При работе за компьютером
Правильно организовать рабочее место – значит подобрать рабочий стол, кресло, освещенность, выбрать монитор и т. д. Немаловажно соблюдать элементарный режим работы. Для того чтобы избежать переутомления, особенно глаз, так как именно глаза наиболее подвержены утомлению при работе, необходимо делать перерывы в работе: через каждый час работы 5-10 мин перерыв, или два часа работы – 15–20 мин перерыв. Это нужно делать не только для отдыха глаз, но и для предупреждения синдрома повторяющихся нагрузок. Положение оргтехники на рабочих местах всегда вызывает много вопросов. Например, можно обставить комнату 2×2 четырьмя компьютерами, посадить за них покорных пользователей и, глядя на их недовольные взгляды, напомнить о безработице. По технике безопасности и по общепринятым условиям охраны труда на каждое автоматизированное рабочее место (один компьютер плюс один пользователь) должно выделяться как минимум 6 м2. Если в помещении находится несколько компьютеров, должен быть обеспечен легкий доступ к каждому рабочему месту. И не для того, чтобы работник, жаждущий деятельности, беспрепятственно попал к себе за стол, а чтобы в течение дня, выходя из-за него, не покалечил себя, запутавшись в сетевых кабелях и ударившись о ксерокс. Ущерб, вызванный повторяющимися нагрузками, может принести здоровью вред больший, чем работа на компьютере, поэтому нужно всегда помнить об этой опасности. Перерыв нужно использовать для активного отдыха, разминки тела и особенно гимнастики глаз для профилактики и снятия напряжения [8].
Для обеспечения меньшей поглощаемости электромагнитных излучений от монитора можно использовать комнатные растения
Растения и ЭМИ
При изучении влияния магнитных полей на жизнедеятельность растений оказалось, что значительное ослабление геомагнитного поля Земли существенно снижает скорость
ростовых процессов. При помещении растений в очень слабое магнитное поле (например, в 4000 раз слабее магнитного поля Земли) происходит резкое торможение их развития. Аналогичным образом действуют и магнитные поля высокой напряженности (1000-25000 эрстед), которые сильно угнетают рост растений или вызывают ростовые изгибы. Напротив, магнитные поля низкой напряженности стимулируют ростовые процессы, особенно в корневой системе растений. При этом важна ориентация (главным образом, корневой системы) относительно вектора магнитного поля: ориентированные по вектору магнитного поля корни растут быстрее, особенно по направлению к южному магнитному полюсу (Земли или магнита). Ритмичность протекания некоторых физиологических процессов в растениях в ряде случаев совпадает с изменениями электромагнитного поля Земли [9].
Основной электрической характеристикой растительной клетки является ее мембранный потенциал, который соответствует состоянию клетки во время физиологического покоя, когда обмен веществ находится в равновесном состоянии. Потенциал покоя представляет собой разность электрических потенциалов живой структуры (внутреннего содержимого клетки или ткани, существующих вне дополнительного воздействия на них каких-либо факторов) и окружающей нейтральной среды. Живые структуры всегда имеют более отрицательный заряд, чем среда. Мембранный потенциал определяет все типы электрической активности живых организмов [9].
Градиенты электрических потенциалов, регистрируемые между различными участками растительных тканей или между тканями и отражающие различный уровень обмена веществ на этих участках или в этих тканях, часто называют метаболическими потенциалами. Они представляют собой разности потенциалов покоя отдельных структурных звеньев ткани или тканей. По величине и по знаку метаболические потенциалы обычно изменяются медленно, хотя иногда можно наблюдать их скачки. Характерная особенность этих потенциалов - генерация их в процессе основного обмена веществ, не искаженного явлениями возбуждения или повреждения. Метаболические
потенциалы регистрируются между противоположными поверхностями тканей, между
различными органами, расположенными вдоль продольной оси растения, и обусловливаются различной интенсивностью физиологических процессов. При этом участок с более интенсивным обменом становится более электроотрицательным по
отношению к окружающим тканям (например, фотосинтезирующие органы, апикальные
меристемы и т.д.). Однако апикальные части электроотрицательны только при незначительных расстояниях между точками измерения вдоль продольной оси, т.е. у
невысоких растений. У древесных же, имеющих протяженную сосудистую систему, вершина электроположительна. Причина кроется в том, что у длинностебельных
растений на разность потенциалов метаболического происхождения накладывается
другой потенциал противоположного знака, вызванный электрокинетическими явлениями и называемый электрокинетическим потенциалом течения. Поэтому разность потенциалов, которая регистрируется вдоль продольной оси растения, представляет собой результат суммирования электрических потенциалов, формируемых не одним, а несколькими электрофизиологическими процессами, происходящими в растительном организме [9].
Потенциал течения возникает при токе электролита (транспирационном токе), токе метаболитов через проводящую систему растения). Он пропорционален перепаду гидростатического давления между апикальной и базальной частями растения и зависит от концентрации электролита и длины сосудов. Электрический потенциал, инициируемый потенциалом течения, будет всегда иметь положительное значение в направлении потока электролита[9].
Потенциал повреждения (вариабельный или демаркационный потенциал) представляет собой колебание электрических потенциалов, возникающее между поврежденным и неповрежденным (интактным) участком живого организма. Поврежденный участок всегда электроотрицателен по отношению к неповрежденному. По своему биологическому смыслу потенциал повреждения (вариабельный потенциал) напрямую связан с потенциалом действия, являясь причиной возникновения последнего [9].
Потенциал действия представляет собой изменения электрических потенциалов, возникающие в раздраженной ткани при появлении в ней волны возбуждения и переходе в активное состояние. Участок, где в данный момент времени находится волна возбуждения, электроотрицателен по отношению к участку, находящемуся в покое. В связи с перемещением волны возбуждения ток действия является переменным по направлению и по величине и образует двухфазную кривую, поэтому потенциал действия оценивают по временным и амплитудным параметрам. Он возникает только при воздействии пороговых и сверхпороговых раздражений. Амплитуда потенциала действия не зависит от силы раздражения, а длительность - от действия дополнительной стимуляции [9].
Если в некоторой области присутствует определенный вид ионов, а в соседней области они отсутствуют или концентрация их мала, то ионы будут диффундировать в эту область. По мере того, как заряженные частицы диффундируют в область более низкой концентрации, возникает разность потенциалов, которую называют диффузионным потенциалом. Мембранные потенциалы в значительной мере являются диффузионными, возникающими вследствие различия скоростей передвижения различных ионов через мембрану. На величину диффузионного потенциала влияют свойства и физиологическое состояние конкретной мембраны, внешние и внутренние концентрации K+, Na+ и Cl-, в особых случаях и других ионов [9].
Транспортная система электронейтральна, если при ее функционировании происходит обмен внутриклеточных ионов на внеклеточные в эквивалентных количествах. В том случае, когда количество зарядов переносимых в одном направлении в единицу времени, не компенсируется суммой зарядов, переносимых в противоположном направлении, транспортный механизм непосредственно участвует в создании дополнительной разности потенциалов на мембране. Во время работы, электрогенного насоса например, Na+,К+ АТФазы, из клетки выносится 3 положительных заряда (3 иона Nа+), а входят в клетку 2 положительных заряда (2 иона К+), в результате чего в клетке происходит накопление положительных электрических зарядов и на мембране возникает разность потенциалов [9].
Ионные каналы (рис.11) представляют собой сложные гликопротеиновые комплексы, осуществляющие быстрый пассивный электрогенный транспорт ионов через биологические мембраны. Ионные каналы классифицируются по их проницаемости, селективности к различным ионам и по принципу открывания (закрывания) воротного механизма. Каналы способны избирательно открываться или закрываться для определенных ионов (К+, Na+, Са2+, Сl-) при изменении мембранного потенциала, гормональных, механических и осмотических воздействиях. Эти воздействия через сенсор внешнего стимула влияют на работу воротного механизма канала [9].
Клетки растительных организмов характеризуются очень высоким электрохимическим градиентом анионов на плазматической мембране в обычных условиях. Хлорный диффузионный потенциал на плазмалемме достигает +300- +340 мВ, а между вакуолью и цитоплазмой - + 20-+45 мВ. Поэтому активация анионных каналов, как правило, вызывает резкие изменения мембранного потенциала. Это важная особенность физиологии анионных каналов растений отличает их от анионных каналов животных организмов, в которых ионы Cl- находятся вблизи электрохимического равновесия между клеткой и средой. В растениях, по-видимому, только ионы К+ могут быть в таком состоянии. Электрохимические градиенты на плазмалемме и тонопласте для других ионов (H+, Ca2+, Na+ и Cl-) далеки от равновесных. [9].
Основной же характеристикой живой клетки, поддерживающей с окружающей средой состояние равновесия, является ее потенциал покоя, или мембранный потенциал. На основе потенциала покоя формируются все типы электрофизиологических процессов.Чем выше потенциал покоя, тем он относительно стабильнее, более выражена функциональная специализация и более высокая интенсивность обмена веществ клетки. Нарушение нормального физиологического состояния клетки, приводящее к изменению ее энергетики и минерального состава, неизбежно ведет к изменению абсолютных значений ее потенциала покоя [9].
Подавляющее большинство замеров потенциала покоя выполнено на гигантских клетках харовых водорослей, клетках корней и корневых волосков, листьев и проводящих тканей. В сравнении с величинами потенциалов покоя клеток животного происхождения обычно не превышающими -60 -- -90 мВ, потенциалы покоя растительных клеток в 1,5 - 2 раза выше. Наиболее высокие значения мембранного потенциала - у зеленых клеток, например у эгерии, ряски и элодеи до -260 мВ. Мембранный потенциал клеток корня и стебля меньше -- от -100 до -200 мВ. Одна из важных функций потенциала покоя заключается в регуляции ионного обмена клеток и тканей со средой. Вероятно поэтому исследователей часто интересует влияние на потенциал покоя основных потенциалобразующих ионов. Предметом изучения является также зависимость изменения мембранного потенциала клеток под действием различных факторов внешней среды, фитогормонов, ингибиторов дыхательного обмена и фотосинтеза [9].
Сравнительно простое и единообразное по сравнению с животными организмами распределение процессов роста и обмена веществ по их интенсивности между основными органами и тканями растений обуславливает существование четко выраженных метаболических градиентов, которые в свою очередь являются причиной возникновения градиентов биоэлектрических потенциалов. Градиенты биоэлектрических потенциалов метаболического происхождения регистрируются вдоль корня, листа, побега и всего растительного организма. На рис.38 приведен профиль электрического поля вдоль корня кукурузы. Можно видеть, что максимум электроотрицательности приурочен к наиболее интенсивно растущей зоне растяжения. При изучении распределения биоэлектрического потенциала в целых проростках кукурузы оказалось, что несмотря на то, что абсолютные значения градиентов БЭП между кончиком корня, листом и мезокотилем у отдельных растений могут значительно варьировать, общая картина электрических градиентов вдоль осевой линии у всех анализируемых растений одинакова: растущие части - кончик корня и апикальная часть листа, как правило, заряжены отрицательно по отношению к основанию корня и мезокотилю. Потенциал надземной части более отрицателен, чем потенциал поглощающей зоны корня [9].
Градиенты БЭП являются следствием различий в интенсивности процессов роста, фотосинтеза, дыхательного обмена, ионного транспорта и некоторых других процессов и
отражают различия между потенциалами покоя клеток [9].
У вертикально ориентированных корней, например, был зарегистрирован электрический ток (1-2 мкА/см2), выходящий из зоны корневых волосков и входящий в зону растяжения (рис.39, в), т.е. как раз в наиболее интенсивно растущую часть корневой системы, которая заряжена отрицательно. Изучение БЭП клеток некоторых органов у хвойных растений также показало, что наибольший БЭП клеток характерен для тканей с более интенсивным обменом. Искусственное электрическое изолирование зон, между которыми регистрируются электрические токи, вызывает значительное снижение скорости ростовых процессов. При поранении тканей растений, например корней гороха, в первую очередь (как и в зонах интенсивного роста) регистрируется появление электрического тока (до 10 мкА/см2), входящего в место ранения [9].
Еще в 1930 г. в классических опытах Brauner и Bunning было установлено, что в электрическом поле напряженностью около 600 В/см колеоптили овса изгибаются по направлению к положительному полюсу (аноду), а корни конского боба растут по направлению к катоду. Однако в последующих исследованиях при помещении колеоптилей овса в постоянное электрическое поле напряженностью от 600 до 5000 В/см не удавалось обнаружить существенных ростовых изгибов в сторону какого-либо
электрода. По-видимому, для проявления ростовых эффектов внешних электрических полей необходимо, чтобы цепь нагрузки от источника ЭДС была замкнута и через растительные ткани протекал электрический ток. Эти условия были выполнены в экспериментах японских исследователей Nozue и Wada. Они анализировали прорастание пыльцевых трубок табака в электрическом поле напряженностью от 0 до 4 В/см (рис. 56) и установили, что рост пыльцевых трубок зависит от напряженности электрического поля и направлен в сторону положительно заряженного электрода [9]. В опытах Ishikawa и Evans было показано, что корни кукурузы также изгибаются в сторону анода, причем этот изгиб зависит от величины электрического поля. Экзогенная ИУК (10 мкмоль/л) и ингибиторы транспорта ауксина резко подавляли эту электротропическую реакцию. Интересно отметить, что корни агравитропных мутантов гороха оказались более чувствительными к электростимуляции, чем корни дикого типа. Эти факты свидетельствуют о том, что, несмотря на то, что в основе электро- и гравитропической реакции лежит ИУК-регулируемый рост растяжением, первичные механизмы этих двух типов тропизмов, вероятно, различны [9].
В переменном электрическом поле (например, с частотой 60 Гц) у растительных организмов, как правило, наблюдаются снижение частоты клеточных делений и замедление растяжения клеток. Если же напряжение переменного электрического поля превышает 10 кВ/м, происходят серьезные нарушения структуры клеток и повреждение тканей [9].
Цифровые лаборатории Архимед по физике, химии и биологии - это новое поколение школьных естественнонаучных лабораторий. Они обеспечивают автоматизированный сбор и обработку данных, позволяют отображать ход эксперимента в виде графиков, таблиц, показаний приборов. Проведенные эксперименты могут сохраняться в реальном масштабе времени и воспроизводиться синхронно с их видеозаписью. Лаборатории позволяют проводить опыты и учебные исследования как в классе, так и в походных условиях. Nova5000 – специализированный портативный компьютер для естественнонаучного кабинета. Nova5000 включает встроенный регистратор данных, программу MultiLab для управления экспериментом и обработки полученных данных. Также дополнительно имеется пакет полезных программ для образовательного процесса на уроке физики, например, встроенный инженерный калькулятор, редактор текста, таблиц, плеер мультимедийных презентаций, диктофон и пр. Windows-CE 5.0 – привычен и удобен для учителей и учеников и поставляется в комплекте с программным обеспечением, родственным Microsoft Office для настольного компьютера. В зависимости от назначения комплектуется набором датчиков по биологии, химии или по физике. Состав комплекта датчиков цифровой лаборатории по физике может формироваться из таких датчиков, как: датчик напряжения, датчик тока тип 1 и 2, микрофонный датчик, датчики освещенности, влажности, давления, силы, расстояния, индукции магнитного поля, температуры и других.
Датчик магнитного поля. Датчик позволяет измерять индукцию магнитного поля. Может работать в двух диапазонах: от -10 мТл до +10 мТл и от -0.2 мТл до 0.2 мТл. Диапазон с низкой чувствительностью предназначен для изучения магнитных полей соленоидов и постоянных магнитов, а диапазон с высокой чувствительностью - для исследования магнитного поля Земли[17].
III. Материалы и методика:
Материалы:
· Цифровая лаборатория Архимед: Nova 5000.
· Датчик индукции магнитного поля DT156 с установленным диапазоном низкой чувствительности (диапазон измерений от - 0.2 мТл до 0.2 мТл).
· Штатив для датчика
· Комнатные растения в горшках: традесканция , крассула древовидная, ферокактус широкоиглый, мамиллярия грацилис, опунция розовоцветковая, алоэ , фикус Али, нефролепис возвышенный, антуриум Шерцера. (Выбор этих растений я произвела, ориентируясь на литературные источники, растения мы взяли из оранжереи нашего лицея).
· Электротехника: компьютер, монитор, системный блок.
Описание экспериментов:
С помощью цифровой лаборатории Архимед: Nova 5000 и чувствительного датчика DT156 на высокой чувствительности я измерила величину электромагнитной индукции от монитора справа, от монитора слева, в районе с места наблюдателя, от системного блока справа, от системного блока слева, от монитора, данные занесены в таблицу 1.Затем я произвела замеры, при которых между монитором компьютера слева и датчиком помещались поочерёдно выбранные комнатные растения, данные занесены в таблицу 2.
IV. Результаты исследования:
Таблица 2.Величина электромагнитной индукции в эксперименте с комнатными растениями.
| № | Вариант опыта | Кол-во мкТл |
| Феррокактус + монитор справа | 0.05 ±0.00 | |
| Мамиллярия + монитор справа | 0.05 ±0.00 | |
| Опунция + монитор справа | 0.05 ±0.00 | |
| Крассула + монитор справа | 0.02 ±0.00 | |
| Алоэ + монитор справа | 0.04 ±0.00 | |
| Фикус Али + монитор справа | 0.03 ±0.00 | |
| Нефролепис возвышенный + монитор справа | 0.04 ±0.00 | |
| Антуриум + монитор справа | 0.04 ±0.00 | |
| Крассула + фикус Али + монитор справа | 0.03 ±0.00 | |
| Традесканция + монитор справа | 0.03 ±0.00 | |
| Все комнатные растения + монитор справа | 0.04 ±0.00 |
Таблица 2.Величина электромагнитной индукции в эксперименте.
| № п/п | Вариант опыта | Кол-во мТл |
| Монитор справа | 0.04 ±0.02 | |
| Монитор слева | 0.01 ±0.00 | |
| Монитор с места наблюдателя | 0.01 ±0.01 | |
| Системный блок (справа) | 0.02 ±0.01 |
Таблица 3Степень влияния выбранных комнатных растений на изменение величины электромагнитного излучения рабочего компьютера и монитора.
| № п/п | Вариант опыта | Значение ЭМИ | Хакрактер влияния |
| Монитор справа | 40±0.02 | - | |
| Крассула + монитор справа | 0.02 ±0.00 | уменьшение на 100% | |
| Фикус Али + монитор справа | 0.03 ±0.00 | уменьшение на 60% | |
V. Выводы:
1.
2. Комнатное растение крассула действительно способствует снижению электромагнитного излучения, исходящего от компьютера в 2 раза.
3.
Моя гипотеза подтвердилась.
Рекомендации:
· Не следует также сидеть слишком близко к экрану работающего монитора. Рекомендуемое расстояние до экрана для минимизации дозы облучения составляет 70 см, что примерно равно расстоянию вытянутой руки взрослого человека с вытянутыми пальцами.
· Приобретите дополнительный защитный фильтр для компьютера от эми.
· Расположите справа от своего монитора такое комнатное растение, как крассула. Оно реально будет способствовать снижению эми и полезно для здоровья.
·
Использованная литература:
1. Ю. А. Банников. «Радиация. Дозы. Эффекты. Риск.». Изд. М.: «Мир».1990 г. 79 стр.
2. Л. А. Вайнштейн. «Электромагнитные волны». Изд. М.: «АСТ». 1988 г.440 стр.
3. Н. Вермёлен. «Кактусы». Изд. М.: «Кладезь». 1999 г. 144 стр.
4. О. С. Габриелян. «Химия. 9 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений». Изд. М.: «Дрофа». 2010 г. 264 стр.
5. А. М. Гордеев. «Биофизические основы эколого-адаптивного земледелия». Изд. С.: «Смядин». 1999 г. 316 стр.
6. Р. Г. Ибламинов. Т. А. Иванова. «Издание геологического факультета Пермского государственного университета». Изд. П.: «Вестник Пермского университета». 2008 г. 8 стр.
7. В. Каволлёк. «Суккуленты». Изд. М.: «АСТ». 2002 г. 127 стр.
8. А. В. Лаврентьев. Л. А. Рыхлова. В. Н. Кудряшов. Л. Г. Макарова. «Компьютер – убийца». Изд. М.: «Эксмо». 2006 г. 290 стр.
9. С. С. Медведев. «Электрофизиология растений». Изд. СПБ.: «Изд. – во С. – Петербургский университет». 1997 г. 122 стр.
10. Г. Я. Мякишев. Б. Б. Буховцев. В. М. Чарушин. «Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений». Изд. М.: «Просвещение». 2010 г. 398 стр.
11. В. А. Никеров. «Мой первый компьютер». Изд. М.: «АСТ – АТД». 1997 г. 200 стр.
12. А. В. Пёрышкин. Е. М. Гутник. «Физика. 9 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений». Изд. М.: «Дрофа». 2009 г. 294 стр.
13. С. М. Полонский. Т. В. Каляда. Б. Е. Синдаловский. «Безопасность жизнедеятельности человека в электромагнитных полях». Изд. СПБ.: «Политехника». 2006 г. 264 стр.
14. А. Сухов. «Компьютер Шаг за Шагом». Изд. М.: «Россия». 2012 г. 38 стр.
15. Л. К. Титова. «Электромагнитное излучение – вред или польза». Изд. Е.: «Дайджест». 2014 г. 30 стр.
16. Е. К. Хандорина. Р. М. Бархударов. Е. М. Мелихова. М. Ю. Иванов. «О радиации популярно». Изд. М.: «Комтехпринт». 2006 г. 48 стр.
17. «Цифровая лаборатория Архимед, версия 3,0. Практическое руководство». – Изд.М.: « ИНТОКС», 2007 г.
18. А. В. Яблоков. «Миф о безопасности доз радиации». Изд. М.: «Центр экологической политики России ООО «Проект – Ф». 2002 г. 91 стр.
19. «Центр магнитной безопасности». Статья.