УДК 634.942:581.135 (477.60)

ФАКТОРЫ ДИНАМИКИ ФИТОНЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ В СИСТЕМАХ ЭКОДИЗАЙНА

 

FACTORS OF FITONTSIDAL ACTIVITY OF SPICY- AROMATIC PLANTS IN THE SYSTEMS OF EKODIZAYN

 

Саулова Т.А., Бас В.И.

(Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнёва г. Красноярск, РФ)

Saulova T.A., Bas V.I.

(Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, Russian Federation)

 

Обсуждены результаты исследований, доказывающих влияние искусственной ионизации воздуха на положительную динамику фитонцидной активности пряно-ароматических растений, используемых для фитодизайна.

The results of the studies, which prove the influence of the artificial ionization on the positive dynamics of the fitontsidal activity of the spicy-aromatic plant  for fitodizayn are discussed 

 

Ключевые слова: искусственная ионизация, бактерицидная активность, фитоорганические вещества, фитоионизация, токсичные вещества

Key words: artificial ionization, bactericidal activity, fitoorganic substances, fitoionization, the toxic substance

 

Авторы статьи ранее доказали положительное влияние фитоионизации (сочетания фитоаэрации эфирным маслом пихты сибирской и искусственной ионизации воздуха) на микрофлору воздушной среды, процессы осаждения пыли и других примесей в производственных и жилых помещениях, опубликованы результаты исследований, доказывающие повышение эффективности очистки воздуха от токсичных примесей в убежищах с использованием фитоионизации. Разработан оптимальный режим фитоионизации с применением эфирного масла пихты сибирской, моделирующий природные факторы воздушной среды хвойного леса [1, 2].

Доказана целесообразность использования фитоионизации воздуха в концентрациях отрицательных ионов кислорода воздуха в пределах допустимых значений, и эфирного масла не превышающих порог чувствительности человека к запаху [3-5].

Научный подход к дизайну интерьеров, охватывающий отечественный и зарубежный опыт, предполагает использование технологий оздоровления воздушной среды помещений – экодизайна. Шаг в будущее - вертикальное озеленение внутреннего пространства с использованием фитостен, фитокартин, фитомодулей. Это современное направление экодизайна  решает  сразу несколько задач: экономия пространства, времени на уход за растениями, гигиеничность за счёт применения гидропоники вместо грунта, высокие эстетические свойства. Немаловажным фактором является возможность использования фитонцидно-активных растений на вертикально ориентированной фитостене большой площади.  Использование фитостен, фитомодулей в сочетании с искусственной ионизацией воздуха существенно усиливает оздоровляющий эффект [1-5].

Цель настоящих исследований заключалась в определении влияния искусственной ионизации воздуха на изменение фитонцидной активности растений.

Известный способ вертикального озеленения помещений с помощью фитостен и фитомодулей с системой автополива несёт, в первую очередь, эстетическую функцию, экономя пространство и время, отводимое на уход за растениями.  Разработанное устройство фитоионизационная стена  «Фитоионика», решает, в первую очередь, функцию оздоровления воздушного пространства помещений, не пренебрегая эстетикой.

Принципиально устройство «Фитоионика» состоит из фитостены с фитонцидными растениями и встроенного униполярного коронного ионизатора, иглы которого, испускающие отрицательно заряженные аэроионы кислорода воздуха, размещены по периметру устройства и вдоль всех секций для растений [1].

Исследовательская часть заключалась в определении параметров очистки воздушной среды в одинаковых микроклиматических условиях в двух режимах: 1. Фитоаэрация; 2. Фитоаэрация + искусственная ионизация.

Для достижения необходимого эффекта оздоровления микроклимата помещений в фитостенах использовали сочетания фитонцидных растений (содержащих более 1% эфирного масла в общей фитомассе).

Фитонцидная активность изучалась методом газожидкостной хромотографии GC/MS c использованием системы «Agilent Technologies 6850 Series II» (Network GC System/5975B (VL MSD)). При этом экстракция легколетучих соединений осуществлялась из паровоздушного пространства на расстоянии 50 см от поверхности растений фитостены в трёх точках воздушно-сухих листьев с последующим хроматографическим разделением. Компоненты извлекали с помощью твердофазного микроэкстрактора фирмы Supelco™, который представляет собой шприц c размещенным внутри волокном с адсорбентом, на котором вещества накапливаются до необходимой концентрации. Состав экстрактов анализировали методом GC/MS c использованием системы «Agilent Technologies 6850 Series II» (Network GC System/5975B (VL MSD)). Разделение компонентов проводили на капиллярной колонке HP-5MS длиной 30 м с внутренним диаметром 0,25 мм и толщиной пленки неподвижной фазы 0,25 мкм. Условия хроматографического анализа задавались следующие: колонка (начальная температура – 40 °С) нагревалась со скоростью 10 °С/мин до 240 °С, выдержка – 8 мин, температура инжектора и детектора – 250 °С и 280 °С соответственно, скорость потока газа-носителя (гелия) – 0,5 мл/мин. Вещества идентифицировали методом сравнения экспериментальных масс-спектров со спектрами базы данных и оценивали относительное содержание по площади их пиков на хроматограмме. Учитывали только те компоненты, количество которых в пробах составило более 1% и определение которых не вызывало сомнений, а степени совпадения опытных масс-спектров с эталонными были в пределах 95–99%. Особенности использования в медицине, косметологии, парфюмерии, кулинарии определили по данным литературных источников. Для анализа фитонцидной активности использовали культуры микроорганизмов Sarcina lutea Goodsir (Ber), Bacillus megaterium de Bary, Pseudomonas fluorescens Migula, Escherichia coli Castellani and Chalmers. При оценке степени воздухоочистки пользовались установленными предельно допустимыми параметрами (СанПиН 2.2.4.1294-03 и ГОСТ 12.1.005-88).

Результаты исследований позволили сделать вывод об увеличении фитонцидной активности пряных растений (базилик, мелисса лимонная, мята, розмарин, шалфей, лаванда) в ионизированном воздухе при температуре 180С - 220С и относительной влажности 40-60%. Содержание отрицательных аэроионов фиксировалась в среднем в течение суток от 3∙104 до 5∙104 ионов/см3, что соответствует рекомендуемой СанПиН 2.2.4.1294-03  норме. Концентрация фитонцидов в воздухе составляла в среднем 23 мг/м3, что не превысило допустимой концентрации паров терпеноидов в воздухе - 10 мг/м3 (ГОСТ 12.1.005-88). При этом в полуденное время летом в природных условиях (воздухе хвойного леса) фиксировалось 6∙1048∙104 ионов/см3, а летучих компонентов    4,5 мг/м3 [2]. Загрязненный воздух преимущественно состоит из положительных ионов, что отрицательно сказывается на здоровье человека

В ионизированном воздухе (режим 1) запыленность воздуха в сравнении с контролем (режим 2) снижалась в 30-100 раз в течение суток. Таким образом, совмещение фитостены с ионизатором позволило приблизить свежесть воздуха к идеальным природным условиям.

Анализируя результаты исследований, можно сформулировать следующие выводы:

1. С целью создания экологически нормальной и эстетически современной среды жизнедеятельности в помещениях различного назначения целесообразно использование пряно-ароматических растений.

1. Фитонцидная активность растений усиливается в ионизированном воздухе при температуре 180С220С и относительной влажности 4060% в     1,7 раза, что подтверждает целесообразность использования фитоионизации в помещениях.

3. Загрязненный воздух преимущественно состоит из положительных ионов, что отрицательно сказывается на здоровье человека. Запыленность воздуха помещений с использованием пряных растений и ионизации в сравнении с контролем снижалась в 30-100 раз в течение суток.

4. На накопление и качественный состав летучих фитоорганических веществ влияют фаза вегетации, инсоляция, влажность, климатические условия, состав почвы, чистота воздуха, искусственная ионизация усилила фитонцидную активность растений.  

5. 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 обусловлена бактерицидным и антивирусным действием растений, а также их поглотительной и детоксицирующей способностью по отношению к загрязняющим веществам. По всей видимости, бактерицидное действие фитоорганических веществ вызвано их способностью повышать уровень естественной радиоактивности воздуха и его ионизацию. Искусственная ионизация способствует образованию в воздухе активных радикалов при возбуждении молекул ароматических веществ – компонентов фитоорганических веществ – 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 также возрастает бактерицидная активность воздуха. Кислород, лишенный электрических зарядов, неактивен. Свободные электроны, присоединяясь к молекулам кислорода, превращают их в отрицательно заряженные ионы.

Таким образом, сочетание фитостены с пряными растениями и ионизатора позволило создать экологически благоприятную среду жизнедеятельности и эстетически привлекательный интерьер, свежесть воздуха приблизилась к идеальным природным условиям.

 

Список использованных источников

1.  Саулова Т. А., Бас В. А. Использование фитоионизации в дизайне интерьера// Теоретические и прикладные исследования в области естественных, гуманитарных и технических наук: сб. ст. всерос. науч.-практ. конф. Прокопьевск, 2017. С.110-114.

2.  Саулова Т. А. Использование фитоионизации для очистки воздушной среды производственных помещений: дисс. на соискание учёной степени канд. техн. наук. Красноярск: СибГТУ, 2001. 216 с.

3.  Саулова Т. А., Бас В. А., Рогов В. А. Повышение эффективности работы системы воздухоочистки защитных сооружений гражданской обороны // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2016. № 1. С. 37-42.

4.  Саулова Т. А. Фитоионизация – эффективный способ очистки воздуха от техносферных загрязнений в нормальных и экстремальных условиях// Актуальные проблемы авиации и космонавтики: сб. ст. международн. науч.-практ. конф. Красноярск, 2017. С.110-114.

5.  Саулова Т. А., Бас В.И., Рогов В.А., Арипов У.А. Влияние фитоионизации воздуха на эффективность работы системы воздухоснабжения защитных сооружений гражданской обороны//Решетневские чтения. Материалы ХХ Юбилейной международной научно-практической конференции, посвящённой памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнёва. Красноярск, 2016. С. 298-300.