Ионы и организм: возьмите на заметку
Этот очерк посвящен весьма новому и еще спорному вопросу из области биологии и медицины. Несколько десятков ученых-энтузиастов полагают, что им удалось приподнять завесу над одной из сокровеннейших тайн природы.
[[MORE]]Но, как всегда бывает в новом деле, нет недостатка и в скептиках, которые упорствуют в своем утверждении, что атмосферные ионы, хотя и существуют, но не оказывают и не могут оказывать никакого влияния на живые существа. Так или иначе, вопрос этот интересен и заслуживает внимания читателей, но он труден для понимания, и нам придется начать издалека.
Аэроионы
Не все жидкости проводят электрический ток. Электропроводностью обладают только растворы и притом таких химических соединений (солей, кислот и щелочей), молекулы которых при растворении распадаются на электрически заряженные частицы. Примером может служить обыкновенная поваренная соль (хлористый натрий — NaCI). При растворении в воде значительная часть молекул этой соли распадается на положительно заряженные атомы натрия (Na+) и несущие отрицательный заряд атомыхлора (С1-). Эти заряженные электричеством атомы (или в некоторых других случаях группы атомов) называются ионами.
Если в ионизированный раствор соли погрузить две металлические пластинки, соединенные с полюсами электрической батареи, ионы с положительным зарядом (Na+) начнут притягиваться и передвигаться к отрицательно заряженной пластинке-катоду, в то время как переносчики отрицательного электричества ионы (С1-) будут перемещаться к другой пластинке, соединенной с анодом. Чем больше молекул растворенного вещества распалось на ионы и чем подвижнее образовавшиеся ионы,тем лучше данный раствор проводит электрический ток.
Ионы растворов были открыты шведским ученым Аррениусом еще во второй половине прошлого века; это открытие произвело настоящий переворот в физиологии — науке о жизненных процессах. Оказалось, что многие из тех ионов, которые постоянно содержатся в крови, в межклеточной и внутриклеточной жидкости, играют весьма важную роль в процессах обмена веществ, дыхания, нервной деятельности и пр. При недостатке или избытке этих ионов нарушаются и угасают нормальные отправления органов и всего организма.
Когда причина электропроводности растворов была выяснена, ученые обратились к вопросу об электропроводности газов. Давно было известно, что воздух (особенно влажный) не лишен некоторой способности проводитьэлектричество. Примером может служить следующее наблюдение. Заряженный и тщательно изолированный от земли электроскоп довольно скоро теряет свой заряд.
При данных условиях электроскоп может разрядиться только через окружающий его воздух. Значит, воздух действительно обладает свойством проводить электричество, хотя и в значительно меньшей степени, чем содержащие ионы растворы.
Это наблюдение поставило перед учеными дальнейший вопрос: не содержится ли в воздухе и в других газах каких-либо переносчиков электрических зарядов?
В конце минувшего века этот вопрос был разрешен германскими физиками — Эльстером и Гейтелем. Им удалось установить постоянное присутствие в воздухе особого рода заряженных частиц, названных атмосферными ионами, или аэроионами.
Ионизация воздуха под влиянием указанных сил происходит следующим образом. То одна, то другая газовая молекула теряет элементарный заряд отрицательного электричества — электрон. Такая молекула приобретает положительный заряд, притягивает к себе несколько соседних молекул газа (обычно около 10) и превращается в положительно заряженный аэроион. Выделившийся электрон также привлекает к себе несколько электрически нейтральных газовых молекул, что приводит к образованию аэроиона отрицательного знака. Атмосферные ионы такого рода называются легкими; они сравнительно быстро перемещаются в электрическом поле, легко отдают свой заряд окружающим предметам и, соединяясь с ионами противоположного знака, нейтрализуются.
Встречая на своем пути взвешенные в воздухе пылинки или капельки водяного пара, легкие аэроионы передают им свой заряд. Таким образом, возникают тяжелые атмосферные ионы, значительно менее подвижные и прочно удерживающие свой заряд.
Итак, в атмосфере существует четыре разновидности ионов: лёгкие (газовые) и тяжелые (твердые или капельные), те и другие с положительным или отрицательным электрическим зарядом. Общее количество атмосферных ионов невелико и очень изменчиво, так как зависит от многих условий: от географических и геологических особенностей местности, от непрерывно меняющихся метеорологических факторов — влажности, ветров, облачности, дождей, гроз и пр. В среднем количество ионов того и другого знака колеблется в пределах от 500 до 1000 в 1 смз воздуха. В сухом и чистом воздухе преобладают легкие аэроионы, во влажном или загрязненном пылью и дымом воздухе городов больше тяжелых ионов.
Как известно, земля заряжена отрицательным электричеством, а атмосфера с ее тучами и облаками несет положительный заряд.
Благодаря этому вблизи земной поверхности количество положительно заряженных аэроионов заметно больше (в среднем 750 на 1 см3), чем отрицательных (в г среднем 600 на 1 см3). На высоких горах, в ущельях, пещерах преобладание положительныхаэроионов выражено особенно
резко. Существуют, однако, и такие местности, где благодаря редкому сочетанию географических и метеорологических условий преобладают аэроионы отрицательного знака.