WWW.KONFERENCIYA.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Конференции, лекции

 

Pages:   || 2 | 3 |

«ШУНГИТЫ И БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА МАТЕРИАЛЫ ПЕРВОЙ ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ (3-5 октября 2006) Под редакцией д.т.н. Ю.К.Калинина Петрозаводск 2007 ...»

-- [ Страница 1 ] --

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

КАРЕЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС

ООО НПК «КАРБОН-ШУНГИТ»

ПРОМЫШЛЕННО-СТРОИТЕЛЬНАЯ КОМПАНИЯ ООО «АЛЬФА-ПОЛ»

ШУНГИТЫ И БЕЗОПАСНОСТЬ

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

МАТЕРИАЛЫ ПЕРВОЙ ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ

КОНФЕРЕНЦИИ

(3-5 октября 2006) Под редакцией д.т.н. Ю.К.Калинина Петрозаводск 2007 УДК Шунгиты и безопасность жизнедеятельности человека. Материалы Первой Всероссийской научнопрактической конференции. Петрозаводск:, 2007.

Шунгиты – горные породы, получившие свое название от карельского села Шуньга, первоначально привлекли к себе внимание как возможное энергетическое топливо. Но попытки их сжечь, к счастью, не увенчались успехом.

В XXI веке они входят в хозяйственную жизнь как многоцелевое сырье для различных отраслей и сфер жизнедеятельности – металлургии, химии, строительства, коммунального хозяйства и как показывает название конференции и тематика докладов – перспективный материал для решения многих сложных экологических проблем и улучшения среды обитания человека в современном плотно заселенном урбанизированном мире.

Это обусловлено уникальным комплексом свойств шунгитов.

Шунгиты – это:

- природный антиоксидант, способный повысить иммунитет человека по отношению ко многим серьезным заболеваниям;

- сорбент, очищающий воду и воздух от многих органических и неорганических соединений;

- катализатор, обеспечивающий разложение сорбированных органических веществ и восстановление сорбционных свойств;

- носитель широкого спектра микроэлементов и биологически активных веществ, интенсифицирующих биологические процессы в организме человека и животных;

- материал, активно взаимодействующий с электромагнитными полями различной природы (антропогенными высокочастотными, солнечными, геопатогенными, биополями) и нейтрализующий их негативное влияние.

Промышленные запасы шунгитов к началу XXI века обнаружены только в Карелии. На сегодняшний день это сугубо карельское полезное ископаемое. Учитывая географическую локальность распространения шунгитов и связанную с этим ограниченность их запасов необходимо предельно разумно и расчетливо распорядиться этим уникальным полезным ископаемым, направляя его применение в те сферы, где он максимально проявит свои полезные свойства. Конечно, в первую очередь это сфера обеспечения здоровья человека.

Этим вопросам и посвящается первая Всероссийская научно-практическая конференция «Шунгиты и безопасность жизнедеятельности человека».

В сборник включены материалы, заслушанные на конференции по вопросам использования шунгитов в создании материалов, средств защиты и помещений для обеспечения электромагнитной безопасности человека, использование шунгита для водоочистки и водоподготовки, об опыте использования шунгита в лечебной практике в подкормке животных.

СОДЕРЖАНИЕ

Калинин Ю.К. Экологический потенциал шунгита…………………………………………..

Рожкова Н.Н. Изменение свойств шунгитов, обусловленное взаимодействием с водой… Рыжов А.С., Гончаров Ю.Д., Поцелуева Л.Н. Применение магнезиально-шунгитовых сухих смесей в строительстве………………………………………………………………….

Сомов А.Ю. Объективные и субъективные проблемы электромагнитной безопасности сотовой связи…………………………………………………………………………………… Никитина В.Н., Гончаров Ю.Г., Ляшко Г.Г., Тимохова Г.Н., Калинина Н.И.

Магнезиально - шунгитовые строительные материалы. Направления научных исследований в области оптимизации среды обитания человека…………………………...

Лыньков Л.М., Борботько Т.В., Калинин Ю.К., Гузова Л.М. Исследование экранирующих свойств материалов на основе порошкообразного шунгита……………… Голофеевский В.Ю., Никитина В.Н., Калинина Н.И., Ващенков В.В., Дыдышко В.Т.

Оценка эффективности лечения сердечно-сосудистых больных в условиях больничной палаты с магнезиально-шунгитовым покрытием……………………………………………..

Сосюкин A.E., Оникиенко С.Б., Шорохов М.В., Калинин А.И., Калинин Ю.К., Земляной А.В., Баранов Г.А.

Защита от электромагнитного стресса путем использования экранизирующих свойств шунгитовой породы……………………………………………… Гончаров Ю. Д., Рыжов А.С., Сочеванов В.Н. Применение магнезиально-шунгитовых строительных материалов для нейтрализации геоактивных зон, гармонизации энергетической системы человека, изменения активности воды…………………………… Зуев В.В., Поцелуева Л.Н., Гончаров Ю.Д. Структура, энергетические параметры и свойства компонентов магнезиально-шунгитовых радиозащитных материалов…………..

Байдин Ф.Н., Никитина В.Н., Сафронов Н.Б. Исследование электрофизических характеристик магнезиально-шунгитовых композиционных материалов методом импульсной рефлектометрии…………………………………………………………………..

Ефимова Е.Н., Никитина В.Н., Рыжов А.С., Трусов В.И. Противокоррозионные свойства шунгита и шунгитсодержащих материалов………………………………………..

Подчайнов С.Ф. Минерал цеолит – умножитель полезных свойств шунгита……………...

Бутаковская Н.В., Тимофеева Л.М. Опыт использования шунгита в лечебных целях в ОАО санатория «Белые ключи»……………………………………………………………….



Ширинкин С.В. Использование шунгитовой пасты «Шунгирит» для наружного применения у больных с остеоартрозом различной локализации…………………………..

Ширинкин С.В., Мартыненко К.А. Использование шунгитовой пасты «Шунгирит» для наружного применения у больных с остеохондрозом позвоночника……………………… Ширинкин С.В. Применение шунгитового фуллереноподобного углерода в терапии бронхообструктивного синдрома………….………………………………………………… Тютюнник Н.Н.., Калинин Ю.К., Унжаков А.Р., Мелдо Х.И., Узенбаева Л.Б., Свечкина Е.Б., Болгов А.Е. Влияние минеральной добавки «шунгистим» на воспроизводство и морфо-биохимический статус песцов………………………………………………………… Калинин А.И., Семкович М.Я., Яковлев А.В. Процессы природного самоочищения воды и их моделирование……………………………………………………………………………… Панов П.Б, Калинин А.И., Сороколетова Е.Ф., Кравченко Е.В., Плахотская Ж.В., Андреев В.П. Использование шунгитов для очистки питьевой воды……………………….

Кузьмин Е.С., Кузьмин С.М. Изменение концентрации микроэлементов в воде при ее обработке в кипящем слое шунгита…………………………………………………………...

Новгородов П.Г. Бытовой шунгит – цеолитовый фильтр с активным углем "Таммах – 2" Богинский Л.C., Гузова Л.М., Саранце В.В., Повстяной А.Ю. Использование процессов сухого изостатического прессования для изготовления композиционных и порошковых материалов на основе порошков шунгита…………………………………………………….

Шевченко Н.М. Использование шунгита при озеленении городских территорий………… Дьяконова Т.В. Использование шунгита Зажогинского месторождения для профилактики микотоксикозов у птицы ……………………………………………………..

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ШУНГИТА

Шунгит - древняя углеродсодержащая порода с возрастом около 2 млрд. лет.

Шунгитовый углерод это твердый остаток древнейшей нефти, а шунгит Зажогинского месторождения – окаменевший органо-силикатный (силоксановый) гель. Порода получила свое название – «Шунгит» 130 лет назад, но до последнего времени не использовалась, т.е. не являлась полезным ископаемым. Активно входить в хозяйственную жизнь шунгит начинает только XXI веке.

Шунгит не находил применения в практике из-за своих необычных свойств. Как пример этого – история с использованием шунгита в качестве энергетического топлива. Шунгит в топках не горел. Не горел, потому что шунгитовый углерод обладает высокой активностью и реакционной способностью. Настолько высокой, что при нагреве ему нет необходимости забирать кислород из воздуха. Шунгит отнимает кислород у ближайших соседей – силикатных минералов, проявляя «антиоксидантные» свойства в термических процессах. Необычные свойства сообщает шунгитовому углероду и шунгитовым породам необычная особая (шунгитовая) структура углерода.

Шунгитовую структуру определяют как некристаллическую метастабильную неграфитируемую, глобулярную, фуллереноподобную. Главным элементом этой структуры является глобула с размерами 100-300 А0 (10-30 нанометров). Глобула имеет луковичную структуру и способность в небольших пределах изменять упорядоченность внутри фуллереноподобных слоев и расстояние между слоями. Это находит отражение в определении – «метастабильность структуры» шунгитового углерода. Структура самих глобул устойчива против фазовых переходов шунгитового углерода в другие типы кристаллического углерода – графит и алмаз.

Шунгит Зажогинского месторождения состоящий из 30% шунгитового углерода и 68% силикатов представляет собой наноструктурированный природный композит. Наноструктура такой породы определяет ее специфические свойства: сорбционные, каталитические, восстановительные (антиоксидантные), способность к саморегенерации.

Шунгит как сорбент характеризуется рядом положительных характеристик:

- высокой механической прочностью и малой истираемостью;

- высокой фильтрующей способностью (технологичностью, характеризуемой малым сопротивлением напору);

- способностью к сорбции многих веществ как органических (нефтепродуктов, бензола, фенола, пестицидов и др.), так и минеральных (железо, марганец, фосфор, мышьяк).

Шунгит способен чистить воду от нефтепродуктов до ПДК сброса воды в рыбохозяйственные водоемы. Этот эффект используется в шунгитовых фильтрах, установленных на МКАД и новых автотрассах.

Шунгит плотный материал с низкой пористостью, внутренней поверхностью значительно уступающей активированному углю. Поэтому правомочен вопрос – насколько эффективен шунгит как сорбент, как долго он может работать?

По данным работ выполненных в ВИМСе и Химико-технологическом университете им.

Менделеева шунгитовый сорбент проигрывает активированному углю на первом этапе, в течение первых 250 часов, а в дальнейшем начинает очищать раствор с более высокой и постоянной скоростью. Это объясняется каталитическими свойствами шунгита, способностью каталитически окислять сорбируемые органические вещества.

Шунгит как сильный восстановитель поглощает кислород из воды. В процессе химического взаимодействия с этим кислородом образуется атомарный кислород, являющийся сильнейшим окислителем и окисляющий сорбированные органические вещества до CO2 и H2O и освобождающий поверхность шунгита для новых актов сорбции.

Длительное действие шунгита по отношению к растворенным металлам объясняется тем, что металлы переводятся шунгитом в форму нерастворимых карбонатов. Этому способствует процесс окисления органических веществ до CO2.





Способность шунгита поглощать кислород, активно с ним взаимодействовать при комнатных температурах в воде и на воздухе имеет многочисленные практические подтверждения.

В воде санатория «Марциальные воды» (Республика Карелия), выходящей из шунгитовых толщ нет кислорода. Благодаря этому железо, присутствующее в воде в высоких концентрациях находится в двухвалентной растворимой форме. При выходе на поверхность и контакте с воздухом железо окисляется и выпадает в осадок в виде охры.

Это явление полностью моделируется в искусственных условиях. В сосуде с шунгитом и водой железо выделяется на стенке сосуда только выше слоя шунгита. Непосредственно из воды слоя шунгитовой засыпки железо не выпадает. Очевидно, что шунгит поглощает растворенный кислород и активнее, чем железо.

И.О. Крылов и А.В. Крылова приводят сведения о разложении на поверхности шунгита сорбируемых нефтепродуктов при комнатной температуре. Концентрация нефтепродуктов на шунгите после хранения в течение 4-х месяцев снизилась на 77,0-99,7% в зависимости от исходной концентрации. «Саморегенерация» шунгитов, по-видимому, явилась следствием каталитического окисления нефтепродуктов.

Высокие восстановительные, антиоксидантные свойства шунгита проявляются не только по отношению к кислороду. Исследования антиоксидатных свойств шунгита по отношению к хлорорганическим соединениям и свободным радикалам, выполненные в Московском университете и Военно-Медицинской Академии показали, что шунгит выводит свободные радикалы из воды в 30 раз лучше, чем активированный уголь и почти полностью. Это исключительно важное обстоятельство потому, что свободные радикалы, образующиеся при обработке воды хлором, оказывают крайне негативное влияние на организм человека и являются причиной многих серьезных заболеваний (сердечно-сосудистых, онкологических, а также диабета, патологий старения, атеросклероза). Регулярное потребление свободнорадикальных частиц с питьевой водой истощает биохимические механизмы организма и способствует развитию разнообразных патологий. Одним из направлений решения проблемы антиоксидантной защиты населения является поиск природных антиоксидантов и шунгит является эффективным природным антиоксидантом.

Исключительные антиоксидантные свойства шунгита должны быть предметом рассмотрения и использования этого материала в различных системах подготовки питьевой воды с целью улучшения ее качественных характеристик в направлении придания воде оздоровительных свойств.

Спектр оздоровительных свойств шунгита достаточно широк. Во-первых, шунгитовые воды издавна использовались для лечения кожных заболеваний. На территории Заонежского полуострова в Онежском озере есть источник «Три Ивана», который местное население чтило святым и лечиться к которому ездили из других регионов, несмотря на его труднодоступность.

Искусственные настои на шунгите также лечат заболевания кожи. В тульском НИИ «Новые медицинские технологии" выполнены исследования, показавшие, что шунгитовые препараты ускоряют обновление клеток и эпитализацию, обогащают клетки необходимыми питательными элементами, стимулируют циркуляцию крови и регенерацию клеток кожи, осуществляют купирование раздражения. Шунгитовые препараты обладают бактерицидным эффектом, снимают зуд, оказывают обезболивающее действие.

При использовании шунгитовых препаратов в корме поросят отмечен эффект полного излечения их от диареи. Применение шунгита в корме песцов по данным Института биологии Карельского научного центра РАН увеличило массу песцов, улучшило качество меха, способствовало сохранности щенков в помете и увеличило поголовье.

Введение шунгита в рацион цыплят – бройлеров выявило его способность компенсировать негативное влияние некачественных, зараженных микотоксинами кормов на рост птицы.

Шунгит рекомендован ВНИИТИ птицеводства птицефабрикам страны в качестве минеральной добавки для профилактики хронических микотоксикозов и стимуляции роста птицы.

Отмеченные свойства шунгита открывают возможности использования его в медицине (в частности, в дерматологии, стоматологии, гинекологии), в ветеринарии, животноводстве, птицеводстве.

Шунгит Зажогинского месторождения – электропроводный камень. Это свойство шунгита явилось базой для создания на его основе широкого класса электропроводных строительных материалов, обладающих радиоэкранирующими и радиопоглощающими свойствами.

Шунгитовые радиоэкранирующие материалы прошли всестороннее опробование на промышленных объектах для защиты электронной информации и показали себя надежными, долговечными, экологически чистыми и более безопасными, чем металлические экраны.

Тема защиты от электромагнитного смога становится все более актуальной. Это обуславливает приход в быт и хозяйственную практику электронной бытовой техники, средств связи, понимание вредного влияния на здоровье солнечных бурь и геопатогенных зон.

Шунгиты способные к взаимодействию с электромагнитными полями различной природы, обеспечивают защиту человека от вредного влияния этих излучений. Помещения экранированные шунгитовыми материалами снижают уровень облучения человека искусственными и природными источниками в сотни раз и создают условия для комфортного пребывания в них человека и восстановления здоровья. В палатах Военно-Медицинской Академии (г. Санкт-Петербург), экранированных шунгитом, выздоровление пациентов происходит значительно быстрее.

В Тульском НИИ «Новые медицинские технологии" показано, что наличие шунгитовых материалов вблизи источника излучений частот сотовой связи существенно ослабляет их влияние на организм.

В последние годы разработан ряд новых материалов на основе шунгита для защиты от электромагнитных излучений помещений (фирма «Альфа Пол» г. С-Петербург) и для индивидуальной защиты человека (Белоруссия).

Экологический потенциал шунгита весьма широк. Он реализуется в процессах очистки воды и воздуха, защиты человека от электромагнитных излучений различной природы, повышения иммунных характеристик человека и животных, в лечебных свойствах по отношению к широкому ряду заболеваний.

В конкретных практических выражениях это находит применение в фильтрах по подготовке питьевой воды и очистки стоков, в создании радиозащитных материалов и устройств, лечебно-восстановительных центрах шунгитотерапии, в сельском хозяйстве – ветеринарии, для улучшения качества кормов, производстве чистых природных «не химических удобрений».

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ШУНГИТОВ, ОБУСЛОВЛЕННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ С

Интерес к шунгитовым породам, как к перспективному углеродсодержащему сырью вырос в последние годы благодаря возможности активации наноразмерных элементов, составляющих основу структуры углерода шунгитов. Ограничение использования шунгитовых пород в традиционных для углеродных материалов технологиях, таких как адсорбенты, катализаторы и наполнители композиционных материалов, связано со значительными вариациями свойств шунгитов одинакового состава, а также с необходимостью решения экологических вопросов. Наночастицы (НЧ) углерода играют большую роль в биологических и геохимических процессах, оказывая неоднозначное влияние на экологическую обстановку (Пиотровский, 2006).

Шунгиты различных месторождений (Шуньга, Максово, Чеболакша и Нигозеро) характеризуются структурным подобием, но различием объемной морфологии, что обеспечивает им широкий диапазон полезных свойств, таких как пористость и удельная поверхность. Наибольшие величины поверхности и пористости могут быть получены при гидротермальной обработке, что согласуется с ролью воды в структурных преобразованиях углерода (Gogotsi et al, 2001). Несмотря на природную гидрофобность углерода, значительное количество воды инкапсулировано в шунгитовом углероде (2-7 в.%).

Потенциальные применения НЧ углерода, прежде всего биомедицинское, предполагают получение углерода в форме водных дисперсий. Стабильные водные дисперсии из гидрофобных НЧ, синтезированных в инертной атмосфере (фуллерены, нанотрубки, фуллереновая сажа, наноалмазы и нанографиты), можно получить только с помощью их модификации. Важная роль в стабилизации углеродных частиц в воде отводится кислородсодержащим группам на поверхности углерода и гидратации НЧ углерода. При растворении в воде дифильных частиц, к которым относятся НЧ шунгитового углерода, содержащих, наряду с неполярными участками заряженные функциональные группы, стабилизировать НЧ в воде можно, увеличивая концентрацию кислородсодержащих групп, и/или высвобождая подвижные углеродные структуры. Показано, что в шунгитовом углероде подвижными являются изогнутые графеновые пачки (Rozhkova, Gribanov, 2006).

Слабая изученность взаимодействия НЧ с водой объясняется сложностью определения небольших концентраций наноуглерода в воде и, высокой активностью НЧ, которая может проявляться при низких концентрациях. НЧ углерода активно используются для производства адсорбентов и фильтров при водоочистке и водоподготовке, а благодаря разработке способов получения водорастворимых, гидратированных НЧ углерода (Andrievsky et al, 1995) появилась возможность проведения исследований биологической активности и токсичности нативных фуллеренов и фуллереноподобных частиц. В тоже время характер взаимодействия НЧ с водой и связанные с ним эффекты гидратации остаются пока в значительной степени непонятными (Vogler, 1998).

В работе приведен анализ свойств шунгитов, на изменение которых влияет взаимодействие шунгитов с водой.

Изменение пористости и удельной поверхности, получение непроницаемых пленок Исследовали процесс активации шунгита в атмосфере водяного пара и пара (H 2O+CO2) при температуре 1048—1198 K. Эффективность активации оценивали по выгоранию углерода, его удельной поверхности и пористости (Rozhkova et al, 2001). Изменение пористой структуры активированного шунгита определено методами адсорбции, малоуглового рентгеновского рассеяния (МУРР), атомно-силовой (АСМ) и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Наблюдается увеличение удельной поверхности шунгита с 5-10 м 2/г до 502-544 м2/г, общей пористости и мезопористости при активации водяным паром. Развивается преимущественно открытая пористость, что подтверждается на снимках АСМ и ПЭМ (рис.1, 2).

Зерна шунгита, состоящие из блоков с характерным размером от 200 до 500 нм, (рис.1а), после обработки паром преобразуются в палочкообразные структуры длиной от 150 до 300 нм и диаметром от 50 до 70 нм (рис. 1б); средняя глубина трещин увеличивается от 37 нм – у исходных образцов, до 65 нм – у активированных. Наблюдается формирование сетки пор, о чем свидетельствует изменение фрактальной размерности с 2.2 для исходного шунгита до 1.88 и 1.74 для обработанного паром H2O и H2O+CO2, соответственно. Обнаружено появление характерного размера пор 25-30 нм, которого не было в исходных образцах.

Рис.1. АСМ-изображения морфоструктуры поверхности частиц порошка шунгита-I исходного Шунгит, обработанный в атмосфере H2O+CO2 характеризуется очень неоднородным сколом (рис. 2а), что свидетельствует об окислении частиц. Помимо развития пористой структуры при активации отмечено образование довольно однородной плотной бездефектной пленки толщиной до 20-30 нм (рис.2б).

Рис.2. Электронномикроскопические снимки тонких сколов шунгита, модифицированного в атмосфере H2O+CO2 при 775С (а,б): а- поверхность углерода, изрезанная каналами пор; бнепроницаемая углеродная пленка.

Стабильные водные дисперсии шунгита Кинетически стабильные водные дисперсии НЧ получены при обработке шунгита ультразвуком в воде. Многократная последовательная обработка позволяет удалить минеральные примеси из породы и уменьшить средний размер НЧ в дисперсии, при этом не происходит окисления углерода, что характерно для кислотной обработки при удалении минеральных примесей. Элементный состав дисперсии в сравнении с фуллереновой приведен в таблице. Удаление кремнезема было подтверждено с помощью рентгеновской дифракции (Рожкова и др., 2006).

Изменение элементного состава водных дисперсий шунгита при последовательной обработке Водную дисперсию высушивали на воздухе до формирования пленки на стекле, которую исследовали с помощью МУРР. Независимо от толщины пленки сохраняются два характерных размера кластера 7.7 нм и >30.1 нм.

Морфоструктура осадков характеризуется преобладанием частиц размерами 20-100 нм по данным ПЭМ (Рожкова и др. 2006). Пленки, полученные из водных коллоидов шунгита, представляют собой совокупность скоплений частиц, фрагментарно образующих сетки (рис.3а).

Частицы в большинстве своем имеют форму вытянутых глобул. Средний размер частиц в пленках составляет 62 нм (рис.3б).

Такого типа пленки образуются во влажной атмосфере на поверхности зерен свежеизмельченной шунгитовой породы, изменяя свойства шунгитов, прежде всего электрофизические.

Рис.3. РЭМ-изображение пленки, полученной из водной дисперсии шунгита (а) и АСМизображение водной дисперсии шунгита, осажденной на графитовую подложку (б).

Изменение электрофизических свойств Вода, инкапсулированная в наноразмерных порах шунгита, десорбируется за два температурных интервала: 20-110 0C (0.42 в.%) и 110-375 0C (4.15 в.%). При нагреве до 375 0C наблюдается разрушение объемных образцов, сопровождающееся незначительным изменением удельной поверхности и пористости, и ростом электропроводности (Zaidenberg, et al, 1996).

Ранее обнаруженные аномалии (скачки или пологие переходы) температурных зависимостей теплоемкости, теплопроводности, термоэдс и электропроводности шунгитового углерода, аналогичные, наблюдаемым на фуллеренах, связывали с близкими процессами, происходящими в глобулярном углероде шунгита и фуллереновых структурах (Парфеньева и др., 1994).

Нами высказано предположение, что аномалии температурных зависимостей шунгитового углерода связаны с затрудненной десорбцией воды из нанопор. Это предположение было проверено на температурной зависимости электропроводности.

На температурной зависимости электропроводности () шунгита I при понижении температуры от 300 до 77 K обнаруживается аномалия в районе 180 K, аналогично структурным фазовым переходам фуллеренов (при 260 K) и с изменением характера вращения углеродных молекул (при 160-180 К). Однако, на шунгите наблюдается гистерезис (T): при нагревании аномалии не проявляются. Удаление воды (прогрев при 375 0C) приводит к исчезновению ранее наблюдаемой аномалии.

Взаимодействие шунгита с водой инициирует подвижность наноструктурных составляющих углерода, что приводит к появлению новых структурных образований и изменению свойств шунгита.

В результате активации водяным паром формируются два типа углеродных структур: с высокой общей пористостью, преимущественно мезопористостью (средний размер пор 25- нм) и развитой поверхностью (более 500 м 2/г). Поры образуют разветвленную сетку (уменьшение фрактальной размерности до 1.7). Вторая структура – пленочная, толщина пленки 20-30 нм, пленка однородная, бездефектная.

Стабильные водные дисперсии шунгита, полученные многократной последовательной обработкой шунгита ультразвуком, не содержат минеральных примесей. Полученные из них пленки представляют собой совокупность скоплений частиц, фрагментарно образующих сетки.

Наиболее характерные размеры кластеров, формирующих структуру пленки, составляют - 7. нм и >30.1 нм.

Высокая влажность может стать причиной формирования пленок, изменяющих морфологию и свойства шунгитов.

Вода в нанопорах углерода является причиной аномалии температурной зависимости электропроводности углерода шунгитов.

Выражаю благодарость Голубеву Е..А и Ковалевскому В.В. за получение АСМ и ПЭМ изображений, Сиклицкому В.И. и. Яговкиной М.А. за проведение МУРР.

Работа поддержана Министерством экономического развития РК, N7-06.

ЛИТЕРАТУРА

Парфеньева Л.С. и др. Электропроводность шунгитового углерода,//ФТТ, 1994, т.36,N1, с. 234- Пиотровский Л.Б. Фуллерены в биологии и медицине: проблемы и перспективы//Фундаментальные направления молекулярной медицины: Сб.статей.Спб.: Росток, 2005.-С.195-268.

Рожкова Н.Н. и др. Стабилизация водных дисперсий нанокластеров шунгитового углерода//Сб. научных трудов «Фуллерены и фуллереноподобные структуры в конденсированных средах.Минск. 2006.С.63.68.

Andrievsky G.V. et al. On the production of an aqueous colloidal solution of fullerenes //J.Chem.Soc.,Chem.Commun. 1995. V.12. P.1281-1282.

Gogotsi, Y., et al. In situ multiphase fluid experiments in hydrothermal carbon nanotubes//Applied Physics Letters V79.-2001-N7-P.1021- Rozhkova N.N., et al. Activation of shungite carbon/ Ред. П.А. Витязь и др. Фуллерены и фуллеренсодержащие материалы: Сб. научн. тр. - Мн.: УП «Технопринт».- 2001. -С.27- Rozhkova N.N., A.V.Gribanov. On structural units of shungite carbon.//An International conference on Carbon at the Robert Gordon University, Aberdeen, Scotland, 2006. Extended abstract-CD-1P71.

Rozhkova N. N. et al. Structural modification of shungite carbon//ibid.p.280. Extended abstract-CD-3P54.

Vogler E.A. Advances in Colloid and Interface Science. N74-1998-P. 69;

Zaidenberg, A.Z et al.Physical chemical model of fullerene-like shungite carbon//Mol Mat. 1996.V8. P.107-110.

ПРИМЕНЕНИЕ МАГНЕЗИАЛЬНО-ШУНГИТОВЫХ СУХИХ СМЕСЕЙ В

СТРОИТЕЛЬСТВЕ

В области прикладной наук

и о вяжущих материалах магнезиальное вяжущее (историческое название - цемент Сорреля по фамилии французского ученого-изобретателя) имеет свое определенное место Исходя из наиболее общей классификации по области применения – цемент Сореля относится к I классу вяжущих, так же как и портландцемент и его разновидности и является материалом общестроительного назначения (Кузнецова, Сычов и др., 1997).

В отличие от других вяжущих, которые твердеют за счет гидратационных процессов при взаимодействии исходных дисперсных фаз с водой с образованием соответствующих кристаллогидратов, цемент Сорреля, т.е. сочетание порошка оксида магния с водным раствором хлористого магния, образует полимерную структуру в результате фазовых взаимодействий в системе МgО - МgСl2 – Н2О с образованием гидрооксихлоридов магния, имеющих спутанноволокнистую микроструктуру.

Магнезиальный цемент стали применять уже в конце XIX начале XX века, в основном, для изготовления ксилолитовых полов (ксилолит древесный камень), а также облицовочных плиток и малых архитектурных форм. Ксилолит изготавливался на основе магнезиального вяжущего, заполнителем в котором являлись древесные опилки.

Широкий размах индустриального и гражданского строительства в последующие годы требовал дешевых строительных материалов и, как правило, в очень больших объемах, а также простых технологических приемов работы, чему удовлетворяло другое вяжущее портландцемент. И на некоторое время магнезиальное вяжущее было фактически предано забвению. Этому способствовал и ряд других причин, например, отсутствие достаточной теоретической базы в науке о строительных материалах.

В начале 90-х годов вновь появился интерес к магнезиальному вяжущему. Немало этому способствовали такие уникальные свойства этого материала, как ценные экологические характеристики, а именно способность защиты от электромагнитных излучений радиочастотного диапазона, антиэлектростатические свойства, искробезопасность и негорючесть.

Магнезиальное вяжущее и материалы на его основе обладают высокими прочностными характеристиками, приближающимися по своим значениям к природным материалам. Но что еще важнее, в отличие от природных материалов, магнезиальный цемент имеет аномально высокие показатели по прочности на растяжение и изгиб (до 20 МПа и выше), что связано с особенностями затвердевшего магнезита, в котором присутствуют кристаллизующиеся в виде волокон оксихлориды магния. Волокнистые кристаллы не только повышают прочность цемента, но и действуют как армирующий материал.

Материалы на основе магнезиального вяжущего обладают очень высокой, в отличие от других вяжущих, адгезией не только к минеральным, но и к органическим веществам. Из-за высокой плотности материала, малой щелочности и присутствия в составе магнезиальных цементов минерала бишофита органические заполнители в них не гниют. По данным предварительных исследований микробного загрязнения и устойчивости к плесневым грибам, выполненным Химико-фармацевтической академией Санкт-Петербурга, магнезиальношунгитовые материалы обладают устойчивостью к культурам грибов, что позволяет сделать предположение о возможной бактерицидности этих материалов.

При использовании магнезиального вяжущего в строительных смесях, особенно с добавками силикатов магния, образуется плотный беспоровый материал, обладающий высокой износостойкостью, масло- и бензостойкостью и водонепроницаемостью.

К достоинствам магнезиального цемента следует также отнести быстрый темп нарастания прочности. Обычно в возрасте одних суток прочность бетонов и растворов достигает 30-50%, а в возрасте 7 суток 60-90% от максимального значения. В отличие от магнезиальных, цементные бетоны и растворы на основе портландцемента, как известно, имеют замедленное твердение, неоднородный состав и конгломератное строение.

Поэтому традиционные бетонные покрытия полов не удовлетворяют современным стандартам по износостойкости и трещиностойкости. Образующиеся в процессе гидратации кристаллические и коллоидные новообразования с течением времени высыхают и уплотняются, что сопровождается усадкой цементного камня (Кузнецова, Сычев и др., 1997).

ООО «Альфа-Пол», созданная в 1997 году, стала первой российской фирмой, освоившей массовый выпуск самовыравнивающихся, готовых к использованию сухих растворных смесей на магнезиальном и гипсовом вяжущих. Мы первые в России освоили в 2002 году выпуск искробезопасных магнезиальных готовых смесей. В 2003 году освоили промышленный выпуск антиэлектростатических покрытий на магнезиальном вяжущем, в 2004 году - магнезиально – шунгитовых экранирующих покрытий.

Новое поколение материалов ТМ «Альфа-Пол» не просто улучшает технологию, безопасность и качество строительства, а принципиально меняет сложившееся стереотипное отношение людей к обеспечению экологической безопасности жилых помещений и охране труда на рабочих местах. Применение шунгитсодержащих покрытий впервые дает реальную возможность в практике строительства создать коллективные средства защиты населения и работающего персонала от радона, геопатогенных излучений, статического электричества, электромагнитных полей и электромагнитного терроризма без применения металлических экранов.

Материалы не содержат портландцемента и других, вредных для здоровья человека веществ, удовлетворяют современным требованиям по гигиене и комфорту в жилых и производственных помещениях. Смеси предназначены для устройства экологически чистых, долговечных и прочных покрытий пола (стен, потолков) а также реставрации находящихся в эксплуатации бетонных полов предприятий различного назначения.

Материалы, разработанные компанией, обладают уникальными строительными свойствами, которые подтверждены испытаниями, выполненными аккредитованными лабораториями: например, ИЦ «Прочность» ПГУПС, Независимый ИЦ ВНИИПО МВД РФ, СПб, ГУ СПб НИИРГ МЗРФ и др., защищены патентом № 2233255.

Уникальность продукции фирмы определяют комбинации свойств входящих в их состав природных минералов: магнезита, шунгита, бишофита и натуральных заполнителей.

Варьированием состава создается искусственный камень, и достигаются:

- быстрый набор прочности, безусадочность, высокая прочность, трещиностойкость, высокая адгезия к различным основаниям;

- искробезопасность, негорючесть, ударопрочность, износоустойчивость;

- стойкость к воздействию нефтяного топлива, смазочных масел и органических растворителей, стойкость к поражению грибком-микромицетом;

- защита от электромагнитного излучения, радона, неблагоприятных факторов геоактивных зон, статического электричества и рентгеновского излучения.

1 Согласно (Пащенко, 1986) и данным лаборатории «Альфа Пол».

Отдельным направлением деятельности фирмы является создание и выпуск гипсовых ровнителей пола и штукатурок. Особым спросом у строителей пользуются гипсовые самовыравнивающиеся стяжки пола и штукатурные составы для машинного нанесения. Они технологичны, не подвержены трещинообразованию и наилучшим образом поддерживают климатический режим в помещениях.

Выпуск качественной продукции обеспечивается применением высокотехнологичного смесительного оборудования, который обслуживает квалифицированный персонал.

Повседневный контроль качества продукции осуществляется собственной аккредитованной испытательной лабораторией. В 2005 году в компании создан исследовательский испытательный центр защиты от электромагнитных полей, который обеспечивает научное сопровождение новейших разработок и осуществляет техническое обоснование и оценку эффективности применения экранов. Научный потенциал фирмы составляют доктор медицинских наук и 4 кандидата медицинских, химических и технических наук. Рецептура составов защищена патентом РФ № 2233255, полученным ООО «Альфа-Пол» на сухие строительные смеси. Фирма постоянно участвует в конкурсах, выставках строительных товаров и услуг. В 2005 году продукция ООО «Альфа-Пол» в программе «100 лучших товаров России»

удостоена звания НОВИНКА ГОДА. Высокое качество продукции подтверждается постоянными клиентами в регионах России, а также Украине, Белоруссии, Казахстане, Литве.

Ниже приведены (в таблице 1) основные параметры и характеристики базовых магнезиальных растворных смесей, выпускаемых фирмой ООО «Альфа-Пол».

Основные параметры и характеристики базовых магнезиальных растворных смесей Предел прочности при изгибе, МПа, не менее Предел прочности при сжатии, МПа, не менее Прочность сцепления с бетоном (адгезия), МПа, не менее Дисперсность сухой смеси, (фракция, макс, мм) Обязательная сертификация в области пожарной безопасности Параметры безопасности Соответствуют Соответствуют СанПиН 2.1.2.729- Транспортировка любыми видами допуская попадания воды Основные параметры и характеристики базовых магнезиальных бетонных смесей Марка по удобоукладываемости П Прочность сцепления с бетоном (адгезия), МПа, не менее Дисперсность сухой смеси, (фракция, макс, мм) Обязательная сертификация в области пожарной безопасности Параметры безопасности Соответствуют Соответствуют СанПиН 2.1.2.729- Транспортировка любыми видами допуская попадания воды Из приведенных в таблицах составов можно указать на два конкретных магнезиальношунгитовых состава, которые являются защитными экранирующими материалами от ЭМИ. Это «АльфаПол АМШ»- сухая растворная смесь и «АльфаПол АБШ»- сухая бетонная смесь.

Разработана также сухая штукатурная смесь «АльфаПол ШТ-1», имеющая аналогичные защитные функции.

Преимущества магнезиально-шунгитовых строительных смесей Снижают уровни электромагнитных излучений радиочастот диапазона 10 кГц- 39 ГГц, электрических полей 50 Гц;

Не снижают уровень естественного магнитного поля Земли в экранированных помещениях;

Не накапливают статическое электричество;

Обладают повышенной адгезией к любым основаниям, высокопрочные материалы, относятся к категории непылящих и негорючих;

Служит одновременно ровнителем бетонного основания и покрытием пола.

Объекты применения Объектами применения продукции ООО «Альфа-Пол» являются атомные электростанции, хранилища вооружений и военной техники, склады, терминалы, медицинские, спортивные и детские учреждения, жилые и офисные помещения, реабилитационные центры, помещения строгой секретности в госучреждениях, банках, зернохранилища, холодильные камеры, архивы, поточные линии предприятий, цеха, депо и другие объекты министерств и ведомств России. Специальные магнезиально - шунгитовые смеси рекомендованы прежде всего для МИД, МЧС, МВД, ФСБ, ФАПСИ, Минобороны, Минатома, Минздрава, Минтранса, Минпромнауки, Минэнерго, Минсельхоза, Госкомрыболовства, Госстроя, Спецстроя, Росгидромета, предприятий оборонно-промышленного комплекса.

Экранирующие и антиэлектростатические составы рекомендуются к применению на предприятиях электронной и радиотехнической промышленности, узлах связи, особо чистых производствах, в медицинских учреждениях, санаториях, домах отдыха, на атомных и электростанциях, в домах, построенных на тектонических разломах, вблизи высоковольтных линий электропередач передающих радиотехнических объектов.

Таким образом можно констатировать, что разработан новый класс строительных материалов, позволяющий обеспечит защиту населения от электромагнитных излучений в жилых домах, на рабочих местах, а также защитить важные стратегические объекты.

ЛИТЕРАТУРА

Кузнецова Т.В., Сычов М.М. и др. Специальные цементы.СПб, 1997, Пащенко А.А. Вяжущие материалы. Киев, 1986.

ОБЪЕКТИВНЫЕ И СУБЪЕКТИВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ СОТОВОЙ СВЯЗИ

Масштабное распространение сотовой связи требует однозначной санитарногигиенической оценки. К сожалению, действующие в нашей стране и за рубежом нормативноправовые акты регулирования воздействия ЭМИ, создаваемого системами сотовой связи, неадекватно отражают сущность происходящих перемен, являются по ряду своих положений спорными и противоречивыми.

С 1 июня 2003 г. в РФ введены в действие санитарно-эпидемиологические правила и нормативы «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03». К несомненным достоинствам этих правил следует отнести положения, рекомендующие населению максимально возможно сократить время пользования мобильной радиостанцией; ограничить возможность использования подвижных радиостанций лицами, не достигшими 18 лет, женщинами в период беременности, людьми, имеющими имплантированные водители ритмов. С другой стороны, указанный документ устанавливает самые жесткие в мире ограничения на максимальный уровень ЭМИ абонентского аппарата - 100 мкВт/см 2. Проведенные в Саратовском госуниверситете измерения уровней ЭМИ 48 абонентских аппаратов показали, что ни один из них не удовлетворяет этим требованиям. Результаты проведенных измерений были подтверждены совместной экспертизой сотовых телефонов на их соответствие требованиям СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190–03, выполненной Испытательной лабораторией Центра электромагнитной безопасности (г. Москва) и Лабораторией электромагнитных полей ГУ НИИ Медицины труда.

Рассматривая введенные гигиенические нормативы, необходимо отметить, что в России в качестве предельно допустимого принимается уровень воздействия ЭМИ, который не вызывает у человека даже временного нарушения состояния организма (включая репродуктивную функцию), а также напряжения защитных механизмов ни в ближайшем, ни в отдаленном периоде времени. При этом в качестве предельно допустимых уровней - ПДУ принимается дробная величина от уровня ЭМИ, способного вызвать какие-либо изменения состояния организма человека. За рубежом при определении предельно допустимого уровня исходят из значений ЭМИ, способных вызвать доказуемо опасные последствия воздействия.

Т.е. российские нормативы можно считать более гуманными. Поэтому в настоящее время все большее количество зарубежных специалистов поддерживают российские принципы гигиенического нормирования. Во всем мире намечается сближение стандартов различных стран в области электромагнитной безопасности.

Говоря о конкретном гигиеническом нормативе, введенным в России для абонентских аппаратов, следует отметить, что предельно допустимый уровень воздействия в нем ( мкВт/см2) был определен исходя из условия ежедневного пользования абонентским аппаратом в течение 60 минут на протяжении 50 лет. Это соответствует 1800 минутам в месяц и является по данным операторов огромным и практически не используемым временем.

Следует также учитывать, что из всех видов мобильной связи сотовая является самой безопасной. Это обеспечивается достаточным количеством базовых станций и наличием системы регулирования мощности абонентского аппарата. В этом случае основным критерием «экологичности» абонентского аппарата становится эффективность работы системы регулирования мощности, а уровень воздействия ЭМИ определяется расстоянием от абонента до базовой станции.

Исследования показали, что при учете всех звонков в зоне обслуживания сети средний уровень воздействия абонентских аппаратов в стандарте GSM лежит в пределах 70- мкВт/см2, в стандарте CDMA 15-20 мкВт/см2). В центральных районах крупных городов средний уровень воздействия радиотелефонов стандарта GSM составляет 20-25 мкВт/см2, в стандарте CDMA 4-5 мкВт/см2. В стандарте GSM количество соединений, при которых уровень ЭМИ превышает 100 мкВт/см2 составляет 9%, в стандарте CDMA – 3 %. Причем подавляющее большинство из этих звонков приходятся на звонки из автомобиля в движении и с дачных участков.

Результаты проведенных измерений показывают, что решающую роль в уменьшении риска воздействия ЭМИ, создаваемого системами сотовой связи должен сыграть научнотехнический прогресс. Далеко еще не исчерпаны возможности по уменьшению риска воздействия ЭМИ существующих на данный момент сетей сотовой связи. В первую очередь, это касается оптимизации частотно-территориальных планов сетей сотовой связи. В принципе и сами операторы заинтересованы в уменьшении ЭМИ абонентского аппарата, поскольку это позволяет увеличить срок службы батареи, уменьшить энергопотребление сети и уровень помех. Однако когда встает вопрос выбора: меньший уровень воздействия ЭМИ на абонента либо хорошая связь и устойчивая работа сети, «интеллектуальная» система сети сотовой связи выбирает последнее. И это понятно, поскольку воздействие ЭМИ человек не чувствует, а за плохую связь он заставит оператора ответить.

Административные меры ограничительного и запретительного характера не принесут желаемых конкретных результатов. Поэтому основной акцент в концепции нормативноправовых актов следует сосредоточить на мерах предупредительного характера, позволяющих каждому человеку реализовать право добровольного выбора приемлемого для себя риска воздействия ЭМИ /3,4/. В связи с этим при разработке этой системы мероприятий по обеспечению электромагнитной безопасности сотовой связи необходимо использование методологии добровольного и вынужденного экологического риска.

Решающую роль в обеспечении безопасности населения в условиях воздействия ЭМИ, создаваемого сотовой связью, должен сыграть научно-технический прогресс. Учитывая, что основной задачей системы электромагнитной безопасности станет перевод риска вынужденного в риск добровольный, в настоящее время необходимо определить технические требования к сотовому телефону, позволяющие пользователю радиотелефона самостоятельно выбирать и контролировать уровень воздействия ЭМИ. В первую очередь, это будет касаться возможности контроля экспозиции, контроля системы динамической регулировки мощности излучения и возможности самостоятельной регулировки уровня воздействия.

Проведенные в Саратовском государственном университете исследования показывают, что оптимизация работы сети сотовой связи в стандарте GSM уже сейчас может позволить уменьшить уровень воздействия ЭМИ абонентской станции на 3-4 дБ. Однако не все здесь зависит от операторов. Передаваемые им в пользование полосы частот не отличаются «чистотой», в результате абонентский аппарат для обеспечения устойчивой связи в условиях помехи вынужден использовать более высокий уровень мощности. Необходимо также отметить, что в настоящее время возможности операторов по оптимальному частотнотерриториальному планированию ограничены. Несмотря на то, что сотовые сети стали существенной частью городской инфраструктуры, градостроительные планы не учитывают потребности операторов в строительстве и размещении базовых станций. К тому же часть населения неадекватно реагирует на расширении сети базовых станций. В этой ситуации необходимо объяснить населению, что расширение сети базовых станций ведет к уменьшению уровня воздействия ЭМИ как абонентских, так и базовых станций.

Воздействие ЭМИ базовых станций, в отличие от носимого радиотелефона, является типичным примером вынужденного экологического риска. В этом случае при регулировании воздействия ЭМИ предпочтение следует отдать административным (нормативно-правовым) механизмам регулирования. В отличие от абонентских аппаратов вопросы гигиенической регламентации воздействия электромагнитных полей, создаваемыми базовыми станциями не вызывают беспокойства. В районах размещения базовых станций уровень ЭМИ значительно ниже ПДУ (10 мкВт/см 2). Несмотря на это, при размещении базовых станций сотовой связи во всех регионах страны по-прежнему возникают многочисленные конфликты населения с операторами, вызванными опасениями за здоровье. Большинство конфликтов вызвано опасениями за возможные последствия для здоровья. В России данная ситуация усугубляется относительно высоким уровнем недоверия не только коммерческим, но и государственным структурам, уверенностью значительной части населения в коррумпированности контролирующих органов.

В этих условиях операторам сотовой связи необходимо обладать навыками диалога с населением, а не игнорировать общественное мнение, используя рычаги административного воздействия, что обычно ведет к обострению конфликта. Решения этой проблемы требует системной и корректной информационно-просветительской работы.

Далеко не все в снижении риска уровня воздействия ЭМИ сотовой связи для пользователей и населения в целом зависит от операторов. Многое зависит от восприятия населением данного риска, культуры пользования сотовой связью. К сожалению, именно проблеме восприятия населением риска пользования и расширения сетей сотовой связи в последние годы уделялось недостаточно внимания. Вместе с тем, особенно в условиях научной неопределенности, восприятие возможного риска населением может значительно отличаться от экспертной оценки данного риска.

Исследования проведены при поддержке РГНФ (проект № 05-06-06103а).

МАГНЕЗИАЛЬНО - ШУНГИТОВЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. НАПРАВЛЕНИЯ

НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ОПТИМИЗАЦИИ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ

ЧЕЛОВЕКА

В.Н. Никитина, Ю.Г. Гончаров, Г.Г. Ляшко, Г.Н. Тимохова, Н.И. Калинина Компания ООО «Альфа-Пол» создана в 1997 году и стала первой российской фирмой, освоившей массовый выпуск самовыравнивающихся, готовых к использованию сухих растворных смесей на магнезиальном и гипсовом вяжущих. Стратегическое направление деятельности компании «Альфа-Пол» - разработка и использование для отделки помещений и зданий, безопасных для здоровья человека материалов - бесцементных сухих строительных смесей (более 20 наименований). Технологи фирмы полностью исключили из состава смесей портландцемент, заменив его на более перспективные вяжущие – гипс и магнезит. В результате были созданы материалы, отвечающие современной технологии строительства и способствующие сохранению здоровья населения. Структура компании: управление, подразделение менеджмента, производство сухих строительных смесей; строительное подразделение. В 2005 году в составе компании был организован Испытательный исследовательский центр (далее ИИЦ) по защите от электромагнитных полей.

Защита от электромагнитных полей Наблюдаются устойчивые тенденции роста числа источников электромагнитных полей (ЭМП), увеличение мощности технических средств, многообразие областей их применения, максимальное приближение излучающих устройств к человеку. Это обусловило существенное увеличение энергетической экспозиции ЭМП, воздействующей на персонал и население. В условиях крупных городов источниками электромагнитных полей радиочастотного диапазона являются радиоцентры связи, вещания, телевидения, радиолокационные станции, средства сухопутной подвижной радиосвязи. При этом антенны радиопередающих объектов (ПРТО) размещаются на, школах, жилых и общественных зданиях и на отдельно стоящих опорах и мачтах. Воздушные линии электропередачи и подстанции создают ЭМП промышленной частоты. Источниками электромагнитных полей широкого спектра частот являются персональные компьютеры и электробытовые приборы. В процессе профессиональной деятельности используется разнообразное промышленное технологическое и медицинское оборудование и приборы для научных целей. Известна высокая биологическая активность электромагнитных излучений. Исследования по оценке опасности для здоровья людей электромагнитных полей малой интенсивности проводятся многие десятилетия.

Фундаментальные исследования в этом направлении были выполнены в Советском Союзе.

Клиника заболевания, связанного с воздействием электромагнитных излучений малой интенсивности, проявляется в виде пограничных нервно-психических расстройств в сочетании с синдромом вегетативной дистонии, с характерными субъективными расстройствами, нарушениями центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, желудочно-кишечного тракта, репродуктивной функции, иммунного статуса, изменениями биохимических и гематологических показателей крови. В зависимости от стадии заболевания, выявленные нарушения могут носить стойкий характер и не исчезать после прекращения контакта с ЭМП. К отдаленным эффектам хронического воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона следует отнести негативное влияние на потомство и синдром раннего старения организма. Поэтому актуальность проблемы защиты человека от ЭМП несомненна и создание на базе компании Испытательного исследовательского центра защиты от электромагнитных полей было логичным шагом руководства компании. Центр осуществляет научное сопровождение продукции, выпускаемой фирмой. ИИЦ оснащен современными приборами измерителями электромагнитных полей широкого спектра частот и генераторами электромагнитных излучений, прошел аккредитацию в Системе аккредитации аналитических лабораторий и требований ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025 на техническую компетентность.

Одним из основных направлений деятельности ИИЦ является проведение и организация исследований по изучению радиоэкранирующих свойств выпускаемых компанией магнезиально-шунгитовых строительных материалов (МШСМ). До проведения таких исследований фирма не располагала необходимой информацией и не ясна была область применения материалов и, соответственно, невозможна активная работа по их внедрению. Была разработана программа исследований материалов по двум основным направлениям: изучение их радиоэкранирующих свойств и электрофизических характеристик. В соответствии с разработанной программой на первом этапе на базе ИИЦ были исследованы и получены коэффициенты экранирования более десяти образцов экранирующих материалов «Альфапол ШТ-1» различного конструктивного исполнения (панели, кубы с различной длиной ребра). На втором этапе с учетом полученных данных и совместно с сотрудниками аккредитованных лабораторий других организаций разрабатывалась программа дальнейших испытаний материалов. На сегодня проведены испытания сухой магнезиально-шунгитовой штукатурной смеси «Альфапол ШТ-1», бетонной смеси «Альфапол АБШ». Смеси экранируют электромагнитные поля в диапазоне частот от 10 кГц до 34,5 ГГц. Исследования экранирующих свойств «Альфапол ШТ-1» были выполнены в аккредитованных лабораториях СевероЗападного научного центра гигиены и общественного здоровья МЗ РФ, Санкт-Петербургского государственного морского технического университета, Санкт-Петербургского филиала Федерального государственного унитарного предприятия «Научно-технический центр «Атлас», Научно-испытательного центра Центрального полигона МО РФ. Испытания проведены как в лабораторных, так и в натурных условиях при эксплуатации передатчиков связи и радиолокационных станций. Испытания показали, что эффективность экранирования зависит от частотного диапазона электромагнитных излучений. В таблице представлены коэффициенты экранирования ЭМП материалом «Альфапол ШТ-1» при толщине слоя штукатурки 15 мм.

Материал экранирует электрические поля частотой 50 Гц. Эффективность экранирования составляет 37,2 дБ (73 раза). При исследовании электрофизических характеристик показано, что МШСМ обладает преимущественно радиопоглощающими свойствами. Испытания показали, что смесь «Альфапол АК» обеспечивает снижение объемного электрического сопротивления существенно ниже 10 7 Ом-м (до 103 Ом-м), установленного ГОСТ 12.4.124-83 «Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования». Материал удовлетворяет требованиям указанного ГОСТа, предъявляемым к средствам защиты от статического электричества. Антиэлектростатическими свойствами обладает также сухая магнезиально-шунгитовая бетонная смесь «Альфапол АВШ».

Проведенные испытания позволили определить основные области применения материалов, направления дальнейших исследований. С учетом результатов испытаний в соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» проведена санитарно-эпидемиологическая экспертиза материалов и получено санитарноэпидемиологическое заключение. Материалы рекомендованы к применению Российским Национальным комитетом по защите от неионизирующих излучений.

Показанием к применению магнезиально-шунгитовых экранирующих материалов является превышение предельно допустимых уровней электромагнитных полей на рабочих местах персонала, профессионально связанного с обслуживанием и эксплуатацией источников ЭМП радиочастот, электрических полей 50 Гц, статических электрических полей; превышение предельно допустимых уровней электромагнитных излучений на селитебных территориях, внутри жилых, общественных и производственных помещений, создаваемых передающими радиотехническими объектами радиосвязи, радиовещания, телевидения, радиолокации, базовых станций средств мобильной связи, высоковольтных линий электропередачи. Материалы дают возможность сократить протяженность санитарно-защитной зоны от передающих радиотехнических объектов и ЛЭП. Потенциал фирмы позволяет комплексно решать вопросы защиты от ЭМП, включая измерения, гигиеническую оценку электромагнитных полей, выпуск радиоэкранирующих материалов, создание экранов и проверку их эффективности. Сотрудники центра имеют сертификаты экспертов Госсанэпиднадзора. Результаты испытаний МШСМ свидетельствуют, что, кроме использования в целях обеспечения электромагнитной безопасности, материалы могут применяться как самостоятельно, так и в сочетании с металлической сеткой для защиты информации, защиты объектов, в интересах ЭМС технических средств.

Исследования электрофизических характеристик, структуры и энергетических параметров магнезиально-шунгитовых радиозащитных материалов Исследования, проводимые по данному направлению, являются попыткой с позиции современных научных представлений объяснить радиоэкранирующие свойства МШСМ.

Результаты разработок изложены в подготовленной к печати книге: Зуев В.В., Поцелуева Л.Н., Гончаров Ю.Д. «Кристаллоэнергетика и свойства минеральных и других веществ», 2006 год.

Защита от радона Другим направлением исследований было создание материалов, снижающих концентрацию радона в помещениях. Известно, что естественные источники ионизирующего излучения создают более 2/3 суммарной дозы облучения населения Санкт-Петербурга. При этом наибольшую долю в облучение вносят радон и продукты его распада. Важнейшей особенностью магнезиальных бетонов является их низкая газопроницаемость, что послужило основанием для проведения серии экспериментальных исследований радонозащитных характеристик нескольких рецептур указанных смесей. Исследования выполнены Испытательным лабораторным центром ФРЦ СПб НИИРГ Минздрава РФ.

Было установлено, что значения коэффициента диффузии радона в кирпиче, тяжелом и легком бетоне были выше, чем в сухой строительной смеси «Альфапол КР». В дальнейшем были проведены дополнительные исследования диффузных характеристик образцов магнезиального бетона толщиной 2 и 4 см. Коэффициенты диффузии радона составили (4,7 ± 1,2) 10-6 и (3,6 ± 1,1) 10-6 соответственно. Проведены натурные испытания с применением магнезиального состава при осуществлении радонозащитных мероприятий в подвальном помещении площадью 195 м2, где уровни эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) радона в снизились в 3 раза. Выполненные исследования показали, что с разработкой специальных магнезиальных смесей производства компании «Альфа-Пол» появляется реальная возможность осуществлять мероприятия по снижению поступления газа в воздух зданий, находящихся на территориях с повышенным выделением радона из почвы. На материал получено санитарно-эпидемиологическое заключение и в области применения указано: для снижения концентрации радона.

Улучшение условий труда медицинского персонала и оптимизация лечебного Магнезиально-шунгитовые строительные материалы со специальными свойствами прошли санитарно-эпидемиологическую экспертизу, имеют санитарно-эпидемиологические заключения и рекомендованы в помещениях с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями, в том числе в медицинских учреждениях. В соответствии с СанПиН 2.1.3.1375Гигиенические требования к размещению, устройству и эксплуатации больниц, родильных домов и других лечебных стационаров» рекомендуется устройство антиэлектростатических полов в операционных, перевязочных, наркозных, родовых, процедурных и других аналогичных помещениях. Для экранирования рабочих мест и помещений физиотерапевтических отделений, кабинетов функциональной диагностики, в которых имеются источники электромагнитных полей различных частотных диапазонов. Материалы рекомендуется применять для отделки диагностических кабинетов, оснащенных аппаратурой (электрокардиографы, электроэнцефалографы, реографы и др.) чувствительной к электромагнитным полям внешних источников. По данным клиники госпитальной терапии ВМА, пребывание пациентов в «магнезиально-шунгитовой» палате повышает эффективность, сокращает сроки лечения и госпитализации пациентов с различной патологией.

МШСМ могут применяться в школьных и детских дошкольных учреждениях, в частности в классах и кабинетах школ, оборудованных персональными электронновычислительными машинами и копировально-множительной техникой, где создаются статические электрические поля. Радиоэкранирующие свойства материалов могут быть использованы для экранирования помещений в школах в случаях близкого расположения радиотехнических объектов, высоковольтных линий электропередач, а также при размещении антенн базовых станций на крышах зданий.

Защита от биоповреждений Предварительные исследования показали, что магнезиально-шунгитовые композиционные материалы обладают устойчивостью к культурам грибов. Исследования по данному направлению будут продолжены. Это открывает перспективы применения МШСМ для борьбы с биоповреждениями зданий и сооружений.

Это лишь некоторые направления научных исследований в области изучения положительных свойств магнезиально-шунгитовых материалов в целях оптимизации жизнедеятельности человека. Сотрудничество с фирмой специалистов высокого уровня в области химии и физики строительных материалов и гигиенистов позволяет формировать научно-обоснованные направления исследований по изучению свойств МШСМ и областей их применения. Компания признательна учреждениям и организациям, проявившим интерес к разработкам фирмы «Альфа-Пол».

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКРАНИРУЮЩИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ

ПОРОШКООБРАЗНОГО ШУНГИТА

Л.М. Лыньков, Т.В. Борботько1, Ю.К. Калинин2, Л.М. Гузова 1-Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, г. Минск 2-ООО НПК «Карбон-шунгит», Республика Карелия, г. Петрозаводск Важное место в вопросах промышленной безопасности занимают проблемы защиты организма человека от электромагнитного излучения неионизирующей природы. Данная проблема может быть решена посредством электромагнитного экранирования. В настоящее время используют широкую номенклатуру экранирующих материалов обладающие магнитными, диэлектрическими и электропроводящими свойствами (Гибкие конструкции..., 2000).

Одной из форм углерода является природный минерал шунгит Зажогинского месторождения (Республика Карелия). Шунгитовые породы представляют собой природный композит — равномерное распределение высокодисперсных кристаллических силикатных частиц в аморфной углеродной матрице.

Шунгит характеризуется высокими прочностью, плотностью, химической стойкостью и электропроводностью (Лыньков и др., 2004). Благодаря биполярности порошки шунгитовых пород смешиваются с различными веществами (водными суспензиями и фторопластами, каучуками, смолами, цементами и др.). Шунгит используется для производства электропроводных красок, пластмасс с антистатическими свойствами, строительных материалов, стойких в агрессивных средах футеровок и т.д.

Эффективность экранирования порошков на основе шунгита зависит от степени уплотненности. Исследования ослабления электромагнитного излучения шунгитовой крошкой различных фракций в диапазоне частот 100…800 МГц показали, что при засыпке без уплотнения ослабление в 20 дБ достигается при размерах частиц свыше 5 мм и толщине слоя засыпки более 15 см. При уплотнении толщина слоя может быть снижена до 10 см вследствие увеличения контактов между частицами и повышения электропроводности.

Существенный недостаток гомогенных проводящих материалов связан с их высокой электропроводностью, вследствие чего они имеют высокий коэффициент отражения.

Применение таких материалов для экранирования помещений приводит к возникновению многочисленных переотражений электромагнитной энергии внутри помещения и образованию областей, в которых напряжённость поля может в сотню раз превышать допустимый уровень, что оказывает неблагоприятное воздействие на человека находящегося в таких помещениях.

Целью данной работы являлось исследование экранирующих свойств материалов, полученных на основе порошкообразного шунгита с влагосодержащим растворным наполнителем.

Экспериментальная часть Исследуемые образцы материалов представляли собой порошкообразный шунгит с размером фракции до 1 мм и различным влагосодержанием, помещенный в твердотельную кювету из радиопрозрачного материала. Толщина образцов составляла 3 мм. Порошок уплотнению не подвергался.

Для измерения ослабления и коэффициента отражения ЭМИ в диапазонах частот 8-12, 27-36, 80-115 ГГц использовались панорамные измерители КСВН и ослабления, и волноводные направляющие линии. После предварительной калибровки оборудования исследуемый образец помещался между двумя рупорными антеннами.

Результаты измерений ослабления и коэффициента отражения исследуемых материалов представлены на рис. 1.

Пластина из шунгита обладает максимальной эффективностью экранирования в исследуемых диапазонах частот — свыше 30 дБ, что достигается за счет высокого коэффициента отражения (-2 дБ). Дробление шунгита (фракция до 1 мм) приводит к снижению его электропроводности вследствие уменьшения площади контакта между отдельными частицами, в результате чего значение ослабления составляет 10-20 дБ при коэффициенте отражения –5–10 дБ. Добавление влагосодержащего наполнителя к порошку шунгита позволяет увеличить эффективность экранирования до 25-35 дБ, за счет увеличения проводимости материала.

Рис. 1. Частотные зависимости экранирующих свойств: а — ослабления, б — коэффициента отражения материалов на основе шунгита: 1 — порошок с фракцией до 1 мм; 2 – порошок с влагосодержащим наполнителем (влагосодержание — 43%); 3 –пластина из шунгита Результаты измерений экранирующих характеристик порошков шунгита с различным влагосодержанием (% масс.) в диапазонах частот 8-12, 27-36, 80-115 ГГц представлены на рис.2–3.

Рис. 2. Частотные зависимости ослабления (а) и коэффициента отражения (б) ЭМИ влагосодержащих материалов на основе порошкообразного шунгита с различными коэффициентами влагосодержания: 1 — 53,1 %, 2 — 26,0 %, 3 — 12,3 % Рис. 3. Частотные зависимости ослабления (а) и коэффициента отражения (б) ЭМИ порошкообразного шунгита с влагосодержанием 12,3% Ослабление порошкообразного шунгита с влагосодержанием 53,1% составляет порядка 40 дБ, при коэффициенте отражения в диапазоне частот 8-12 ГГц составляет -3 дБ. Уменьшение количества жидкости приводит к снижению коэффициента отражения до -4 дБ, вследствие чего существенно уменьшается и ослабление — до 10-15 дБ.

Исследование экранирующих характеристик порошкообразного шунгита с влагосодержащим наполнителем с коэффициентом влагосодержания 12,3% в диапазонах частот 27-36, 80-115 ГГц показало, что ослабление такого материала составляет 35 дБ, при коэффициенте отражения –3,5-10 дБ.

Установлено, что за счет изменения влагосодержания порошкообразного шунгита возможно управление свойствами такого материала, а именно значениями ослабления и коэффициента отражения, который может быть использован для создания экранированных помещений, элементов конструкций снижающих уровень электромагнитного излучения сотовых телефонов и персональных компьютеров.

ЛИТЕРАТУРА

Влияние низко интенсивного КВЧ-излучения на красный костный мозг и клетки крови при экранировании минералом шунгит // Т.И. Субботина, И.И. Туктамышев, И.Ш. Туктамышев и др. // Вестник новых медицинских технологий. — 2003. — Т.10, № 1–2. — С.25.

Гибкие конструкции экранов электромагнитного излучения / Л.М. Лыньков, В.А. Богуш, В.П. Глыбин и др. // Под ред. Л.М. Лынькова. — Мн., 2000. — 284 с.

Лыньков Л.М., Богуш В.А., Колбун Н.В., Борботько Т.В., Украинец Е.А. Новые материалы для экранов электромагнитного излучения // Доклады БГУИР. — 2004. — Т.2, №5. — С.152–167.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕЧЕНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ БОЛЬНЫХ В

УСЛОВИЯХ БОЛЬНИЧНОЙ ПАЛАТЫ С МАГНЕЗИАЛЬНО-ШУНГИТОВЫМ

ПОКРЫТИЕМ



Pages:   || 2 | 3 |
Похожие работы:

«РЕЦЕНЗИИ обсуждениях: Глобальное управление и безопасность: коллективная безопасность в Европе и Энергетическая безопасность: диалог Востока и Запада, за которыми последовали заседания рабочих групп, рассматривавших соответствующие вопросы в интерактивном режиме. Второй день был отмечен пленарными обсуждениями по темам Инвестиции и развивающиеся рынки: модели развития рынков и экономик в период финансовой нестабильности и Корпоративное управление: эффективные стратегии во времена глобальных...»

«V ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО – ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ Инновационные технологии в обучении и производстве Камышин 4-6 декабря 2008 г. МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ Том 3 Вузы и организации, участвующие в конференции 1. Волгоградский государственный технический университет 2. Волжский политехнический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета 3. Камышинский технологический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета 4. Волгоградский...»

«Министерство образования и наук и Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Неделя Науки СПбГПу Материалы научно-практической конференции с международным участием 2–7 декабря 2013 года НаучНо-образовательНый цеНтр возобНовляемые виды эНергии и устаНовки На их осНове Санкт-Петербург•2014 УДК 621.31:627:502.63 ББК 31.6:31.15; 38.77 Н 42 Неделя науки СПбГПУ : материалы научно-практической конференции c международным участием. Научно-образовательный центр...»

«Переработанный доклад Тематический раздел: Физико-химические исследования. Подраздел: Теплофизические свойства веществ. Регистрационный код публикации: 2tp-b1 Поступила в редакцию 10 ноября 2002 г. УДК:536.63 ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ © Фортов В.E. Институт теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН. г. Москва. Ключевые слова: экстремальные состояния, генерация и диагностика, термодинамика, фазовые переходы, кинетика, металлизация, диэлектризация, полуэмпирика,...»

«Министерство образования и наук и Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.И.ЛЕНИНА _ СОВРЕМЕННАЯ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА VIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ЭНЕРГИЯ – 2013 ИВАНОВО, 23-25 апреля 2013 г. МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ ТОМ 6 _ ИВАНОВО ИГЭУ УДК 330. ББК 65. СОВРЕМЕННАЯ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА //...»

«Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева при поддержке Министерства образования и наук и РФ Федерального космического агентства Правительства Красноярского края Совета ректоров вузов Красноярского края Федерации космонавтики России ОАО Информационные спутниковые системы имени академика М. Ф. Решетнева ОАО Красноярский машиностроительный завод ОАО ЦКБ Геофизика Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук Ассоциации...»

«Министерство сельского хозяйства РФ Департамент научно-технологической политики и образования Министерство сельского хозяйства Иркутской области Иркутская государственная сельскохозяйственная академия НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТУДЕНТОВ В РЕШЕНИИ АКТУАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ АПК Материалы студенческой научно-практической конференции с международным участием, посвященной 80-летию ФГБОУ ВПО ИрГСХА (19-20 марта 2014 г., г. Иркутск) Часть II Иркутск, 2014 1 УДК 001:63 ББК 40 Н 347 Научные исследования студентов в...»

«ни-' ‘ in ± ь -Q > X НX S шу - mо нх оs Q. d >s ТЕХНОЛОГИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ оы оо ш АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ т S >5: 1_ sо п; ОО Q. ШX ШX Шш Он Материалы отраслевой научно-технической конференции 12-14 мая 2004г. ьо МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ АДМИНИСТРАЦИЯ ЗАТО СЕВЕРСК СИБИРСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ КОМБИН АТ ТОМСКИЙ...»









 
2014 www.konferenciya.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Конференции, лекции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.