ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПЕЛАРГОНИИ ЗОНАЛЬНОЙ (PELARGONIUM ZONALE) В ИОНИЗИРОВАННОМ ВОЗДУХЕ

Кравченко Ольга Сергеевна

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПЕЛАРГОНИИ ЗОНАЛЬНОЙ (PELARGONIUM ZONALE) В ИОНИЗИРОВАННОМ ВОЗДУХЕ

Цель исследований заключалась в экспериментальном определении характеристик видимого фотосинтеза растений пеларгонии карликовой крупноцветковой в условиях одинаковой интенсивности искусственной освещенности при одинаковых метеорологических условиях в различных режимах ионизации воздуха. Задачи: - исследовать влияние аэроионных воздействий на фотосинтетический газообмен растений пеларгонии карликовой крупноцветковой (Pelargonium grandiflorum Willd) при одинаковых метеоусловиях и освещённости в активный период вегетации; - доказать повышение фотосинтетической активности при воздействии на растения аэроионами разного заряда; - доказать, что искусственная ионизация воздуха влияет на положительную динамику процессов фотосинтеза и может быть оценена как фактор, стимулирующий процессы накопления фитомассы, интенсивности дыхания растений и процесса выделения фитоорганических веществ в воздух закрытых помещений при оптимальных метеоусловиях в активной фазе вегетации. Сфера информационных технологий совершенствуется с каждым днем, что позволяет получать любую информацию, не выходя из дома. Люди проводят около 90% времени в помещениях у компьютеров, телевизоров, гаджетов. Проблема улучшения качественного состава воздуха помещений связана с острой потребностью улучшения условий жизни и деятельности современного человека, повышения работоспособности, обусловленной необходимостью длительного пребывания в условиях закрытых помещений. В связи с актуальностью данной проблемы были изучены различные способы нормализации воздушной среды помещений, такие как фитоионизация, искусственная ионизация, вертикальное озеленение и кондиционирование воздуха. На основе литературных источников был сделан вывод о том, что фитоионизация является наилучшим способом очистки воздушной среды. Новизна проекта заключается в сочетании использования в ветрикальном фитомодуле с контейнерами фитонцидных растений и искусственной ионизации воздуха, усиливающей метаболическую активность. Фитонциды растений, называемые витаминами воздуха, усиливают бактерицидность воздуха, ионизируют и придают ему фитоэргономические свойства. Использование фитостены в сочетании с искусственной ионизацией воздуха, позволит значительно усилить оздоровляющий эффект. Кроме того, в ходе аналитического обзора было отмечено, что искусственная ионизация обладает рядом полезных свойств.

Охрана окружающей среды. Экология человека

Дипломы

Вуз: Сибирский государственный технологический университет (СибГТУ)

ID: 5f45272bcd3d3e0001702e70

UUID: 69504330-c911-0138-20d6-0242ac180006

Язык: Русский

Опубликовано: больше 3 лет назад

Просмотры: 42

10.84

Кравченко Ольга Сергеевна

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 991,5 КБ

Поделиться работой

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева» ________________________Лесных технологий_________________________________ институт/факультет __ ____________________Безопасности жизнедеятельности____ _________________ кафедра УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой ________ О.В. Тасейко подпись инициалы, фамилия « ____ » _________ 20 ___ г в форме __ ЗАДАНИЕ НА ВЫПУСКНУЮ КВАЛИФИКАЦИОННУЮ РАБОТУ _________ бакалаврской работы___________________________________ Обучающийся ___ _Кравченко Ольга Сергеевна________________________________ фамилия, имя, отчество Группа ББТ16-01 Направление(специальность) ____ номер _______________ _20.03.01___ _____ код ____Техносферная безопасность____________________________ наименование Тема выпускной квалификационной работы Исследование динамики метаболической активности пеларгонии зональной (Pelargonium zonale) в ионизированном воздухе ______ Утверждена приказом по университету от _________________№ ______ __ Руководитель ВКР – Т.А. Саулова, доценкт,канд.тех.наук,СибГУ им. М.Ф, Решетнева инициалы, фамилия, должность, ученое звание и место работы Исходные данные для ВКР _Научно-исследовательская работа, статьи и тезисы, отчет по преддипломной практике_ Перечень разделов ВКР _ Аналитический обзор, методики исследований, исследование факторов динамики метаболической активности пеларгонии, исследование динамики видимого фотосинтеза растений пеларгонии карликовой крупноцветковой(Pelargonium grandiflorum willd) в ионизированном воздухе, практические рекомендации по оздоровлению воздуха помещений с использованием фитоионизации при вертикальном озеленении помещений, безопасность проекта, экономический эффект Перечень графического материала (с указанием обязательных чертежей при необходимости) __Программа исследований, сравнительная оценка характеристик воздушной среды в помещениях и в природе, преимущества вертикального озеленения пространства, исследование факторов динамики метаболической активности пеларгонии зональной, практические рекомендации по использованию фитостены, конструкция вертикального модуля, экономическая эффективность оздоровления воздуха 2

Срок сдачи обучающимся первого варианта ВКР – « 30 » __июня__ 2020 г. Срок сдачи обучающимся окончательного варианта ВКР – « _7_ » __июля__ 2020 г. Руководитель ВКР _________________ ___Т. А. Саулова_________ подпись Задание принял к исполнению инициалы и фамилия ______________ _____О. С. Кравченко________ подпись инициалы и фамилия обучающегося « ___ » ________ 20__ г. 3

АННОТАЦИЯ Ключевые слова: фитоионизация, фитонцидное растений, фитостена, пеларгония зональная, воздушная среда, метаболическая активность, фотосинтез. Цель выпускной квалификационной работы заключалась в экспериментальном определении характеристик видимого фотосинтеза растений пеларгонии карликовой крупноцветковой (Pelargonium grandiflorum Willd) в условиях одинаковой интенсивности искусственной освещенности (ФАР имеет спектр волн 660 нм) при одинаковых метеорологических условиях в различных режимах ионизации воздуха. В теоретической части подробно рассмотрен механизм естественного выделения фитонцидных органических веществ и ионизации в природе, состав и гигиеническая оценка воздушной среды закрытых помещений различного назначения, свойства пеларгонии зональной, способы нормализации состояния воздушной среды закрытых помещений. В проектной части подобрано фитонцидное растение и исследована динамика метаболической активности пеларгонии зональной в ионизированном воздухе. Предложены практические рекомендации по использованию пеларгонии зональной в фитомодуле. Рассчитаны оптимальные режимы фитоионизации в фитомодуле. Бакалаврская работа содержит: 70 страниц машинописного текста, 69 литературных источников, 1 приложение и графическую часть, которая состоит из 7 листов формата А1. БЖ.000000.076.ПЗ Изм. Лист № Докум. Разраб. Кравченко Саулова Провер. Реценз. Н. Контр. Бас Утверд. Тасейко Подп. Дата Исследование динамики метаболической активности пеларгонии зональной (Pelargonium zonale) в ионизированном воздухе Лит. БР Лист 4 Листов 70 СибГУ им. академика М. Ф.Решетнева, гр. ББТ16-01

СОДЕРЖАНИЕ Задание на выпускную квалификационную работу ................................................ 2 Аннотация .................................................................................................................... 3 Введение ....................................................................................................................... 4 1 Аналитический обзор ............................................................................................... 8 1.1 Механизм естественного выделения фитонцидных органических в.евеществ и ионизации в природе ............................................................................ 8 1.2 Состав и гигиеническая оценка воздушной среды закрытых попомещений различного назначения .................................................................... 12 1.3 Свойства пеларгонии зональной .................................................................... 15 1.4 Способы нормализации состояния воздушной среды закрытых попомещений ............................................................................................................. 22 2 Методики исследований ........................................................................................ 27 2.1 Теоретический метод ...................................................................................... 27 2.2 Эмпирический метод ...................................................................................... 27 2.3 Количественный метод ................................................................................... 27 3 Исследование факторов динамики метаболической активности пеларгонии ................................................................................................................. 28 3.1 Процесс фотосинтеза ...................................................................................... 28 3.2 Усвоение растением фотосинтетически активной радиации ..................... 30 3.3 Дыхание растений ........................................................................................... 31 4 Исследование динамики видимого фотосинтеза растений пеларгонии карликовой крупноцветковой(Pelargonium grandiflorum willd) в ионизированном воздухе .......................................................................................... 33 5 Практические рекомендации по оздоровлению воздуха помещений с использованием фитоионизации при вертикальном озеленении помещений .... 40 5.1 Конструкция фитостены ................................................................................. 40 5.2 Критерии выбора растений ............................................................................. 41 5.3 Режимы ионизации ......................................................................................... 41 5.4 Микроклиматические условия ....................................................................... 42 5.5 Уход за растениями ........................................................................................ 42 5.6 Обслуживание фитостены ............................................................................. 42 6 Безопасность проекта ............................................................................................. 44 6.1 Охрана труда и эргономика............................................................................ 44 6.1.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов рабочих ме.с.тмест ................................................................................................................... 44 2 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист БЖ.000000.076.ПЗ 5

6.1.2 Анализ эргономических условий деятельности ................................. 47 6.1.3 Рекомендации по улучшению условий труда ..................................... 50 6.2 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ..................................................... 51 6.2.1 Анализ источников возникновения чрезвычайных ситуаций ........... 51 6.2.2 Управление безопасностью в чрезвычайных ситуациях ................... 51 6.2.3 Пожарная безопасность ......................................................................... 51 6.3 Экологическая безопасность .......................................................................... 57 6.3.1 Анализ отходов и способов их утилизации при проведении эк..с.пэкспериментов ................................................................................................. 57 7 Экономический эффект ......................................................................................... 60 7.1 Оценка прироста производительности труда при сокращении потерь рарабочего времени из-за временной нетрудоспособности. ................................ 62 7.1.1 Рост производительности труда при сокращении потерь рабочего вревв.времени для работников отдела стандартизации и контроля качества продупродукции ........................................................................................................ 62 7.1.2 Рост производительности труда при сокращении потерь рабочего вревв.времени для работников для работников кафедры ИЛТ ............................ 62 Список использованных источников ...................................................................... 65 Приложение А Краткий аналитический обзор по теме «Исследование динамики метаболической активности пеларгонии зональной (Pelargonium zonale) в ионизированном воздухе) ......................................................................... 65 3 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист БЖ.000000.076.ПЗ 6

ВВЕДЕНИЕ Современные темпы развития человечества диктуют необходимость получения актуальной своевременной информации. Ключом к получению и предоставлению информации являются новейшие технологии. Сфера информационных технологий совершенствуется с каждым днем, что позволяет получать любую информацию, не выходя из дома. Люди проводят около 90% времени в помещениях у компьютеров, телевизоров, гаджетов. Таким образом, оборотной стороной современных тенденций стала гиподнамия, снижение иммунитета, синдром хронической усталости, депрессии и другие заболевания. В связи с этим, современные тенденции в дизайне интерьеров помещений предусматривают обязательный учёт эргономических и санитарно-гигиенических требований. При этом состоянию качества воздушной среды закрытых помещений, параметры которой существенно отличаются от параметров естественных условий, уделяют особое внимание. Проблема улучшения качественного состава воздуха связана с острой потребностью улучшения условий жизни и деятельности современного человека, повышения работоспособности, обусловленной необходимостью длительного пребывания в условиях закрытых помещений. В этом плане актуальность и важность исследований, направленных на расширение сферы применения способов оздоровления воздуха закрытых помещений, способствующих улучшению качества жизнедеятельности людей, не вызывает сомнений [37]. Использование систем фитоионизации атмосферы воздуха закрытых помещений соответствует современным тенденциям фитодизайна, способствует созданию эстетически привлекательного интерьера одновременно с решением задач улучшения качественного состава воздуха в помещениях, приближая его к идеальным природным условиям. 4 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист БЖ.000000.076.ПЗ 7

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 1.1 Механизм естественного выделения фитонцидных органических веществ и ионизации в природе Все живые существа состоят из определенных комплексов биологически активных веществ, которые выполняют какие-либо функции или которые используются для достижения определенного эффекта. Взаимодействие человека с природой заключается в непрерывном обмене вещества и энергии [37]. Экспериментальным путем было установлено, что все растения выделяют в окружающую среду летучие органические вещества, что обусловлено протеканием метаболизма, который включает в себя высвобождение экзаметаболитов, адсорбцию растительными тканями, находящихся в воздухе некоторых соединений. Предполагается, что растение, выводя такие продукты из организма, выполняет защитную бактериостатическую функцию, но помимо этого, еще удаляет вредные вещества [15]. Санитарно-гигиеническая и оздоровительная роль летучих органических веществ, выделяемых травами, цветами и деревьями известна с давних времён, поэтому их благоприятное воздействие на организм человека используется уже не одно столетие в народной медицине различных стран [18]. А. Г. Холодный, проведя многочисленные исследования, пришел к заключению о том, что благоприятное влияние воздушной среды на человека обусловлено наличием в ней выделяемых растениями физиологически активных компонентов. С медицинской точки зрения им было высказано важное предположение, что эти вещества являются «атмосферными витаминами», которые при вдыхании усваиваются живыми организмами и выступают в качестве активаторов биохимических и биологических процессов. Его представление о благоприятном воздействии «атмосферных витаминов» получило практическое подтверждение в работе Е. С. Лахно и других. Опытным путем с помощью животных они получили достоверные сведения о том, что летучие выделения стимулируют накопление в организме витамина С (аскорбиновой кислоты) и способствуют его экономному расходованию [16]. Наличие в воздушной среде летучих фитоорганических продуктов не только снижает наличие патогенной микрофлоры, но и приводит к уменьшению ее общего загрязнения. Известно, что большую группу действующих веществ растений составляют терпеноиды – углеводороды, состоящие из многих изопреновых единиц (С5Н8) и в зависимости от их количества относящиеся к моно-, сескви-, ди-, три-, тетра- и политерпенам. Эта многочисленная группа веществ, насчитывающая более 23 тыс. соединений с установленным химическим строением, превосходит по числу представителей все другие классы природных соединений. Терпеноиды представлены альдегидами, кетонами, спиртами, эфирами, лактонами и другими соединениями. Эти вещества защищают растения 8

от болезней и вредителей, а также – от многих стрессовых факторов окружающей среды (перегрева, охлаждения, механических повреждений, техногенного загрязнения и т.д.), т.е. они помогают растениям в выживании в различных экологических условиях [24]. Вплоть до 1960-х гг. терпеновым соединениям отводилась второстепенная роль и их считали побочными продуктами «тупикового» звена в обмене ключевых предшественников. Чаще всего они рассматривались как вторичные, бесполезные вещества, которые с чрезвычайной расточительностью синтезируются растениями, но при этом не несут никакой функциональной нагрузки [38]. В настоящее время получены убедительные данные об участии терпеноидных соединений во многих биохимических процессах, обеспечивающих жизнеспособность растений, животных и человека. Некоторые терпеноиды регулируют активность генов растений, участвуют в процессах фотосинтеза и переноса электронов в дыхательной цепи. Они играют ключевую роль в защите фотосинтетического аппарата клеток от активированного кислорода, в стабилизации растительных мембран и в контроле их проницаемости. Участие терпеноидов в репаративных процессах имеет огромное значение для сохранения жизнедеятельности растений в экстремальных условиях. Одним из механизмов репарации растений является выделение смол и бальзамов, обладающих антисептическими свойствами и препятствующих внедрению патогенной микрофлоры [24, 37, 38]. Терпеноидные соединения чаще всего липофильны по своей природе и выполняют в клетках самые разнообразные функции. Разнообразие процессов развития и обмена в живых организмах, в регуляции которых принимают участие метаболиты мевалоновой кислоты – специфического предшественника всех терпеноидов. Важную роль в процессах передачи сигнала деления клетки играют пренилированные белки. На долю этих белков с присоединенным остатком таких важных терпеноидов как фарнезилдифосфат и геранилгеранилдифосфат приходится до 5 % всех клеточных белков человека. Углеродные цепи отдельных терпеноидов являются начальными или промежуточными продуктами на пути биосинтеза ряда биологически активных веществ– холестерина, убихинона, сквалена, долихолы, стероидных гормонов, некоторых ферментов, витаминов А, Д, Е, К, желчных кислот [36]. В клетке нет такого класса химических веществ, представители которого не участвовали бы в образовании производных с терпеноидами. Благодаря конформационной гибкости и полифункциональности многие терпеноиды легко вступают в разнообразные внутри- и межмолекулярные превращения. Русский ученый Е.Е. Вагнер, внесший большой вклад в изучение терпеноидов, назвал эти соединения «химическими хамелеонами». Хотя терпеноиды похожи по своему строению и имеют один и тот же углеродный «скелет», даже небольшие отличия в структуре молекулы приводят к существенным различиям в физиологических свойствах и биологической активности. Некоторые представители этого класса соединений обладают антимикробным, противовоспалительным, болеутоляющим, регенерирующим, иммуномодулирующим, седативным, спазмолитическим, гипотензивным и другими действиями. Поэтому они являются перспективными природными 9

источниками для получения высокоэффективных препаратов при лечении различных патологий [37]. Особенность химической структуры позволяет терпеноидам обладать высокой реакционной способностью, что обеспечивает образование в воздушном пространстве большого количества активных центров, вокруг которых конгломерируется пыль, газо- и парообразные загрязнители. Эти процессы протекают благодаря хорошей растворимости органических соединений в терпеноидах, помимо этого они могут выводить из атмосферы сернистый газ [23]. Содержание количества легких отрицательных ионов в атмосфере возрастает благодаря летучим выделениям растений, наличие которых также определяет полезность среды обитания. Экспериментальным путем было установлено, что в 1 м3 воздуха лесных насаждений содержится 2000-2500 легких ионов, над сельскохозяйственными полями их число снижается наполовину, в закрытых помещениях – на порядок и выше [19, 51]. Летучие органические вещества обуславливают целый комплекс существенных в экологическом и биоценотическом отношении свойств, среди которых наиболее значимы санитарно-гигиенические, аллелопатические и иммунные, которые обладают высокой биологической активностью. Существуют и другие природные факторы, которые не только тесно связаны с выделением биологически активных веществ, но и которые благоприятно воздействуют на жизнедеятельность всех живых существ. Речь идет о естественной ионизации атмосферного воздуха. Известно, что для дыхания живых организмов важен химический состав воздуха, но помимо этого большое значение имеет и физическое состояние его молекул, насыщенность его электричеством, а также ионизированные молекулы кислорода, несущие отрицательный заряд. Ранее было установлено, что ионизированная молекула кислорода, которая имеет отрицательный заряд, является агентом, передающим энергию в организм живых существ из атмосферы [2,6,64]. Доказано, что легкие ионы возбуждают слизистую поверхность дыхательных путей, а обонятельные рецепторы влияют на активность дыхательных ферментов, нормализуя обмен веществ, улучшая показатели крови, а также повышая мышечную силу и выносливость организма к воздействию неблагоприятных факторов. А. П. Соколов – русский ученый, который исследовал влияние аэроионов в естественных условиях одним из первых. Он отметил взаимосвязь между самочувствием больных, степенью ионизации и преобладающей полярностью ионов. Соколов сделал вывод о том, что умеренно повышенное содержание аэроионов отрицательной полярности в воздухе является благоприятным климатотерапевтическим фактором [56]. Еще в 30-х годах прошлого столетия были сделаны физиологические исследования Л. Л. Васильевым и выдвинута «гипотеза об органическом электрообмене» между организмом и внешней средой. Согласно этой гипотезе, влияние атмосферных ионов на организм происходит двумя путями: путем раздражения легочных интерорецепторов или гуморальным путем, то есть через клеточный слой альвеолярного эпителия. Выключение одного из этих 10

физиологических механизмов – рефлекторного или гуморального – не прекращает действия аэроионов на организм, а лишь ослабляет его [8]. Воздух, который содержит ионы с отрицательным зарядом, не только приводит в норму функциональное состояние центральной и периферической нервной системы, но и состав физико-химического свойства крови [9]. С помощью применения отрицательных аэронов улучается лёгочная вентиляция, увеличивается потребление кислорода и выделение углекислоты, усиливаются окислительно-восстановительные процессы в тканях [49]. А также отмечено стимулирующее действие аэроионов на белковый, углеводный и водный обмены, синтез витаминов (преимущественно группы В), который стабилизирует влияние на уровень кальция и фосфора в организме, на концентрацию сахара в крови. В условиях аэроионизации приходит в норму артериальное давление, стимулируются защитные функции организма, повышается устойчивость к охлаждению, недостатку кислорода, инфекциям и аллергиям [21,29]. В медицинской практике ионизацию применяют при лечении многих заболеваний: болезни сердечно-сосудистой системы, гипертонии, стенокардии, бронхопневмонии, туберкулез легких, заболевания верхних дыхательных путей (ринит, фарингит, ларингит, трахеит), бронхиты, заболевания нервной системы, пояснично-крестцовый радикулит, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, бессонница, мигрени, чувствительность к климатическим и сезонным факторам погоды, заболевания эндокринных желез, нарушения половой функции, параметриты, болезни обмена веществ, аллергические заболевания, бронхиальная астма, ревматизм, глазные заболевания, кожаные заболевания, язвы, ожоги, быстрая утомляемость, раздражительность, пониженное внимание [7,49]. На основании исследований, которые были проделаны рядом ученых в разных зонах России, были представлены интересные и важные факты о роли фитонцидов в ионизированном воздухе, о фитонцидах и естественной ионизации воздуха, как фактора оптимизации биосферы [10,65]. При взаимодействии таких факторов как: радиоактивность, ионизация воздуха и летучие фракции фитонцидов, в растительном мире создаются специфические электрические и бактерицидные свойства атмосферы, существенно влияющие на жизнь биоценозов. На основании этого, можно сделать вывод о том, что фитонциды и естественная ионизация во взаимоотношениях совокупности растений, животных и человека играют значительную роль. Первоначальная жизнь и развитие живых организмов на Земле проходили в ионизированном воздухе с присутствием биологически активных веществ, которые являлись одним из важных условий нормального развития и поддержания жизни. Эволюционировав, человек построил жилище и изменил свои условия существования, сделав их более комфортными, но при этом он лишился воздуха, содержащего ионы с отрицательным зарядом, и с биологически активными веществами, то есть извратил естественную среду дыхания и вступил в конфликт с природой своего организма. Известно, что человек сам является источником большого количества тяжелых ионов (до 500 11

тыс. в 1 см3 выдохнутого воздуха). Из этого следует, что в помещениях, где присутствуют люди, число ионов кислорода стремится к нулю. Современный человек проводит около 90% жизни в помещениях различного назначения, поэтому в течение этого времени он испытывает систематическое аэроионное голодание. А это, в свою очередь, приводит к отравлению организма продуктами неполного окисления, к дистрофии и атрофии его органов и тканей, способствует преждевременному одряхлению и предрасполагает к различным заболеваниям [7,20,69]. Факты, которые ранее были установлены учеными, говорят о том, что применение аэронов отрицательной полярности и биологически активных веществ в допустимых дозах позволяет снижать утомляемость, усталость, восстанавливать силы. Все это способствует улучшению работоспособности, усиливает иммунитет и значительно сокращает заболеваемость. Эти вещества оказывают благотворное влияние как на растущий, так и на стареющий организм [5,9]. Таким образом, летучие терпеноиды и отрицательно заряженные ионы играют очень важную роль во многих процессах, протекающих в живом организме, воздушной среде, являются неотъемлемым фактором самооздоровления и саморегуляции лесных биогеоценозов, биосферы в целом. Важнейшим элементом связи человека с природой остаются естественные процессы выделения биологически активных веществ и ионизации. К сожалению, эти связи обрываются с двух концов: исчезают источники их в природе, и человек сам неразумно отодвигает их от себя или заменяет синтетическими веществами и материалами. Создание искусственных систем, равноценных по мощности и качеству, природным системам восстановления значительно повысит качество жизни человека. Один из способов приблизить условия жизни в работы человека к природным условиям - создать в воздухе ионы кислорода и биологически активные вещества в такой концентрации, которая существует в воздухе горных, лесных и приморских курортов. 1.2 Состав и гигиеническая оценка воздушной среды закрытых помещений различного назначения Воздушная среда помещений различного назначения имеет разнообразный химический состав, который зависит от различных внешних (атмосферный воздух) и внутренних источников загрязнения (продукты жизнедеятельности человека, продукты неполного сгорания бытового газа, продукты деструкции полимерных материалов, которые входят в состав отделочных и строительных материалов, предметов личного и домашнего обихода). В условиях помещений различного назначения, кроме химически опасных производств, химическая нагрузка имеет незначительное влияние на организм человека, но длительность воздействия имеет максимальное значение в сравнении с другими средами жизнедеятельности. Из этого следует, что среда внутри помещений с невысокими концентрациями, но с большим количеством 12

различных токсических веществ имеет большое отрицательное влияние, которое сказывается на ухудшении самочувствия, уменьшении работоспособности и ослаблении общего состояния здоровья человека. Помимо этого, вещества с токсическим эффектом действуют на организм человека не самостоятельно, а в сочетании с различными факторами, к которым можно отнести температуру, влажность воздуха, электромагнитные поля, ионно-озонный режим помещения, радиоактивный фон и многое другое. И в случае отклонения факторов этого комплекса от гигиенических требований, помещения с такой внутренней средой могут стать одним из факторов риска [39]. Воздух в помещениях различного назначения находится в контакте со внешней средой. Постоянный обмен токсических веществ, которые содержатся в атмосферном воздухе, со внутренней средой помещений обусловлен их естественной и искусственной вентиляцией. Из этого следует, что вещества, который присутствуют в наружном воздухе, обнаруживаются и в помещениях. В результате исследований была доказана прямая зависимость содержания пыли в воздухе помещений и в атмосферном воздухе. Около 1/3 взвешенных веществ и химических соединений, содержащихся в атмосферном воздухе, проникает в помещения, при том, что концентрация сернистого газа в воздухе помещений при закрытых окнах и дверях составляет в среднем 35% наружной концентрации. Концентрация сернистого газа в помещениях становится ниже изза его поглощения различными поверхностями. В ходе исследований воздушной среды закрытых помещений пришли к выводу о том, что концентрация многих веществ, таких как: ацетальдегид, ацетон, этиловый спирт, толуол, этилбензол, диметилэтилбензол превышает концентрацию таких же веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, более чем в 10 раз. На основании этого можно сделать вывод, что в закрытых помещениях имеются собственные источники загрязнения воздушной среды [28]. В результате многочисленных исследований был сделан вывод о том, что одну из главных ролей в формировании воздушной среды внутри помещений играют полимерные материалы, область применения которых все более распространяется. На данный момент список полимерных материалов, которые применяются в строительстве, состоит из 100 наименований. Чаще всего эти материалы используются для покрытия полов, стен, кровли для теплоизоляции, гидроизоляции, герметизации и облицовки навесных панелей-стен и панелейперегородок, светопрозрачных и кровельных панелей, изготовления оконных блоков и дверей, объемных элементов сборных домов. Многообразие вариантов применения полимерных материалов и целесообразность их использования при строительстве жилых и общественных зданий определяется рядом положительных свойств. Однако результаты многочисленных исследований показали, что многие полимерные материалы являются источниками выделения в воздушную среду тех или иных токсических химических веществ, которые оказывают вредное воздействие на общее состояние здоровья человека [28]. Кроме того, древесно-стружечные плиты на фенолформальдегидной и мочевиноформальдегидной основе выделяют в воздух помещений различного назначения фенол, формальдегид и аммиак. А ковровые изделия, сделанные из 13

химических волокон, выделяют в больших концентрациях стирол, изофен, сернистый ангидрид. Стеклопластики, которые сделаны на основе различных смесей, применяемые в строительстве для звуко- и теплоизоляции, изготовляются на основе метакриловой кислоты, толуола, бутанола, формальдегида, фенола, стирола. Лакокрасочные покрытия и клейсодержащие вещества также являются источниками загрязнения воздушной среды закрытых помещений следующими веществами: толуолом, бутилметакрилатом, бутилацетатом, этилацетатом, ксилолами, ацетоном, бутанолом и др. веществами. Помимо этого, летучие соединения выделяются из одежды и обуви людей, находящихся в помещении [1]. Интенсивность выделения летучих веществ из полимерных материалов и концентрация их в воздухе помещений зависит не только от насыщенности помещения полимерными материалами, но и от условий микроклимата в помещении — температуры, влажности воздуха. Кроме того, концентрация химических веществ находится в прямой зависимости от кратности воздухообмена в помещении. Одним из отрицательных свойств полимерных материалов является создаваемый ими в помещении неприятный запах, который вызывает у человека состояние дискомфорта, сердечнососудистые расстройства, приступы бронхиальной астмы. В связи с этим, наличие запаха является одним из критериев регламентации применения полимерных материалов. Даже маленькие дозы выделяемых химических веществ из полимерных материалов могут вызвать не только серьезные нарушения в состоянии живого организма, но и аллергическую реакцию на полимерные материалы. Растущий организм, у которого еще не окрепла иммунная система, наиболее чувствителен к воздействию летучих компонентов и полимерных материалов. В настоящее время при строительстве зданий различного назначения все чаще используют химизацию технологических процессов. Кроме этого, на производствах строительных материалов (бетона и железобетона) добавляют смеси различных веществ, которые в дальнейшем используются для строительства как жилых, так и общественных зданий. С гигиенической точки зрения важно учитывать неблагоприятное влияние добавок в строительные материалы за счет выделения токсических веществ. Из этого следует, что модернизация строительных производств за счет химических добавок в материалы может привести к еще большему загрязнению не только воздушной среды помещений, но и атмосферного воздуха. Одну из важных ролей в формировании состава воздуха внутри закрытых помещений играют продукты жизнедеятельности человека, то есть антропотоксины, количество которых около 400 химических соединений. Конечно, в условиях обычной жизнедеятельности внутри закрытых помещений различного назначения при том, что антропотоксины имеют свойство накапливаться в негерметичных помещениях, до таких уровней, что способны вызвать четко выраженное токсическое действие, не происходит. Но даже незначительные концентрации большого количества токсических веществ 14

не безразличны для общего состояния организма человека и способны влиять на его самочувствие, работоспособность и здоровье. Ю. Д. Губернский, проведя исследования, сделал вывод о том, что пропорционально числу лиц и времени их пребывания в помещении. Исследование воздуха помещений позволило идентифицировать в них ряд токсических веществ, которые можно распределить по классам опасности следующим образом: диметиламин, сероводород, двуокись азота, окись этилена, бензол (2-й класс опасности); уксусная кислота, фенол, метилстирол, толуол, метанол, винилацетат (3-й класс опасности); ацетон, метилэтилкетон, бутилацетат, бутан, метилацетат (4-й класс опасности). Пятая часть выявленных антропотоксинов относится к числу высокоопасных веществ. При этом обнаружено, что в невентилируемом помещении диметиламин и сероводород превышали ПДК для атмосферного воздуха. Превышали ПДК или находились на их уровне и такие вещества, как двуокись и окись углерода, аммиак. Все остальные вещества, хотя и составляли десятые и меньшие доли от ПДК, однако, вместе взятые, свидетельствовали о неблагополучии воздушной среды, поскольку даже двух — четырехчасовое пребывание в этих условиях отрицательно сказывалось на показателях умственной работоспособности исследуемых [17]. Одной из причин воздушного дискомфорта в закрытых и, в частности, кондиционируемых помещениях является изменение ионного режима в них по сравнению с исходным первичным атмосферным воздухом. Причиной убыли легких ионов является поглощение их в процессе дыхания, адсорбции поверхностями, а также превращение части легких ионов в тяжелые вследствие оседания на материальных частицах, взвешенных в воздухе [61]. 1.3 Свойства пеларгонии зональной Род герань включает около 400 видов, которые распространены по всему миру. На территории Российской Федерации произрастает примерно 70 видов данного рода растений, которые можно встретить не только на Дальнем Востоке и в Сибири, но и по всей Европейской части России, а также на Кавказе. Растения данного рода имеют различные жизненные формы: однолетние, двулетние и многолетние. Иногда среди рода гераниевых можно встретить полукустарники и кустарники. На основании зарубежных литературных источников известно, что надземная часть растений данного рода содержит углеводы (спирторастворимые моносахариды, водорастворимый полисахаридный комплекс, пектиновые вещества, гемицеллюлоза А и Б, сциллоинозит и гликопротеин), фенольные соединения: корилагин, бревифолин, этилбревифолинкарбоксилат, гераниин, фенолкарбоновые кислоты (протокатеховая, галловая, эллаговая, кофейная), флавоноиды (кверцетин, рутин, апигенин, кемпферол, 7--L-дирамнозид кемпферола), дубильные вещества, аминокислоты [41]. В. С. Никитиной и Г. В. Шенделем для изучения качественного состава фенольных соединений учёные использовали метод хроматографии в тонких слоях сорбента, с внедрением пластинок Silufol UV 254 в всевозможных 15

системах растворителей: 1 – вода– н-бутанол- кислота уксусная (5:4:1) и 2 – кислота уксусная 2%. Определение соединений проводили на базе их флуоресценции в УФ-свете методом сопоставления Rf со стандартными образцами в начале и в конце обработки хроматограмм парами аммиака. В итоге установлено присутствие в надземной части герани сибирской рутина, кверцетина, апигенина и кислоты кофейной. Общее содержание растворимых фенольных соединений, экстрагированных из сырья спиртом этиловым 70%, ученые определяли фотоколориметрическим способом на спектрофотометре СФ-26 с применением реактива Фолина-Дениса при длине волны 725 нм. Калибровочную кривую построили на основе рутина. Определение количества флавоноидов проводили с использованием реакции комплексообразования с алюминия хлоридом. Сначала от сырья отделяли липофильные примеси хлороформом при нагревании, вслед за тем сырье исчерпывающе экстрагировали кипящим спиртом этиловым 70%. Содержание растворимых фенольных соединений составило 70,6 + 1,3 мг/г, флавоноидов – 22,2 + 1,3 мг/г. [32]. В 2010 году китайскими учеными Н. Ву, Ю. Зу, Ю. Фу и др. из герани сибирской отделены полифенольные соединения, в их составе обнаружены гераниин, корилагин и галловая кислота, для получения такого результата растительное сырье экстрагировали спиртом этиловым 50%, соединенные спиртовые извлечения упаривали до получения сухого экстракта, который растворяли в дистиллированной воде и последовательно экстрагировали петролейным эфиром, этилацетатом, н-бутанолом. Затем этилацетатную фракцию хроматографировали на хроматографической колонке с силикагелем, применяя в качестве подвижной фазы этилацетат. Приобретенные 10 субфракций дополнительно делили на сефадексе совместно с кристаллизацией для выделения фенольных соединений: корилагина, гераниина и галловой кислоты. Высококачественный анализ приобретенных фенольных соединений проводили способом ВЭЖХ на базе итогов сканирования. Условия ВЭЖХ: длина волны 220 нм, подвижная фаза ацетон-вода (15/85), скорость потока 1,0 мл / мин, температура 30° С. Время удерживания галловой кислоты, корилагина и гераниина – 3,9, 10,0 и 12,8 мин в соответствии с этим. Количественное определение выделенных соединений было создано на базе стандартной кривой галловой кислоты. Выход полифенольных соединений составил: корилагина – 29,68 мг, гераниина – 8,73мг, галловой кислоты –31,47 мг [68]. В 2011 году учеными из Китая была предложена методика одновременного определения 5 активных компонентов растения герани сибирской, а точнее кверцетина, кемпферола, кемпферол-7-О-рамнозида, галловой и протокатеховой кислот, методом ВЭЖХ. Создатели провели разделение на установке Agilent TCC18 с аналитической колонкой (4,6 мм 250 мм, 5 мкм), с метанолом в качестве подвижной фазы, скорость потока – 0,9 мл/мин, температура – 30°С, длина волны от 270 нм до 370 нм. На основе исследований был сделан вывод о том, что при данных условиях метод достаточно прост, точен и отличается хорошей воспроизводимостью [68]. 16

В 2011 году русскими учеными К. Н. Разареновой и Е. В. Жоховой была проведена оценка содержания дубильных веществ в сопоставлении для незначительного количества видов семейства Geranium, в том числе и герань сибирскую. Определение количественного содержания дубильных веществ ученые проводили в водных извлечениях из подземной и надземной частей исследуемых растений перманганатометрическим и спектрофотометрическим методами. Для надземной части герани сибирской выводы перманганатометрического определения (6,97 + 0,09%) оказались больше, в сопоставлении с итогами спектрофотометрического определения (4,48 + 0,22%), что, в свою очередь, обосновано наличием в изучаемом растении иных групп полифенольных соединений [52, 53]. Позднякова Т. А. была первым ученым, которая изучила компонентный состав эфирного масла травы герани и идентифицировала в нем 47 соединений. Установлено, что преобладающим монотерпеном эфирного масла является гераниол (38,38 мг/кг), среди углеводородов преобладают гексакозан (в очень малых концентрациях убивает простейших) (76,52 мг/кг), фитол (101,36 мг/кг). Из травы выделено эфирное масло, содержание которого достигает 0,8% от общей фитомассы. Фитонциды содержатся в тканях растений в растворенном виде, летучие фракции фитонцидов в газообразном состоянии растение выделяет в атмосферу, в почву. Выделяемые вещества представлены, в основном, терпеновыми соединениями, в частности, терпеноидами - альдегидами и спиртами (гераниол - обладает запахом розы) [40]. Семейство «Гераниевые» включает в себя род растений «Пеларгония», одним из видов которой является пеларгония зональная. Многочисленный род пеларгонии (Ре1аrgоnium) семейства (Gегaniасеае) включает около 250 видов, название которого происходит от греческого слова «pelargos» — аист. Такое название растение получило из-за сходства своего плода с клювом аиста. Капская провинция Южной Африки – историческая родина пеларгонии. Там можно встретить различные виды климата, такие как: средиземноморский, тропический, субтропический и умеренный, поэтому местная флора получилась очень многообразной и пёстрой. В XVII веке разные виды этого растения были завезены в Европу и в США, а в России пеларгония появилась в начале XVIII века. Она была введена в культуру, как декоративное и эфиромасличное растение [41]. Высота стеблей пеларгонии зональной варьируется от 30 до 60 см. Листья этого растения округлые диаметром 3–5 см и имеют подковообразный рисунок, а размеры цветков около 2–8 см в ширину с различными оттенками красного: от пурпурного до белого, фотографии которой представлены на рисунке 1.1 17

Рисунок 1.1- Пеларгония зональная С помощью фармакогностических исследований было установлено наличие биологически активных веществ в эфирном масле пеларгонии зональной: цитронеллол (64–71 %) и гераниол, а также терпенеол, линалоол, борнеол (терпеновые спирты), терпены (а-пинен, фелландрен), эфиры (уксусной, бутановой, валериановой, муравьиной кислот), кетоны, фенол – эвгенол [40]. Экспериментальным путем было установлено, что максимальная активность выделения фитонцидов наблюдается днем, а минимальная ночью. На основании исследований, проведенных Позднякова Т. А., можно сделать вывод о том, что интенсивность производства фитонцидов связанна с интенсивностью дыхания – в темноте растения практически не выделяют фитонцидов. Помимо этого, на выделение фитонцидов влияют также состав почвы и температура воздуха – плохое питание и понижение температуры снижают выделение растениями летучих веществ. Кроме того, наибольшее влияние на количественное содержание фитонцидов оказывает температура. Ее повышение с 15 градусов до 20 приводит к значительному увеличению количества фитонцидов в воздухе. Повышение влажности воздуха отрицательно сказывается на выделении летучих фитонцидов, но дефицит влаги в засушливое время снижает фитонцидную активность. Изменение освещенности лишь незначительным образом отражается на содержании летучих фитонцидов [40]. 18

Фитонциды пеларгонии зональной повышают бактерицидную энергию воздуха. Основной механизм связан с образованием озонидов, благодаря чему молекула озона трансформируется при воздействии на биологические объекты в электронно-возбужденную молекулу кислорода, энергия которой в 3,2 раза выше обычной. Кроме того, при наличии в воздушной среде летучих фитоорганических продуктов не только снижается количество патогенной микрофлоры, но и уменьшется ее общее загрязнение. А также наличие фитонцидов пеларгонии зональной в воздухе помещений эффективно отпугивает насекомых. Биологически активные вещества, выделяемые пеларгонией зональной, имеют не только прямой эффект, но и косвенный, который положительно влияет на физическое состояние организма человека: проходят головные боли и мигрени, улучшается самочувствие у людей с острыми и хроническими инфекционно-воспалительными заболеваниями дыхательных путей и ЛОРорганов, нормализуется состояние нервной системы, проходит бессонница и др. Помимо этого, воздух насыщенный фитонцидами данного растения благоприятно влияет на психоэмоциональное состояние человека и на его психологическое здоровье. Растения рода герань, включая и герань сибирскую, используются в народной медицине различных государств с дальних времен. Для этого используют траву, корни, эфирное масло и сок герани сибирской. Настой растения и отвар из корней герани сибирской применяются как вяжущее средство при поносах, дизентерии, остром и приобретенном воспалении кишечного тракта, туберкулезе кишечного тракта и расстройствах желудка. В качестве вяжущего вещества герань сибирская находит использование и для лечения кожных заболеваний: экземы и дерматита. В данном случае растение используется внешне в виде примочек и для промывания ран [26, 68]. Кроме того, это растение в народной медицине используют для лечения гинекологических заболеваний [26]. Настои из растения герани сибирской используются при терапии бессонницы, эпилепсии, лихорадки, ревматизма [26, 68]. Есть информация о использовании эфирного масла герани сибирской для лечения желудочно-кишечных и гинекологических болезней, злокачественных опухолей [67]. В восточной народной медицине спиртовой экстракт растения используют для лечения ревматоидного артрита [68]. Главные фенольные соединения растения гераниин, корилагин и галловая кислота зарекомендовали многосторонние фармакологические эффекты, охватывая антивирусные, гепатопротекторный и антигипертензивный [68]. В 1990 году отечественными исследователями было проведено исследование антиоксидантной активности семян 166 видов дикорастущих трав флоры Приморского края, которые имеют отношение к 49 семействам, в том числе и семена герани сибирской. Из семян изучаемых растений получили спиртовые извлечения в соотношении 1:5, антиоксидантную активность которых 19

ученые определяли с помощью метода весового контроля по ингибированию автоокисления линетола (стандартный фармацевтический препарат) при прибавлении к нему изучаемых спиртовых извлечений с дальнейшим нагреванием. При этом проводили пробы автоокисления линетола без извлечений, кроме этого, с добавкой спиртового раствора стандартного антиоксиданта ионола 0,1%. Итоги оценивали по ионольному эквиваленту – условному показателю, которые указывают какому количеству ионола эквивалентны по антиоксидантной активности спиртовые извлечения из 1,0 г семян исследуемых видов. Для герани сибирской флоры Приморья данный показатель составил 225 мкг/ч. Кроме того, было установлено, что уровень антиоксидантной активности семян растет по мере их созревания [30]. В 2008 году учеными из Китая была исследована антиоксидантная активность гликопротеина, которая была выделена из растения герани сибирской в отношении клеток печени [52]. Они определили, что гликопротеин показывает наибольшую антиоксидантную активность в кислой и нейтральной (до рН 9) среде и температуре до 85°С. Его активность понижается при воздействии ионов (Са (2+) и Мn (2+) и дезактивирующих агентов (проназа Е) [54]. В 2010 году учеными из Китая было продолжено исследование антиоксидантной возможности ведущих полифенольных соединений, которые содержатся в экстрактах герани сибирской и их ксантиноксидаза-ингибирующая активность. Для этого были получены и изучены 4 извлечения: петролейного эфира, этилацетата, нбутанола и воды. Антиоксидантная активность воспринималась методом понижения окислительной активности 1,1-дифенил-2пикрилгидразила, оксида азота и бетакаротин-линолевой кислоты. В качестве обычного эталона ученые использовали кислоту аскорбиновую. На основе проведенных исследований было установлено, что высочайшие итоги и наилучшую антиоксидантную активность продемонстрировало этилацетатное извлечение. Из полифенольных соединений, которые были выделены из этилацетатной фракции, наивысшую активность показал гераниин, превосходящий по этому показателю кислоту аскорбиновую. Наименьшей активностью владели корилагин и галловая кислота. Антиоксидантная активность исследуемых соединений обоснована наличием в их структуре наибольшего числа гидроксильных групп, способных просто инактивировать свободные радикалы. Кроме того, ученными была изучена ингибирующая активность фенольных соединений герани сибирской в отношении ксантиноксидазы. В качестве обычного эталона использовали аллопуринол, как мощнейший ингибитор ксантиноксидазы. Все элементы исследований показали ксантиноксидазоингибирующую активность, но и слабее, чем аллопуринол. При данном галловая кислота владеет большей ингибирующей активностью в отношении ксантиноксидазы, чем корилагин и гераниин, собственно, что обосновано однообразием структуры галловой кислоты со структурой аллопуринола и ксантина [68]. Ученые из Китая определили, что спиртовой экстракт из надземной части герани сибирской владеет антитивовоспалительной активностью [3], кроме того, понижает метастазы в печени при раке толстой кишки. 20

При высадке пеларгонии зональной надо учитывать, что почву необходимо выбирать с кислой или нейтральной средой. Кроме этого, состав почвы должен быть «легким» с присутствием торфа, песка или глины. Благодаря этим компонентам грунт долгое время остается влажным, поэтому почва не поддается закисанию. Для роста растения и благоприятной жизнедеятельности значимым фактором является освещение. В теплый период года растение лучше расположить на подоконнике или специальной подставке для цветов. В связи с тем, что родиной пеларгонии является Южная Африка, прямые солнечные лучи не вредят растению, а наоборот способствуют нормальному функционированию и цветению. Кроме этого, помещение, в котором находится пеларгония зональная, необходимо периодически проветривать, при этом не создавая в нем сквозняков. Цветение растения напрямую зависит не только от ухода, своевременной обрезки и полива, но и от условий, в которых оно находилось в холодный период года. Пеларгония должна стоять в прохладном месте с температурой воздуха не ниже 13°С, в дали от искусственных (обогреватель, радиатор и т.д.) и естественных (огонь) источников тепла. В это время растение не нуждается в подкормках и обильном поливе. При соблюдении простых правил зимовки растение не только не заболеет, но и будет цвести с мая по октябрь. Для обрезки необходимо использовать ножик с острым и длинным лезвием. Им нужно отрезать увядшие и пожелтевшие листья таким образом, чтобы на пеларгонии оставался черешок. К обрезанию растения нужно приступать, осенью оставляя отростки с несколькими узелками. В конце обрезки все места срезов необходимо обработать. Одно из самых главных условий для благоприятной жизнедеятельности пеларгонии зональной является регулярный полив, с поддержанием умеренной влажности почвы. В связи с тем, что чрезмерная влажность может спровоцировать появление плесени, что приведет к загниванию корневой системы, особенно в зимний период. При этом в случае постоянной нехватки воды, цветение у растения будет незначительным и краткосрочным, а цветки измельчают. При этом дополнительное увлажнение воздуха для растения не требуется. Кроме этого, обязательным условием правильного ухода за геранью является наличие дренажной системы в дне горшка. Для благоприятной среды жизнедеятельности пеларгонии зональной и постоянного цветения, необходимо раз в 30 дней осенью и зимой и два раза в месяц летом и весной вносить подкормку в виде удобрения. Фосфорная подкормка благоприятствует обильному и долгому цветению этого растения. Перед тем как начинать удобрять цветок, необходимо обильно увлажнить землю, с целью сохранения корневой системы пеларгонии. Также полезно вносить такие подкормки, которые имеют – азотистые, калийные и фосфорные составляющие в равных пропорциях. А также в состав удобрения должны быть включены необходимые для хорошей жизнедеятельности цветка различные микроэлементы. 21

1.4 Способы нормализации состояния воздушной среды закрытых помещений Использование растений для улучшения среды обитания человека в закрытых помещениях различного назначения и других эргономических системах А. М. Гродзинский назвал фитодизайном. Кроме создания эстетически привлекательного интерьера фитодизайн нормализует физиологическое воздействие на человека, улучшает микрофлору воздушной среды, обезвреживает загрязнения, несет функцию биоиндикации опасных ситуаций. Эфирные масла относятся к части наиболее изученных летучих фитоорганических веществ, которые составляют значительную часть летучих веществ, выделяемых растениями. Эфирные масла объединяет гидрофобность, способность легко выделяться из растений и испаряться. Состав и дозы эфирных масел легко воспроизводятся, контролируются и унифицируются. Кроме того, они обладают широким спектром биологической активности, малотоксичны, доступны для общественного применения вследствие надежного их промышленного производства. Присущие им ароматические свойства создают дополнительные возможности разнообразного воздействия на человека. Долгое время информация по действию фитонцидов в литературе ограничивалась описанием их антибактериальных свойств. Исследователями многих стран отмечается, что из всех эфирных масел наибольшей антимикробной активностью обладают те, в состав которых входят терпеноиды. Их антимикробное действие распространяется практически на все группы микроорганизмов. Они способны подавлять развитие граммположительных и граммотрицательных кокков, различных представителей семейств Enterobacteriaceae и Bacillaceae, вибрионов, многих видов грибов, простейших, обладают антивирусной активностью, включая вирус гриппа «А» [59,63], вирусы коксаки, вирус табачной мозаики [42]. Установлено, что патогенные грибы проявляют более выраженную чувствительность к маслам, чем непатогенные. Данные о влиянии на организм человека до недавнего времени оставались весьма скудными. В последние годы интерес к этим вопросам возрос в связи с поиском новых способов оздоровления атмосферы воздуха на производствах, базах отдыха, в санаториях [16]. Введение фитонцидов в организм через дыхательные пути – это наиболее традиционный способ лечебного их применения, который диктуется самой их природой как преимущественно летучих биологически активных веществ. Необходимо так же отметить, что летучие фитонциды, используемые даже в небольших концентрациях, оказывают заметное положительное действие на организм. Первым в России с помощью прибора «Аэрофит» достаточно успешно имитировал фитоорганический фон природной воздушной среды в помещениях и оценил свойства фитонцидов хвойного леса в профилактике и лечении больных с заболеваниями лёгких Л. З. Гейхман. В результате фитоаэрации этим устройством помещений установлено, что фитонциды сирени, тополя, зубровки – повышают кровяное давление, а летучие вещества дуба снижают его. Фитонциды лаванды, душицы, мелиссы вызывают успокаивающий эффект, 22

мяты – способствуют сосудорасширяющему действию, березы, чабреца, липы, сосны – расширяю бронхи [14]. Там, где требуется освобождение воздуха от микробов, пыли прибор может быть использован для насыщения воздуха летучими фитонцидами хвои для профилактики в борьбе с распространением воздушно-капельных инфекций и улучшения санитарно-гигиенических показателей атмосферы [10]. Многими исследователями получены сведения о широком спектре положительного влияния эфирных масел на микроклимат помещения. Полученные данные, в частности, свидетельствуют о том, что патогенные микроорганизмы при длительном контакте с эфирными маслами практически не вырабатывают к ним устойчивости и не изменяют биологические свойства кишечных палочек. Медленное развитие резистентности к эфирным маслам является существенным преимуществом биологически активных веществ растительного происхождения перед антибиотиками, позволяет снизить их дозы в 2-4 раза, имеет существенное значение для профилактики заболеваний [48]. Л. С. Лещинская установила, что фитонциды благоприятно действуют на динамику мозгового кровообращения и на сердечно-сосудистую систему, их влияние характеризуется благоприятной нейрососудистой реакцией для умственного и физического труда [29]. По результатам её исследований уже при однодневном пребывании в атмосфере, обогащённой фитонцидами (но в большей степени при 10-20 дневном их применении) большинство обследуемых отмечали заметное улучшение самочувствия, облегчения дыхания, чувство бодрости, свежести, покоя, снижения усталости в конце рабочего дня, уменьшение или исчезновение головных болей, неприятных ощущений в области сердца, улучшения сна. Кроме этого, учёный отмечает двустороннее нормализующее влияние ЭМ как на повышенный, так и на пониженный уровень атмосферного давления организма [20]. В.В. Николаевский указывает на ряд областей, в которых применение фитонцидов (в виде эфирных масле) представляется чрезвычайно эффективным, среди которых выделяет оптимизацию состава воздуха закрытых помещений в местах массового пребывания людей [34]. Поскольку в природных условиях формирование ионизации в определенной степени связан с летучими фитоорганическими веществами растений, А. М. Гродзинский с сотрудниками изучил влияние некоторых эфирных масел на электрическое состояние воздушной среды помещений. После применения ЭМ наблюдаемое уменьшение тяжелых ионов и увеличение легких вызывало снижение электрического показателя загрязнённости, что свидетельствует о повышении чистоты воздуха. Кроме того, все изучаемые эфирные масла проявляли высокую антимикробную активность [16]. Полученные результаты исследований указывают на перспективу использования эфирных масел для санации воздушной среды помещений. В. А. Кимряков и А. Л. Чижевский – ученные, которые организовали исследования в 1939 году. Они были направлены на изучение влияния отрицательно заряженных аэронов на микрофлору воздуха обитаемого помещения. Это исследование дало ожидаемый эффект: микроорганизмы и пыль 23

из воздуха начинали осаждаться вниз, как только на электроэффлювиальную люстру подавалось высокое напряжение [66]. Суть явления заключалась в том, что движущиеся по силовым линиям аэроны заряжают пылинки и микроорганизмы до определенного потенциала и тем самым вынуждают их к быстрому оседанию на пол (80 %), потолок и стены (20 %). При определенных условиях может быть достигнута абсолютная очистка и стерилизация воздуха. Результаты исследований были подтверждены неоднократно в последующие годы рядом ученых: Н. Д. Киселевым, С. И. Эйдульштейном, Я. Ю. Рейнетом, Ф. Г. Портновым и другими [25, 44, 47, 50]. Высокая эффективность этого способа заключается в том, что при ионизации запыленного воздуха, взвешенные в нем пылевые частицы, получают заряд или поляризуются, происходит их укрупнение, образуются их конгломераты, которые по мере утяжеления выпадают из атмосферы. На заряженные или поляризованные пылевые частицы помимо аэродинамических сил, действуют еще и силы электрического поля, что также повышает эффективность обеспыливания воздуха [54, 58, 62]. Одним из первых ионизаторов воздуха, созданных в нашей стране, был электроэффлювиальный ионизатор А. П. Соколова, который был разработан в 1925 году. Далее его усовершенствовал А. Л. Чижевский в 1928 году. С помощью этого генератора было выполнено значительное количество экспериментальных и клинических исследований. В нашей стране метод нашёл применение в основном в лечебнопрофилактических учреждениях. Общепризнанными центрами изучения аэроионизации стал Санкт-Петербург, где ещё в 40-х годах под руководством Л. Л. Васильева и П. К. Булатова были начаты широкие исследования физиологического действия и лечебного применения ионизированного воздуха, и Москва, где под руководством А. А. Минха изучались вопросы гигиенического значения аэроионизации, а под руководством А. Н. Обросова – вопросы лечебного применения аэроионов и электроаэрозолей. Известны достижения исследователей Тартусского университета, работающих под руководством Я.Ю. Рейнета и Э.К. Сийрде, в области изучения физиологических механизмов действия и гигиенического применения этих факторов. В последнее время на основе усовершенствованных конструкций электроэффлювиальных аппаратов разработаны аэроионизаторы, которые применяются только для жилых помещений. Многочисленные медицинские, гигиенические и эпидемиологические исследования учёных убеждают в том, что лёгкие ионы возбуждают слизистую поверхность дыхательных путей, обонятельные рецепторы, положительно влияют на активность дыхательных ферментов, кислотно-щелочное равновесие крови, обмен веществ, улучшают показатели крови, повышают мышечную силу и выносливость организма к воздействию различных факторов, увеличивают скорость осаждения пыли по сравнению с естественным осаждением [7, 9, 44, 49]. Исследователями Красноярской медицинской академии изучалось совместное воздействие ионизации и фитоаэрации пихтовым маслом на 24

состояние животных (белых крыс) и активность их отдельных органов. В результате был сделан вывод о том, что умеренное использование этого способа оздоровления атмосферы не сопровождается нарушением функциональной активности внутренних органов животных, не влияет на гематологические показатели, активирует центральную нервную систему. Полученные данные указывают на целесообразность использования эфирных масел пихты для фитоионизации атмосферы обитаемых помещений. На основании полученных результатов была утверждена инструкция по оздоровлению фитоаэроионизацией с использованием пихтового масла помещений различного назначения [31, 35]. В современном мире в различных отраслях промышленности успешно используют электронно-ионные очистители воздуха различных моделей, например, очиститель воздуха «AIRCOMFORT АС-601 AN». Его структурная схема системы фильтрации и очистки воздуха представлена на рисунке 1.2 Рисунок 1.2 – Структурная схема системы фильтрации и очистки воздуха «AIRCOMFORT АС-601 AN» Встроенный высокоэффективный двухступенчатый плазменный (электростатический) пылеулавливающий фильтр признан наиболее мощным и эффективным среди всех фильтрующих элементов для очисткой воздуха от взвешенных частиц с эффективностью 99.99% до 0.01 мк. Двойной датчик: датчик пыли и газа распознаёт любые загрязняющие вещества, включая табачный дым. Отображают уровень загрязнённости воздуха на цветном дисплее и контролируют качество воздуха, передавая ежеминутно данные о качестве воздуха на микрокомпьютер, который в свою очередь, регулирует производительность очистки воздуха. Уникальная система «Neutralizer» контролирует баланс отрицательных и положительных ионов в помещении. 25

Способствует очищению воздуха посредством установления электростатического баланса, не позволяет заряжаться статическим электричеством пыли и крупным взвешенным частицам в воздухе. Нейтрализованная пыль не способна прилипать или цепляться за предметы и легко втягивается воздухоочистителем. Предотвращает попадание в комнату загрязненного воздуха. Излучение ультрафиолетовой лампы стерилизует воздух, нейтрализует бактерии и вирусы. Ультрафиолетовое излучение локального действия и стерилизует только воздух, прокачиваемый через воздухоочиститель. ПРО фильтр (Фильтр предварительной очистки) с антибактериальной пропиткой. Отфильтровывает крупные частицы пыли. Предотвращает размножение бактерий на сетке фильтра. Система блокировки микрочастиц, которая включает в себя воздушный фильтр с высокой степенью очистки микрочастиц. Удерживает и отделяет такие взвешенные в воздухе частицы, как мелкая пыль, грязь, пыльца и другие микрочастицы размером до 0,3 микрон. Функция наблюдения за качеством воздуха позволяет даже при выключенном приборе отслеживать состояние воздуха, показывая уровень загрязнения. Фильтр с активированным углем высокой степени очистки, устраняет запахи и вредные газы. Функция выработки анионов включает в себя генератор отрицательных ионов, оснащенный устройством MICOM, обогащает воздух отрицательно заряжёнными ионами. Отрицательные ионы делают воздух свежим и чистым. Эффективно активизируют молекулы кислорода, уменьшают напряжённость и концентрируют внимание [13]. 26

2 МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1 Теоретический метод В работе применили следующие теоретические методы исследований: - анализ, синтез, классификация: аналитический обзор известных научных сведений о способах нормализации воздушной среды закрытых помещений, о химико-физическом механизме процессов выделения фитоорганических веществ в естественных условиях; - аналогия, дедукция, индукция: выбор направления исследований в соответствии с поставленной целью – нормализация воздушной среды помещений максимально естественным и эстетическим способом, разработка критериев для выбора и подбор растений для фитомодуля, анализ результатов экспериментов; - моделирование: моделирование условий эксперимента, позволяющих создать бионическую модель, оптимизация процесса фитоионизации. 2.2 Эмпирический метод В работе применили следующие эмпирические методы исследований: - эксперимент, наблюдение: эксперимент по исследованию динамики видимого фотосинтеза (метаболической активности), подбор оптимальных для фитонцидной активности параметров микроклимата помещения, наблюдение за изменениями состава воздушной среды; 2.3 Количественный метод В работе применили следующие количественные методы исследований: - статистические методы: выявление зависимостей параметров фитоионизации, определение динамики изменения показателей качества воздуха в режимах фитоионизации, определение корректности результатов и подсчет ошибки, представление результатов в виде графиков и диаграмм; - библиометрические методы: разработка методики расчёта режимов работы фитоионизационной стены, расчет необходимого напряжения для нормативного количества аэроионов в воздушной среде, написание практических рекомендаций по выращиванию посадочного материала, по уходу за ним и рекомендации по использованию фитостены. 27

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПЕЛАРГОНИИ ДИНАМИКИ Очевидно, что количественное содержание выделяемых растениями летучих фитоорганических веществ зависит от ряда факторов, из которых один из основных – объём фитомассы. Процесс роста растений и накопления фитомассы напрямую связан с интенсивностью процесса фотосинтеза. Фотосинтез – единственный процесс в биосфере, веду¬щий к увеличению энергии биосферы за счет внешнего ис¬точника – Солнца и обеспечивающий существование, как растений, так и всех гетеротрофных организмов. В зеленых растениях фотосинтез происходит при участии пигментов (хлорофиллов и некоторых других), имеющихся в хлоропластах и хроматофорах клеток. При этом из веществ, бедных энергией (оксид углерода и вода), образуется углевод глюкоза и освобождается свобод¬ный кислород. В основе фотосинтеза лежит окислительно-восстановительный процесс: электроны переносятся от донора-восстановите¬ля (вода, водород) к акцептору (оксид углерода, ацетат). Образуется восстановленное вещество (углевод глюкоза) и кис¬лород, если окисляется вода. С целью определения способов стимулирования метаболической активности пеларгонии в искусственно созданных бионических системах изучили факторы, оказывающие влияние на процесс фотосинтеза растений. 3.1 Процесс фотосинтеза Фотосинтез (от др.-греч. φῶς — свет и σύνθεσις — соединение, складывание, связывание, синтез) — сложный химический процесс преобразования энергии видимого света (в некоторых случаях инфракрасного излучения) в энергию химических связей органических веществ при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений). В современной физиологии растений под фотосинтезом чаще понимается фотоавтотрофная функция — совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии квантов света в различных эндергонических реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества. Различают две фазы фотосинтеза: - световая (или светозависимая); - темновая. В световую фазу происходит накопление свободных атомов водорода, энергии. Темновая фаза фотосинтеза – ряд последовательных ферментативных реакций, и прежде всего реакций связывания углекислого газа (проникает в лист из атмосферы). В итоге образуются углеводы, сначала моносахариды (гексоза), затем - сахариды и полисахариды (крахмал). В этой фазе происходит синтез глюкозы с поглощением большого количества энергии (используется ферменты, синтезированные в световую фазу). Для удаления лишнего кислорода из 28

диоксида углерода используется водород, образовавшийся в световую фазу. Лишний кислород появляется в связи с тем, что в диоксиде углерода число атомов кислорода вдвое больше, чем число атомов углерода, а в глюкозе число атомов углерода и кислорода равное. В цветы и плоды переходит менее 1–2% солнечной энергии. Потери солнечной энергии связаны с неполным поглощением света, торможением процессов на биохимических и физиологических уровнях. Интенсивность (скорость) фотосинтеза — это количество углекислого газа, которое усваивается единицей листовой поверхности за единицу времени. В зависимости от вида растения этот показатель колеблется от 5 до 25 мг СО2/дм2 ∙ч. Продуктивность фотосинтеза — это отношение суточного увеличения массы всего растения (в граммах) к площади листьев. В среднем эта величина составляет от 5 до 12 г сухого вещества на 1 м2 листовой поверхности в сутки. Продуктивность фотосинтеза определяют по накоплению ассимилятов в растении. В процессе вегетации потребность в питании, солнечной энергии, интенсивность и продуктивность фотосинтеза возрастают постепенно от начала развития, достигают максимума в фазе цветения — плодообразования, а затем постепенно убывают. Потребность пеларгонии в микроэлементах в различных фазах вегетационного периода представлена на рисунке 3.1. Рисунок 3.1 - Потребность пеларгонии в микроэлементах в различных фазах вегетационного периода 29

3.2 Усвоение растением фотосинтетически активной радиации Фотосинтетически активная радиация (ФАР) — это та часть солнечного излучения, которая способна поглощаться хлорофиллами в процессе фотосинтеза. ФАР имеет спектр волн от 380 до 710 нм и состоит из прямых солнечных лучей и рассеянного света, интенсивность которого равна 1/3 прямой солнечной радиации. В рассеянном свете на долю ФАР приходится до 90%, то есть рассеянный свет в отличие от прямых солнечных лучей может быть поглощен растением почти полностью. Интенсивность фотосинтеза максимальна в красной части спектра и минимальна в синей и зеленой частях, что наглядно демонстрирует график, представленный на рисунке 3.2. Рисунок 3.2 - Зависимость различных видов активности растения от длины волны света ФАР по-разному поглощается листьями разных растений. Этот процесс определяется количественным и качественным составом пигментов в листе. Утром и вечером фотосинтез у растений с достаточным запасом хлорофилла наиболее интенсивен. О степени использования растением фотохимической активности хлорофилла судят по ассимиляционному числу - то есть по количеству углекислого газа, ассимилированного единицей хлорофилла в единицу времени. У растений с темно-зелеными листьями ассимиляционное число невелико, это растения, обитающие в основном в тени, у растений со светло-зеленой окраской - этот показатель значительно выше, так как это светолюбивые растения. Поглощение лучистой энергии листом выражается формулой: 30

Q = R + T + A, (1) где Q - количество радиации, падающей на лист; R - отраженная радиация, %; Т - пропущенная радиация, %; А - поглощенная радиация, %. Все три показателя зависят от содержания хлорофилла в листе. Фотосинтез возможен при минимальной интенсивности света, при увеличении интенсивности света до 1/3 от полного солнечного освещения интенсивность фотосинтеза возрастает, при еще более высокой освещенности интенсивность фотосинтеза повышается незначительно, а при максимальном освещении наступает световое насыщение фотосинтеза и вступает в действие механизм фотодыхания [37]. Общее количество солнечной радиации, падающее на 1 га за период вегетации, составляет 21·109 кДж, из них ФАР - только 8·109 кДж, то есть всего около одной трети. Доказано, что в естественных условиях для образования продуктов фотосинтеза при всех благоприятных условиях (орошение, высокая концентрация СО2) солнечная энергия используется только на 2%. В среднем КПД фотосинтеза растений в реальных условиях составляет около 0,5-1% (то есть около 16 кДж/м2 в час). В ходе эксперимента, продолжающегося в течение четырёх лет, использовали и естественные условия с максимально возможной инсоляцией, и – освещение растений в течение двух лет фитолампами с показателем ФАР 660 нм. В результате подтверждены утверждения об эффективности использования фитоламп для активизации фотосинтеза и выделительной способности растении. Т. о. в бионической модели, используемой в помещениях, применение фитоламп может повысить уровень КПД фотосинтеза растений, а, соответственно, и – фитонцидную активность до 4-6%. Таким образом, пути повышения эффективности фотосинтеза: - обеспечение фотосинтетически активной радиацией (ФАР); - обеспечение растений водой; - обеспечение минеральными веществами и углекислым газом; - создание благоприятной для фотосинтеза структуры посевов; - селекция сортов с высокой эффективностью фотосинтеза [33]. 3.3 Дыхание растений Дыхание является ключевым процессом метаболизма любого организма по двум причинам: при дыхании происходит освобождение химической энергии органических веществ, используемых в качестве дыхательного материала. Экзотермические реакции дыхательного процесса непосредственно связаны с эндотермическими процессами клеточного обмена и служат для них источником энергии. Таким образом, дыхание обеспечивает возможность течения эндотермических реакций обмена, процессов образования структур и осуществления движений, что требует затрат энергии, при дыхании протекают 31

такие химические превращения, в результате которых образуются высокоактивные соединения, обладающие большой реактивной способностью и играющие исключительную роль в обмене веществ в организме растений. Итоговое уравнение дыхания: С6Н12О6 + 6 О2 = 6 СО2 +: 6Н2О + 686 ккал (2867 кДж), (2) Дыхание обеспечивает организм энергией, необходимой для поддержания процессов, протекающих с ее затратой и высокоактивными веществами, принимающими участие в клеточном обмене. Подавляющее большинство живых организмов для поддержания своей жизни используют ту энергию, которая освобождается во время диссимиляции органических веществ, в первую очередь углеводов, образовавшихся в процессе фотосинтеза и являющихся по образному выражению К.А. Тимирязева, как бы "консервом" энергии солнечных лучей. Остановка или значительное замедление дыхания вызывает остановку или глубокие изменения в ходе всех жизненных процессов организма. Имеются данные, что интенсивность производства фитонцидов связанна с интенсивностью дыхания – в темноте растения практически не выделяют фитонцидов. На выделение фитонцидов влияют также состав почвы и температура воздуха. Ее повышение с 15 градусов до 20 приводит к значительному увеличению количества фитонцидов в воздухе. Повышение влажности воздуха отрицательно сказывается на выделении летучих фитонцидов, но и острый дефицит влаги в засушливое время также снижает фитонцидную активность [16, 18]. 32

4 ИССЛЕДОВАНИЕДИНАМИКИ ВИДИМОГО ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ ПЕЛАРГОНИИ КАРЛИКОВОЙ КРУПНОЦВЕТКОВОЙ (PELARGONIUM GRANDIFLORUM WILLD) В ИОНИЗИРОВАННОМ ВОЗДУХЕ Результаты анализа факторов, влияющих на увеличение интенсивности метаболической активности растений, позволили выделить основные из них. В ряде работ учёных высказаны предположения о том, что естественные экологически благоприятные условия произрастания растений, чистый воздух способствуют полноценному развитию растений и стимулируют метаболическую активность, что сопровождается образованием отрицательных ионов кислорода воздуха, что, в свою очередь, способствует очищению воздуха. Эти естественно протекающие процессы делают воздух «целебным» для городского жителя. С целью моделирования естественных условий природных процессов в атмосфере закрытых помещений провели эксперимент по исследованию влияния искусственной ионизации на процессы фотосинтеза растений. Цель исследований заключалась в экспериментальном определении характеристик видимого фотосинтеза растений пеларгонии карликовой крупноцветковой (Pelargonium grandiflorum Willd) в условиях одинаковой интенсивности искусственной освещенности (ФАР имеет спектр волн 660 нм) при одинаковых метеорологических условиях в различных режимах ионизации воздуха. Программа исследований заключалась в следующем: а) измерение показателей динамики видимого фотосинтеза растений пеларгонии в воздухе помещения в трёх режимах: - искусственное освещение в отсутствие воздействия аэроионов; - искусственное освещение, воздействие на растения аэроионами отрицательной полярности; - искусственное освещение и воздействие на растения аэроионами положительной полярности; - искусственное освещение, воздействие на растения смесью аэроионов положительной и отрицательной полярности; б) сравнение и обсуждение результатов; в) выводы. Условия эксперимента: Для исследований использовали фитоионизационный модуль «Фитоионика» с 36 растениями, каждое объемом в среднем 0,20 м х 0,20 м х 0,25 м = 0,01 м3, общий объём фитомассы 0,36 м3 (или площадью около 36 м2). Модуль имеет автоматические системы полива, освещения и искусственной ионизации. Растения, использовавшиеся в экспериментах, были получены черенкованием одновозрастных побегов одного исходного растения пеларгонии и представляли собой однородный материал. Исследования проведены в активной фазе вегетации растений в лаборантской комнате объёмом 59,2 м3. 33

Биполярный ионизатор встроен в фитомодуль с фитонцидными растениями, иглы которого, испускающие заряженные аэроионы кислорода воздуха, размещены по периметру устройства и вдоль всех секций для растений [52]. Встроенные электроды в виде иголок имеют размеры: диаметр 1,2 мм, высота 1,5 см на расстоянии 0,25 м друг от друга. На электродах напряжение составляет 5 кВ. Параметры работы ионизатора исключают образование видимого коронного разряда и образование токсичного газа – озона. Для создания значимых количественных показателей концентрации метаболитов была сооружена герметичная камера объемом 300 л, изготовленная из круговой политэтиленовой плёнки, обеспечивающей пропускание света в видимом спектральном диапазоне не менее 98%. Для обеспечения перемешивания воздуха в камере устанавливался малогабаритный вентилятор. При включении вентилятора подвижность воздуха в камере составляла 0,5 - 1 м /с. В испытательной камере оставляли растения в количестве 18 штук. Другие 18 растений представляли собой контрольную группу, которая не подвергалась экспериментальным воздействиям. Для искусственного освещения растений в модуле использованы фитолампы, в спектр излучения которых входит область (400 – 700) нм (заявленная производителем характеристика - 660 нм), характеризуемую наилучшим условием для жизнедеятельности растений, которая называется областью ФАР (фотосинтетически активная радиация). Листья растений освещались интенсивностью 90 ед. ФАР (около 7000 люкс). Для исследования влияния ионизированного воздуха на растения воздух испытательной камеры насыщали с помощью биполярного ионизатора, изготовленного по заказу Тартусским университетом отрицательными аэроионами, положительными аэроионами или смесью отрицательных и положительных аэроионов в концентрации от 50 000 до 200 000 ионов/см 3. Каждый режим работы ионизатора продолжали в течение 2 часов, измеряя плотность заряда до ионизации, после 30, 60 и 120 минут ионизации, сравнивая с контролем - растения без обработки искусственной ионизацией. Замеры положительной и отрицательной плотности заряда ионов производили пятикратно с помощью аспирационного счётчика ионов АСИ-1, установленного на высоте 0,7 м на расстоянии 0,5 м от фитостены. Для измерения скорости видимого фотосинтеза растений использовали инфракрасные газоанализаторы, позволяющие определять разницу в концентрациях углекислого газа в атмосферном воздухе и в газовой смеси, которая формируется в рабочей камере газоанализатора, расположенной на поверхности листьев растений. Данный тип измерений намного более точен, чем измерение выделяемого кислорода, в связи с различным фоновым содержанием в воздухе углекислого газа и кислорода (около 0,03 % и 21 %, соответственно). В настоящей работе был использован переносной газоанализатор фирмы ADC Bioscientific Ltd. Co, UK, (модель LCA – 4). В рабочей камере данного прибора определяли поглощение углекислого газа поверхностью фитомассы площадью 0,625 м2. Замеры поглощения 34

углекислого газа проводились не менее, чем для пяти точек, находящихся в испытательной камере растений, после чего результаты измерений усреднялись. Для полученных усредненных значений определялся их доверительный интервал. Замеры проводились в одинаковых метеорологических условиях: температуре воздуха 24°С, относительной влажности 40–50%, давлении 75 мм. рт. ст. в активной фазе вегетации растений – цветение. Результаты исследований представлены на рисунках 4.1-4.4. 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 До эксперимента Спустя 30 минут Спустя 60 минут Контроль 120 минут Эксперимент Рисунок 4.1- Динамика скорости видимого фотосинтеза листьев пеларгонии в активной фазе вегетации до воздействия аэроионами отрицательной полярности и спустя 30 минут, 1 час, 120 минут после воздействия. Освещенность – 7000 люкс (90 единиц ФАР). 35

1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 До экперимента Спустя 30 минут Спустя 60 минут Контроль 120 минут Эксперимент Рисунок 4.2 - Динамика скорости видимого фотосинтеза листьев пеларгонии в активной фазе вегетации до воздействия аэроионами положительной полярности и спустя 30 минут, 1 час, 120 минут после воздействия. Освещенность – 7000 люкс (90 единиц ФАР). 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 До эксперимента Спустя 30 минут Спустя 60 минут Контроль Спустя 120 минут Эксперимент Рисунок 4.3 - Динамика скорости видимого фотосинтеза листьев пеларгонии в активной фазе вегетации до воздействия аэроионами положительной и отрицательной полярности и спустя 30 минут, 1 час, 120 минут после воздействия. Освещенность – 7000 люкс (90 единиц ФАР). 36

Рисунок 4.4 - Динамика скорости видимого фотосинтеза листьев пеларгонии в активной фазе вегетации в режимах ионизации Далее на рисунках 4.5-4.7 представлены диаграммы, которые были сделаны на основе корреляционного коэффициента. Коэффициент корреляции показывает силу и направленность связи между двумя показателями. Он может принимать значение от -1 до +1. Чем больше коэффициент корреляции по абсолютному значению к 1 – тем сильнее связь. Чем ближе к 0 – тем связь слабее. y = 0,0025x + 1,386 "+" и "-" 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 20 40 60 80 100 120 140 Рисунок 4.5- Результаты измерений разницы в концентрациях углекислого газа в атмосферном воздухе и в газовой смеси в рабочей камере газоанализатора до воздействия аэроионами положительной и отрицательной полярности и спустя 30 минут, 1 час, 120 минут после воздействия, J/ мкмоль/м2с. Коэффициент корреляции = 0,71860874 37

"+" y = 0,0024x + 1,3964 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 20 40 60 80 100 120 140 Рисунок 4.6- Результаты измерений разницы в концентрациях углекислого газа в атмосферном воздухе и в газовой смеси в рабочей камере газоанализатора до воздействия аэроионами положительной полярности и спустя 30 минут, 1 час, 120 минут после воздействия, J/ мкмоль/м2с. Коэффициент корреляции = 0,573999623 "-" y = 0,0019x + 1,454 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 20 40 60 80 100 120 140 Рисунок 4.7- Результаты измерений разницы в концентрациях углекислого газа в атмосферном воздухе и в газовой смеси в рабочей камере газоанализатора до воздействия аэроионами отрицательной полярности и спустя 30 минут, 1 час, 120 минут после воздействия, J/ мкмоль/м2с. Коэффициент корреляции = 0,378520827 Сделав математический анализ данных по трем режимам ионизации с положительно и отрицательно заряженными ионами, положительно заряженными ионами, отрицательно заряженными ионами, мы получили 38

коэффициенты корреляции и сделали вывод о том, что режим совместной ионизации воздуха ионами разного заряда является самым эффективным, так как коэффициент корреляции этого режима является наибольшим из трех и равен 0,71860874, кроме того это подтверждает рисунок 4.5. На нем мы видим, что точки измерений данного режима в разные отрезки времени наиболее приближены к линии тренда, что демонстрирует наиболее эффективный результат. На основе вышеизложенного можно сделать следующие выводы: исследовано влияние аэроионных воздействий на фотосинтетический газообмен растений пеларгонии карликовой крупноцветковой (Pelargonium grandiflorum Willd) при одинаковых метеоусловиях и освещённости в активный период вегетации; обнаружено, что растения хорошо переносят воздействие аэроионов отрицательной и положительной полярности и их смесей, как минимум, в концентрациях до 200 000 ионов/ см3 при продолжительности воздействия до 2 часов; при этом их фотосинтезирующая активность не падает ниже начального уровня; для кратковременного повышения интенсивности фотосинтетического газообмена растения на них можно воздействовать аэроионами отрицательной полярности, при этом длительность воздействия аэроионами отрицательной полярности не должна превышать 30 минут. повышение фотосинтетической активности при воздействии на растения аэроионами положительной полярности наблюдается при более продолжительных воздействиях, как минимум, при продолжительности воздействия 2 часа; спустя 2 часа эксперимента существенных изменений в динамике исследуемых показателей во всех режимах не наблюдалось; изменение декоративности листьев опытных растений пеларгонии карликовой крупноцветковой (Pelargonium grandiflorum Willd) при аэроионном интенсивном воздействии не наблюдается; таким образом, доказано, что искусственная ионизация воздуха влияет на положительную динамику процессов фотосинтеза и может быть оценена как фактор, стимулирующий процессы накопления фитомассы, интенсивности дыхания растений и процесса выделения фитоорганических веществ в воздух закрытых помещений при оптимальных метеоусловиях в активной фазе вегетации. 39

5 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЗДОРОВЛЕНИЮ ВОЗДУХА ПОМЕЩЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФИТОИОНИЗАЦИИ ПРИ ВЕРТИКАЛЬНОМ ОЗЕЛЕНЕНИИ ПОМЕЩЕНИЙ Научный подход к дизайну интерьеров предполагает использование технологий оздоровления воздушной среды помещений – технологий экодизайна. Одно из направлений экодизайна - вертикальное озеленение пространства помещений с помощью фитостен, фитокартин, фитомодулей – шаг в будущее, решающий сразу несколько задач: - экономия пространства, высокие эстетические свойства – фитостены очень гармонично вписываются в современный интерьер; - экономия времени на уход за растениями за счет использования автоматических систем автополива, освещения; - гигиеничность за счёт применения гидропоники вместо грунта, оздоровление, эргономичность воздушной среды: способность придать воздуху свойства концентрировать внимание, повышать работоспособность, либо, наоборот, - успокоить, расслабить. 5.1 Конструкция фитостены Принципиально фитоионизационный модуль «Фитоионика» состоит из фитостены с 36 фитонцидными растениями, каждое объемом в среднем 0,20 м х 0,20 м х 0,25 м = 0,01 м3, общий объём фитомассы 0,36 м3 (или площадью около 36 м2). Модуль имеет автоматические системы полива, освещения и искусственной ионизации. Растения, использовавшиеся в экспериментах, были получены черенкованием одновозрастных побегов одного исходного растения пеларгонии и представляли собой однородный материал. Исследования проведены в активной фазе вегетации растений в лаборантской комнате объёмом 59,2 м3. Биполярный ионизатор встроен в фитомодуль с фитонцидными растениями, иглы которого, испускающие заряженные аэроионы кислорода воздуха, размещены по периметру устройства и вдоль всех секций для растений [52]. Встроенные электроды в виде иголок имеют размеры: диаметр 1,2 мм, высота 1,5 см на расстоянии 0,25 м друг от друга. На электродах напряжение составляет 5 кВ. Параметры работы ионизатора исключают образование видимого коронного разряда и образование токсичного газа – озона. В основе фитостены лежит специальная конструкция из прочного экопластика и алюминиевого профиля. Данная конструкция полностью герметична и содержит в себе все необходимые элементы для автономной работы фитостены, а именно: - резервуар для воды и питательных веществ. Его объем рассчитан на обеспечение питательными веществами всех растений фитостены в течение двух недель; - система циркуляции воды позволяет всем растениям фитостены получать питательные вещества; 40

- таймер работы позволяет запрограммировать работу фитостены по необходимому расписанию в зависимости от входящих в состав фитостены растений, условий помещения, и времени года; - система размещения растений. Структура, которая позволяет заполнить фитостену растениями оптимальным образом для наилучшего визуального и эмоционального восприятия. - растения, подобранные в соответствии эргономическим пожеланиям и особенностями по назначению помещения. 5.2 Критерии выбора растений В качестве критериев выбора принимали во внимание следующие свойства растения: - биологические особенности развития (многолетник, устойчивость к стрессорам); - комнатные условия выращивания (световой режим, режим полива и подкормок); - эстетические особенности (декоративность круглый год, яркость, контрастность окраски); - «низкорослость», возможность формирования кроны; - органолептические свойства («ненавязчивость» запаха); - отсутствие фитоаллергенных свойств; - универсальность благоприятного влияния фитохимических свойств на психофизиологическое состояние человека (нет явно выраженного психостимулирующего или психоугнетающего влияния); - значимая фитонцидность. 5.3 Режимы ионизации В ходе экспериментальной части были изучены 3 режима: - искусственное освещение, воздействие на растения аэроионами отрицательной полярности; - искусственное освещение и воздействие на растения аэроионами положительной полярности; - искусственное освещение, воздействие на растения смесью аэроионов положительной и отрицательной полярности. Каждый режим работы ионизатора продолжали в течение 2 часов, измеряя плотность заряда до ионизации, после 30, 60 и 120 минут ионизации, сравнивая с контролем - растения без обработки искусственной ионизацией. Замеры положительной и отрицательной плотности заряда ионов производили пятикратно с помощью аспирационного счётчика ионов АСИ-1, установленного на высоте 0,7 м на расстоянии 0,5 м от фитостены. На основе математического анализа был сделан вывод о том, что наиболее эффективен режим совместной ионизации воздуха ионами разного заряда. Это доказывает коэффициент корреляции, который является наибольшим из трех и 41

равен 0,71860874. Кроме того, на диаграмме (рисунок 4.5) мы видим, что точки измерений данного режима в разные отрезки времени наиболее приближены к линии тренда, что демонстрирует наиболее эффективный результат. 5.4 Микроклиматические условия Наибольшее влияние на количественное содержание фитонцидов оказывает температура. Фитонцидная активность растений усиливается в ионизированном воздухе при температуре 22°С–25°С и относительной влажности 40–60%. Повышение влажности воздуха отрицательно сказывается на выделении летучих фитонцидов, но дефицит влаги в засушливое время снижает фитонцидную активность. Изменение освещенности лишь незначительным образом отражается на содержании летучих фитонцидов [40]. На основании этих данных были выбраны оптимальные условия микроклимата: - температуре воздуха 24 °С; - относительная влажность 40–50%; - давлении 750 мм. рт. ст. 5.5 Уход за растениями При высадке пеларгонии зональной надо учитывать, что почву необходимо выбирать с кислой или нейтральной средой. Кроме этого, состав почвы должен быть «легким» с присутствием торфа, песка или глины. Благодаря этим компонентам грунт долгое время остается влажным, поэтому почва не поддается закисанию. Для роста растения и благоприятной жизнедеятельности значимым фактором является освещение. В теплый период года растение лучше расположить на подоконнике или специальной подставке для цветов. В связи с тем, что родиной пеларгонии является Южная Африка, прямые солнечные лучи не вредят растению, а наоборот способствуют нормальному функционированию и цветению. Кроме этого, помещение, в котором находится пеларгония зональная, необходимо периодически проветривать, при этом не создавая в нем сквозняков. Цветение растения напрямую зависит не только от ухода, своевременной обрезки и полива, но и от условий, в которых оно находилось в холодный период года. Пеларгония должна стоять в прохладном месте с температурой воздуха не ниже 13°С, в дали от искусственных (обогреватель, радиатор и т.д.) и естественных (огонь) источников тепла. В это время растение не нуждается в подкормках и обильном поливе. При соблюдении простых правил зимовки растение не только не заболеет, но и будет цвести с мая по октябрь. Для обрезки необходимо использовать ножик с острым и длинным лезвием. Им нужно отрезать увядшие и пожелтевшие листья таким образом, чтобы на пеларгонии оставался черешок. К обрезанию растения нужно приступать, осенью оставляя отростки с несколькими узелками. В конце обрезки все места срезов необходимо обработать. 42

Одно из самых главных условий для благоприятной жизнедеятельности пеларгонии зональной является регулярный полив, с поддержанием умеренной влажности почвы. В связи с тем, что чрезмерная влажность может спровоцировать появление плесени, что приведет к загниванию корневой системы, особенно в зимний период. При этом в случае постоянной нехватки воды, цветение у растения будет незначительным и краткосрочным, а цветки измельчают. При этом дополнительное увлажнение воздуха для растения не требуется. Кроме этого, обязательным условием правильного ухода за геранью является наличие дренажной системы в дне горшка. Для благоприятной среды жизнедеятельности пеларгонии зональной и постоянного цветения, необходимо раз в 30 дней осенью и зимой и два раза в месяц летом и весной вносить подкормку в виде удобрения. Фосфорная подкормка благоприятствует обильному и долгому цветению этого растения. Перед тем как начинать удобрять цветок, необходимо обильно увлажнить землю, с целью сохранения корневой системы пеларгонии. Также полезно вносить такие подкормки, которые имеют – азотистые, калийные и фосфорные составляющие в равных пропорциях. А также в состав удобрения должны быть включены необходимые для хорошей жизнедеятельности цветка различные микроэлементы. 5.6 Обслуживание фитостены Для искусственного освещения растений в модуле использованы фитолампы, в спектр излучения которых входит область (400 – 700) нм, характеризуемую наилучшим условием для жизнедеятельности растений. Срок службы таких ламп составляет 7 лет. Для повышения гигиеничности фитостены в качестве среды жизнедеятельности для пеларгонии зональной выбрали не почву, а питательную смесь, которая представляет собой совокупность перлита и декоративной почвы БиоМастер, которые представлены на рисунке 5.1. Кроме этого, питательная смесь растений удобряется раз в десять дней. Рисунок 5.1-Фото перлита и декоративной почвы БиоМастер. 43

6 БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА 6.1 Охрана труда и эргономика 6.1.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов рабочих мест В соответствии с ГОСТ 12.0.003-2015 Система стандартов безопасности труда (ССБТ) при выполнении своей профессиональной деятельности на работников воздействуют факторы производственной среды и трудового процесса, которые подразделяются на факторы физического, химического, биологического, психофизиологического воздействия на организм человека [53]. Из общего количества рабочих мест ресурсного центра коллективного пользования «Космические аппараты и системы» было выбрано одно рабочее место начальника отдела стандартизации и контроля качества продукции (ОСККП), которое находится в кабинете отдела ОСККП совместно еще с четырьмя рабочими местами: 2 места - контролера качества, 1 - технолога и 1 – ведущего инженера. Все рабочие места отдела оборудованы компьютером, который является источником опасных и вредных производственных факторов, воздействующих на человека. К ним можно отнести: электромагнитные излучения, статическое электричество, деионизация воздуха, прямая и отраженная блесткость монитора, локальные перегрузки мышц кистей рук, перенапряжение зрения, длительное нахождение в одной позе, умственное перенапряжение, монотонность труда, эмоциональные перегрузки и др. Кроме этого, в кабинете отдела находится принтер. Его работа не предусматривает постоянного присутствия работника рядом с ним, однако при работе лазерных принтеров существенно изменяются параметры воздуха в помещении. При распечатывании документа осуществляется запекание тонера, нагрев бумаги и в воздух выделяются озон, оксид азота, оксид углерода, а также возможно толуол, ксилол, бензол, изооктан и др. Работники этого отдела находятся в помещении, куда практически не поступает воздух с улицы, поэтому основную его циркуляцию обеспечивают кондиционеры, но все мы знаем о проблеме образования микробов в них. Болезней, связанных с вдыханием загрязненного воздуха из кондиционера, множество и они достаточно распространены. В системах вентиляции накапливается пыль, шерсть, частички грязи, повышается влажность, образуется конденсат, что является благоприятной средой для размножения грибковой флоры, бактерий и вирусов. Когда элементы системы засоряются, загрязняющие вещества выбрасываются в воздух помещений. Это может привести к расстройствам здоровья, таким как заболевания верхних дыхательных путей, простудные заболевания, бронхиальная астма, аллергические заболевания, пневмония и другие. Из-за изменения качественного состава воздуха у людей, находящихся в этих помещениях, могут отмечаться ухудшение самочувствия и снижение 44

работоспособности. Помимо вредных факторов, влияние которых негативно сказывается на физическом здоровье, на человека могут действовать и психологические факторы. Стрессовые ситуации, длительное пребывание в замкнутом пространстве, нагрузки, недопонимание в коллективе – эти и другие факторы могут негативно влиять на психологическое состояние сотрудников. Анализ опасных и вредных производственных факторов рабочего места начальника отдела ОСККП представлен в таблице 6.1 [60]. Таблица 6. 1 – Анализ опасных и вредных производственных факторов рабочего места начальника отдела ОСККП Наименование факторов Фактическое Нормативное Класс условий производственной среды и значение значение труда трудового процесса Химический фактор Биологический фактор Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия Слабофиброгенные аэрозоли 1 ≤ПДК ≤ПДК преимущественно фиброгенного действия Шум Инфразвук Ультразвук воздушный Вибрация общая Вибрация локальная Неионизирующее излучение Ионизирующее излучение Параметры микроклимата Температура воздуха, °С 21.4 17.0-23.0 2 Скорость движения воздуха, м/с 0.1 ≤ 0.3 1 Влажность воздуха, % 24.2 15-75 2 Окончание таблицы 6. 1 45

Продолжение таблицы 6.1 Наименование факторов производственной среды и трудового процесса Фактическое значение Нормативное значение Класс условий труда Параметры световой среды Искусственное освещение, лк Естественное освещение, % 210 200 2 0,9 1 2 Тяжесть трудового процесса Физическая динамическая нагрузка, кг∙м Масса поднимаемого и перемещаемого груза вручную, кг Стереотипные рабочие движения, ед Статическая нагрузка, кг∙с Рабочая поза, % Наклоны корпуса тела работника, ед. Перемещение в пространстве, км 1246 До 1500 1 1 До 5 1 10000 До 20000 1 8000 До 11000 До 25% времени смены, нахождение в неудобном или фиксированном положении 1 До 43 До 50 1 До 6 До 8 2 До 20% времени смены, нахождение в неудобном или фиксированном положении 2 Напряженность трудового процесса Сенсорные нагрузки Плотность сигналов (световых и звуковых) и сообщений в среднем за 1 час работы, ед. Число производственных объектов одновременного наблюдения, ед. Работа с оптическими приборами (% времени смены) Нагрузка на голосовой аппарат (суммарное количество часов, наговариваемое в неделю), час. 130 76-175 1 До 3 До 5 1 До 5 До 25 1 До 17 До 20 1 Окончание таблицы 6.1 46

Продолжение таблицы 6.1 Наименование факторов производственной среды и трудового процесса Фактическое значение Нормативное значение Класс условий труда Монотонность нагрузок Число элементов (приемов), необходимых для реализации простого задания или многократно повторяющихся операций, ед. Монотонность производственной обстановки (время пассивного наблюдения за ходом технологического процесса в % от времени смены), час. Итоговый класс (подкласс) условий труда 7 9-6 2 Менее 60 Менее 75 1 2 6.1.2 Анализ эргономических условий деятельности Таблица 6. 2 - Эргономический анализ совместимости элементов системы «Человек-Среда» РЦКП «КАС» СибГУ Лаборатория СибГУ Балльн Балльн Эргономические ая ая условия оценка оценка деятельности соответ Характеристика соотве Характеристика работников ствия тствия (от 0 (от 0 до 10) до 10) Совместимость Непропорциональность мебели и размеров размеров фитостены и Антропометрическ тела человека, размеров тела человека, 8 6 ая наличие возможности наличие возможности обзора внешнего обзора внешнего пространства пространства Деионизированный воздух, запылённость, недостаток Недостаток Биофизическая 4 естественного 9 естественного освещения освещения, цвета, запах кондиционирования Окончание таблицы 6.2 47

Эргономические условия деятельности работников Энергетическая Социальная Информационная РЦКП «КАС» СибГУ Балльн ая оценка соответ Характеристика ствия (от 0 до 10) Оптимальные условия 10 работы с оборудованием Оптимальная социальная 9 совместимость работников Информационная совместимость оборудования и работника (соответствие 10 информационной модели психофизиологически м возможностям человека) 8 Соответствие современным технико-эстетическим требованиям к внутренне отделке и планированию рабочих мест Психологическая 4 Действие на психику биофизических факторов несовместимости со средой Средняя 7,6 Техникоэстетическая Продолжение таблицы 6.2 Лаборатория СибГУ Балльн ая оценка соотве тствия (от 0 до 10) Характеристика 10 Оптимальные условия работы с оборудованием 10 Полная социальная совместимость работников 10 Информационная совместимость оборудования и работника (соответствие информационной модели психофизиологическим возможностям человека) 4 Не соответствие современным техникоэстетическим требованиям к внутренне отделке и планированию рабочих мест (устаревший ремонт, использование некачественных строительных материалов) 10 Благоприятное воздействие на психику биофизических факторов совместимости со средой 8,4 Анализ результатов эргономических условий помещения ресурсного центра коллективного пользования «Космические аппараты и системы» позволяет выделить наименее совместимые из них с точки зрения требований. Так как наименее соответствующие норме заметно выделяются два вида совместимости: биофизическая и психологическая. 48

При детальном анализе факторов, влияющих на работоспособность и комфорт работников ресурсного центра, можно видеть, что большое значение имеют: деионизация воздуха, запылённость, недостаток естественного света, цвета и запаха свежести, при том, что в помещении ресурсного центра воздух подвергается кондиционированию. В лаборатории студенческого конструкторского бюро «Техносферная безопасноть» при работе фитоионизационной установки Фитоионика, в которой применяется совместное использование фитонцидных растений в фитомодуле и искусственной ионизации воздуха, отмечается существенное усиление оздоровляющего эффекта воздушной среды. Это позволяет приблизить состав воздуха в помещениях к идеальным природным условиям. Растительные летучие вещества сами являются источниками образования отрицательных ионов, которые в свою очередь повышают резистентность, работоспособность, адаптационные возможности и энергетический потенциал организма человека. Экологическая функция растений обусловлена их бактерицидным и антивирусным действием. Их способностью поглощать и детоксицировать загрязняющие вещества. Бактерицидное действие фитонцидов способно повышать уровень естественной радиоактивности воздуха и его ионизацию. А искусственная ионизация, в свою очередь, способствует образованию в воздухе активных радикалов при возбуждении молекул фитонцидов под действием радиоактивного излучения и ионизации воздуха. Электрически нейтральные фитоорганические вещества, соединяясь с легкими аэронами воздуха и получая электрический заряд, превращаются в электроаэрозоли, энергия которых в 100 раз выше, чем энергия тяжелых ионов. В этом случае возрастает бактерицидная активность воздуха. Кислород, который лишен электрических зарядов, является неактивным. Свободные электроны, которые присоединяются к молекулам кислорода, превращают их в отрицательно заряженные ионы, что усиливает эффект выделения фитонцидов. Немаловажным фактором является возможность использования фитонцидноактивных растений, способных целенаправленно придавать атмосфере помещений определенные фитоэргономические свойства [22]. Кроме того, с психологической точки зрения, зеленый цвет – цвет гармонии и спокойствия. Влияние зеленого цвета на человека позволяет избавиться от плохих мыслей и негативных эмоций. Зеленый успокаивает и позволяет сконцентрироваться на главном, отбросив суету и незначительные детали. Он несет в себе глубину знаний, силу природы и полную безопасность. В интерьерах, выполненных в зеленом цвете, можно полностью расслабиться. К тому же зеленый цвет оказывает благотворное влияние на нервную систему 49

человека при длительном контакте: он избавляет от повышенной возбудимости и даже депрессий [43]. При этом видно, что интегральный показатель совместимости со средой, несмотря на низкие показатели эстетичности выше в лаборатории. Показателен значимый вклад биофизических факторов, которые призвана нормализовать работа фитостены. 6.1.3 Рекомендации по улучшению условий труда Для снижения воздействия вредных факторов на пользователей, рекомендуется применять мониторы с пониженной излучательной способностью, устанавливать защитные экраны, а также соблюдать регламентированные режимы труда и отдыха (работа на компьютере не должна превышать 6 часов, а также необходимо делать каждый час технологические перерывы в течение 15 - 20 минут). Не рекомендуется располагать рабочие места, оснащенные ПК, друг за другом. Задняя стенка монитора ПК не должна быть направлена (или соприкасаться) на пользователя ПК. Расстояние от стен не менее 1 м. Рабочее место пользователя ПК должно включать: рабочий стол, стул (кресло) и подставку для ног. При 8-ми часовой рабочем дне и работе на компьютере регламентированные перерывы следует устанавливать через 1,5 - 2 часа от начала рабочего дня и через 1,5 - 2 часа после обеденного перерыва продолжительностью 20 минут каждый или продолжительностью 15 минут через каждый час работы. Режим отдыха складывается из нескольких компонентов: времени на гигиенические процедуры и личные надобности (2 - 3% от сменного времени независимо от вида труда); времени регламентированных перерывов на отдых (входят в состав рабочего времени), определяемого по показателю условий труда или по интегральному показателю снижения работоспособности; времени микропауз, а также времени обеденного перерыва (нерабочего времени), остающегося от приема пищи. При пятидневной рабочей неделе и 8-ми часовой смене продолжительность обеденного перерыва составляет 30 мин, а регламентированные перерывы рекомендуется устанавливать через 2 ч от начала рабочей смены и через 2 ч после обеденного перерыва продолжительностью 5-7 мин каждый. Во время регламентированных перерывов с целью снижения нервно-эмоционального напряжения, утомления зрительного и других анализаторов целесообразно выполнять комплексы физических упражнений, включая упражнения для глаз, в первой половине смены, а в конце рабочего дня показана психологическая разгрузка в специально оборудованных помещениях. С целью создания экологически нормальной и эстетически современной среды жизнедеятельности в помещении рекомендуется установка фитостены 50

«Фитоионика» с использованием пеларгонии зональной. Использование фитостены в сочетании с искусственной ионизацией воздуха, позволит существенно усилить оздоровляющий эффект, что приблизит состав воздуха в кабинете отдела ОСККП к идеальным природным условиям. Растительные летучие вещества сами являются источниками образования отрицательных ионов, которые в свою очередь повышают резистентность, работоспособность, адаптационные возможности и энергетический потенциал организма человека. Фитонциды пеларгонии зональной повышают бактерицидную энергию воздуха. Основной механизм связан с образованием озонидов, благодаря чему молекула озона трансформируется при воздействии на биологические объекты в электронно-возбужденную молекулу кислорода, энергия которой в 3,2 раза выше обычной. Кроме того, при наличии в воздушной среде летучих фитоорганических продуктов не только снижается количество патогенной микрофлоры, но и уменьшатся ее общее загрязнение. А также наличие фитонцидов пеларгонии зональной в воздухе помещений эффективно отпугивает насекомых [40]. Биологически активные вещества, выделяемые пеларгонией зональной, имеют не только прямой эффект, но и косвенный, который положительно влияет на физическое состояние организма человека: проходят головные боли и мигрени, улучшается самочувствие у людей с острыми и хроническими инфекционно-воспалительными заболеваниями дыхательных путей и ЛОРорганов, нормализуется состояние нервной системы, проходит бессонница и др. Помимо этого, воздух насыщенный фитонцидами данного растения благоприятно влияет на психоэмоциональное состояние человека и на его психологическое здоровье [22]. Использование фитостены с пеларгонией зональной совместно с ионизатором позволит создать в помещении ресурсного центра экологически благоприятную среду жизнедеятельности и эстетически привлекательный интерьер, приблизить свежесть воздуха к идеальным природным условиям. 6.2 Безопасность в чрезвычайных ситуациях Чрезвычайные ситуации и вызывающие их природные и техногенные бедствия подразделяются по различным признакам, описывающим эти явления с характерных сторон их природы и свойств. Классификацию чрезвычайных ситуаций, возможных на территории СибГУ им. М. Ф. Решетнева, осуществим по источникам их возникновения, типам лежащих в их основе опасных явлений и определим их отношение к исследуемому объекту (внешнее, внутреннее). 51

6.2.1 Анализ источников возникновения чрезвычайных ситуаций Город Красноярск представляет собой крупный город, имеющий в своём составе потенциально опасные объекты: железнодорожные узлы, промышленные предприятия, автозаправочные станции и другие объекты. В районе 60 км от г. Красноярска располагается г. Железногорск, где находится закрытое предприятие по переработке и хранению ОЯТ, что приводит к угрозе радиоактивного загрязнения. Внешними источниками риска возникновения ЧС являются: а) природного характера: - стихийные бедствия – наводнения, ураганы, землетрясение; В результате действия природных ЧС возможны следующие аварии: - обрыв воздушных электролиний; - обесточивание территории предприятия; - пожар; - частичное разрушение кровли производственного здания, транспортных сетей и магистралей, технологического оборудования. б) техногенного характера: - аварии на АЗС, находящихся вблизи РЦКП «КАС»; - аварии на железнодорожных и автомобильных магистралях при транспортировке АХОВ; - аварии на РОО; - аварии на ХОО, связанные выбросом в атмосферу АХОВ; - аварии на электроэнергетических системах; - аварии на ГТС; - аварии на коммунальных системах жизнеобеспечения г. Красноярска; - экстремальные загрязнения воздушной среды и питьевой воды. В результате аварий территория объекта может оказаться в зоне действия химических и радиоактивных загрязнений, а также в зоне затопления, возможно отсутствие электроэнергии и водоснабжения. в) социального характера (терроризм, межнациональные и межрелигиозные конфликты), в результате которых возможна остановка функционирования центра, потери людей; г) военного характера. Учитывая, что г. Красноярск относится к 1 группе по гражданской обороне согласно постановлению Правительства от 03.10.1998 г. № 1149 «О порядке отнесения территорий к группам по гражданской обороне»; д) биолого-социального характера (эпидемии). В результате эпидемии возможна угроза жизни здоровья работников, вплоть до летального исхода. 52

Внутренние источники характеризуются производственно-хозяйственной деятельностью, основными из них в СибГУ им. М. Ф. Решетнева являются: а) пожары в одном из кабинетов университета, источниками которого могут быть: - замыкание электропроводки; - нарушение правил пожарной безопасности; - эксплуатация неисправного оборудования; - разрушения и повреждения производственных емкостей; - курение в неположенном месте. б) разрушение конструкций и сооружений. 6.2.2 Управление безопасностью в чрезвычайных ситуациях В соответствии с постановлением Правительства РФ № 794 ответственность за обеспечение безопасности в ЧС в Российской Федерации несет Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Федеральным органом исполнительной власти на территории РФ в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций является МЧС России. Согласно Федеральному закону N 68 "О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера" уполномоченный специалист в области ГО и ЧС выполняет следующие задачи: - планирование и осуществление необходимых мер в области защиты работников организации; - отработка планов действий; - создание, подготовка и поддержание в готовности к применению сил и средств предупреждения и ликвидации ЧС, осуществление подготовки работников организации в области защиты от ЧС; - создание резервов финансовых и материальных ресурсов для ликвидации ЧС; - обработка и анализ данных о ЧС, определение их масштаба и состава дежурно-диспетчерских служб, привлекаемых для экстренного реагирования; - оценка и контроль обстановки, подготовка вариантов решений для вышестоящих органов управления и принятие самостоятельных решений по ликвидации ЧС; - оповещение работников о возникновении ЧС и мерах защиты от поражающих факторов; - представление докладов о сложившейся обстановке в ЧС на предприятии, возможных вариантах решений и действиях по ее ликвидации вышестоящим органам управления по подчиненности; 53

- информирование об обстановке и принятых мерах дежурнодиспетчерских служб, привлекаемых к ликвидации ЧС, подчиненных органам управления по делам ГО и ЧС сил постоянной готовности; - обучение работников правилам поведения и порядку действий при угрозе возникновения ЧС; - организация тренировок, учений и других плановых мероприятий по ГО; - проведение с работниками инструктажей по ГО и ведение журнала учета прохождения инструктажей работниками. Приказом руководителя ГО объекта «Об организации гражданской обороны и назначении должностных лиц ГО» определены органы управления ГО в университете, назначены заместители руководителя ГО объекта, создан штаб ГО и ЧС университета, назначена комиссия по повышению устойчивости функционирования университета, назначена эвакуационная комиссия, а также созданы аварийно-спасательные службы объекта (служба оповещения и связи, служба РХЗ, служба убежищ и укрытий, служба энергоснабжения и светомаскировки, служба ООП, транспортная служба, медицинская служба, противопожарная служба, служба МТО) и нештатные аварийно-спасательные формирования. Кроме того, на объекте издан приказ руководителя ГО «О создании объектового звена РСЧС», а также разработаны и утверждены положения: - положение об объектовом звене РСЧС; - положения об аварийно-спасательных службах ГО (службе оповещения и связи, службе энергоснабжения и светомаскировки, службе радиационной и химической защиты, транспортной службе, службе охраны общественного порядка, службе убежищ и укрытий, службе МТО, медицинской службе, противопожарной службе); - положение о постоянной эвакуационной комиссии; - положение о штабе ГО ЧС. Штабом ГО ЧС университета, для органов управления ГО ЧС университета, разработан «Календарный план основных мероприятий по ГО ЧС университета» и следующие формализованные документы: «Решение руководителя ГО о переводе гражданской обороны университета с мирного на военное положение», «Распоряжение руководителя ГО объекта на выполнение мероприятий при внезапном нападении противника», «Распоряжение руководителя ГО объекта на выполнение первоочередных мероприятий ГО Первой группы», «Распоряжение руководителя ГО объекта на выполнение мероприятий ГО Второй группы», «Приказ руководителя ГО СибГУ о выполнении мероприятий, предусмотренных планом ГО на период «Общей 54

готовности ГО»», «Приказ руководителя ГО на проведение АС», «Приказ руководителя ГО на проведение эвакомероприятий». Кроме того разработаны: схема оповещения, управления и связи объекта в месте постоянной дислокации – г. Красноярск; «маршрутные карточки на оповещение руководящего состава ГО» с использованием транспортных средств университета; инструкции оперативным дежурным и комендантам учебных корпусов и общежитий на случай возникновения ЧС в мирное и военное время; инструкция по оповещению должностных лиц университета в случае возникновения лесных пожаров на территории учебно-опытного лесхоза СибГУ и порядок привлечения личного состава нештатных АСФ университета для их тушения; приказ руководителя ГО «О мерах по организации борьбы с лесными пожарами на больших площадях Учлесхоза СибГУ»; уточнен «План охраны общественного порядка на территории СибГУ»; уточнен «График выдачи СИЗ структурным подразделениям СибГУ» [33]. 6.2.3 Пожарная безопасность В соответствии с Федеральным законом № 69 «О пожарной безопасности» и Федеральным законом № 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» предприятия обязаны соблюдать требования пожарной безопасности, а также выполнять предписания, постановления и иные законные требования должностных лиц пожарной охраны. Все работники университета допускаются к работе после прохождения инструктажа и обучения мерам пожарной безопасности. Обучение работников мерам пожарной безопасности осуществляется путем проведения противопожарного инструктажа и прохождения пожарно-технического минимума в соответствии с нормативными документами по пожарной безопасности. Персональная ответственность за обеспечение пожарной безопасности университета, и его структурных подразделений, в соответствии с действующим законодательством, возлагается на его руководителя и лиц, в установленном порядке назначенных ответственными за обеспечение пожарной безопасности. Во всех служебных, офисных, учебных, складских и вспомогательных помещениях университета на видных местах вывешены таблички с указанием номера телефона вызова пожарной охраны, ответственного за пожарную безопасность и инструкции о мерах пожарной безопасности. Приказом руководителя университета установлен соответствующий пожарной опасности противопожарный режим, в том числе: -режим запрета курения в зданиях и на территории университета; -определен порядок использования электронагревательных приборов; 55

-определены регламенты и порядок обслуживания систем автоматической пожарной защиты, оповещения; -определен порядок обесточивания электрооборудования в случае пожара и по окончании рабочего дня. В университете разработаны и на видных местах вывешены планы (схемы) эвакуации людей в случае пожара, а также предусмотрена система оповещения людей о пожаре и инструкция, определяющая действия персонала по обеспечению безопасной и быстрой эвакуации людей, по которой не реже одного раза в полугодие проводятся практические тренировки всех задействованных для эвакуации сотрудников и учащихся. Противопожарные системы и установки (противодымная защита, средства пожарной автоматики, системы противопожарного водоснабжения, противопожарные двери, клапаны, другие защитные устройства в противопожарных стенах и перекрытиях и т.п.) помещений, университета постоянно содержатся в исправном рабочем состоянии. Устройства для самозакрывания дверей находится в исправном состоянии. Не допускается устанавливать какие-либо приспособления, препятствующие свободному открыванию/закрыванию противопожарных или противодымных дверей (устройств). Здания университета обеспечены первичными средствами пожаротушения: огнетушителями, ящиками с песком, бочками с водой, покрывалами из негорючего теплоизоляционного полотна, грубошерстной ткани, кошмами, пожарными ведрами, совковыми лопатами, пожарным инструментом (крюками, ломами, топорами и пр.), которые используются для локализации и ликвидации пожаров в начальной стадии развития [33]. Причинами пожара в помещениях университета может стать: - короткое замыкание и перегрузки в электросетях. старая проводка, большое число электроприборов, включенных в одну розетку, использование тройников; - электроприборы, подключенные к сети и оставленные без присмотра; - курение в неположенных местах; - оставленные без контроля газовые плиты и грелки, сушка одежды над газовыми плитами, разогревание красок и лаков на газовой плите; - перегрев мультимедийной техники, его запыленность, размещение в нише мебельной стенки; - хранение в помещениях легко воспламеняющихся жидкостей (лаки, краски, ацетон, керосин); 56

- близкое размещение бумажных абажуров, газет, других легковоспламеняющихся материалов к лампам, электрическим обогревателям, печкам и т.д. 6.3 Экологическая безопасность 6.3.1 Анализ отходов и способов их утилизации при проведении экспериментов При проведении экспериментов образуется несколько групп отходов. В фитостене используются растения, поэтому отходами от экспериментальной части являются обрезки растений и пластиковая упаковка от удобрений. Кроме того, результаты исследований постоянно записывают, поэтому образуется макулатура. Перечень образовавшихся отходов в течение исследований представлен в таблице 6.3. Таблица 6.3 – Образующиеся отходы при проведении исследований Класс опасности отхода для Количество Наименование окружающей Код по ФККО отходов в год, отхода природной среды кг/год (по ФККО) Обрезки 0 4 38 100 00 00 0 18 растений Пластик 0 1 14 140 00 00 0 0,25 Бумага 0 4 05 000 00 00 0 0,31 Количество отходов за все время исследований, кг 72 1,01 1,25 Задача обрезки декоративных растений – это достижение максимального декоративного эффекта, создания привлекательной формы и внешнего вида растения, обеспечения сбалансированного роста и цветения, то есть повышения жизнеспособности и декоративности растений. Обрезки веток и листья свозятся на полигоны твердых бытовых отходов, где они самостоятельно разлагаются от 1 месяца до 1 года, при этом не нанося вред окружающей среде [57]. К пластиковым отходам от экспериментальной части можно отнести упаковку от удобрений и одноразовые перчатки. Данный вид отхода образуется в небольших количествах. Полиэтиленовые пакеты разлагаются в течение 100200 лет, поэтому данный вид отхода поддается переработке. Существует множество способов переработки пластика, наиболее распространённым из которых является термомеханический рециклинг — производство гранул из отходов полиэтилена. Алгоритм данной переработки представлен в таблице 6.4. 57

Таблица 6. 4 – Алгоритм производства гранул из отходов полиэтилена Название Краткое описание этапа Степень готовности к переработке зависит от размеров, состава, Сбор и сортировка степени сохранности и загрязненности сырья. Отходы сортируют механическим способом и вручную На высокопроизводительных линиях дробление до нужной фракции выполняется в две стадии: при помощи шредеров и Измельчение дробилок. Между ними устанавливают гидроциклон или флотационную ванну для отделения твердых и тяжелых частиц Как правило, промышленное и коммерческие отходы более чистые, Промывка чем бытовые, и в некоторых случаях их не промывают. Тара из-под молока, наоборот, может потребовать двойной промывки Измельченное и промытое сырье поступает в центрифугу, где из Сушка него удаляются лишняя влага, а затем в камеру термической сушки Процесс протекает под давлением и при повышенной температуре, Агломерация представляет собой частичное расплавление и спекание полиэтилена в катышки В грануляторе полимер подвергается нагреву до температуры плавления, очистке от твердых и жидких примесей, дегазации. Также происходит перемешивание смеси и усреднение ее состава. Гранулирование Масса под давлением проходит через отверстия – формовочные фильеры. Струйки расплава охлаждаются водой и сжатым воздухом, после чего режутся на готовую гранулу Большое разнообразие производимой вторичной продукции из гранул пластика позволяет использовать ее во многих сферах: - в быту; - промышленности; - строительстве; - медицине. Перерабатывать пластик можно по несколько раз, ведь он незначительно теряет свои технические свойства. Вторичное сырье пользуется большим спросом на рынке благодаря более низкой стоимости. Выгода от рециклинга пластика состоит не только в финансовой составляющей. Он в значительной мере решает экологические вопросы безопасности окружающей среды [55]. Кроме того, при описании исследований образуется макулатура. По объему бумага занимает больше всего места на мировых полигонах. Обычно для полного её разложения на свалке требуется от 2 недель до 3 лет. Скорость разложения отходов часто зависит от условий их захоронения. При переработке бумажных изделий, экономится много пространства, и при этом уменьшаются энергозатраты и первичные потребности в материалах для изготовления бумаги из не переработанного сырья. 58

В современном мире постоянно появляются новые материалы и технологии, требующие в качестве сырья вторичную целлюлозу. Макулатуры используется для производства множества товаров, из нее делают: изделия полиграфии; писчую бумагу; туалетной бумагу, салфетки и бумажные полотенца; коробочный и контейнерный картон; крафт-бумагу; одноразовую посуду; газеты; тепло- и звукоизоляционные материалы; топливные пеллеты и брикеты; ткань для одежды; строительные материалы. Способы переработки макулатуры: В зависимости от того, какую конечную продукцию рассчитывают получить, используются следующие виды переработки: первичный роспуск и очистку; вторичную роспуск и обработку. В первом случае процедура начинается с сортировки использованной бумаги, ее измельчения, замачивания и первичного роспуска. Полученная масса очищается от примесей, процесс переработки макулатуры заканчивается формированием целлюлозной массы. После сортировки, дробления и помещения в баки образуется пульпа. Это жидкая масса, которая впоследствии подается в устройство для производства готовой продукции: упаковки, тары, наполнителя, дешевого картона. Качественная бумага получается только после вторичной обработки, поэтому если продолжить процесс переработки, можно получить более дорогие изделия, например, качественную бумагу. Для этого задействуют вторичный роспуск и обработку, при котором проводится: тонкая очистка от оставшихся после первой процедуры примесей; химическая с механической обработкой сырья. В итоге производитель получает сырье, из которого можно делать высококачественную бумагу. Для этого пульпа подается в специальное устройство, в котором она выравнивается, ей придается нужная форма. Затем целлюлозная масса помещается на спекающиеся барабаны, на которых и образуются листы бумаги [12]. 59

7 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ Офисными работниками принято называть всех сотрудников, которые проводят большую часть рабочего времени за компьютером. В эту категорию можно включить как руководителя организации, так и секретаря. Офисные помещения есть не только в бизнес-центрах и банках, но и в учебных учреждениях, в медицинских организациях, в библиотеках и т. д. Однако длительная работа в таких условиях нередко приводит к заболеваниям опорнодвигательного аппарата, верхних дыхательных путей, снижению остроты зрения. Работа в офисе мало ассоциируется с чем-то опасным и рискованным. Однако многочисленные исследования доказывают, что офисные работники находятся в зоне риска по многим заболеваниям. Насморк и простудные заболевания наблюдаются практически у 60% работников, которые целый день находятся в офисном помещении. Острые заболевания верхних дыхательных путей, такие как: фарингит, синусит, ларингит и другие. Эти болезни чаще всего возникают из-за того, что офисные работники вовремя не лечат простудные заболевания и грипп, переносят их «на ногах». Кроме того, основную циркуляцию воздуха в помещениях обеспечивают кондиционеры. В системах вентиляции накапливается пыль, шерсть, частички грязи, повышается влажность, образуется конденсат, что является благоприятной средой для размножения грибковой флоры, бактерий и вирусов. Когда элементы системы засоряются, загрязняющие вещества выбрасываются в воздух помещений, а это, в свою очередь, снижает общий иммунитет офисных работников. В связи с этим большинство работников болеют одновременно, из-за чего уменьшается общая работоспособность отдела и предприятия в целом. Больничные листы оплачиваются в ближайший день выплаты заработной платы. В случае заболевания работника, пособие выплачивает за первые три дня работодатель, остальные дни нетрудоспособности оплачивает фонд социального страхования. В ресурсном центре коллективного пользования «Космические аппараты и системы» больничные листы рассчитываются на основе заработной платы. В кабинете отдела стандартизации и контроля качества продукции (ОСККП) находится 5 рабочих мест и общая площадь кабинета 25 м2. В связи с этим все работники болеют простудными заболеваниями в среднем 2-3 раза в год. Из этого следует, что ресурсный центр ежегодно оплачивает больничные листы на 46 500 – 69 750 рублей. Кроме того, проблема некачественного состава воздушной среды касается не только офисных работников, но и преподавателей различных учебных заведений. Например, по статистике сотрудники одной из кафедр института лесных технологий Сибирского государственного университета науки и технологий им. М. Ф. Решетнева болеют 1-3 раза в год. Размер примерных выплат по больничному листу за один день представлен в таблице 7.1 60

Таблица 7.1-Выплаты сотрудников кафедры института лесных технологий Должность сотрудника Численность Примерный размер заработной платы, руб. Примерные выплаты по больничному листу за 1 день на 1 работника, руб. Профессор 1 70 000 2 917 Доцент 10 40 000 1 667 Старший преподаватель 5 18 000 750 Ассистент 1 13 000 542 Лаборант 3 5 000 208 На основе данных, представленных в таблице 7.1, можно сделать вывод о том, что ежегодно организация несет убытки от 73 509 до 220 527 рублей выплачивая, за 3 дня больничных листов. С целью создания экологически нормальной среды жизнедеятельности в помещении отдела ОСККП ресурсного центра и кафедры ИЛТ СибГУ им. М.Ф. Решетнева рекомендуется установка фитостены «Фитоионика» с использованием пеларгонии зональной. Использование фитостены в сочетании с искусственной ионизацией воздуха, позволит существенно усилить оздоровляющий эффект. Фитонциды пеларгонии зональной повышают бактерицидную энергию воздуха. Растительные летучие вещества сами являются источниками образования отрицательных ионов, которые в свою очередь повышают резистентность, работоспособность, адаптационные возможности и энергетический потенциал организма человека. Биологически активные вещества, выделяемые пеларгонией зональной, положительно влияют на физическое состояние организма человека: проходят головные боли и мигрени, улучшается самочувствие у людей с острыми и хроническими инфекционно-воспалительными заболеваниями дыхательных путей и ЛОР-органов, нормализуется состояние нервной системы, проходит бессонница и др. Помимо этого, воздух насыщенный фитонцидами данного растения благоприятно влияет на психоэмоциональное состояние человека и на его психологическое здоровье [22]. Затраты на установку «Фитоионики» представлены в таблице 7.2. Таблица 7.2-Затраты на установку фитостены «Фитоионика» Наименование Обоснование Стоимость Расходные материалы Расходы по договорам на изготовление и закупку экспериментального оборудования, карт, схем, диаграмм, эскизов, макетов и др. предметов 80 000 рублей Окончание таблицы 7.2 61

Продолжение таблицы 7.2 Наименование Обоснование Стоимость Среда жизнедеятельности растений Перлит, декоративная почва «БиоМастер»100 кг, ассортимент удобрений 2 000 рублей Растения Пеларгония 40 шт. 12 000 рублей Сумма : 94 000 рублей 7.1 Оценка прироста производительности труда при сокращении потерь рабочего времени из-за временной нетрудоспособности. Повышение производительности труда при внедрении трудоохранных мероприятий может быть получено за счет повышения работоспособности работников и улучшения степени использования режимного фонда рабочего времени. Прирост производительности труда за счёт повышения работоспособности определяют по формуле: ПТ = ( R2 − 1)  K  100 , R1 (3) где R1, R2 – соответственно показатель работоспособности до и после проведения трудоохранных мероприятий, %; K – коэффициент, равный приросту производительности труда на один процент прироста показателя работоспособности. Обычно находится в пределах (0,15 – 0,40), в дальнейшем принимается равным значению K = 0,2. Методом субъективных оценок, когда работник сам оценивает уровень своей работоспособности в течение всей смены, было выявлено, что доля высокой работоспособности у него 52 %. После планируемых мероприятий предположительно она возрастет до 68 %. Следовательно, R1= 52 %; R2= 68 %; 68  ПТ= 0,2 · ( 52 − 1) · 100= 6,2 %. Рост производительности труда может быть получен в результате сокращения потерь рабочего времени из-за временной нетрудоспособности в связи с профессиональной и производственно обусловленной заболеваемостью, а также производственным травматизмом. 62

Рост производительности труда при сокращении потерь рабочего времени и связанным с этим условным высвобождением работников определяется по формуле: ∆ПТ = Эч∗100 ; (4) ССЧ−Эч где Эч – суммарная экономия численности (по группе факторов) за счет внедрения мероприятий. ССЧ – среднесписочная численность работников, чел. Рост производительности труда в результате сокращения потерь рабочего времени из-за временной нетрудоспособности в связи с производственно обусловленной заболеваемостью можно определить по формулам: ПВБ − ПВП  ССЧ Эч = Фрв − ПВП , (5) где Эч – экономия численности, ССЧ – списочная численность рабочих, человек; ПВБ – базовые потери рабочего времени по временной нетрудоспособности в расчете на 1 рабочего (до улучшения условий труда), дней; ПВП – плановые потери рабочего времени по временной нетрудоспособности (после улучшений условий труда), дней; ФБ – годовой (базовый) фонд эффективного рабочего времени одного среднесписочного рабочего, дни. 7.1.1 Рост производительности труда при сокращении потерь рабочего времени для работников отдела стандартизации и контроля качества продукции Потери рабочего времени по болезни (временная утрата трудоспособности – ВУТ), дней: ВУТБ – 9,2; ВУТН – 7,8. Расчётная среднегодовая численность рабочих (ЧСП) – 5 чел. Годовой фонд рабочего времени среднесписочного рабочего (базовый ФБ – 246 дней. Условное высвобождение численности рабочих в результате снижения заболеваемости до уровня нормативной Эч = ((9,2 – 7,8)/ (246 –7,8))·5 = 0,03 чел. Возможный рост производительности труда в результате снижения заболеваемости до уровня нормативной (4), % ПТ = (0,03/ (5 – 0,03)) · 100 = 0,6 % 63

7.1.2 Рост производительности труда при сокращении потерь рабочего времени для работников кафедры ИЛТ Потери рабочего времени по болезни (временная утрата трудоспособности – ВУТ), дней: ВУТБ – 9,2; ВУТН – 7,8. Расчётная среднегодовая численность рабочих (ЧСП) – 20 чел. Годовой фонд рабочего времени среднесписочного рабочего (базовый ФБ – 246 дней. Условное высвобождение численности рабочих в результате снижения заболеваемости до уровня нормативной Эч = ((9,2 – 7,8)/ (246 –7,8))·20 = 0,12 чел. Возможный рост производительности труда в результате снижения заболеваемости до уровня нормативной (4), % ПТ = (0,12/ (20 – 0,12)) · 100 = 0,6 % На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что установка фитостены «Фитоионика» окупится в организациях в течении 1-1,2 года. При этом повысится не только общий иммунитет работников организаций и снизится количество заболеваний, но и увечится работоспособность сотрудников, что подтверждается расчетами. Кроме того, такое вложение позволит уменьшить не только финансовые потери организаций, но и фонда социального страхования. 64

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Авакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск: Наука, 1986. - 225 с. 2. Айзенман Б.Е., Смирнов В.В., Бондаренко A.C. Фитонциды и антибиотики высших растений. Киев: Наук, думка, 1984. - 280 с. 3. Акимов Ю. А. Экологическая биохимия летучих терпеноидов высших растений. – Ялта: ГНБС, 1987. – 186 с. 4. Безопасность жизнедеятельности и здоровье человека — URL: http://www.refsru.com/referat-5916-2.html (дата обращения: 16.05.2020). 5. Блинкин С.А., Рудницкая Т.В. Фитонциды вокруг нас. М.: Знание, 1981. - 144 с. 6. Васильев Л. Л. Влияние атмосферных ионов на организм. Л. -I960.120 с.126. 7. Васильев Л. Л. Влияние аэроионов на устойчивость организма к действию патогенных агентов/ Аэроионизация и гидроионизация в медицине. Ташкент, 1962. С.32-38. 8. Васильев Л. Л. Теория и практика лечения ионизированным воздухом. -Л.: Изд. 2-е. 1953.- 164 с. 9. Васильев Л. Л. Теория и практика лечения ионизированным воздухом. М.,1957. 153 с. 10. Вичканова С.А. Перспективы изучения антимикробной и противовирусной активности эфирных масел // IV международн. конгр. По эфирным маслам. Тез. докл. М: Пищевая пром-сть, 1971, чЛ - С.52-57. 11. Власюк В.Н. Фитонцидные и ионизационные свойства главных древесных пород г. Москвы. -М.: Лесн. пром-сть, 1979. -162 с. 12. Вторичная переработка пластика — URL: https://rcycle.net/plastmassy/vtorichnaya-pererabotka-plastika-sposoby-tehnologiyavygoda (дата обращения: 18.06.2020). 13. ГОСТ 12.0.003-2015 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Опасные и вредные производственные факторы. Классификация». 14. Гейхман JI. 3. Об аллергической реакции на летучие фитонциды хвои у сердечных больных // Фтонциды. Киев: Наук, думка, 1964.- 32 с. 15. Гродзинский А. М., Лебеда А. Ф., Макарчук Н. М. и др. Фитонциды в эргономике. – Киев: Наук. думка, 1986. – 188 с. 16. Гродзинский А. М. Фитоэргономика. – Киев: Наук. думка, 1989. С. 32 – 48. 17. Губенский Ю. Д., Кореневская Е. И. Гигиенические основы кондиционирования микроклимата жилых и общественных зданий.- М.: Наука, 1978. 191 с. 18. Драбкин Б. С., Думова А. М. Об изучении фитонцидного действия живых растений. // Фитонциды, их роль в природе. – Л.: Изд. ленингр. ун-та, 1957. – С. 22-31. 65

19. Дмитриев М.Т. Физико-химическая природа свежести атмосферного воздуха. // Природа. -1972. № 3 - С. 13. 20. Ерёмушкин Т. Г. Влияние аэроионов на некоторые стороны нервной деятельности у больных гипертонической болезнью: Автореферат дисс. канд. мед. наук / Алма-Атинский мед. инс-т. Алма-Ата, 1963. - 15 с. 21. Зимон А. Д. Адгезия пыли и порошков. М.: Химия, 1976. - 430 с. 22. Измайлов Ч.А., Исайчев С.А., Коршунова С.Г., Соколов Е.Н. Спецификация цветового и яркостного компонентов зрительного вызванного потенциала у человека // Журн. высш. нерв. деят. им И.П. Павлова. 1998. Т. 48. Вып. 5. с. 777-787. 23. Илькун Г.М. Загрязнители атмосферы и растения. Киев: Наук, думка, 1978, - 246 с. 24. Кинтя П. К., Фадеев Ю. М., Акимов Ю. А. Терпеноиды растений. – Кишинев: «Штикинцо», 1990. – 151 с. 25. Крючков В.А. Фитонциды как фактор оптимизации атмосферы // Фитонциды. Киев: Наук, думка, 1981. - С.75-79. 26. Лавренова, Г.В. Энциклопедия лекарственных растений / Г.В. Лавренова, В.К. Лавренов. – Донецк : Донеччина, 1987. – Т. 1. – 279 с 27. Левич В. Г., Вдовин Ю.А., Мямлин В. А. Курс теоретической физики, т. 2 М.: Наука, 1971. - С.436.129. 28. Лившиц М. Н., Садовский Ф. Г. Электронно-ионная очистка воздуха от пыли в промышленности строительных материалов. М.: Изд-во литры по пром-сти строительных материалов, 1968.- 176 с. 29. Лубан И. С. Ионизированный воздух в медицине. Лечебное и гигиеническое применение: Сб. трудов НИЛ / М: Изд-во лит-ры по строительству, 1965.-Вып. 1-3,-С. 37-45. 30. Максимов, О.Б. Содержание антиоксидантов в семенах некоторых видов флоры Приморского края / О.Б. Максимов, П.Г. Горовой, Г.Н. Чумак // Раст. ресурсы. – 1990. – Т. 26, вып. 4. – С. 487-498. 31. Немировская О.М. К биологической характеристике эфирных масел природного происхождения // Труды Ленинградского санитарно-гигиенического мед. института. Л., 1975. - Вып.№. - С.55-60. 32. Никитина, В.С. Содержание фенольных соединений и аминокислот в надземной части Geranium pratense и G. sibiricum (Geraniaceae) / В.С. Никитина, Г.В. Шендель // Раст. ресурсы. – 2008. – Т. 44, вып 2. – С. 74-81. 33. Никишов А.И. Биология. Конспективный курс. Учеб.пособие. – М.: ТЦ «Сфера», 1999. 34. Определение экономической эффективности от снижения производственного травматизма и заболеваемости на лесозаготовках. Временная методика/ Сероман В.И, Барыков М.А и др. М.,1980. - 50с. 35. Отчёт санитарно-экологической группы ЦЗЛ ЗАО «Красноярский ДОК» за 1999 г., 123 с. 36. Очиститель воздуха «AIRCOMFORT АС-601 AN» — URL: https://www.kim-co.ru/page51.html (дата обращения: 16.06.2020). 66

37. Пасетниченко В. А. Биосинтез и биологическая активность растительных терпеноидов и стероидов. // Итоги науки и техники. Биологическая химия. – М. Химия, 1987.-т.25,-С.5-194. 38. Пентегова В. А., Дубовенко Ж. В., Ралдугин В. А., Шмидт Э. П. Терпеноиды хвойных растений. – Новосибирск: Наука, 1987. – 97 с. 39. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройиздат, 1974.207 с. 40. Позднякова Т. А. Фармакогностическое изучение герани сибирской (gеranium sibiricum): диссертация на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук. Специальность: 14.04.02 – фармацевтическая химия, фармакогнозия. Курск, 2015. – 143 с. 41. Попова, М. А. Морфолого-анатомические особенности избранных видов рода Pelargonium L. / М. А. Попова, О. Н. Щепилова. — Текст : непосредственный, электронный // Юный ученый. — 2016. — № 3 (6). — С. 174176. — URL: https://moluch.ru/young/archive/6/355/ (дата обращения: 16.04.2020). 42. Прийман Г. Э. К вопросу образования окисляющих инградиентов в процессах искусственной ионизации воздуха // Учёные записки ТГУ. 1981. -Вып. 558. - С. 66-70. 43. Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 24 января 2014 г. N 33н "Об утверждении Методики проведения специальной оценки условий труда, Классификатора вредных и (или) опасных производственных факторов, формы отчета о проведении специальной оценки условий труда и инструкции по ее заполнению" (с изменениями и дополнениями). 44. Протопопов В. В. Средообразующая роль темнохвойного леса. Новосибирск: Наука, 1975. 328 с. 45. Разаренова К.Н., Жохова Е.В. Сравнительная оценка содержания дубильных веществ в некоторых видах рода Geranium L. Флоры СевероЗапада / К. Н. Разаренова, Е. В. Жохова // II Гаммермановские чтения : сб. науч. тр. науч.метод. конф.(Санкт-Петербург, 3-6 февр. 2014 г.). – СПб., 2014. – С. 95-98. 46. Разаренова, К.Н. Результаты фармакогностического исследования некоторых видов рода Geranium Флоры Северо-Запада Европейской России / К.Н. Разаренова, Е.В. Жохова // Химия раст. сырья. – 2011. – № 4. – С. 187. 47. Рейнет Я.Ю. Об ионизировании воздуха в закрытых помещениях при помощи коронных ионизаторов.- Уч. зап. Тартусск. гос. ун-та, вып.479, Тарту, 1979, С.26-37. 48. Рогов В.А., Степень P.A., Саулова Т.А. Возможности использования хвойных эфирных масел в целях оздоровления воздушной среды помещений// Изв. вузов. Лесн. журн. 2001. - № 3. - С. 175-180. 49. Рогов В.А., Саулова Т.А. Фитоаэроионизация оптимальный способ моделирования природной воздушной среды в помещениях// Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов: Сб. тез.- Красноярск, 2000. -4.1.-С. 233-235. 50. Ромашов Г.И. теоретические схемы седиментации и коагуляции промышленных пылей. Л.: ЛИОТ, -1935. 149 с. 51. Рузинов Л. П. Статистические методы оптимизации химических процессов. — М.: Химия. 1972. 67

52. Саулова Т. А. Использование фитоионизации для очистки воздушной среды производственных помещений: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Специальность: 03.00.16 – экология. Красноярск, 2001. – 182 с. 53. Саулова Т. А., Бас В. И., Кравченко О. С. Динамика фитонцидной активности растений в ионизированном воздухе фитомодуля // Решетневские чтения. Красноярск, 2018. С. 60 – 61. 54. Сверчков А.Н. Фитонциды и ионизация воздуха // Фитонциды. Киев: Наук, думка, 1981.6 С. 73-75. 55. СибГУ им. М. Ф. Решетнева — URL: https://www.sibsau.ru/ (дата обращения: 19.06.2020). 56. Соколов А. П. Ионизация и радиоактивность атмосферы воздуха // Записки бальнеологического общества в Пятигорске. Пятигорск, 1904. - т.4. -№ 6. - С.326. 57. Сроки разложения мусора и отходов — URL: https://infotables.ru/produkty-pitaniya/1119-sroki-razlozheniya-musora (дата обращения: 18.06.2020). 58. Тамбиев А.Х. Летучие вещества, запахи и их биологическое значение. М.: Знание, 1974. - 53 с. 59. Таммет X. Ф. Аспирационный метод измерения спектра фотонов // Учёные записки ТГУ. 1967. - Вып. 165. 60. Технология переработки макулатуры: новая жизнь отходов бумаги и картона — URL: https://rcycle.net (дата обращения: 18.06.2020). 61. Указания по компенсации аэроионной недостаточности в помещениях промышленных предприятий и эксплуатации аэроионизаторов. Утверждены Минздравом СССР 14.02.77. 50 с. 62. Худсон Д. Статистика для физиков М.: Мир, 1967. - 238 с. 63. Чемякина Д.Н. Влияние леса на биосферу и рекреационное использование лесных насаждений (обз. информация).- М.: ВНИИТЭИСХ, 1978. 44 с. 64. Чижевский А.Л. Аэронификация в народном хозяйстве. М.: Стройиздат, 1989. - 489 с. 65. Чижевский А.Л. Аэроионизация как физиологический, профилактический и терапевтический фактор и как новый санитарногигиенический метод кондиционирования воздуха.- М.: Госпланиздат, 1933. 45 с.136 66. Эйдулыптейн С. И. Основы аэрозольтерапии. М., 1967.- 134 с. 67. Эфирные масла некоторых травянистых растений и перспективы их использования / Р.Д. Колесникова [и др.] // Лесные биологически активные ресурсы (березовый сок, живица, эфирные масла, пищевые, технические и лекарственные растения) : материалы II междунар. конф. – Хабаровск, 2004. 68. Antioxidant activities and xanthine oxidase inhibitory effects of extracts and main poliphenolic compounds obtained from Geranium sibiricum L / N. Wu [et al.] // J. Agr. Food Chem. – 2010. – Vol 58, N 8. – P. 4737-4743. 69. Buzagh A. Ann. Univ. Scient. in: Sec. Chim. 1959, v.l, p. 32-78. 68

ПРИЛОЖЕНИЕ А (Обязательное) Краткий аналитический обзор по теме «Исследование динамики метаболической активности пеларгонии зональной (Pelargonium zonale) в ионизированном воздухе» Род герань включает около 400 видов, которые распространены по всему миру. На территории Российской Федерации произрастает примерно 70 видов данного рода растений, которые можно встретить не только на Дальнем Востоке и в Сибири, но и по всей Европейской части России, а также на Кавказе. Растения данного рода имеют различные жизненные формы: однолетние, двулетние и многолетние [2]. Позднякова Т. А. была первым ученым, которая изучила компонентный состав эфирного масла травы герани и идентифицировала в нем 47 соединений. Установлено, что преобладающим монотерпеном эфирного масла является гераниол (38,38 мг/кг), среди углеводородов преобладают гексакозан (в очень малых концентрациях убивает простейших) (76,52 мг/кг), фитол (101,36 мг/кг). Из травы выделено эфирное масло, содержание которого достигает 0,8% от общей фитомассы. Фитонциды содержатся в тканях растений в растворенном виде, летучие фракции фитонцидов в газообразном состоянии растение выделяет в атмосферу, в почву. Выделяемые вещества представлены, в основном, терпеновыми соединениями, в частности, терпеноидами - альдегидами и спиртами (гераниол - обладает запахом розы) [1]. Семейство «Гераниевые» включает в себя род растений «Пеларгония», одним из видов которой является пеларгония зональная. Многочисленный род пеларгонии (Ре1аrgоnium) семейства (Gегaniасеае) включает около 250 видов, название которого происходит от греческого слова «pelargos» — аист. Такое название растение получило из-за сходства своего плода с клювом аиста. Капская провинция Южной Африки – историческая родина пеларгонии. Там можно встретить различные виды климата, такие как: средиземноморский, тропический, субтропический и умеренный, поэтому местная флора получилась очень многообразной и пёстрой [2]. Экспериментальным путем было установлено, что максимальная активность выделения фитонцидов наблюдается днем, а минимальная ночью. На основании исследований, проведенных Позднякова Т. А., можно сделать вывод о том, что интенсивность производства фитонцидов связанна с интенсивностью дыхания – в темноте растения практически не выделяют фитонцидов. Помимо этого, на выделение фитонцидов влияют также состав почвы и температура воздуха – плохое питание и понижение температуры снижают выделение растениями летучих веществ. Кроме того, наибольшее влияние на количественное содержание фитонцидов оказывает температура. Ее повышение с 15 градусов до 20 приводит к значительному увеличению количества фитонцидов в воздухе. Повышение влажности воздуха отрицательно сказывается на выделении летучих фитонцидов, но дефицит влаги в засушливое 69

время снижает фитонцидную активность. Изменение освещенности лишь незначительным образом отражается на содержании летучих фитонцидов [1]. Фитонциды пеларгонии зональной повышают бактерицидную энергию воздуха. Основной механизм связан с образованием озонидов, благодаря чему молекула озона трансформируется при воздействии на биологические объекты в электронно-возбужденную молекулу кислорода, энергия которой в 3,2 раза выше обычной. Кроме того, при наличии в воздушной среде летучих фитоорганических продуктов не только снижается количество патогенной микрофлоры, но и уменьшется ее общее загрязнение. А также наличие фитонцидов пеларгонии зональной в воздухе помещений эффективно отпугивает насекомых. Биологически активные вещества, выделяемые пеларгонией зональной, имеют не только прямой эффект, но и косвенный, который положительно влияет на физическое состояние организма человека: проходят головные боли и мигрени, улучшается самочувствие у людей с острыми и хроническими инфекционно-воспалительными заболеваниями дыхательных путей и ЛОРорганов, нормализуется состояние нервной системы, проходит бессонница и др. Помимо этого, воздух насыщенный фитонцидами данного растения благоприятно влияет на психоэмоциональное состояние человека и на его психологическое здоровье. Искусственная ионизация воздуха влияет на положительную динамику процессов фотосинтеза и может быть оценена как фактор, стимулирующий процессы накопления фитомассы, интенсивности дыхания растений и процесса выделения фитоорганических веществ в воздух закрытых помещений при оптимальных метеоусловиях в активной фазе вегетации [3]. 1. Позднякова Т. А. Фармакогностическое изучение герани сибирской (gеranium sibiricum): диссертация на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук. Специальность: 14.04.02 – фармацевтическая химия, фармакогнозия. Курск, 2015. – 143 с. 2. Попова, М. А. Морфолого-анатомические особенности избранных видов рода Pelargonium L. / М. А. Попова, О. Н. Щепилова. — Текст : непосредственный, электронный // Юный ученый. — 2016. — № 3 (6). — С. 174176. — URL: https://moluch.ru/young/archive/6/355/ (дата обращения: 16.04.2020). 3. Саулова Т. А., Бас В. И., Кравченко О. С. Динамика фитонцидной активности растений в ионизированном воздухе фитомодуля // Решетневские чтения. Красноярск, 2018. С. 60 – 61. Студент _____________ О.С. Кравченко Руководитель ВКР ______________ Т.А. Саулова 70

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв