Экология. Рациональное природопользование и безопасность жизнедеятельности. Часть 3
Кроме того, ЭМИ
могут играть восстанавливающую роль в функционировании био-
объектов, например применение лазеров в медицине. Еще одним
важным звеном использования ЭМИ является интенсификация
биологических процессов, обеспечивающих максимальную моби-
лизацию жизненных сил биообъектов. Примером может служии
увеличение возможности повышения урожайности сельскохозя
ственных культур. В этой связи среди физических факторов вн
мание исследователей привлекают ионизирующее и лазерное ^
лучения, импульсный свет, электрические поля, а в последнее д
сятилетие — магнитные поля. еТ
Так, для практического использования особое значение и
технология применения энергетических методов предпос ^
подготовки семян или клубней растений. Магнитная обработ
сопряжена с трудоемкими, дорогостоящими и нередко вреД ^
для обслуживающего персонала операциями (как, напри^е\"\'
212
*
, радиоактивной или электрической обработке) и яв-
ится технологичным и легко автоматизируемым процессом.
Напряженность магнитного поля в различных конструкциях
рОмышленных установок колеблется от 0,006 до 0,04 Тл. После
^оголетних полевых испытаний было показано, что обработай-
те магнитным полем зерна ячменя, пшеницы, кукурузы, сои
яаЮТ урожай на 10—15 % выше, чем необработанные. Наблюда-
лось улучшение прорастания и дальнейшего роста томатов, перца,
огурцов как при обычных, так и при более низких температурах. В
опытах по обработке яровизированного картофеля магнитным по-
лем напряженностью 0,006 Тл при оптимальной продолжительно-
сти 5—14 ч отмечено увеличение урожайности на 30—40 % при од-
новременном увеличении количества хлоропластов на клетку и
содержания хлорофилла.
В основу подбора режима положена гипотеза о том, что биоло-
гические эффекты магнитного поля обусловлены не абсолютным
значением его напряженности, а изменением магнитного потока
либо по пространственным координатам, либо во времени. Клуб-
ни картофеля перемещали с разной скоростью и на разных рас-
стояниях от магнитов, формирующих неоднородное по простран-
ственным координатам магнитное поле. Таким способом был по-
добран промышленный режим воздействия магнитным полем,
при котором число проростков по сравнению с контролем увели-
чилось не менее чем на 15 %. На рис. 3.5 показана схема магнитной
обработки клубней картофеля.
V/M \\/M V/SA Y/M V/M Y/M V/M \\/М
-
т \"
0
— 3
оооооо
\\
;^ Ис- 3.5. Схема обработки клубней картофеля в магнитном поле:
РНая кассета с магнитами; 2 — лента транспортера; 3 — накопитель; 4 — сборник (авто-
машина); 5 — обрабатываемые клубни
I- ¦ .. \' , ¦ 213
Положительный эффект в основном связан с электрическим
напряжениями и соответствующими токами, наводимыми щ^
нитным полем в разных биологических структурах клеток. Не и \"
ключено, что при воздействии магнитного поля изменяется Г
ницаемость клеточных мембран, результатом чего является зм/
нение регулируемой ими активности ферментов. После магний
ной обработки отмечено повышение содержания воды *
проростках, увеличение количеств Сахаров в прорастающих семе,
нах, усиление минерального питания, что действительно подтвер.
ждает изменение проницаемости клеточных мембран.
Анализ имеющихся данных позволяет рассматривать магнит-
ное поле как универсальный физический фактор стимуляции рос-
та и развития растений. Рассмотренный метод предпосевной обра-
ботки магнитным полем семенного материала в определенном ре-
жиме пригоден для широкого применения в сельскохозяйствен-
ной практике.
Вместе с тем в процессе роста картофеля при возникновении
озонной дыры (УФ-стресс) наблюдается существенное паде-
ние урожайности. Например, на основании наблюдений за
уровнем УФ-радиации установлено, что после УФ-стресса в дозе
100 кДж/м2 потери урожая достигают 17 %, а в дозе 150 кДж/м2 -
22%.
Возвращаясь к вопросу радикального решения проблемы со-
хранения биосферы, и в частности рационального использования
воды в экосистемах, кратко рассмотрим электромагнитную обра-
ботку воды.
Е.П. Петряев с сотрудниками убедительно показали, что од-
ним из перспективных, экологически состоятельных, безреагент-
ных методов обезвреживания сточных вод и их осадков является
радиационная обработка. Обработка излучением высоких энергии
(гамма-излучение, 60Со, 137Cs, ускоренные электроны с энергией
ниже 10 МэВ) позволяет одновременно дезинфицировать стоки,
разлагать органические и неорганические загрязняющие вешесТ\'
ва, ускорять коагуляцию коллоидных частиц, устранять цветное
и запах. Радиационная обработка сточных вод является быстры ^
одностадийным процессом. Это значительно упрощает технол
гию очистки, делая ее надежной, легко контролируемой, и обес
чивает большую скорость обработки воды. Технико-эконоМи
екая оценка технологии радиационной очистки до уровня вь!
биологически очищенных сточных вод показала, что для обра
ки стока объемом 10 тыс. м3/сут. требуется радиационная ^°
ность 100 кВт.
214
Особый интерес с точки зрения оптимизации процессов при-
0допользования представляет изучение чувствительности живых
рганизмов к ЭМП среды обитания. Реакцию биообъектов на из-
,ецение фоновых характеристик ЭМП пытаются использовать в
фактических нуждах, в частности в рыболовстве. Например, из-
вестно, что все обитатели водоемов — от бактериопланктона до
^декопитающих —являются не только электросенсорными ком-
итентами экосистем, но и источниками биоэлектрических и био-
^агнитных полей. Жизненные функции гидрообъектов — ориен-
тация, локационное общение, добывание пищи, реакции на раз-
дражение, адаптационное поведение и др.— в экосистеме реализу-
ются путем обмена электрическими сигналами с внешней средой.
Таким образом, изучение механизмов взаимодействия электриче-
ского поля организмов с электрическими полями водной экоси-
стемы представляет одну из актуальных задач не только экологии и
биофизики, но и таких отраслей, как, например, пищевая про-
мышленность.
Важнейшей проблемой, непосредственно связанной с рацио-
нальным природопользованием, является состояние энергетики.
Связано это с тем, что мировое потребление любой внешней энер-
гии непрерывно возрастает, причем темпы энергопотребления
превышают темпы роста населения. Это значит, что растет потреб-
ление энергии, приходящееся на одного жителя планеты. В пере-
счете на условное топливо (с теплотой сгорания 29,31 МДж/кг)
ОДин житель Земли в 1970 г. расходовал 1,9 т, в 1980 г.— 2,9 т, в
1990 г.— 3,4 т усл. топлива.
В настоящее время основными источниками энергии являют-
ся ископаемые топлива (в общемировом балансе их доля составля-
ет более 90 %), а также гидроэнергия и атомная энергия. В России
На Долю ТЭС приходится примерно 80 % всей вырабатываемой
эНергии, надолго ГЭС — 13 и АЭС — 7 %. Однако источники энер-
^Ии для функционирования ТЭС, ГЭС и АЭС небезграничны, ра-
°те этих электростанций всегда сопутствуют негативные эколо-
^Ческие последствия. Это приводит к настоятельной необходи-
°сти исследовать потенциальные возможности так называемых
\'^традиционных» источников энергии. К ним прежде всего от-
^ОсИтся солнечная энергия — неисчерпаемый возобновляемый ис-
чНИк экологически чистой энергии. Важно напомнить, что все
^ ^Паемые источники энергии (древесина, каменный уголь,
ф Фть и т. д.) есть не что иное, как аккумулированная с помощью
°т°синтеза солнечная энергия.
215
Непосредственное использование солнечного излучения в качесщ
источника энергии было начато еще в 1600 г., когда во Франции б6
создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздух
и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVII в. д
французский химик А. Лавуазье создал первую солнечную печь, в
торой достигалась температура в 1650 °С и нагревались образцы
следуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере, а ^
были изучены свойства углерода и платины. В 1866 г. француз
А. Мушо построил в Алжире несколько крупных солнечных концен-
траторов и использовал их для дистилляции воды и приводов насосов
На всемирной выставке в Париже в 1878г. А. Мушо продемонстриро-
вал солнечную печь для приготовления пищи, в которой 0,5 кг мяса
можно было сварить за 20 минут. В 1833 г. в СШАДж. Эриксон по-
строил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим
концентратором сечением 4,8 х 3,3 м2. Первый плоский коллектор
солнечной энергии был построен французом Ш.А. Телъером. Он имел
площадь 20 м2 и использовался в тепловом двигателе, работавшем на
аммиаке.
могут играть восстанавливающую роль в функционировании био-
объектов, например применение лазеров в медицине. Еще одним
важным звеном использования ЭМИ является интенсификация
биологических процессов, обеспечивающих максимальную моби-
лизацию жизненных сил биообъектов. Примером может служии
увеличение возможности повышения урожайности сельскохозя
ственных культур. В этой связи среди физических факторов вн
мание исследователей привлекают ионизирующее и лазерное ^
лучения, импульсный свет, электрические поля, а в последнее д
сятилетие — магнитные поля. еТ
Так, для практического использования особое значение и
технология применения энергетических методов предпос ^
подготовки семян или клубней растений. Магнитная обработ
сопряжена с трудоемкими, дорогостоящими и нередко вреД ^
для обслуживающего персонала операциями (как, напри^е\"\'
212
*
, радиоактивной или электрической обработке) и яв-
ится технологичным и легко автоматизируемым процессом.
Напряженность магнитного поля в различных конструкциях
рОмышленных установок колеблется от 0,006 до 0,04 Тл. После
^оголетних полевых испытаний было показано, что обработай-
те магнитным полем зерна ячменя, пшеницы, кукурузы, сои
яаЮТ урожай на 10—15 % выше, чем необработанные. Наблюда-
лось улучшение прорастания и дальнейшего роста томатов, перца,
огурцов как при обычных, так и при более низких температурах. В
опытах по обработке яровизированного картофеля магнитным по-
лем напряженностью 0,006 Тл при оптимальной продолжительно-
сти 5—14 ч отмечено увеличение урожайности на 30—40 % при од-
новременном увеличении количества хлоропластов на клетку и
содержания хлорофилла.
В основу подбора режима положена гипотеза о том, что биоло-
гические эффекты магнитного поля обусловлены не абсолютным
значением его напряженности, а изменением магнитного потока
либо по пространственным координатам, либо во времени. Клуб-
ни картофеля перемещали с разной скоростью и на разных рас-
стояниях от магнитов, формирующих неоднородное по простран-
ственным координатам магнитное поле. Таким способом был по-
добран промышленный режим воздействия магнитным полем,
при котором число проростков по сравнению с контролем увели-
чилось не менее чем на 15 %. На рис. 3.5 показана схема магнитной
обработки клубней картофеля.
V/M \\/M V/SA Y/M V/M Y/M V/M \\/М
-
т \"
0
— 3
оооооо
\\
;^ Ис- 3.5. Схема обработки клубней картофеля в магнитном поле:
РНая кассета с магнитами; 2 — лента транспортера; 3 — накопитель; 4 — сборник (авто-
машина); 5 — обрабатываемые клубни
I- ¦ .. \' , ¦ 213
Положительный эффект в основном связан с электрическим
напряжениями и соответствующими токами, наводимыми щ^
нитным полем в разных биологических структурах клеток. Не и \"
ключено, что при воздействии магнитного поля изменяется Г
ницаемость клеточных мембран, результатом чего является зм/
нение регулируемой ими активности ферментов. После магний
ной обработки отмечено повышение содержания воды *
проростках, увеличение количеств Сахаров в прорастающих семе,
нах, усиление минерального питания, что действительно подтвер.
ждает изменение проницаемости клеточных мембран.
Анализ имеющихся данных позволяет рассматривать магнит-
ное поле как универсальный физический фактор стимуляции рос-
та и развития растений. Рассмотренный метод предпосевной обра-
ботки магнитным полем семенного материала в определенном ре-
жиме пригоден для широкого применения в сельскохозяйствен-
ной практике.
Вместе с тем в процессе роста картофеля при возникновении
озонной дыры (УФ-стресс) наблюдается существенное паде-
ние урожайности. Например, на основании наблюдений за
уровнем УФ-радиации установлено, что после УФ-стресса в дозе
100 кДж/м2 потери урожая достигают 17 %, а в дозе 150 кДж/м2 -
22%.
Возвращаясь к вопросу радикального решения проблемы со-
хранения биосферы, и в частности рационального использования
воды в экосистемах, кратко рассмотрим электромагнитную обра-
ботку воды.
Е.П. Петряев с сотрудниками убедительно показали, что од-
ним из перспективных, экологически состоятельных, безреагент-
ных методов обезвреживания сточных вод и их осадков является
радиационная обработка. Обработка излучением высоких энергии
(гамма-излучение, 60Со, 137Cs, ускоренные электроны с энергией
ниже 10 МэВ) позволяет одновременно дезинфицировать стоки,
разлагать органические и неорганические загрязняющие вешесТ\'
ва, ускорять коагуляцию коллоидных частиц, устранять цветное
и запах. Радиационная обработка сточных вод является быстры ^
одностадийным процессом. Это значительно упрощает технол
гию очистки, делая ее надежной, легко контролируемой, и обес
чивает большую скорость обработки воды. Технико-эконоМи
екая оценка технологии радиационной очистки до уровня вь!
биологически очищенных сточных вод показала, что для обра
ки стока объемом 10 тыс. м3/сут. требуется радиационная ^°
ность 100 кВт.
214
Особый интерес с точки зрения оптимизации процессов при-
0допользования представляет изучение чувствительности живых
рганизмов к ЭМП среды обитания. Реакцию биообъектов на из-
,ецение фоновых характеристик ЭМП пытаются использовать в
фактических нуждах, в частности в рыболовстве. Например, из-
вестно, что все обитатели водоемов — от бактериопланктона до
^декопитающих —являются не только электросенсорными ком-
итентами экосистем, но и источниками биоэлектрических и био-
^агнитных полей. Жизненные функции гидрообъектов — ориен-
тация, локационное общение, добывание пищи, реакции на раз-
дражение, адаптационное поведение и др.— в экосистеме реализу-
ются путем обмена электрическими сигналами с внешней средой.
Таким образом, изучение механизмов взаимодействия электриче-
ского поля организмов с электрическими полями водной экоси-
стемы представляет одну из актуальных задач не только экологии и
биофизики, но и таких отраслей, как, например, пищевая про-
мышленность.
Важнейшей проблемой, непосредственно связанной с рацио-
нальным природопользованием, является состояние энергетики.
Связано это с тем, что мировое потребление любой внешней энер-
гии непрерывно возрастает, причем темпы энергопотребления
превышают темпы роста населения. Это значит, что растет потреб-
ление энергии, приходящееся на одного жителя планеты. В пере-
счете на условное топливо (с теплотой сгорания 29,31 МДж/кг)
ОДин житель Земли в 1970 г. расходовал 1,9 т, в 1980 г.— 2,9 т, в
1990 г.— 3,4 т усл. топлива.
В настоящее время основными источниками энергии являют-
ся ископаемые топлива (в общемировом балансе их доля составля-
ет более 90 %), а также гидроэнергия и атомная энергия. В России
На Долю ТЭС приходится примерно 80 % всей вырабатываемой
эНергии, надолго ГЭС — 13 и АЭС — 7 %. Однако источники энер-
^Ии для функционирования ТЭС, ГЭС и АЭС небезграничны, ра-
°те этих электростанций всегда сопутствуют негативные эколо-
^Ческие последствия. Это приводит к настоятельной необходи-
°сти исследовать потенциальные возможности так называемых
\'^традиционных» источников энергии. К ним прежде всего от-
^ОсИтся солнечная энергия — неисчерпаемый возобновляемый ис-
чНИк экологически чистой энергии. Важно напомнить, что все
^ ^Паемые источники энергии (древесина, каменный уголь,
ф Фть и т. д.) есть не что иное, как аккумулированная с помощью
°т°синтеза солнечная энергия.
215
Непосредственное использование солнечного излучения в качесщ
источника энергии было начато еще в 1600 г., когда во Франции б6
создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздух
и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVII в. д
французский химик А. Лавуазье создал первую солнечную печь, в
торой достигалась температура в 1650 °С и нагревались образцы
следуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере, а ^
были изучены свойства углерода и платины. В 1866 г. француз
А. Мушо построил в Алжире несколько крупных солнечных концен-
траторов и использовал их для дистилляции воды и приводов насосов
На всемирной выставке в Париже в 1878г. А. Мушо продемонстриро-
вал солнечную печь для приготовления пищи, в которой 0,5 кг мяса
можно было сварить за 20 минут. В 1833 г. в СШАДж. Эриксон по-
строил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим
концентратором сечением 4,8 х 3,3 м2. Первый плоский коллектор
солнечной энергии был построен французом Ш.А. Телъером. Он имел
площадь 20 м2 и использовался в тепловом двигателе, работавшем на
аммиаке.