишь об одном — именно о том, что мы должны, по возможности, изолировать наш организм от радиоактивного излучения.

Казалось бы, это настолько ясная и простая истина, что она должна быть известна не только специалистам, но и каждому образованному человеку.

В статье "Административные проблемы защиты от радиоактивных излучении н штате Нью-Йорк" (Мирное использование атомной энергии. Т. 13 — Москва, 1958, с. 62—63) Тэбершоу и Клейнфельд пишут: "Любое ионизирующее излучение потенциально опасно. Несмотря на необходимость разработки правил о максимально допустимых дозах (если это только возможно), следует полностью не допускать воздействия излучения Особенность излучения состоит в том, что действие его носит кумулятивный характер. Накапливается все больше данных, свидетельствующих о том, что каждый луч причиняет какое-либо поражение и что, хотя это поражение может непосредственно не обнаружиться и даже, возможно, не имеет значения в пределах средней продолжительности жизни человека, тем не менее кумулятивный эффект его приводит к ряду нежелательных биологических измерений. Нарушение состава крови, образовани раковых опухолей, катаракт, влияние на наследственность, дегенеративные изменения, связанные со старением, — вот некоторые из известных последствий облучения. Максимально допустимые дозы облучения не следует считать окончательными и неиз менными .

В свое время мы сделали также попытку применить эффект Трал-леса—Ленарда — дробление и распыление воды к устройству "водяного аэроионизатора". Различные способы механического дробления, распыления или пульверизации воды не дают положительных результатов. Степень псевдоаэроионизации была невелика, коэффициент униполярности равнялся единице, полярность менялась произвольно в зависимости от химического состава воды, влажность воздуха в помещении резко возрастала (рис. 21).

Еще в 1925—1926 гг. нами было показано, что тяжелые ионы (пульверизируемые капельки воды и порошок), попадая в конденсатор счетчика легких аэроионов Эберта, "имитируют" тысячи легких аэроионов. Тот же вопрос был нами изучен вторично в лаборатории аэроионификации "Союзсантехники". Оказалось, что аспирацион-ные счетчики легких аэроионов разных конструкций засасывают в свой цилиндрический конденсатор мелкие частицы наэлектризованной баллоэлектрическим эффектом воды и потому измеряют не только число легких газовых аэроионов, но и число зарядов, расположенных на поверхности водяных частиц. Эти наблюдения ставят под сомнение все измерения числа легких аэроионов, произведенные аспирационными счетчиками типа Эберта при баллоэлектрическом эффекте. Аспирационные счетчики аэроионов засасывают также распыляемые частицы твердых тел (тальк, кварц и т.п.) и показывают большие числа зарядов (до 1 млн в 1 см ), в то время как никаких газовых ионов при пылении не возникает.

Если сопло, образующее балло- и трибоэлектрический эффекты, поместить на расстоянии 2—3 см от входного отверстия конденсатора аспирационного счетчика легких аэроионов, но струю диспергированной жидкости или кварцевой пыли направить в противоположную сторону, электрометр совершенно не реагирует на балло- и трибоэффекты. Это говорит о том, что легких аэроионов приданных условиях опыта счетчик не обнаруживает, хотя и засасывает окружающий воздух.

Ленард показал, как мы уже говорили, что при разбрызгивании

Рис. 21. Динамика уменьшения числа частиц, полученных в результате баллоэлект-рического эффекта в зависимости от расстояния (физическое отделение ЦНИЛИ) 1—4 — число замеров

воды капельки ее получают положительный или отрицательный заряд. Этот эффект имеет место как при быстром разделении отдельных капель на меньшие, так и при ударе капель о твердую поверхность, разрыве непрерывных струй жидкости, выделении газовых пузырьков из жидкости, кипении и т.д. Буссэ в 1925 г. показал, однако, что при любом разделении частиц при разбрызгивании или падении на препятствие в воздухе образуются в основном положительные заряды. Далее необходимо иметь в виду, что незначительные примеси в воде могут существенно влиять на ионообразование и полярность. Например, если к воде прибавить ничтожное количество поваренной соли или серной кислоты, то образуется преимущественно положительные заряды. С другой стороны, еще Траллес в 1876 г. установил, что при разбрызгивании пресной воды пространственный заряд окружающего воздуха имеет отрицательную полярность. Тем не менее гидроэлект-ризаторы, основанные на эффекте Траллеса—Ленарда, не могут быть применены при аэроионификации населенных помещении вследствие того, что они на обладают постоянными параметрами, ибо число, величина и полярность электризованных частиц или псевдоаэроионов колеблются в зависимости от трудно учитываемых и постоянно меня ющихся факторов.

Распыляя воду механически с подведением невысокого потенциала (до 200—300 В, номинальное напряжение), мы во всех случаях наблюдали возрастание влажности воздуха, лежащей за зоной климатического комфорта- Она достигала 85—95% относительной влажности. В помещениях такая сильная влажность должна привести к порче деревянной и металлической мебели, платья, картин и т.д., а потому недопустима даже с этой точки зрения.

Измеряя диаметр водяных частиц, полученных в результате дробления или распыления воды, мы установили, что механическое дробление дает крупные частицы (свыше 6—10 мкм), которые не доходят до альвеол, и каждая такая частица несет не более 10—15 элементарных зарядов. Дробление с подведением невысокого потенциала уменьшает диаметр частиц, но недостаточно, и слегка повышает заряд каждой частицы. И, наконец, наиболее эффективным является "электростатическое" дробление при потенциале свыше 100 тыс. В (100 кВ). В последнем случае диаметр частиц достигает 1—2 мкм и каждая такая частица несет несколько тысяч элементарных электрических зарядов. Но сколько такая частица адсорбирует ионов кислорода, неизвестно.

Результаты экспериментально-теоретических исследований в области электроаэрозолей и "гидроионизаторов" частично опубликованы в ряде статей, включенных в сборники "Труды ЦНИЛИ", т. III и другие издания.

Следует сказать, что производя эти исследования, автор имел в виду усовершенствование интратрахеальн и терапии. Для такого рода терапии необходимы специальные ингалятории, т.е. особо оборудованные помещения, не боящиеся высокой влажности, которая появляется там от постоянного распыления значительных количестр воды.

В 1935 г. немецкий инженер Е. Бурхардт и еще позже Г. Бартель предложили совершенно тот же способ дробления и зарядки частиц жидкости в целях ингаляции. Почему отечественные авторы называют данный способ аэрозольной ингаляции "методом Бурхардта" — совершенно непонятно. Первые научные исследования в данной области были сделаны французским ученым Нолле в 1753 г., на что автор указывал в раде статей по этому вопросу, опубликованных в 1934—1937 гг.

Мы считаем на основании большого опыта, что гидроаэроионоте-рапия или электроаэрозольная терапия, годна лишь для лечения небольшого числа заболеваний и главным образом при особых поражениях дыхательных путей.

Введение в альвеольное пространство паров и жидкостей доставляет человеку не только неприятное ощущение, но может быть и вредным. Поэтому имеются основания категорически протестовать против применения гидроэлектризаторов в больницах и клиниках. Мы имели возможность неоднократно наблюдать, как повышенная влажность воздуха крайне плохо действует на астматиков и даже иногда вызывает приступ болезни.

Наши наблюдения подтверждаются Н.П. Глотовым (1957) и другими врачами, применявшими гидроэлектризаторы при лечении бронхиальной астмы. Замечательно то, что, настоятельно рекомендуя и рекламируя "гидроионизаторы", Л.Л. Васильев, Е.Г. Баранова и П.К. Булатов в то же время пишут, что, поданным В.М Файбушевича, встречаются больные, у которых с первых же сеансов гидроаэроионотерапии астматические приступы учащаются, вследствие чего лечение приходится прекращать (1957).

Влияют "гидроионы" плохой при других заболеваниях. Повышенная влажность вредно действует и на здоровые организмы. Недаром же физиологический комфорт лежит в совершенно определенной зоне относительной влажности. Известно, что некоторые виды бань проти вопоказаны не только больным, но и практически здоровым людям, хотя пары кипящей воды легко заряжаются до высокого потенциала. Каждый чайник может быть превращен в гидроэлектризатор. Есть экспериментальные доказательства того, что при кипении воды и при испарении ее образуется большое число тяжелых водяных частиц отрицательной полярности. Это число достигает 1 млн в 1 см .

Известно также и то, что лучшие курорты, как-то: Ницца, Менто-на, Канны, Сан-Ремо — отличаются совсем небольшой относительной влажностью атмосферы, доходящей в зимнее и весеннее время до 8—12%. В теплое весеннее время, когда так легко дышится, относительная влажность атмосферного воздуха понижается до 15—20%. В Туркмении и Узбекистане относительная влажность воздуха в период с апреля по декабрь доходит до 12%, а в некоторые дни снижается до 4%. Особенной сухостью отличается атмосферный воздух в Пекине.

Некоторые зарубежные фирмы, усиленно рекламируя производимые ими аппараты для электроаэрозольтерапии, преследуют в основном не медицинские, а чисто коммерческие цели, цели наживы. Это наиболее возмутительный вид спекуляции на неосведомленности в этой области больных. Сетка с остриями непатентоспособна, поэтому предприниматели пошли на сделку с совестью и предложили больному человеку без всякой надобности вдыхать электризованную водяную пыль — "гидроионы . На "гид-роионизаторы" с трубочками, винтиками, кранами легко получить желательное число патентов или авторских свидетельств. На плодородной почве коммерческой спекуляции в научную литературу проникли лженаучные представления, которые в сильной степени подрывают значение проблемы аэроионификации и сбивают с толку лиц, недостаточно эрудированных в этой области. В некоторых странах появилось большое число различных фирменных проспектов, снабженных фотографиями электроаэрозольных установок с кривыми и схемами, имеющими только внешнюю научную видимость. Но текст этих рекламных брошюр не соответствует экспериментальным данным и пропагандирует идеи о водяных аэрозолях, как некоторой панацеи, избавляющей человеческий род от всяких заболеваний. И это преподносится как последнее слово медицинской науки, но оно не имеет под собой ничего другого, как плохо замаскированное стремление к наживе. Очень прискорбно, что некоторые отечественные организации, недостаточно осведомленные в проблеме аэроионификации, придают этим брошюрам исключительное значение, считая их откровением и забывая, что основные вопросы аэроионификации были подробно изучены в ЦНИЛИ.

Например, сотрудники Пермского научно-исследовательского угольного института и Пермского медицинского института инж. И.А. Нельсон и врач З.М. Андриевская, изучая электроаэрозольную аппаратуру, показали следующее:

При работе установки влажность атмосферы ингалятория зависит от первоначальной влажности воздуха и расхода ингалята, распыляемого форсункой в единицу времени, и достигает 90—92% (рис. 22).

В специально поставленных экспериментах по работе установки в особо тяжелых условиях, при которых наблюдались электрические разряды и значительные утечки

По-видимому, совершенно непригодными для населенных помещений являются искусственные псевдоионы, получаемые в результате механического дробления воды. Во-первых, при самых лучших условиях вентиляции повышение влажности воздуха недопустимо с физиологической и гигиенической точек зрения, ибо дыхательный отброс и без того создает в воздухе излишнюю и вредную влажность. Человек выдыхает при спокойном состоянии в сутки около 610 мл воды (по Рубнеру). Во-вторых, частицы респираторного отброса представляют собой полидисперсный аэрозоль паров воды и вредных летучих веществ обмена. Псевдоионы, соединяясь с этим аэрозолем, превращаются в сверхтяжелые. Известно, что сверхтяжелые частицы обладают малой подвижностью и способствуют не очистке воздуха, а, наоборот,

его крайнему загрязнению. Заполнение воздуха больничных или обитаемых помещений тонкой водяной пылью в результате действия "гидроионизаторов" влечет крайне вредные последствия. Тонкая водяная пыль препятствует рассеянию и отвлечению из населенных помещений вредных метаболитов человеческого организма, возникающих в результате респирации и перспирации. При наличии тонкой водяной пыли внутри помещения увеличивается концентрация газообразных примесей, в частности, возрастает содержание угольной кислоты. Вместо того чтобы осаждаться вниз и освобождать зону дыхания, угольная кислота адсорбируется на этих водяных каплях и долгое время витает в помещении, загрязняя его. То же самое можно сказать и про летучие вещества, выделяемые дыханием. Таким образом, отброс газообмена при наличии мелких водяных частиц вместо диффузного рассеяния сосредоточивается в населенном помещении и вновь вдыхается человеком, принося вред здоровью. В-третьих, даже незначительные колебания в химическом составе распыляемой воды влияют не только на число псевдоионов, получаемых с помощью гидроионизатора, но обусловливают также полярность и коэффициент униполярности. Следовательно, химический состав распыляемой воды должен быть всегда под бдительным контролем, что резко ограничивает применяемость "гидроионизаторов". На неограниченное количество дистиллированной воды рассчитывать нельзя. В-четвертых, некоторые авторы, исходя из большого числа наблюдений, утверждают, что продолжительность сеанса аэрогидроэлектризации должна быть весьма ограничена, ибо уже после 10—15-минутного вдыхания псевдоионов начинают развиваться патологические явления — резкая усталость, головная боль, явления удушья, головокружение и т.д. Все это говорит о том, с какой осторожностью следует подходить к задаче выбора ионизатора для профилактических и терапевтических целей.

Паровая ингаляция или ингаляция мелких водяных капель переносится человеком весьма плохо. Существует правило, основанное на многих тысячах наблюдений, из которого следует, что паровая ингаляция должна продолжаться не более 5 мин. Она противопоказана при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, гипертонической болезни, острых воспалительных заболеваниях слизистой оболочки дыха тельных путей, при пневмонии, туберкулезе, гангрене и абсцессах легких. При гнойных процессах, острых воспалениях, наличии отека, при гипертрофических процессах слизистой оболочки паровые ингаляции вызывают усиление отека и раздражение воспаленных участков (И.И. Елкин и СИ. Эделыптейн).

Ингаляция паров воды и водяных частиц большой плотности в неумеренном количестве несет еще и другую опасность: они могут создать водяные пленки и таким образом закупорить бронхи третьего

порядка или концевые бронхиолы. В некоторых случаях это может привести к понижению газообмена, резкому кислородному голоданию и коллапсу.

Таким образом, "гидроионизаторы" не могут стать общедоступным "домашним" прибором.

Некоторые авторы полагают, что, распыляя электростатически слабощелочную минеральную воду и заставляя рудничных рабочих ее вдыхать, они тем самым способствуют растворению в легочной ткани кварцевой пыли, чем якобы помогают бороться с силикозом. Такая точка зрения явно неудовлетворительна. Легкие отрицательные аэроионы стимулируют работу мерцательного эпителия, секрецию слизистых желез и тонус гладких мышц, что помогает выталкиванию частиц из бронхов.

За время многолетних исследований советскими учеными накоплен огромный материал, характеризующий неблагоприятное действие тяжелых водяных частиц и вообще и особенно частиц положительного знака, генерируемых в значительных количествах механическими гидроэлектризаторами.

О крайне неблагоприятном влиянии тяжелых водяных частицкрасноречиво пишут и другие авторы, например, Л.Л. Васильев и Д.А. Лапицкий.

После сеансов с действием легких аэроионов жалоб от людей обычно не поступало.

Совсем иные показания давало большинство испытуемых после сеансов с действием тяжелых водяных аэроионов той же продолжительности и при том же приблизительном содержании аэроионов в 1 см : трудно объяснимое состояние усталости, головная боль, бессонница, слабость, головокружение.

К совершенно аналогичному заключению приходят В.Г. Куневич, Г.Г. Иванов и Е.И. Каменев в своем отчете "Влияние тяжелых водяных аэроионов отрицательной и положительной полярности на легочный газообмен человека", представленном в 1941 г. Управлению строительства Дворца Советов при СНК СССР.

Реферат статьи Е.А. Чернявского (1955) содержит заставляющие задуматься следующие сведения о гидроаэроионизаторе его системы: "Гидроаэроионизатор (ГАИ) — аппарат для получения в лечебных целях гидроаэроионов — представляет собой чашу, в верхней части которой находятся трубки, заканчивающиеся распылителями особого устройства. Вытекающие из распылителей струи воды (могут быть также добавлены те или иные лекарственные вещества) ударяются о карборундовый диск, в результате чего возникает баллоэлектрическии эффект (ионизация воздуха при распылении воды). С | помощью счетчика Эберта установлено, что во время работы ГАИ концентрация положительных и отрицательных ионов в помещении возрастала по мере увеличения давления, под которым вытекает из распылителей вода. Отношение числа положительных ионов к отрицательным (униполярность) при этом убывает. Вблизи аппарата преобладали отрицательные, а вдали — положительные ионы. (Курсив мой. — А.Ч.). При 1 добавлении к водопроводной воде лекарственных веществ концентрация отрицательных [ ионов была меньше, чем при распылении одной водопроводной воды, в то время как I концентрация положительных ионов мало менялась. При насыщении воздуха помещения парами йода число отрицательных ионов увеличивалось, а число положительных уменьшалось".

Наконец, самым важным во всем этом деле является получение не вообще отрицательных зарядов на водяных частицах, а ионизирован-I ного кислорода воздуха. Об этом совершенно забывают многочисленные изобретатели разных гидроионизаторов.

Следует отметить, что между тяжелыми водяными ионами внешнего, наружного воздуха и водяными аэрозолями, получаемыми с по-кмощью "индивидуальных", или "комнатных", гидроэлектризаторов, существует огромная принципиальная разница. В то время как на поверхности природных гидроионов легко адсорбируются отрицательные ионы кислорода свободной атмосферы, поверхность "комнатных" водяных аэрозолей адсорбирует различные газы и ионы летучих веществ выдыхаемого метаболита, всегда присутствующего в воздухе населенных помещений в больших количествах.

Дисперсное состояние комнатного и наружного воздуха весьма различно химически и физически. Если бы мы могли сделать видимой аэродисперсную систему комнатного воздуха, то пришли бы в ужас. Эта система включает в себя миллиарды пылевых, жидких, парообразных и газообразных частиц респираторного и перспираторного метаболита, а также "бытовых частиц", бактерий и сапрофитов, представляющих несомненную вредность для жизни. Но мы не видим этой аэросистемы и потому спокойно относимся к вопросу о качестве вдыхаемого воздуха. Пытливая мысль человека давно преодолела этот недостаток чувственного восприятия и снабдила ученых теоретическими щупальцами. Мы вычислили параметры и характеристики этой аэросистемы и увидели, сколь она сложна и биологически вредна. Далее, мы увидели принципиальную разницу между естественными гидроионами свободной атмосферы и гидроионами искусственно создаваемыми в населенных помещениях, а именно: огромную роль ад сорбции на водяных частицах молекул кислорода — в свободной атмосфере, и частиц органических отбросов — внутри населенных помещений. Тогда стало ясным великое значение систематического и полного обмена воздуха в населенных зданиях, а также значение притока атмосферного кислорода и вывода из зоны дыхания выдохнутых продуктов обмена и затем искусственное ионизирование молекул кислорода внутри этих зданий.

Нет сомнения в том, что частицы воды, получаемые в результате действия "гидроионизатора", могут адсорбировать отрицательные ионы кислорода воздуха и тем самым в некоторой мере становиться профилактическим и лечебным фактором. Но, спрашивается, зачем прибегать в данном случае к совершенно ненужным посредникам — частицам воды, для того, чтобы ввести в организм отрицательные аэроионы? Природа создала определенную насыщенность парами воды дыхательной зоны, и этих паров вполне достаточно, чтобы довести легкие отрицательные аэроионы к альвеолярной стенке.

Вообще следует весьма осторожно подходить к решению столь важных и сложных вопросов, нельзя допускать скороспелых заключений.

Нельзя, однако, не указать, что высоковольтное электростатическое распыление воды при одновременной подаче небольших количеств кислорода может быть применено в тех случаях, когда необходимо генерировать аэроионы в центральном месте и оттуда направлять их по воздуховодам большой длины, превышающей 30—50 м. Водяной аэрозоль с адсорбированными на нем отрицательными ионами кислорода может пройти по воздуховодам десятки и даже сотни метров пути и донести в обслуживаемое помещение еще достаточные концентрации ионов кислорода (10 —10 в 1 см ).

Тот же способ тонкого распыления воды с помощью "электростатического дробления" и получения ионов кислорода может быть при менен при кондиционировании воздуха. Этим вопросом в 1939— 1941 гг. занималась группа физиков и инженеров. Следует отметить, что при "электростатическом дроблении" воды относительная влажность воздуха повышается лишь на 2—3% по сравнению с исходной.

Как аэроионы, так и заряженные аэрозоли обладают способностью двигаться с определенной скоростью вдоль силовых линий электрического поля. Это было экспериментально доказано нами еще в 1932— 1933 гг. Попытка создать с помощью электрического поля направленное движение униполярного медикаментозного аэрозоля по сложным дыхательным путям организма потерпела неудачу. Аэрозоли в этих случаях быстро разряжались уже в верхних дыхательных путях и не доходили до легочных альвеол. Таким образом, наложение поля на организм препятствует глубокому прониканию частиц.

В 1934 г. нами был изучен высокочастотный электроэффлювиаль-ный ионизатор, но он оказался непригодным для внедрения в больни цы по ряду причин: наличия поля высокой частоты, низкой продуктивности аэроионов и большого коэффициента униполярности.

Все перечисленные аэрогидроэлектризаторы дают аэрозоли — это бесспорно, но этого еще далеко недостаточно, чтобы применять эти аэрозоли к больному или здоровому человеку. В клинике можно применять только такие аэроионизаторы, которые ионизируют кислород воздуха и вполне свободны от посторонних сопутствующих физических явлений или химических примесей. Как бы ни был внешне привлекателен тот или иной вид аппарата, но, если он неудовлетворяет предъявленным к нему крайне строгим медицинским требованиям, он не должен быть применен для лечения больного человека. Это надо иметь в виду всякому, кто хочет заниматься использованием отрица тельных аэроионов для лечения больных. Это требование — обязательно для всякого врача и конструктора.

Тщательное изучение вопроса о пригодности различных систем аэроионизаторов приводит нас к совершенно определенному выводу, а именно: изложенные выше способы получения аэроионов (пламенные, термические, ультрафиолетовые, гидроионизаторы и, конечно, радиационные) непригодны для применения и должны быть в ближайшее время повсеместно забракованы органами здравоохранения.

Как уже упоминалось, в ЦНИЛИ и в Московской лаборатории аэроионификации Дворца Советов было тщательно изучено большинство из предложенных методов, и мы должны были остановиться на электростатическом электроэффлювиальном способе, как на самом простом, мощном и не дающем существенных побочных примесей и потому самом действенном биологически и физиологически. Были произведены многочисленные исследования работы электроэффлюви-ального аэроионогенератора и твердо установлены основные его качества и особенности.

Электростатический или электроэффлювиальныи способ применялся рядом авторов, начиная с первой половины XVIII в. Он был изучен П. Бертолоном.

В своем труде "Об электричестве человеческого тела" (Париж, 1780) он писал о том, что внимательно рассмотрел различные способы получения электричества применительно к медицине. Один и? предложенных П. Бертолоном способов заключается в "электризации" воздуха с помощью металлической кисти, соединенной с одним из полюсов (в зависимости от надобности) электростатической машины.