„Zagadka żywej wody”

Transkrypt

W.D. Zielepuchin
I.D. Zielepuchin
„Zagadka żywej wody”
Spis treści
Do Czytelnika
Od czego się zaczęło?
Kroki w nieznane
Eureka!
A więc to to?
A co z prawem Henry'ego-Daltona?
Czy woda ma pamięć?
Czy potrzebne są te gazy?
Przed nami była jeszcze jedna granica
Gdzie tkwi przyczyna
„Kaprysy” deuteru
A jak zachowają się nasiona?
Burak cukrowy
Jak zareagują trawy?
A oddychanie?
A enzymy?
O sadzonkach
Doświadczenia szklarniowe
Doświadczenia z bawełną
Rośliny oszczędzają wodę
Doświadczenia na zwierzętach
Śliwa i Wiśnia
Niewidzialni
Jakaż jest ta odgazowana woda?
Próżnia biologiczna
I znowu gazy...
O mechaniźmie zjawiska
Doświadczenia na sobie
A co mówią lekarze?
Jak przygotować wodę odgazowaną?
Jak stosować?
Kontakty
Perspektywy wykorzystania „żywej wody”
Na zakończenie
I właśnie woda, ten najstarszy
ze wszystkich żywiołów, zawsze
wprawiała w zdumienie fizyków i chemików.
John Bernal
Do Czytelnika
Woda - to jeden z najbardziej rozpowszechnionych związków chemicznych na Ziemi. Jest ona również
jednym z najważniejszych składników wszystkich żywych organizmów: roślin, zwierząt, człowieka,
składających się z wody w 70-90%.
Trudno wymienić inną substancję. która miałaby tak ogromne znaczenie dla ludzkości jak woda. Laureat
Nagrody Nobla A. Szent-Györgyi bardzo trafnie scharakteryzował jej znaczenie: „Woda to najbardziej
pierwotny, podstawowy element przyrody ożywionej, kolebka życia, matka i środowisko wszystkiego co
żywe”.
Dla chemików woda to prawie uniwersalny rozpuszczalnik. Fizycy uznali jej właściwości za wzorzec
wielu wielkości fizycznych. Biologowie wiedzą, że życie narodziło się w wodzie, która jest nie tylko
rozpuszczalnikiem i środowiskiem reakcji biochemicznych, ale i metabolitem, tzn. substancją biorącą
bezpośredni udział w przemianie materii. Mimo ogromnej roli, jaką odgrywa w życiu człowieka, woda, jak
słusznie zauważa profesor W.I. Klassen, nie stała się jeszcze głównym obiektem badań fizyków; teoria
cieczy jest na razie słabo poznanym działem fizyki teoretycznej.
Nasza książka opowiada nie o zwykłej wodzie, lecz o wodzie nadzwyczajnej, czynnej biologicznie, o
zdumiewających, nie do końca jeszcze odkrytych właściwościach. Jest to woda odgazowana. Można ją
otrzymać usuwając ze zwykłej wody część rozpuszczonych w niej gazów powietrza. Prostym sposobem
odgazowania wody może być ogrzewanie jej do wrzenia, a następnie szybkie schłodzenie do temperatury
pokojowej. Tak otrzymaną wodę nazwaliśmy „zimnym wrzątkiem” lub „żywą” wodą. Świeżo przygotowany
„zimny wrzątek” ma cudowne właściwości. Można na przykład dzięki niemu znacznie zwiększyć plony
pszenicy, buraków cukrowych, kukurydzy, ogórków, pomidorów i innych roślin uprawnych. Oprócz wzrostu
plonów roślin uprawnych, za pomocą przygotowanej w wyżej opisany sposób „żywej wody” można
stymulować ukorzenianie się sadzonek drzew i krzewów owocowych. Nasze doświadczenia wykazały także,
że woda taka wpływa na zwiększenie przyrostu masy u zwierząt. Może ona również znaleźć zastosowanie w
medycynie.
W ciągu dziesięciu lat badań poznaliśmy właściwości fizyczne i chemiczne wody czynnej biologicznie,
wyjaśniliśmy prawdopodobny mechanizm jej działania na rośliny i inne organizmy żywe.
Czynna biologicznie woda jest szczególnie interesująca w związku z problemem ochrony środowiska,
gdyż może ona, jak się wydaje, zastąpić kosztowne i nierzadko toksyczne związki chemiczne stosowane w
rolnictwie.
„Żywa” woda! Ileż nadziei od dawna wiązali z nią ludzie. W wielu legendach, podaniach i bajkach
różnych narodów znajdujemy wzmianki o uzdrawiających właściwościach tej wody. Oczywiście nie jest to
przypadek. Współczesna nauka wykazała, że oddziałując na wodę metodami fizycznymi, można zmienić jej
właściwości. W ostatnim dziesięcioleciu w wielu krajach uczeni i inżynierowie zetknęli się z interesującymi,
niezwykłymi, a także na pierwszy rzut oka paradoksalnymi właściwościami pewnych rodzajów wody, takich
jak woda ze stajałego lodu lub woda namagnesowana. Prace A.K. Gumana, W.I. Klasssena i innych badaczy
wykazały, że woda ze stajałego lodu i woda namagnesowana wywierają działanie stymulujące na organizmy
żywe. Przedstawiono wiele hipotez wyjaśniających efekty działania tych rodzajów wody.
Jednakże hipotezy o stanie i strukturze wody oparte są nierzadko na przykładach modelowych i nie
wyjaśniają wszystkich niezwykłych właściwości, którymi obdarzyła wodę natura. Fizycy i chemicy z reguły
mają na myśli wodę idealnie czystą. Jednak profesor W.I. Klassen słusznie zauważa, że „praktycznie nie do
pomyślenia jest, żeby woda istniała bez domieszek”. Woda chciwie rozpuszcza wiele substancji stałych i
gazowych; nawet w deszczówce z nieskażonego środowiska rozpuszczone są gazy i sole.
Obecnie wiadomo, że zawartość gazów rozpuszczonych w wodzie może zmieniać się pod wpływem
najróżniejszych oddziaływań, takich jak działanie pól magnetycznych, wstrząsanie, mieszanie, a nawet
nagłośnianie. Postanowiliśmy to sprawdzić wykonując próby zmiany właściwości wody i układów ją
zawierających za pomocą różnorodnych oddziaływań fizycznych.
W przedstawionej czytelnikowi książce staraliśmy się, w miarę możliwości, ukazać naszą drogę badań w
poszukiwaaniu rozwiązania zagadki „żywej” wody.
Książkę tę napisaliśmy na podstawie naszych wieloletnich badań. Przedstawiono w niej wiele hipotez i
idei, które do dziś nie są powszechnie przyjęte, licząc na to, że wymiana poglądów może ożywić
zainteresowanie tymi problemami.
Będziemy bardzo zobowiązani wszystkim czytelnikom, którzy zainteresują się przedstawionymi tu
zagadnieniami i zechcą przysłać swoje opinie i uwagi na temat naszej książki.
Dziękujemy wszystkim kolegom, którzy okazali nam pomoc w przeprowadzaniu badań nad „żywą”
wodą.
Od czego się zaczęło?
Wszystkie nasze doświadczenia prowadziliśmy z udziałem i poparciem naszego nauczyciela, profesor
Olgi Wasilewny Troickiej, kierującej przez wiele lat Katedrą Botaniki i Fizjologii Roślin Kazachskiego
Instytutu Rolnictwa. Rodowita leningradka, osobiście znała takiego koryfeusza nauki, jakim był Mikołaj
Iwanow Wawiłow, założyciel Wszechzwiązkowego Instytutu Uprawy Roślin. Nauczycielem jej był jeden z
wybitniejszych krajowych fizjologów, Siergiej Pawłowicz Kostyczew. Przez pewien czas pracowała u
wybitnego rosyjskiego uczonego, przewodniczącego Akademii Nauk ZSRR, Włodzimierza Leontiewicza
Komarowa.
W czasie II wojny światowej O.W. Troicką ewakuowano do Barnaułu, a następnie do Ałma-Aty.
Prowadziła dla nas, studentów, wykłady z botaniki i fizjologii roślin. Wykładała interesująco, niezwykle
interesująco. Na drugim roku (było to w 1955 r.) jeden z nas, autorów, rozpoczął pod jej kierunkiem pracę
naukową. Temat jej brzmiał „Gospodarka wodna roślin”. Po obronie w 1964 r. pracy „Fotosynteza i
gospodarka wodna roślin w warunkach pustyni” zaczął on pracować pod kierunkiem Olgi Wasilewny nad
zagadnieniem „Gospodarka wodna i zawartość chlorofilu w liściach roślin”, a w 1966 r. rozpoczął. badania
nad podwyższeniem biologicznej aktywności wody.
O.W. Troicka była również przewodnikiem naukowym drugiego autora, który obronił pracę w 1966 r.
Głównym tematem jego pracy była gospodarka wodna roślin.
Badając zagadnienia krążenia wody u roślin staraliśmy się nie opuścić ani jednej konferencji na ten temat.
Na Wszechzwiązkowej Konferencji na temat gospodarki wodnej roślin w Kazaniu w 1966 r. zebrali się
czołowi specjaliści - „wodniacy” z całego Związku Radzieckiego: założyciel kazańskiej szkoły fizjologów „wodniaków” profesor Aleksiej Michajłowicz Aleksiejew oraz jego uczniowie Mikołaj Andriejewicz Gusew
i Ismaił Gadujewicz Sulejmanow. Z Moskwy przyjechali profesorowie N.S. Pietinow, P.A. Henkel; z
Leningradu - F.D. Skazkin i W.G. Komarow. Po raz pierwszy wzięli w niej udział fizycy.
Wielka sala konferencyjna Instytutu Biologii, gdzie odbywały się posiedzenia, ledwo pomieściła
wszystkich chętnych. Z dwoma głównymi referatami wystąpili A.M. Aleksiejew i M.A. Gusiew. W obu
wystąpieniach przewijała się myśl, że woda i biopolimery (białka) w żywej komórce to jeden, nierozdzielny
układ. Zmiany stanu wody mogą pociągnąć za sobą zmiany makrocząsteczek białka, a w ślad za tym
wszystkich ogniw przemiany materii w żywych organizmach. Przez pojęcie „stan wody” przyjęto rozumieć
jej właściwości fizyczne i związaną z nimi strukturę.
Dla biologów stało się oczywiste, że dla uchylenia zasłony nad tajemnicą stanu wody w organizmach
żywych nieodzowny jest współudział fizyków. Bez nich nie można by opracować nowych, skutecznych
metod badawczych. Znakomity fizjolog zajmujący się gospodarką wodną roślin, Fiodor Daniłowicz Skazkin
uprzedził jednak fizyków, by nie oczekiwali łatwego zwycięstwa. Zastosowanie przyrządów fizycznych do
badań organizmów żywych, twierdził, może spowodować duży błąd, jeśli będziemy się posługiwać nimi
nieprawidłowo. Trzeba także nauczyć się poprawnej interpretacji otrzymanych wyników.
Rozgorzał spór. Ujmując w skrócie, toczył się on wokół „białej plamy” w nauce: czy woda w naczyniu
różni się swoimi właściwościami od wody w żywej komórce? Fizycy zapewniali: nie ma żadnej różnicy.
Biolodzy obstawali przy swoim: w żywej tkance woda ma inną strukturę i inne właściwości fizyczne. Spór
ten do tej pory nie jest zakończony, chociaż większość badaczy przyznaje, że różnice istnieją.
Uznaliśmy, że zagadnienie to jest bardzo złożone i ściśle związane z filozoficznymi problemami
poznania. Ale jak „zajrzeć” do komórki? Nawet jeden z największych fizyków naszych czasów, Duńczyk
Niels Bohr, założyciel znakomitej kopenhaskiej szkoły fizyków-teoretyków, interesujący się zawsze
zagadnieniami biologii, wątpił w możliwość poznania żywej materii metodami fizycznymi. Uważał on, że
musi naruszyć to strukturę żywej materii, precyzyjnie regulowane procesy życiowe zachodzące w
protoplazmie. Przyrządy fizyczne naruszą tok procesów fizjologicznych i dlatego nie dadzą o nich
bezpośredniej informacji.
Takie stanowisko uczonego światowej sławy nie mogło pozostać bez echa, tym bardziej, że w znacznej
mierze potwierdzała je historia rozwoju nauki, przede wszystkim biofizyki. I chociaż poglądu N. Bohra nie
należy uważać za prawdę absolutną, trzeba go uwzględniać przy wyjaśnianiu mechanizmu procesów
życiowych, jeśli informacje o nich uzyskano za pomocą metod i przyrządów fizycznych.
Inaczej mówiąc, sposób myślenia fizyka wnikającego w żywą materię powinien stać się „biologiczny”,
uwzględniający specyfikę biologicznych form jej ruchu.
Po tej konferencji do prowadzonych w Uniwersytecie Kazańskim i Instytucie Biologii badań stanu wody
w żywej tkance zaczęto szeroko stosować współczesne złożone metody i przyrządy fizyczne. Wymienimy
tylko nazwy tych metod: metoda jądrowego rezonansu magnetycznego, metoda spektroskopii w
podczerwieni, metoda spektroskopii dielektrycznej i inne. Metody te dają informacje o ruchliwości
cząsteczek wody w cytoplazmie żywych komórek. Wykazano, że w żywej tkance ruchliwość cząsteczek
wody jest mniejsza w porównaniu z ruchliwością cząsteczek czystej wody in vitro (poza organizmem).
Metody te nie mogły jednak dać odpowiedzi na pytanie, w jakim stopniu struktura i związane z nią
właściwości wody w żywej komórce różnią się od struktury i właściwości „wody w szklance”. Należy
pamiętać, że ruchliwość wody w komórce organizmu ograniczona jest barierami wewnatrzkomórkowymi.
Czy zmienia to właściwości fizyczne wody wewnątrzkomórkowej - właściwie nie wiadomo. Przypuszczeń
na ten temat nie brakowało.
Obecnie większość badaczy uważa, że w żywej komórce tylko nieznaczna część wody różni się od wody
zwykłej. Częścią tą jest w zasadzie „warstwa hydratacyjna”, trwale utrzymywana przez białka cytoplazmy
(tak zwana „woda związana”).
Analizując rezultaty konferencji i dane uzyskane z piśmiennictwa, stopniowo dochodziliśmy do
przekonania, że prosta metoda badania stanu wody w żywej tkance nawet współczesnymi skomplikowanymi
przyrządami fizycznymi nie daje na razie zadowalających wyników. Należało szukać innych, skutecznych
dróg badań tego zagadnienia. W naszych głowach powoli dojrzewał pogląd, że żywy organizm powinien
sam dać odpowiedź na pytanie, w jakim stanie fizycznym ma znajdować się woda, której potrzebuje, jaką
będzie najlepiej przyswajał. W celu uzyskania takiej odpowiedzi należy żywej tkance podawać wodę o
różnych właściwościach fizycznych, a następnie obserwować jak tkanka będzie ją wchłaniać. Z
piśmiennictwa znaliśmy już fakty większej aktywności biologicznej pewnych rodzajów wody - ze stajałego
lodu i namagnesowanej. Wzięliśmy to pod uwagę.
Przyczyny aktywności wody ze stajałego lodu i wody namagnesowanej nie były znane, co także stało się
dodatkowym bodźcem do ich badania. Gdyby udało się je wyjaśnić, otworzyłoby to drogę do
laboratoryjnego przygotowania wody czynnej biologicznie.
Aktywność biologiczna wody ze stajałego lodu znana była stosunkowo dawno, jednak postępy w jej
badaniu są tak nieznaczne, że należy się temu dziwić. Najczęściej wzmiankom o właściwościach wody ze
stajałego lodu towarzyszą określenia: zadziwiające, zagadkowe. Wodę taką badano w naszym kraju i za
granicą, ale znaczących sukcesów nie uzyskano. Poznając piśmiennictwo na ten temat, doszliśmy do
wniosku, że wielu badaczy znajmujących się wodą ze stajałego lodu popełniło jeden istotny błąd
metodyczny, który w rzeczywistości uniemożliwił jej zbadanie. Ale o tym powiemy nieco później.
Najpierw opiszemy, od czego zaczęliśmy badania wody ze stajałego lodu. Postanowiliśmy zbadać, z jaką
szybkością żywa tkanka wchłania ten rodzaj wody. Zajmując się zagadnieniami krążenia wody u roślin
często wykorzystywaliśmy taki wskaźnik, jak zdolność pochłaniania wody przez tkanki roślin. Wskaźnik ten
wyznaczaliśmy głównie na liściach roślin, używając precyzyjnych wag torsyjnych, które umożliwiały bardzo
szybkie zważenie liścia, dzięki czemu po odcięciu go od rośliny tracił on minimalną ilość wody. Oprócz tego
szybkie ważenie umożliwiało wykonanie wielu powtórzeń, co znacznie zwiększało dokładność
doświadczenia.
Zdolność pochłaniania wspomnianego rodzaju wody przez liście określano w następujący sposób: odcięte
od rośliny żywe liście szybko ważyliśmy na wagach torsyjnych i zanurzaliśmy w naczyniu z wodą, po
godzinie wyjmowaliśmy liście z naczynia, szybko osuszaliśmy ich powierzchnie bibułą filtracyjną i
ponownie ważyliśmy. Następnie obliczaliśmy ilość wody pochłoniętej przez liść w ciągu jednej godziny w
stosunku do początkowej jego masy (w %).
Wodę ze stajałego lodu do naszych doświadczeń otrzymywaliśmy przez rozpuszczanie lodu w
temperaturze pokojowej. Lód przygotowywaliśmy wcześniej przez zamrożenie wody w zamrażalniku
lodówki. W doświadczeniach tych zawsze posługiwaliśmy się świeżo przygotowaną wodą ze stajałego lodu,
doprowadzoną do temperatury +20°C.
Wariantem kontrolnym dla wody ze stajałego lodu była zwykle woda wodociągowa, nalana do drugiego
naczynia. Trzecim wariantem była woda przegotowana, ostudzona do +20°C. W odróżnieniu od wody ze
stajałego lodu woda przegotowana, jak wskazywały dane uzyskane z piśmiennictwa, jest zupełnie
nieaktywna, gdyż są w niej, według biofizyka A.K. Gumana, naruszone wszystkie „ośrodki krystalizacji”,
które istnieją w „lodopodobnej” wodzie ze stajałego lodu. Istnieniem tych właśnie ośrodków objaśniał on
podwyższoną aktywność biologiczną wody ze stajałego lodu. „Zimny wrzątek”, tj. wodę doprowadzoną do
wrzenia, a następnie schłodzoną do temperatury + 20°C, włączyliśmy do doświadczeń jako próbę kontrolną
uzupełniającą. I oto zaskoczenie: już pierwsze doświadczenie wykazało, że „zimny wrzątek” jest znacznie
lepiej wchłaniany przez liście, niż zwykła woda wodociągowa i woda ze stajałego lodu. Świeże liście
brzozy, znajdujące się w naczyniu z ostudzoną wodą przegotowaną stały się w ciągu godziny prawie
całkowicie przezroczyste, napęczniałe. W liczbach wyglądało to następująco:
Wchłanianie wody przez liść w % jego suchej masy
Woda zwykła, +20°C (kontrola)
3,50
Woda ze stajałego lodu, +20°C
5,65
Woda przegotowana, +20°C (wrzała l min)
9,30
Woda przegotowana, +20°C (wrzała 15 min)
10,30
Kroki w nieznane
Aby potwierdzić wiarygodność wyników przytoczonych obserwacji, posłużyliśmy się liśćmi roślin
rosnących w warunkach naturalnych i pokojowych: brzozy, moreli, wiązu, klonu, topoli, jabłoni, koniczyny,
lucerny, trzykrotki. Dołączyliśmy do nich l0-dniowe siewki kukurydzy i pszenicy, wyhodowane przez nas w
szklanych szalkach Petriego na zwykłej wodzie wodociągowej.
Wyniki doświadczeń, prowadzonych przez cztery lata (1970-1973): na roślinach rosnących w naturalnych
warunkach - od kwietnia do listopada, a na roślinach pokojowych i siewkach - w okresie zimy, potwierdziły
otrzymane wcześniej rezultaty.
Na podstawie 71 doświadczeń porównujących stopień przyswajania wody świeżo przegotowanej, wody
ze świeżo stajałego lodu i zwykłej wody wodociągowej przez liście różnych roślin stwierdzono, że woda
przegotowana była wchłaniana lepiej niż woda zwykła we wszystkich przypadkach, a woda ze stajałego lodu
- w 29 przypadkach (56%). W żadnym z doświadczeń zwykła woda nie była pochłaniana intensywniej niż
świeżo przygotowana woda przegotowana lub ze stajałego lodu. W 52 doświadczeniach (73%) woda
przegotowana była lepiej wchłaniana przez liście niż woda ze stajałego lodu, a tylko w 19 przypadkach
(27%) różnica między wchłanianiem wody przegotowanej i wody ze stajałego lodu nie była istotna.
W żadnym doświadczeniu woda ze stajałego lodu nie była lepiej wchłaniana przez liście niż woda
przegotowana (tab. 1).
Pierwszą odpowiedź na nasze rozważania o przyczynach tych zjawisk znaleźliśmy w monografii A.M.
Blocha „Struktura wody i procesy geologiczne” (Niedra, Moskwa 1969). Napisano w niej, że ostatnio wielką
uwagę przyciągają właściwości wody ze stajałego lodu, możliwość lepszego przyswajania jej przez żywe
organizmy niż wody zwykłej. Amerykańscy farmerzy potwierdzają, że wprowadzenie wody ze stajałego
lodu do dawki pokarmowej świń znacznie przyspiesza ich rozwój (przyrost masy ciała), dodając „po jednym
befsztyku dziennie do każdej świni”. Ciekawe!
W pracy „Osobliwe właściwości wody ze stajałego lodu”, opublikowanej w zbiorze „Struktura i rola
wody w żywym organizmie” (Izd. LGU, Leningrad 1966), A.K. Guman pisał: „Badania biofizyczne
wykazały, że woda w żywym organizmie różni się większym stopniem uporządkowania strukturalnego w
porównaniu ze strukturą wody wolnej w tej samej temperaturze. Można oczekiwać, że woda ze stajałego
lodu w większym stopniu odpowiada swą budową wodzie występującej w organizmie żywym niż woda
zwykła. Przecież proces przyswajania przez organizm wody przede wszystkim określa się ilością
wydatkowanej energii; im mniej potrzeba energii, tym proces ten łatwiej przebiega.
Tę stratę energii określa praca niezbędna do doprowadzenia struktury wody, potrzebnej organizmowi, do
stanu umożliwiającego dalsze jej przyswajanie. Dlatego woda o wyższym stopniu uporządkowania
strukturalnego powinna być przyswajana przez żywy organizm szybciej i lepiej niż woda, której struktura
jest mniej uporządkowana. Dochodzimy zatem do przekonania, że struktura wody ze stajałego lodu powinna
być bardziej uporządkowana niż struktura wody zwykłej”.
No dobrze! Jednak jeśli pójść śladem analogii z wodą ze stajałego lodu, to na podstawie naszych
doświadczeń wodę przegotowaną należałoby wyobrazić sobie jako jeszcze bardziej uporządkowaną, o
lepszej strukturze niż woda ze stajałego lodu, a to przeczy danym z piśmiennictwa, zgodnie z którymi woda
przegotowana, to woda z zaburzoną strukturą. Powstał oczywisty paradoks, ujawniła się niezgodność
wyników uzyskanych wcześniej z wynikami z naszych doświadczeń.
Niezgodność tę należało jakoś wyjaśnić.
Tabela l
Zdolność wchłaniania wody przez liście roślin w zależności od sposobu odgazowywania wody
wodociągowej (1970 r.)
Data
Ilość wody wchłoniętej przez liście w ciągu 1h w % suchej masy
zrównoważonej
(kontrola)
odgazowanej
przez zamrożenie
odgazowanej
przez wrzenie
Brzoza brodata
26 IV
3,50
5,65
10,3
26 IV
4,52
5,05
12,6
10 VI
2,58
17,04
24,5
6 VIII
1,82
7,92
13,7
Morela pospolita
31 V
3,67
8,70
10,10
8 VII
5,50
10,55
12,05
2X
8,30
14,55
18,10
Wiąz drobnolistny
1 VII
13,3
15,2
20,9
30 X
12,10
14,10
31,10
17,4
29,2
Lucerna
7 IV
15,01
Kukurydza. siewki 10-dniowe
31 III
5,18
8,28
11,29
Eureka!
Jak to w nauce nieraz bywa, początek rozwiązania znalazł się zupełnie niespodziewanie... w wyniku
błędu, lub dokładniej - nieostrożności, którą popełniono podczas prowadzenia doświadczenia.
Doświadczenie to polegało na jednoczesnym nasyceniu liści różnymi rodzajami wody przez zanurzanie ich
w naczyniach z tą wodą. Zwykle skrupulatnie przestrzegaliśmy kolejności ważenia liści. Pewnego razu
ważyliśmy równocześnie różne liście z ośmiu naczyń. Do laboratorium przyniesiono świeżo ścięte gaałązki
brzozy, moreli i innych roślin. Na stole było ciasno, stało dużo szklanych naczyń z wodą wśród ściętych
zielonych gałązek. Ktoś przez nieuwagę zawadził ręką o jedno z naczyń i przewrócił je. Woda się wylała. A
to pech! Doświadczenie przebiegało już pół godziny i aby nie przepadła jego część, postanowiliśmy
przygotować świeżą wodę.
Ośmiu naczyń nie można napełnić w jednej chwili. Kiedy napełniliśmy ostatnie, w pierwszym woda
znajdowała się już 15-20 minut i nie można było uważać jej za świeżo przygotowaną. Wylana woda była
jedną z pierwszych przygotowanych do doświadczenia. Świeżo przegotowana woda została wchłonięta przez
liście znacznie lepiej niż woda w innych wariantach doświadczenia.
Cóż to? Widocznie nawet w ciągu krótkiego okresu aktywność biologiczna przegotowanej wody obniża
się.
Potwierdziło się to w nowej serii doświadczeń.
Czy oznacza to, że z upływem czasu woda przegotowana, będąc w odkrytym naczyniu, traciła swą
aktywność biologiczną? Przypuszczaliśmy, że takie zjawisko istotnie mogło nastąpić z powodu stykania się
jej z powietrzem.
Przed wykonaniem analizy zawartości rozpuszczonych gazów powietrza w wodzie poddanej obróbce
termicznej należało stanowczo upewnić się o decydującej roli gazów i w tym celu zrobić jeszcze jedną serię
pomiarów. Postanowiiliśmy po przygotowaniu wody przegotowanej natychmiast zamykać ją hermetycznie,
aby ograniczyć do minimum kontakt z powietrzem.
Ta seria doświadczeń wykazała, że przechowywana w hermetycznym naczyniu woda przegotowana (do
5-7 dni) nie traci swojej aktywności biologicznej, pozostaje taka sama, jak świeżo przygotowaany wrzątek.
Przegotowana woda narażona na wpływ powietrza niemal w całości traciła aktywność biologiczną w ciągu
doby. Przedmuchiwanie wrzątku powietrzem przez, pięć minut również prowadziło do całkowitej utraty tej
właściwości (tab. 2)
Tabela 2
Wchłamanie przez liście różnych rodzajów wody w zależności od sposobu przygotowania jej i
przechowywania (1971 r.)
Rodzaj wody
Sposób i czas
przechowywania wody
Wchłanianie wody przez
liście w ciągu 1h w % suchej
masy
Morela; woda wodociągowa, 27 IX
Odgazowana przez wrzenie
świeża
11,65
―”―
Odkryta przez 48 h
6,35
―”―
Przykryta przez 48 h
11,15
Morela; woda destylowana, 6 X
świeża
13,45
―”―
Odkryta przez 5 d
6,27
―”―
Przykryta przez 5 d
11,70
Brzoza; woda wodociągowa, 22 VII
świeża
6,67
―”―
Przedmuchiwana
powietrzem przez 5 minut
2,01
Tak więc ujawniła się nowa właściwość wody - wzrost jej aktywności biologicznej w wyniku usunięcia z
niej rozpuszczonych gazów powietrza.
A więc to to?
Pozostało nam jeszcze określenie ilości rozpuszczonych w wodzie gazów powietrza po odpowiednim jej
przygotowaniu - doprowadzeniu do wrzenia, ogrzewaniu, zamrażaniu itd. Jak to zrobić?
Należało poznać całą dostępną literaturę na ten temat, a przede wszystkim monografię O.A. Alekina
„Podstawy hydrochemii” (Gidromietieoizdat, Moskwa 1970), a także przewodniki metodyczne analizy
hydrochemicznej („Ujednolicone metody analizy wód” pod red. J.J. Lurie, Chimija, Moskwa 1971) i prace
członka akademii W.I. Wiernackiego.
Wiadomo, że wszystkie rodzaje wody zawierają pewną ilość rożpuszczonych gazów. Na ich ogromną
rolę niejednokrotnie zwracał uwagę W.I. Wiernacki, „Woda występująca w przyrodzie (naturalna) - pisał jest gazowym roztworem... Ale dla chemików i fizykochemików nie jest ona wodą czystą i nie jest
roztworem. Woda występująca w przyrodzie jest przede wszystkim stanem równowagi: woda ↔ gazy, przy
czym są to gazy określone i nieliczne. Mamy do czynienia z równowagą, którą można tak zapisać:
woda występująca → gazy występujące
w przyrodzie ← w przyrodzie
↑↓
↓↑
materia ożywiona
Taki system istnieje tylko w obrębie biosfery. Równowaga ta, dzięki właściwościom organizmów żywych
ma ten sam charakter co równowaga woda ↔ gazy... I cząsteczki wody, i gazy, i znaczna część żywych
organizmów należą do jednego pola sił cząsteczkowych. Mamy tu analogię nie formalną, a rzeczywistą...
Równowaga woda - gaz - materia ożywiona nabiera w ten sposób nadzwyczajnego znaczenia w hydrochemii
... . Wiemy, że zjawiska wywoływane przez cząstki o znikomej masie odgrywają ogromną rolę w procesach
naturalnych. Cała chemia wody występującej w przyrodzie coraz częściej sprowadza się do badania małych
sił”.
Gazy, według W.I. Wiernackiego, nie tylko zawsze istnieją w każdej, bez wyjątku, wodzie naturalnej, ale
również stanowią bardzo określony ułamek jej masy, zawsze tego samego rzędu – 10-3 %. Autor ten pisał
również, że „gazy biosfery są nieliczne i bardzo charakterystyczne... . Można brać pod uwagę tylko te z nich,
które rozpowszechnione są równomiernie, a ich zawartość w wodach naturalnych wynosi około 10-3 %. Gazy
główne są w istocie tymi samymi gazami, które powstają w procesach biochemicznych, tj. w swej genezie
związane są z materią ożywioną. Spośród wszystkich gazów znaczenie mają tylko tlen, azot, CO2, metan,
siarkowodór, gazy szlachetne. W zasadzie tylko one dają wodne roztwory gazowe”.
Najistotniejsze jednak w wypowiedzi uczonego dla naszej pracy było to, że zawartość tlenu w wodzie
określa wszystkie jej właściwości. Jest on najważniejszym z gazów tam rozpuszczonych.
A co z prawem Henry'ego-Daltona?
Wiadomo, że rozpuszczalność gazów w cieczach opisuje prawo Henry'ego-Daltona: w stałej temperaturze
rozpuszczalność każdego ze składników mieszaniny gazów w danej cieczy jest wprost proporcjonalna do
jego ciśnienia cząstkowego nad cieczą i nie zależy od całkowitego ciśnienia mieszaniny gazów i zawartości
innych składników.
Inaczej mówiąc, każdy gaz rozpuszcza się tak, jakby tylko on znajdował się w danej objętości cieczy. I
tak, w wodzie w kontakcie z powietrzem rozpuszcza się tylko tyle tlenu, ile mogłoby rozpuścić się go w
obecności czystego tlenu, znajdującego się pod ciśnieniem 0,2 atmosfery (20,3 kPa) - jest to tak zwane
cząstkowe ciśnienie tlenu w powietrzu. Wraz ze zmniejszaniem się ciśnienia rozpuszczalność gazów bardzo
się zmienia. Obniża się ona również wraz ze wzrostem temperatury, gdyż wzrasta energia kinetyczna
cząsteczek gazu, powodująca przezwyciężenie sił przyciągania między cząsteczkaami wody.
Rozpuszczalność gazów w wodzie to proces odwracalny: adsorpcja = desorpcja. Jeśli zawartość gazów w
wodzie jest mniejsza niż to przewiduje prawo rozpuszczalności gazów, to następuje wchłanianie gazu przez
wodę i na odwrót, przy nadmiarze gazu w wodzie następuje jego wydzielanie.
A zatem, w warunkach danej temperatury i ciśnienia gazy rozpuszczają się w wodzie w takim stężeniu,
jakie odpowiada stanowi nasycenia wody tymi gazami. Jednakże procesy rozpuszczania i wchłaniania gazów
w wodzie zachodzą wolno, szybkość rozprzestrzeniania się ich w tym środowisku jest prawie sześć tysięcy
razy mniejsza niż w powietrzu!
To było nadzwyczaj ważne dla naszej pracy! Mała szybkość wchłaniania gazu przez wodę określa czas,
w którym woda zachowuje swoją aktywność, na przykład po przerwaniu gotowania. Fakt ten może również
wyjaśnić tak zwaną „pamięć” wody.
Czy woda ma pamięć?
Po raz pierwszy pytanie o „strukturalną pamięć” wody padło wtedy, gdy uczeni zaobserwowali zmiany
właściwości wody pod wpływem pola magnetycznego: efekt oddziaływania pola na wodę nie zniknął od
razu po wyłączeniu pola, utrzymywał się on w ciągu kilku godzin lub nawet dób, zmniejszając się
stopniowo. Wielu badaczy uważa, że z punktu widzenia fizyki w zagadnieniu „strukturalnej pamięci” wody
jest jeszcze wiele niejasności, u innych wzbudza ono wątpliwości: opierając się na klasycznych prawach
termodynamiki twierdzą oni, że po usunięciu oddziaływań zewnętrznych wszystkie wywołane przez nie
zmiany właściwości wody powinny zniknąć od razu, bez śladu, a układ powinien powrócić do stanu
wyjściowego.
Jednak stopniowo gromadzony materiał faktograficzny przemawia na korzyść istnienia tak zwanej
„pamięci” wody. Być może jest ona przyczyną tego, że właściwości fizyczne wody ogrzanej do określonej
temperatury różnią się od właściwości wody, która osiągnęła tę temperaturę w procesie stygnięcia? Hipotezę
„strukturalnej pamięci” wody potwierdzają także wyniki badań nad właściwościami wody ze stajałego lodu,
wykazujące dopiero po pewnym czasie zmianę jej stałej dielektrycznej.
W swoim wydaniu podstawowego „Kursu chemii fizycznej” W.A. Kirejew tak charakteryzuje kryzys,
który pojawił się w badaniach dotyczących właściwości wody: „Obecne intensywne badania budowy
wewnętrznej i właściwości wody wyjaśniają nowe zależności i zjawiska, które nie zawsze można
wytłumaczyć na podstawie osiągniętego poziomu wiedzy; wymagają one dalszego głębokiego badania”.
Doktor geologii i mineralogii F. Letnikow i kandydat nauk chemicznych T. Kaszczejewa przeprowadzali
eksperymenty z wodą, którą nazwali wodą „aktywowaną”. W zwykłej wodzie destylowanej po zadziałaniu
na nią wysoką temperaturą (200-500°C) i ciśnieniem 100-200 atmosfer,. tj. 10 021 - 20 042 kPa pojawiają
się nowe właściwości fizyczne i chemiczne. Szczegółowe badania udowodniły, że podwyżyszyła się
zdolność rozpuszczająca wody aktywowanej, zwiększyła się też jej kwasowość. Woda aktywowana po
schłodzeniu jej do 25°C jak gdyby „pamięta” o wysokim ciśnieniu i wysokich temperaturach niedawno na
nią działających. Z upływem czasu woda aktywowana traciła swoją „pamięć” i stopniowo właściwości jej
upodobniały się do właściwości zwykłej wody destylowanej (F.A. Letnikow i in. „Woda aktywowana”.
Nauka, Nowosybirsk 1976).
Chyba. najlepiej zagadnienie to potraktował członek akademii I.W. Pietrjanow w książce
„Najdziwniejsza substancja na świecie” (Pedagogika, Moskwa 1975). W rozdziale „Na czym polega zagadka
„pamięci” wody?” pisze on: „W ostatnich latach stopniowo nagromadziło się dużo zdumiewających i
zupełnie niezrozumiałych faktów. Na przykład jeszcze nikt nie wie, co dzieje się z wodą przepływającą
przez silne pole magnetyczne. Fizycy teoreetycy są całkowicie przekonani, że w tym czasie nic się z wodą
nie dzieje i dziać się nie może; że po przerwaniu działania pola magnetycznego woda powinna natychmiast
powrócić do dawnego stanu. Doświadczenie natomiast wskazuje, że woda ulega przemianom i staje się
inna... . Co prawda, we wszystkich przypadkach skutki były niewielkie i trudne do odtworzenia. Ale w jaki
sposób można w nauce ocenić, co jest mało, a co dużo? Kto podejmie się takiej oceny? Działanie pola
magnetycznego na wodę trwa ułaamek sekundy, a woda „pamięta” o tym dziesiątki godzin.
Dlaczego - nie wiadomo. Tu praktyka daleko wyprzedziła naukę. Przecież nawet nie wiadomo, na co
właściwie wpływa oddziaływanie magnetyczne - na wodę czy na jej domieszki. Absolutnie czysta woda nie
istnieje.
Woda jak gdyby „pamięta” i o tym, że była wcześniej zamrożona (woda ze stajałego lodu). Oprócz
zadziwiających właściwości wody ze stajałego lodu, wykrytych przez biologów, znane są też jej pewne
cechy fizyczno-chemiczne, którymi różni się od zwykłej wody, na przykład ma ona inną lepkość i inne
przewodnictwo elektryczne. Lepkość wody ze stajałego lodu dopiero po 3-6 dobach od rozpuuszczenia lodu
przybiera zwykłą dla wody wartość. Dlaczego tak się dzieje (jeśli tak się dzieje), również nikt nie wie.
Większość badaczy nazywa tę dziedzinę zjawisk „strukturalną pamięcią” wody uważając, że wszystkie te
dziwne przejawy wpływu „losów” wody na jej późniejsze właściiwości wyjaśniają zmiany delikatnej
struktury cząsteczkowej. Być może tak właśnie jest, ale... nazwać - to jeszcze nie znaczy wyjaśnić. Jak
dawniej, w nauce istnieje ważny problem: dlaczego i w jaki sposób woda „pamięta”, co się z nią działo?”
W tym miejscu wypadałoby jeszcze raz zwrócić uwagę czytelników na jeden ważny sżczegół: co rozumie
się przez słowo woda? Fizycy teoretycy mówiąc: woda mają na myśli idealnie czystą ciecz o wzorze H2O,
pozbawioną wszelkich domieszek. Jednak absolutnie czystej wody nie ma. Względnie czystą wodę
otrzymuje się w procesie wielokrotnej destylacji. O takiej wodzie i jej wadach dobrze powiedział poeta
Leonid Martynow:
Woda radowała płynąc,
Błyszczała
Tak czysta,
Że ni napić się,
Ni umyć,
I było tak nie bez przyczyny.
Brakowało jej
Iłu, wierzby rosnącej na brzegu
I cierpkości kwitnących róż,
Brakowało jej wodorostów
I ryby, jak żywe srebro
Brakowało jej fal,
Brakowało płynięcia w dal, hen.
I życia jej brakowało Tej czystej wodzie. Destylowanej!
Biolodzy przez słowo: woda na ogół rozumieją zwykłą wodę pitną. Ta woda zawiera określoną ilość
rozpuszczonych gazów, a także domieszki mineralne i organiczne.
Gdybyśmy zastosowali terminologię bardziej precyzyjną, to tę wodę powinno się prawidłowo nazywać
„układem wodnym”.
Jak widzimy, fizycy teoretycy i biolodzy przez słowo: woda rozumieją różne rzeczy. Jest to, naszym
zdaniem, jedna z przyczyn różnego traktowania właściwości wody, a zwłaszcza pojęcia „strukturalnej
pamięci” wody.
Czy potrzebne są te gazy?
Wróćmy jednak do naszych doświadczeń.
Gdy tylko ustaliliśmy, że aktywność biologiczna wody świeżo przegotowanej i wody ze stajałego lodu
zależy od czasu jej kontaktu z powietrzem, prześledziliśmy zachodzące z upływem czasu zmiany zawartości
tlenu rozpuszczonego w wodzie, przy przechowywaniu jej w odkrytych naczyniach. Przede wszystkim
zajęliśmy się tlenem; łatwo go można oznaczyć w wodzie klasyczną metodą Winklera; po azocie jest go w
wodzie najwięcej i jest biologicznie i chemicznie aktywny.
Analizy potwierdziły, że w odkrytym naczyniu woda świeżo odgazowana stopniowo nasyca się gazami i
dochodzi do równowagi w przybliżeniu w ciągu doby. Stało się oczywiste, że czas histerezy (opóźniania)
pochłaniania gazów przez wodę wyraża właśnie tak zwaną jej „pamięć”. Rozpuszczonego tlenu było więcej
w zwykłej (zrównoważonej) wodzie (w stosunku do świeżo odgazowanej), jego ilość wynosiła 9 mg/dm3 w
temperaturze + 20°C, w wodzie ze stajałego lodu było go 1,3 raza mniej, a w „zimnym wrzątku” dwa razy
mniej (tab. 3).
Postanowiono przeprowadzić również doświadczenie z odgazowaniem wody w warunkach próżni.
Wykluczało to możliwość wpływu czynnika termicznego na uaktywnienie wody. Wodę odgazowano w
strzykawce-saturatorze aparatu AMK, zazwyczaj stosowanego w medycynie do oznaczania gazowego składu
krwi metodą mikrometryczną.
Porównywano intensywność wchłaniania przez liście brzozy wody świeżo przegotowanej oraz wody
odgazowanej w warunkach próżni w tej samej temperaturze + 20°C. Próbę kontrolną stanowiła woda będąca
w równowadze gazowej z powietrzem.
Tabela 3
Zmiany stężenia tlenu w wodzie o temperaturze 20°C w następstwie obróbki termicznej
Rodzaj wody
Nr wariantu
Liczba obserwacji
Zawartość tlenu w wodzie w
mg/dm3
Zrównoważona (kontrola)
1
1
12
10
9,05 ± 0,14
9,29 ± 0,32
Ze świeżo stajałego lodu
2
2
7
5
6,90 ± 0,16
7,85 ± 0,23
Świeżo przegotowana
3
12
4,25 ± 0,22
3
7
4,85 ± 0,43
Uwaga! Licznik – woda destylowana; mianownik – woda wodociągowa
Okazało się, że zarówno woda odgazowana w próżni, jak i woda świeżo przegotowana były jednakowo
wchłaniane przez tkankę liścia: 3-4 razy intensywniej niż woda zwykła. Równoznaczne wyniki otrzymano
dla wody destylowanej, wodociągowej i mineralnej. Zatem doszliśmy do wniosku, że aktywację wody
można osiągnąć bez jej obróbki termicznej, a przez odgazowanie w próżni w normalnej temperaturze.
Interesujące było sprawdzenie, jak zachowają się roztwory substancji aktywnych osmotycznie. Okazało
się, że odgazowanie powodowało również aktywację roztworów wodnych sacharozy i chlorku sodu,
przygotowanych w różnych stężeniach. Roztwory te były wchłaniane przez liście brzozy niekiedy 8-9 razy
lepiej niż zwykłe roztwory nie poddane temu zabiegowi.
Doszliśmy w ten sposób do bardzo ważnej konkluzji: właściwości osmotyczne nie są decydujące w
procesie wchłaniania osmotycznie czynnych roztworów przez żywe tkanki, jak sądzono wcześniej. Wpływ
stężenia roztworów sacharozy na wchłanianie ich przez tkanki liścia był znikomy w porównaniu z wpływem
odgazowania.
Możliwe, że u roślin decydujące znaczenie dla wchłaniania wody i rozpuszczonych w niej substancji ma
gradient ciśnienia gazów w żywych tkankach.
Przed nami była jeszcze jedna granica
Na wstępie należy podać pewne informacje.
Wyniki naszych doświadczeń z wodą przegotowaną i wodą ze stajałego lodu wykazały, że woda
przegotowana przewyższa swą aktywnością wodę ze stajałego lodu, a przyczyną tego jest mniejsza
zawartość rozpuszczonych w niej gazów powietrza. Tak zamrażanie, jak i gotowanie (lub ogrzewanie) wody
z następującym po nim dostatecznie szybkim jej schłodzeniem, podwyższa jej aktywność bioloogiczną w
określonej temperaturze.
Fakt wydzielania się tlenu z wody podczas zamarzania znany był już wcześniej. W pracy U. Bagienko i
A.I. Gorszkowa z Instytutu Fizyczno-Technicznego im. A.F. Joffe Akademii Nauk ZSRR podano, że
podczas zamarzania wody zmniejsza się stężenie zawartego w niej tlenu. Szczególne właściwości fizyczne i
biologiczne wody ze stajałego lodu, a także zachowanie tych właściwości przez dłuższy czas, być może
związane jest ze zmniejszeniem się stężenia tlenu rozpuszczonego w takiej wodzie, a zanikanie tych
właściwości - ze zwiększeniem się jego stężenia do osiągnięcia przez wodę stanu równowagi gazowej.
O tym artykule leningradzkich naukowców dowiedzieliśmy się jednak od J.A. Osipowa dopiero w 1974
r., kiedy po raz pierwszy byliśmy w Leningradzkim Instytucie Agrofizycznym. Do tego już czasu
eksperymentalnie udowodniliśmy, że aktywność biologiczna wody związana jest ze zmniejszeniem ilości
rozpuszczonych w niej gazów. Przypuszczenie leningradzkich badaczy tylko potwierdzało nasze obserwacje!
Jednak niektórzy badacze negowali możliwość aktywności biologicznej wody przegotowanej.
Gdzie tkwi przyczyna?
Zwróciliśmy uwagę na to, że niektórzy badacze, na przykład T.S. Barnes, robiący doświadczenia z wodą
ze stajałego lodu i wodą świeżo przedestylowaną (tj. faktycznie przegotowaną), wcześniej przedmuchiwali ją
powietrzem. Wspomniany badacz niewątpliwie dobrze wiedział, że w wodzie przegotowanej jest mniej
gazów niż w zwykłej i dlatego właśnie przedmuchiwał ją powietrzem, usiłując ujednolicić warunki
doświadczenia. Nie wiedział on jednak, że woda ze stajałego lodu ma również obniżoną zawartość
rozpuszczonych gazów. Zatem i wodę ze stajałego lodu należało przedmuchać, żeby wyrównać warunki
eksperymentu. Podobną jak Barnes pedantyczność przejawili A.W. Falejew i F.T. Suchenko.
My tego nie uczyniliśmy. Rozumieliśmy, że dopuszczamy pomyłkę metodyczną, nie ujednolicając
warunków doświadczenia. I ta właśnie „pomyłka” okazała się odkryciem, które doprowadziło do ustalenia
nie znanej wcześniej prawidłowości: aktywność biologiczna wody wzrasta w miarę usuwania z niej gazów.
Paradoks! Gdybyśmy dokładnie przestudiowali literaturę wcześniej, zanim rozpoczęliśmy doświadczenia,
i surowo trzymalibyśmy się kanonów metodycznych, to nie wykrylibyśmy żadnej nowej prawidłowości. Jest
to fakt wielce pouczający i dający dużo do myślenia.
„Kaprysy” deuteru
W ostatnich czasach bardzo rozpowszechniona została hipoteza „deuterowa”, niejako wyjaśniająca
przyczyny aktywności biologicznej wody ze stajałego lodu. Stymulujące właściwości takiej wody tłumaczą
niektórzy uczeni małą zawartością ciężkiej wody, która, jak wiadomo, w przeciwieństwie do wody zwykłej
zawiera ciężki izotop wodoru - deuter, o masie atomowej 2,0141. Większość badaczy uważa jednak
deuterową teorię za nieuzasadnioną z tego powodu, że różnice w zawartości ciężkiego izotopu w różnych
wodach naturalnych są nieznaczne i wynoszą ok. 0,02%. Tak znikomych różnic w zawartości tego izotopu
nie uważa się za istotne. Oprócz tego aktywność biologiiczna wody ze stajałego lodu szybko się zmniejsza,
chociaż zawartość ciężkiej wody praktycznie w niej się nie zmienia.
Zgodziliśmy się z takim właśnie punktem widzenia - potwierdzają go również rezultaty naszych
doświadczeń.
Rzeczywiście w naszych doświadczeniach aktywność biologiczna wody ze stajałego lodu zanikała na
przykład, po krótkotrwałym (5 min), przedmuchiwaniu jej powietrzem. Zawartość deuteru od takiego
przedmuchiwania zmienić się w niej nie mogła. Ilość deuteru nie mogła również zmniejszyć się w wodzie ze
stajałego lodu, gdy stała ona spokojnie przez dobę w odkrytym naczyniu, natomiast aktywność biologiczna
takiej wody zanikała w miarę nasycania się wody gazami z powietrza.
A jak zachowają się nasiona?
Próbne badania wpływu czynnej biologicznie wody na nasióna roślin rozpoczęliśmy wraz z odkryciem,
że woda przegotowana jest lepiej przyswajana przez liście rośliny niż woda zwykła i woda ze stajałego lodu.
Nasiona kukurydzy posialiśmy na. glebie w glinianych naczyniach - po 25 nasion w każdym, w dwóch
powtórzeniach. Schemat doświadczenia był następujący: codzienne podlewanie wodą w ilości 100 ml: 1)
zwykłą wodociągową; 2) wodociągową ze stajałego lodu; 3) świeżo odgazowaną przez gotowanie i
następnie szybko schłodzoną do +20°C.
We wszystkich wariantach temperatura wody była taka sama (+20°C). Po sześciu dniach naliczyliśmy
wyrosłych z 50 nasion siewek: otrzymanych na wodzie zwykłej — 11 , na wodzie ze stajałego lodu — 24, na
wodzie przegotowaanej — 19; po dziesięciu dniach odpowiednio — 33, 36 i 29. Sumaryczna długość
wszystkich otrzymanych siewek wynosiła: na wodzie zwyklej 270 mm, na wodzie ze stajałego lodu 517 mm,
na wodzie przegotowanej 474 mm. Dziewiętnastego dnia w naczyniach podlewanych zwykłą wodą było 99
siewek, wodą ze stajałego lodu — 108 siewek, a wodą przegotowaną — 114 siewek; sumaryczna długość
otrzymanych siewek wynosiła: na wodzie zwykłej — 977 mm, na wodzie ze stajałego lodu — 1165 mm, na
wodzie przegotowanej — 1181 mm.
Cóż to? Nasiona kukurydzy kiełkujące w wodzie odgazowanej wykazywały większą zdolność
kiełkowania niż inne, a wzrost siewek był bardziej intensywny.
W drugim doświadczeniu doprowadzano do kiełkowania nasiona kukurydzy odmiany Jużnyj, hodowanej
w szalkach Petriego na bibule filtracyjnej, którą moczono okresowo taką samą ilością zrównoważonej i
odgazowanej przez gotowanie wody wodociągowej. W tym doświadczeniu woda przegotowana stymulowała
procesy wzrostowe siewek kukurydzy.
Następnie kilka razy zmodyfikowaliśmy charakter eksperymentu, stosując jednorazowe moczenie nasion
przez 20 godz. w wodzie odgazowanej, a następnie doprowadzając je do kiełkowania w naczyniach z glebą i
nawilżając je zwykłą wodą w ciągu 12 dni. Nasiona kukurydzy moczono: 1) w wodzie zwykłej (kontrola), 2)
w przegotowanej wodzie szybko schłodzonej do +20°C, 3) w wodnym roztworze kwasu bursztynowego
(stężenie 0,0025%). Kwas bursztynowy stosowano jako wzorzec, ponieważ jest on biogennym
stymulatorem, co wykazał zwłaszcza A.W. Błagowieszczenski używając go do stymulacji wzrostu i rozwoju
bawełny.
Wcześniejsze moczenie nasion kukurydzy w wodzie odgazowanej, jak potwierdził eksperyment,
stymulowało procesy fizjologiczno-biochemiczne u roślin. Intensywność oddychania siewek wzrosła o 12%,
aktywność enzymu katalazy o 18%, a zawartość zielonego barwnika — chlorofilu o 12%. Roztwór kwasu
bursztynowego okazał się mniej skutecznym stymulatorem.
W tym poszukiwaniu trzeba było jednak całkowicie wykluczyć możliwość wpływu składu chemicznego
wody wodociągowej i w związku z tym przeprowadziliśmy specjalne doświadczenie z wodą destylowaną, z
której przygotowaliśmy zarówno wodę zrównoważoną z powietrzem pod względem zawartości gazów
(kontrola), jak i odgazowaną (ze stajałego lodu).
Nasiona pszenicy i jęczmienia doprowadzono do kiełkowania w szalkach Petriego. Roztwór kwasu
bursztynowego miał stężenie zalecape przez A.M. Grodzińskiego do przedsiewnej obróbki nasion.
Trzynastego dnia określono w siewkach aktywność enzymu katalazy i intensywność oddychania (w aparacie
Warburga). I cóż? Woda odgazowana okazała się lepszym stymulatorem. Kwas bursztynowy podwyższał
tylko aktywność katalazy. Efekt ten pojawiał się zarówno przy użyciu wody wodociągowej, jak i wody
destylowanej.
Godne uwagi jest to, że czynna biologicznie woda nawet przy jednorazowym moczeniu nią nasion
stymulowała siłę kiełkowania i gromadzenie suchej masy w siewkach, podwyższała intensywność
oddychania i aktywność enzymów.
O.W. Troicka uważnie śledziła wszystkie nasze doświadczenia i widząc obiecujące rezultaty powiedziała:
Czas wyjść w pole!
Doświadczenia rozpoczęto w sadzie jabłoniowym w jednym z malowniczych wąwozów przedgórza
Ałtaju Zailijskiego. Było to związane z tym, że jeden z nas pracuje w laboratorium fizjologii roślin
owocowych Kazachskiego Innstytutu Naukowo-Badawczego Ogrodnictwa i Uprawy Winorośli i bardzo
dobrze zna obiekt doświadczalny.
Postanowiliśmy dowiedzieć się, jakie zmiany wskaźników fizjologicznych zajdą po opryskaniu jabłoni
wodą aktywną biologicznie? I oto pierwszy rezultat: woda odgazowana istotnie stymulowała procesy
fizjologiczne w liściach, nawet po jednorazowym ich opryskaniu. Woda odgazowana co prawda nasycała się
częściowo gazami z powietrza, mimo to jednak jej właściwości stymulujące zachowywały się.
Zauważono, że potraktowane nią rośliny lepiej przygotowywały się do przezimowania - w tkankach ich
nagromadziło się więcej zapasowych substancji odżywczych (skrobi). Szczególnie interesujący okazał się
fakt, że w zakresie stymulacji procesów fizjologicznych u jabłoni woda odgazowana nie ustępowała
znanemu regulatorowi wzrostu - roztworowi soli potasowej kwasu a-naftylooctowego, a w przypadku
niektórych wskaźników (intensywność oddychania i aktywność enzymu katalazy) nawet go przewyższała.
Widać więc, że dość toksyczne dla człowieka i w dodatku deficytowe preparaty chemiczne mogą być
zastąpione „żywą” wodą.
Burak cukrowy
Następnie zbadaliśmy wpływ przedsiewnej obróbki naasion wodą czynną biologicznie na plon i
aktywność procesów fizjologicznych buraka cukrowego. Miejscem badania było gospodarstwo naukowodoświadczalne Kazachskiego Instytutu Rolniczego „Dżanszarskoje”, położone na północny wschód od
Ałma-Aty.
Tabela 4
Plon buraków cukrowych i zawartość w nich cukru po moczeniu nasion wodą odgazowaną (1974 r.)
Wariant doświadczenia
Plon buraków
Zawartość cukru
w%
W kg/ha
W % w stosunku
do kontroli 2
Kontrola 1 (nasiona moczone zwykłą wodą)
17 255
96
14,1
Kontrola 2 (nasiona suche)
17 955
100
13,6
Nasiona moczone wodą 100°
24 475
136
14,2
25 850
143
14,1
23 520
132
Woda była ogrzana do 70, 90, 100°C i następnie schłodzona do +20°C
15,1
Plon tej cennej rośliny po obróbce jej nasion wodą odgazowaną 70°, 90° i 100°C był istotnie i
wiarygodnie wyższy niż po obróbce zwykłą wodą lub po posianiu suchych nasion. Masa buraków
powiększyła się o 32-43%, a zawartość cukru wzrosła o 0,5-1 % (tab. 4). Jest to niemało, jeśli wziąć pod
uwagę, że problem podwyższenia zawartości cukru w buraku, to zagadnienie o bardzo dużym znaczeniu w
narodowej gospodarce rolnej.
Wykazano, że pod wpływem wody odgazowanej w liściach buraka cukrowego gromadziło się więcej
chlorofilu, a także wzrosła w nich intensywność oddychania i aktywność enzymów. Analogiczne
doświadczenia w tych samych warunkach przeprowadziliśmy z kukurydzą i sumaryczna masa roślin okazała
się większa tam, gdzie nasiona poddano wcześniej działaniu wody odgazowanej. Wyniki tych doświadczeń
zreferowaliśmy na konferencji naukowej Kazachskiego Instytutu Rolniczego.
W 1975 r. kontynuowaliśmy doświadczenia z burakiem cukrowym. Mimo nie sprzyjających warunków
pogodowych, wciąż istniała różnica między roślinami kontrolnymi a doświadczalnymi (moczenie nasion
wodą czynną biologicznie).
Jak zareagują trawy?
W tym samym roku postanowiliśmy dowiedzieć się, jak podziała woda odgazowana, jeśli potraktujemy
nią nasiona pszenicy ozimej odmiany Bezostna l. Sprawdziliśmy to na poletku o powierzchni 0,25 ha.
Norma wysiewu nasion 200 kg/ha. Schemat doświadczenia: l) nasiona suche (kontrola l); 2) nasiona
moczone przed siewem wodą zwykłą (kontrola 2); 3) nasiona moczone przed siewem wodą ogrzaną
wcześniej do 70°C i schłodzoną do +20°C i 4) nasiona moczone przed siewem wodą ogrzaną wcześniej do
90°C i również schłodzoną do +20°C.
Na przedsiewną obróbkę jednego kilograma nasion pszenicy zużyliśmy 0,2-0,3 dm3 wody odgazowanej.
Posialiśmy nasiona 30 października 1974 r., a plon zebraliśmy 9 czerwca 1975 r. W czasie wegetacji roślin
nie podlewano.
W następnym roku postanowiliśmy powtórzyć doświadczenia z pszenicą, stosując dla porównania
nowsze sposoby stymulowania plonu - przedsiewną obróbkę nasion promieniami laserowymi i polem
elektrycznym wyładowania koronowego. Rezultatami naszych badań udało się nam zainteresować
pracowników Kazachskiego Instytutu Naukowo-Badawczego Rolnictwa. Razem ze starszym pracownikiem
naukowym E.M. Zenkową i młodszym pracownikiem naukowym A.G. Kirienką rozpoczęto doświadczenie
w sowchozie Kaskielenskim, położonym w pustynnej strefie obszaru okręgu ałma-atskiego. Pszenica ozima
odmiany Bezostna l została wysiana 15 września 1975 r. w systemie czarnego ugoru z nawożeniem. Norma
wysiewu - 5 mln ziaren zdolnych do kiełkowania na l ha. Powierzchnia każdego poletka - 260 m 2. Liczba
powtórzeń wynosiła cztery. Schemat doświadczenia: l) suche nasiona (kontrola); 2) nasiona moczone przed
siewem wodą zwykłą; 3) nasiona moczone przed siewem wodą odgazowaną; 4) nasiona poddane działaniu
lasera w optymalnych warunkach; 5) nasiona poddane działaniu pola elektrycznego wyładowania
koronowego.
Obróbkę promieniami lasera przeprowadzili pracownicy katedry biofizyki Kazachskiego Uniwersytetu
Państwowego. We wszystkich wariantach doświadczenia zachowano jednakową agrotechnikę. Wysiew
nasion i wszyskie zabiegi agrotechniczne przeprowadzali pracownicy Instytutu Uprawy Roli.
Wyniki doświadczenia potwierdziły wysoką efektywność wody odgazowanej - pod wpływem jej
zastosowania plon wzrósł o 25%.
Kontrola
Woda zwykła
Woda odgazowana
Laser
Pole wyładowania koronowego
Plon pszenicy ozimej w kg z ha
730
740
910
860
870
W 1977 r. przeprowadzono doświadczenia z pszenicą jarą odmiany Saratowska 29 w warunkach bogary uprawy gruntów nie nawadnianych w rejonach półpustynnych (900 m n.p.m.). Powierzchnia jednego poletka
wynosiła około 1,2 m2, doświadczenie przeprowadzono w czterech powtórzeniach, norma wysiewu - 351
sztuk nasion na poletko (1,3 x 0,9 m), głębokość przykrycia nasion - 5-6 cm. Siew nasion przeprowadzono
14 kwietnia 1977 r. Badano wpływ przedsiewnej obróbki nasion wodą odgazowaną na procesy fIzjologiczne
i plon roślin.
Czynną biologicznie wodę odgazowaną przygotowano przez mieszanie lodu z wrzątkiem aż do
schłodzenia wody do temperatury + 25°C (woda 25°C). Schemat doświadczenia: l) kontrola I (ogrzewanie
nasion); 2) kontrola II, nasiona przed siewem moczono wodą zwykłą; 3) nasiona przed siewem moczono
odgazowaną wodą 25°C w ciągu 5 godz. (proporcje nasiona : woda = 5: l).
Siła kiełkowania nasion w laboratorium i ich energia kiełkowania były wyższe w wariancie z wodą
odgazowaną w porównaniu z próbą kontrolną (tab. 5).
Tabela 5
Siła kiełkowania i energia kiełkowania nasion pszenicy jarej odmiany Saratowska 29
Siła kiełkowania w %
Energia kiełkowania w %
Kontrola 1 (ogrzewanie nasion)
64
74
Kontrola 2 (nasiona moczone wodą
zwykłą)
66
76
Nasiona moczone wodą odgazowaną 25°
76
85
U pszenicy uprawianej w warunkach polowych określano następujące wskąźniki fizjologiczne:
intensywność oddychania źdźbeł - w aparacie Warburga; zawartość chlorofilu w liściach spektrofotometrem SF-10; wzrostu roślin; wskaźniki gospodarki wodnej: całkowite uwodnienie liści - przez
suszenie ich w suszarce w 105°C, stężenie soku komórkowego - w refraktometrze RPL.
Oddychanie źdźbeł pszenicy w Jazie kłoszenia i dojrzałości mleczno-woskowej było wyższe o 20-48% w
wariancie z wodą odgazowaną w porównaniu z kontrolą. Zawartość chlorofilu w fazie dojrzałości mlecznej
była również wyższa w wariancie z wodą odgazowaną o 7-12% (dzięki zwiększeniu się ilości chlorofilu B;
tab. 6).
Tabela 6
Intensywność oddychania źdźbeł i zawartość chlorofilu w liściach pszenicy Saratowska 29 (1977 r.)
Oddychanie w μl O2 na 1 g suchej
masy w ciągu 1h
Zawartość chlorofilu w liściu w mg/g
suchej masy
Faza kłoszenia
Faza dojrzałości
mlecznowoskowej (30 VI)
„(A+B)”
„A”
„B”
Kontrola (ogrzewanie)
452,5
351,5
1,53
0,90
0,63
Kontrola (woda zwykła)
495,6
408,6
1,46
0,81
0,65
Woda odgazowana 25°
593,5
522,6
1,64
0,81
0,74
Badanie gospodarki wodnej w liściach pszenicy wykazało, że ich całkowite uwodnienie nie różniło się
istotnie w różnych wariantach doświadczenia, jednak stężenie soku komórkowego było wyższe w wariancie
z wodą odgazowaną w porównaniu z kontrolą.
Stosunek całkowitego uwodnienia do stężenia soku komórkowego, nazwany przez nas „hydraturą”, w
fazie osłabienia wzrostu roślin może być dobrym wskaźnikiem szybkości plonowania roślin. W liściach
pszenicy w fazie dojrzałości mlecznej wskaźnik ten był niższy w grupie roślin doświadczalnych niż w grupie
kontrolnej, co świadczy o przyspieszeniu dojrzewania pszenicy pod wpływem wody odgazowanej
działającej na nasiona.
Określenie plonu roślin i jego struktury wykazało, że wariant doświadczalny przewyższał kontrolne w
odniesieniu do wszystkich wskaźników. W wariancie z wodą odgazowaną plon był wyższy o 180-205 kg z
ha, tj. o 30-38% w porównaniu z wariantami kontrolnymi.
W wariancie doświadczalnym w porównaniu z kontrolnymi wyższe były też inne wskaźniki plonowania:
masa 1000 nasion, długość kłosa, gęstość roślin, masa snopu, ilość kłosów i kłosków. Rośliny doświadczalne
były również wyższe niż kontrolne.
W 1978 r. przeprowadzono doświadczenia z pszenicą jarą odmiany Kazachstańska 126 w strefie
podgórskiej (920 m n.p.m.); poletko nie było nawadniane. Doświadczenia prowadzono na małych poletkach.
Warunki były takie same jak w doświadczeniu poprzednim. Nasiona moczono przed siewem przez 3 godz. w
wodzie różnego rodzaju (nasiona:woda = 5: 1). Temperatura wody +20°C. Po moczeniu nasiona były
podsuszane do 15-17 %, a następnie wysiewane do gruntu. W okresie masowego pojawienia się wschodów
obliczano ich gęstość.
Jak wykazało doświadczenie, więcej wzeszło nasion poddanych działaniu odgazowanej wody 90°
(zawartość O2 - 5,2 mg/dm} Do końca wegetacji przetrwało więcej roślin w wariancie, w którym nasiona
poddano działaniu odgazowanej wody 20° (zawartość O2 - 3 mg/dm3).
W fazie dojrzałości mlecznej i woskowej nasion określano u roślin wskaźniki fizjologiczne.
Wielu badaczy łączy produktywność pszenicy z dynamiką akumulacji barwników w liściach (chlorofilu i
karotenoidów). Więcej chlorofilu i karotenoidów nagromadziło się w liściach roślin poddanych działaniu
wody odgazowanej (różnice istotne).
Ocena zawartości wody w roślinach w fazie dojrzałości woskowej nasion wykazała, że zdolność do
zatrzymywania wody w liściach była większa u roślin potraktowanych wodą odgazowaną, co może
świadczyć o ich wyższej odporności na suszę. Stężenie soku komórkowego i intensywność oddychania także
były wyższe u tych roślin.
Analiza próbek nasion pobranych ze snopów wykazała, że u roślin poddanych działaniu wody
odgazowanej 20° masa 1000 nasion wynosiła 39 g (w partii kontrolnej 37,3 g). Plon ziarna wynosił
odpowiednio 396 i 371 g/m2. Woda odgazowana podwyższyła zatem plon pszenicy o 20%.
A oddychanie?
Bardzo czułym fizjologicznym wskaźnikiem reakcji na różne oddziaływania jest, jak wiadomo,
intensywność oddychania organizmów żywych. Jest to jeden z ważniejszych procesów życiowych, źródło
energii dla wszystkich zachodzących w organizmie reakcji biochemicznych. Nasze eksperymenty z różnymi
roślinami po obróbce ich nasion i liści wodą aktywną biologicznie wykazały, że oddychanie tych roślin
wzrasta. Nawet wówczas, gdy siewki wyrosłe z nasion poddanych działaniu wody odgazowanej nie
wykazują istotnych różnic pod względem intensywności wzrostu w stosunku do roślin kontrolnych,
oddychanie siewek zawsze wskazywało na obecność efektu stymulującego - jego intensywność z reguły
wzrastała po zadziałaniu na nasiona różnych roślin wodą odgazowaną.
A enzymy?
W wielu doświadczeniach u roślin poddanych działaniu wody czynnej biologicznie udało się wykazać
wysoką aktywność enzymu katalazy. Katalaza występuje w każdym organizmie zwierzęcym i roślinnym.
Ten bardzo ważny, zawierający żelazo, enzym oddechowy rozkłada wytworzony w procesach utleniania
nadtlenek wodoru na wodę i tlen cząsteczkowy. Na podstawie ilości rozłożonego w jednostce czasu
nadtlenku wodoru można sądzić o aktywności enzymu. Okazało się, że w doświadczeniu z wodą
odgazowaną aktywność enzymu wzrastała o 10 - 14% w porównaniu z kontrolą, nawet przy krótkotrwałym
(15-30 min) kontakcie czynnej biologicznie wody z żywą tkanką roślinną.
Również w doświadczeeniach polowych z burakiem cukrowym i jabłonią notowaliśmy niejednokrotnie
zwiększenie aktywności i ilości enzymu katalazy u roślin poddanych działaniu wody odgazowanej.
Jak jednak wyjaśnić wzrost aktywności enzymu pod wpływem czynnej biologicznie wody? Profesor I.G.
Sulejmanow twierdził, że w komórkach roślinnych przy wprowaadzeniu do nich wody ze stajałego lodu ten
wzrost aktywności enzymatycznej następuje w rezultacie zmiany składu wody wewnątrzkomórkowej.
Skład i właściwości wody wykazują duży wpływ na działanie enzymów. A.B. Kogan, jeden z autorów
podręcznika „Cybernetyka biologiczna” (Wysszaja Szkoła, Mooskwa 1972, s. 56-57), uważa, że woda w
komórce ma szczególną strukturę, podobną do struktury kryształów lodu. W makromolekułach
ustrukturalnionej wody i układach nadmolekularnych mogą zachodzić zjawiska współdziałania. Takim
właśnie zjawiskiem jest zmiana struktury wody. Początkiem jej mogą być stosunkowo niewielkie zmiany
lokalne, które narastają w sposób lawinowy i mogą rozprzestrzeniać się na znaczne w skali
wewnątrzkomórkowej odległości.
To współdziałanie, związane z przebudową wody, może mieć decydujące znaczenie dla działania
biologicznych układów wzmacniających. Lawinowa przebudowa struktury wody, wskazuje A.B. Kogan, jest
możliwa tylko dlatego, że struktura ta w danych warunkach jest niezrównow'ażona i stabilna dopóty, dopóki
istnieje energia i regulacja. Kiedy w wyniku zmieniających się warunków granice równowagi zostaną
przekroczone, może się wydzielić nadmiar energii występujący w strukturze niezrównoważonej. Słabe
odddziaływanie doprowadza do potężnego skutku, tj. do wzmocnienia sygnału.
Zagadnienie wzmacniaczy biologicznych jest nadzwyczaj interesujące, ale na razie słabo opracowane.
Możliwe, że czynna biologicznie woda odgazowana podczas działania na żywą tkankę może wywołać w
komórce efekty kooperacyjne i bezpośrednio oddziaływać na biologiczne układy wzmacniające, do których
należy układ enzymatyczny.
O sadzonkach
Czy działanie wody biologicznie aktywnej nie stymuluje ukorzeniania sadzonek, na przykład czarnej
porzeczki? Aby to stwierdzić, wspólnie z pracownikami oddziału uprawy roślin jagodowych Kazachskiego
Instytutu Naukowo-Badawczego Ogrodnictwa i Uprawy Winorośli, w połowie maja 1975 r. rozpoczęliśmy
jeszcze jedno doświadczenie. Zielone sadzonki porzeczki odmiany Semireczenska, długości 5-7 cm, z
dwoma pączkami, moczono przez 3 godz.: l) w wodzie zwykłej (kontrola); 2) w odgazowanej wodzie 90°; 3)
w 0,03% roztworze auksyny - kwasu ß-indolilooctowego. W każdym wariancie doświadczenia było po 150
sadzonek; doświadczenie powtarzano trzykrotnie (tab. 7).
Jak się rozwijały?
Sadzonki moczone w wodzie odgazowanej pod względem szybkości ukorzeniania, długości systemu
korzeniowego i szybkości rozwoju pędów przewyższyły nie tylko sadzonki kontrolne, ale i sadzonki
poddane działaniu stymulatora: wzrostu - auksyny (tab. 7).
Tabela 7
Wpływ wody odgazowanej na ukorzenianie się sadzonek
Wysokość sadzonek Długość korzeni w cm Liczba ukorzenionych Data pojawienia się
sadzonek w %
pędów z pączków
kontrola
14,2
59,3
62,7
10 VI
Moczenie odgazowaną
wodą 90°
15,5
83,0
76,7
2 VI
Moczenie i podlewanie
wodą 90°
16,5
74,6
82,0
2 VI
Podanie działaniu
auksyny
17,1
69,9
71,3
4 VI
Doświadczenia z zielonymi sadzonkami podkładek jabłoni (M. IX) i gruszy (pigwa), przeprowadzone w
1976 r. wspólnie z oddziałem szkółek, potwierdziły stymulujący efekt wody odgazowanej. Sadzonki przed
posadzeniem moczono przez 2 godz. w odgazowanej wodzie 90°. Stosowaliśmy również wariant z
moczeniem i jednorazowym podlaniem (po ukorzenieniu) sadzonek wodą czynną biologicznie. Jako kontrola
służyły sadzonki moczone w zwykłej wodzie wodociągowej. Doświadczenie powtarzano czterokrotnie. Do
każdego powtórzenia wzięto po 100 sadzonek. Wpływ wody odgazowanej na przeżywalność sadzonek (w
%) przedstawiono poniżej:
Woda zwykła
(kontrola)
Podkładka jabłoni (M. IX) 45,3
Podkładka gruszy (pigwa) 60,7
Woda odgazowana
moczenie
(moczenie i podlanie)
56,3
85,0
63,3
88,0
Jak widać, działanie wody odgazowanej zwiększyło przeżywalność zielonych sadzonek podkładek
jabłoni o 11-18%, a podkładek gruszy o 24-27% w porównaniu z działaniem wody zwykłej. We wspólnych
doświadczeniach z docentem I.G. Andronowym, przeprowadzonych w szklarniach Dżanaszarskiego
gospodarstwa naukowego, otrzymaliśmy analogiczne rezultaty: przeżywalność sadzonek pigwy zwiększyła
się o 27%, rokitnika i róż o 10%, gdy potraktowano je wodą odgazowaną.
Wodę odgazowaną można zatem wykorzystywać przy wegetatywnym rozmnażaniu roślin do stymulacji
ukorzeniania się sadzonek.
Doświadczenia szklarniowe
W 1975 r. w Centralnej Stacji Młodych Przyrodników Ałma-Aty przeprowadzono doświadczenia nad
stymulacją nasion ogórków odmiany Hybryd Ałma-Atski 1 za pomocą wody odgazowanej. Nasiona
jednorazowo zroszono odgazowaną wodą 70°, 90° i 100° i pozostawiono na 20 godz. Następnego dnia
nasiona te wysiewano w szklarni do gruntu. Siew przeprowadzono w styczniu, a zbiór plonu - w kwietniu.
Grupę kontrolną stanowiły nasiona zmoczone wodą zwykłą. Temperatura wody użytej do nawilżenia
nasion wynosiła 22°C we wszystkich wariantach. Ogólny plon ogórków na poletkach wynosił: wariant
kontrolny - 19 kg/m2, woda odgazowana 70° - 26,6 kg/m2; woda 90° - 29,4 kg/m2; woda 100° - 26,8 kg/m2.
Największy efekt uzyskano w wariancie z odgazowaną wodą 90° - wzrost plonu wyniósł 10,4 kg/m2.
Uważamy, że woda odgazowana powinna znaleźć najszersze zastosowanie w zwiększeniu plonów w
warunkach przykrytego gruntu.
Doświadczenia z bawełną
W 1977 r. postanowiliśmy sprawdzić efektywność wody odgazowanej na jednej z cenniejszych upraw
rolniczych – bawełnie. Inicjatywa w przeprowadzeniu doświadczeń z krzewami bawełny należała do
dyrektora sowchozu uprawy bawełny „Dżetysajski” obwodu czimkenckiego, Sapara Żasztajewa.
Technologia uprawy pokrytych puchem nasion bawełny wymaga koniecznie przedsiewnego moczenia w
wodzie; napęczniałe nasiona wysiewane są siewnikiem. To nas szczególnie zaciekawiło, ponieważ
potraktowanie nasion bawełny naszym stymulatorem – wodą odgazowaną stanowiło stosunkowo prosty
zabieg w technologicznym procesie uprawy tej rośliny użytkowej.
Doświadczenia z bawełną przeprowadzono w warunkach półprodukcyjnych. Powierzchnia poletka
doświadczalnego wynosiła 720 m2.
Do doświadczeń wzięto pokryte puchem nasiona bawełny odmian C-4727 i 108-f. Odmianę C-4727
badano przez dwa lata, odmianę 108-f – jeden rok. Norma wysiewu wynosiła 100 kg nasion na 1 ha.
Nasiona przed siewem moczono w wodzie zwykłej (kontrola) i w wodzie odgazowanej (doświadczenie).
Na jeden kg nasion zużywano 0,7 dm3 wody. Po moczeniu w wodzie nasiona wielokrotnie szuflowano,
zakrywano brezentem, a następnego ranka napęczniałe nasiona wysiewano.
Czas moczenia wynosił około 15 godz. Przygotowano dwie odmiany wody odgazowanej – wodę 95° i
wodę 100°.
Wodę 95° i wodę 100° otrzymywano w ten sposób, że zwykłą wodę wodociągową ogrzewano w
pierwszym przypadku do 95°C, w drugim do wrzenia, następnie szybko schładzano do +25°C za pomocą
bieżącej chłodnej wody. Do doświadczenia stosowano zawsze świeżo przygotowaną wodę oddgazowaną.
Kontrola prawidłowego przygotowania takiej wody polegała na określeniu zawartości tlenu rozpuszczonego
w wodzie metodą Winkiera. Swieżo przygotowana odgazowana woda 95° zawierała około 5mg O2/dm3,
woda 100° – 4,2 i woda zwykła (kontrola) około 9 mg O2/dm3.
Na wszystkich poletkach doświadczalnych przestrzegano jednakowej agrotechniki, wilgotność gleby
utrzymywano na optymalnym poziomie.
Obliczanie plonu bawełny przeprowadzono metodą losową; obliczono także całkowity plon na poletkach
doświadczalnych.
Jak wykazały wyniki eksperymentów, przedsiewna obróbbka nasion bawełny wodą odgazowaną
polepszała wzrost i rozwój krzewów bawełny, zwiększała zawartość zielonego barwnika – chlorofilu w
liściach oraz suchą masę na jednostkę powierzchni liścia. Woda odgazowana korzystnie wpływała na
tworzenie się organów generatywnych u roślin poddanych jej działaniu.
W 1977 r., sprzyjającym rozwojowi i wzrostowi bawełny, w fazie zawiązywania się pąków kwiatowych
(czerwiec) wysokość roślin odmiany C-4727 wynosiła: w grupie kontrolnej – 29,4, w grupie doświadczalnej
(na wodzie odgazowanej) – 30,8 cm, ilość pąków kwiatowych na jednej roślinie – odpowiednio 3,4 i 3,9. W
mniej sprzyjającym 1978 r. wysokość roślin w tej samej fazie rozwoju wynosiła odpowiednio 16,8 i 20,8
cm; ilość kwiatów na jednej roślinie – 0,97 i 1,52.
U bawełny odmiany 108-f w fazie zawiązywania się pąków kwiatowych w 1978 r. wysokość roślin
kontrolnych wynosiła 16, l cm, a w wariantach doświadczalnych – 16,7-18,5 cm. Ilość pąków u roślin grupy
kontrolnej – 1,2, grupy eksperymentalnej – 1,35 na jednej roślinie. Rośliny bawełny odmiany 108-f
stymulowane wodą odgazowaną zawierały w liściach od 5 do 7% chlorofilu więcej niż rośliny kontrolne.
Obliczenie całkowitego plonu bawełny odmiany C-4727 w 1977 r. dało następujące rezultaty: próba
kontrolna – 1960 kg kondycjonowanego włókna bawełny z jednego ha, wariant z wodą odgazowaną – 2460
kg z l ha. Przyrost plonu wynosił zatem 10%. Pod wpływem wody odgazowanej polepszyła się jakość
bawełny, co przejawiło się większą wytrzymałością włókna.
W 1978 r. plon bawełny odmiany C-4727 był znacznie niższy niż w 1977 r. W wariancie kontrolnym
wynosił on 1380 kg z l ha, w wariancie z wodą odgazowaną – 1585 kg. W drugim przypadku plon był więc
większy o 200 kg/ha.
U odmiany 108-f w wariancie kontrolnym plon wynosił 1225 kg/ha, w wariancie z wodą odgazowaną –
1425 kg/ha. Wzrost plonu bawełny kondycjonowanej pod wpływem wody odgazowanej wyniósł więc 200
kg/ha.
Rośliny oszczędzają wodę
Duże znaczenie w życiu rośliny ma proces parowania wody: ogromne ilości wody nieprzerwanym
ciągiem przechodzą przez roślinę, parując z powierzchni liści, a u roślin trawiastych również z powierzchni
źdźbeł. Proces wyparowywania wody przez rośliny nazwano transpiracją.
Podstawowe znaczenie transpiracji polega na chłodzeniu rośliny. Roślina pochłaniając promienie
słoneczne w procesie fotosyntezy silnie się nagrzewa, ponieważ zasadnicza część energii zamienia się w
ciepło i tylko nieznaczna część pochłanianej energii słonecznej przypada bezpośrednio na fotosyntezę. Na
każdą jednostkę wytworzonej suchej masy rośliny trawiaste wyparowują 300 jednostek wody! Na każdą
jednostkę masy ziarna w plonie nasze zboża wyparowują 1000 jednostek wody, tj. aby otrzymać I pud (16,38
kg) ziarna, powinniśmy dostarczyć roślinom 1000 pudów (16 380 kg) wody. Już K.A. Timirjazew
przekonywająco wykazał, że parowanie w takich rozmiarach, w jakich zwykle występuje, nie może być
uznane za niezbędne ani do odżywiania, ani do wzrostu (Prace zebrane, t. II, Moskwa 1948, s. 109).
Trudno przeceniać efekt ekonomiczny, jaki można by otrzymać ograniczając znacznie rozchód wody na
transpirację i naturalnie nie zmniejszając przy tym wielkości plonu. Poddanie roślin działaniu wody
odgazowanej zwiększa efektywność wykorzystywania wody użytej do podlewania. Nasze badania
przeprowadzone z bawełną w warunkach obwodu czimkenckiego wykazały, że woda odgazowana może
zmniejszyć rozchód wody na transpirację do 20 -30% (tab. 8).
Tłumaczy się to podwyższeniem odporności roślin na ciepło. Podobne wyniki otrzymano badając
pszenicę i jabłonie. Przedsiewne moczenie nasion pszenicy jarej odmian Saratowska 29 i Kazachstańska 126
wodą odgazowaną C-20° prowadziło do bardziej ekonomicznego zużywania przez rośliny wody na
transpirację. Opryskiwanie 5-7-letnich jabłoni odmiany Zaria Ałatau i Aport wodą odgazowaną prowadziło
również do ograniczenia rozchodu wody w gorące dni.
We wszystkich przeprowadzonych doświadczeniach ograniczeniu nieproduktywnych strat wody przez
rośliny towarzyszyło zwiększenie plonu. Najbardziej wyraźne rezultaty otrzymano w latach suchych.
Tabela 8
Intensywność transpiracji różnych roślin uprawnych po ich obróbce wodą odgazowaną (czerwiec-lipiec
1976-1978 r.)
Wariant obróbki
Intensywność transpiracji mg/g × jednostka powierzchni
Bawełna
pszenica
Jabłoń
Woda zwykła
2200
1700
945
Woda 100°
1700
1420
800
Woda 20°
1560
1320
750
Doświadczenia na zwierzętach
Pierwsze doświadczenia na zwierzętach przeprowadziliśmy w Kazachskiej filii Instytutu Żywienia AN
ZSRR. Znaleźliśmy się w laboratorium biochemii żywienia. Chcieliśmy ustalić jak woda odgazowana
wpłynie na przebieg czynności fizjologicznych u zwierząt.
Doświadczalne białe szczury w ciągu 28 dni pojono wodą odgazowaną, a grupę kontrolną wodą zwykłą.
W końcu okresu doświadczalnego szczury zabijano, a następnie poddawano analizie różne ich narządy.
Badano serce, mięsień udowy, krew. Wykazano w nich zmianę aktywnoości różnych enzymów. Szczególnie
istotne różnice w stosunku do prób kontrolnych ujawniły się w zakresie aktywności enzymu oksydazy
cytochromowej w sercu i w mięśniu udowym, w zawartości cukru we krwi, w aktywności fosfatazy kwaśnej
we krwi i w zawartości hemoglobiny.
Pod wpływem wody odgazowanej u badanych zwierząt wzrosła dwukrotnie aktywność fosfatazy
kwaśnej, podwyższyła się o 12,5% zawartość hemoglobiny, a ponadto zmniejszyła się o 20% zawartość
kwasu mlekowego w mięśniach.
Doświadczenia ze szczurami kontynuowaliśmy potem w zajmującym się zagadnieniami sportu w
warunkach wysokogórskich laboratorium Kazachskiego Instytutu Kultury Fizycznej. Dla sportowców ważne
jest znalezienie środka zwiększającego wydajność mięśni i szybko usuwającego zmęczenie po intensywnych
treningach. Na białych szczurach sprawdzaliśmy działanie wody odgazowanej.
Najbardziej istotne różnice między zwierzętami kontrolnymi i doświadczalnymi wystąpiły w zakresie
zawartości hemoglobiny: u pierwszych było jej we krwi średnio 75,8 jednostki, u drugich - 93,4 jednostki.
Aktywność dehydrogenaz w różnych narządach (serce; wątroba, nerki, mózg) była wyższa u zwierząt
pijących wodę odgazowaną. U tych ostatnich obserwowano ponadto większy przyrost masy ciała.
Sprawdzano także wpływ wody odgazowanej na chomiki, nutrie, króliki i kury.
Doświadczenie z chomikami syryjskimi. Dwie grupy chomików, po 5 zwierząt w każdej, pojono wodą
zwykłą (kontrola) i wodą odgazowaną (doświadczenie) w ciągu miesiąca, od 18 czerwca do 18 lipca 1975 r.
Wodę odgazowaną podawano zwierzętom 5 razy w tygodniu, raz dziennie; rano. W pozostałym czasie
zwierzęta doświadczalne pojono wodą zwykłą. Średnia masa jednego zwierzęcia zarówno kontrolnego, jak i
doświadczalnego na początku eksperymentu wynosiła 16 g. Trzynastego dnia średni przyrost masy wynosił:
w grupie kontrolnej – 23 g, w grupie doświadczalnej – 29 g.
Doświadczenie z nutriami. Przeprowadzono je na dwóch grupach zwierząt, po 5 sztuk w każdej. Jedną
grupę pojono wodą zwykłą wodociągową, drugą – odgazowaną wodą 100°. Wodę podawano codziennie
rano przez 30 dni, od l do 30 czerwca 1976 r. Na początku i końcu doświadczenia zwierzęta ważono i
mierzono im obwód klatki piersiowej i długość ciała. Średnia masa jednego zwierzęcia w obu grupach
wynosiła 3000 g. W końcu doświadczenia średnia masa zwierząt kontrolnych zwiększyła się o 102 g, a
zwierząt doświadczalnych o 232 g. Długość tułowia zwieerząt wzrosła średnio przez ten czas w grupie
kontrolnej o 3,8 cm, w grupie doświadczalnej o 6,4 cm, obwód klatki piersiowej – odpowiednio o 2,5 i 4,4
cm.
Tak więc u zwierząt pojonych wodą odgazowaną przyrost masy ciała i jego wymiarów był dwa razy
większy niż u zwierząt z grupy kontrolnej.
Doświadczenie z królikami. Dwie grupy królików, po 4 zwierzęta w każdej, pojono wodą zwykłą
(kontrola) i odgazowaną wodą 100° (doświadczenie) w ciągu miesiąca, od l do 30 czerwca 1976 r. Wodę
podawano codziennie rano. Średnia masa ciała królika w grupie doświadczalnej i kontrolnej wynosiła na
początku 600 g.
Okresowo ważono zwierzęta i określano ich wymiary. W ciągu 30 dni przyrost masy w przeliczeniu na
jedno zwierzę wyniósł: w grupie kontrolnej – 480, w grupie doświadczalnej – 600 g. Długość tułowia
jednego zwierzęcia zwiększyła się w tym czasie w grupie kontrolnej średnio o 10 cm, w grupie
doświadczalnej – o 13 cm, obwód klatki piersiowej – odpowiednio o 8 i 11 cm. W grupie pojonej wodą
odgazowaną w porównaniu z grupą pojoną wodą zwykłą masa ciała królików zwiększyła się średnio o 120 g
(25%), długość tułowia i obwód klatki piersiowej – o 3 i więcej cm.
Doświadczenia z kurami. Dwie grupy kur rasy Leghorn, po 10 sztuk w każdej, pojono wodą zwykłą
(kontrola) i odgazowaną wodą 90° (doświadczenie) od l do 30 czerwca 1976 r. Wodę podawano codziennie
rano.
Średnia masa jednej kury w grupie kontrolnej i doświadczalnej na początku doświadczenia wynosiła
1780 g. Okresowo ważono kury i mierzono im obwód klatki piersiowej. W ciągu 30 dni masa kur grupy
kontrolnej zwiększyła się średnio o 75 g, a grupy doświadczalnej – o 117 g, różnica przyrostu masy między
grupą doświadczalną a kontrolną wyniosła więc 42 g. Obwód klatki piersiowej kur wzrósł w tym czasie w
grupie kontrolnej średnio o 3,3, a w doświadczalnej – o 7,7 cm. Obecnie woda odgazowana wypróbowywana
jest na fermach drobiarskich.
Tak więc eksperymenty ze zwierzętami udowodniły, że woda odgazowana zdolna jest do stymulowania
procesów życiowych w żywych organizmach i zwiększania ich produktywności.
Śliwa i Wiśnia
W 1976 r. postanowiliśmy zbadać działanie wody odgazowanej na duże zwierzęta i zwróciliśmy się do
Instytutu Fizjologii AN Kazachskiej SRR. Eksperymenty te pomógł nam zrealizować kierujący pracownią
trawienia członek-korespondent AN Kazachskiej SRR G.T. Taszenow; do celów doświadczalnych
dostarczono nam dwie owce – Śliwę i Wiśnię. Pozostało zbadać wpływ czynnej biologicznie wody na
funkcjonowanie wątroby czteroletniej Śliwy i półtorarocznej Wiśni.
Na początku wykonano doświadczenie kontrolne: pojono owce zwykłą wodą wodociągową i pobierano w
ciągu dnia żółć, w której określano zawartość barwnika bilirubiny, kwasu cholowego, mocznika, suchej
masy. Określano również zawartość lipidów. Doświadczenie kontrolne trwało niedługo, a potem zaczęto raz
dziennie poić owce odgazowaną wodą 90°. Podawano ją w ciągu 12 dni i każdego dnia pobierano żółć do
analizy.
Ciekawe, że reakcja owiec na wodę odgazowaną była różna: u starszej Śliwy stymulowała ona
wydzielanie żółci, podwyższała w niej zawartość bilirubiny, kwasu cholowego i mocznika, a u Wiśni na
odwrót - wywoływała reakcję hamowania.
W laboratorium laktacji tego samego instytutu sprawdzaliśmy działanie wody czynnej biologicznie na
hamowanie oddawania mleka przez owce. U starszej owcy zanotowano wyraźną reakcję hamowania
oddawania mleka już w piątej - ósmej minucie po przyjęciu wody aktywnej. Temperatura ciała owcy
obniżyła się o 1°C, o 10 uderzeń zwolnił się puls. U młodszego zwierzęcia reakcja na wprowadzenie czynnej
biologicznie wody była mniej wyraźna.
Godne uwagi jest to, że w obu doświadczeniach u zwierżąt doświadczalnych pijących wodę odgazowaną
obniżała się temperatura ciała. Ten fakt, w świetle amerykańskich doniesień o tym, że obniżenie
temmperatury ciała o l-2°C zwykle przedłuża życie zwierzęcia o 20-25%, jest godny zainteresowania.
Sądzimy, że należałoby przeprowadzić specjalne doświadczenia na przedłużenie życia zwierząt za pomocą
wody odgazowanej. Problemem tym powinni zainteresować się gerontolodzy.
Niewidzialni
Doświadczenia z mikroorganizmami rozpoczęto w marcu 1975 r. w laboratorium mikrobiologicznym
Kazachskiej filii Instytutu Żywienia.
Przeprowadziliśmy tam doświadczenia ze sporami Bacilllus mesentericus, zanurzając je w probówkach
ze zwykłą i odgazowaną wodą wodociągową, a następnie umieszczając w termostacie w temperaturze
+37°C. W dziesiątym i piętnastym dniu inkubacji określano intensywność oddychania zawiesiny w aparacie
Warburga.
W drugim doświadczeniu spory bakterii rozwijały się w zwykłym roztworze fizjologicznym (kontrola) i
w odgazowanym: ogrzanym do 70°C i schłodzonym do +20°C oraz ogrzanym do 90°C, i też schłodzonym
do +20°C. W czwartym, siedemnastym i dwudziestym piątym dniu określaliśmy intensywność oddychania
bakterii w aparacie Warburga. Było jednak potrzebne kolejne doświadczenie.
W trzecim doświadczeniu z tymi samymi mikroorganizmami spory rozwijały się na zwykłej (kontrola) i
odgazowanej (doświadczenie) pożywce bulionowej. Intensywność oddychania bakterii określano w
czwartym, osiemnastym i dwudziestym piątym dniu doświadczenia.
W czwartym doświadczeniu spory drożdży rozwijały się w zwykłym (kontrola) roztworze fizjologicznym
i w odgazowanym. Tym razem intensywność oddychania tych organizmów w obu roztworach określano po
dobie.
Intensywność oddychania mikroorganizmów wyhodowanych w odgazowanej czystej wodzie obniżyła
się, natomiast u wyhodowanych w odgazowanym roztworze fizjologicznym i odgazowanym bulionie
mięsno-peptydowym – wzrosła.
Jakaż jest ta odgazowana woda?
Interesowało nas poznanie mechanizmu działania nowego stymulatora biologicznego, a w tym celu trzeba
było na początku wyjaśnić, jaki wpływ ma odgazowanie wody na jej właściwości fizykochemiczne.
Zagadnienie to miało duże znaczenie dla biologów, którzy przez pojęcie „stan wody” przyjęli rozumieć jej
właściwości fizyczne i związaną z nimi strukturę.
Poszukiwania tego mechanizmu rozpoczęliśmy jeszcze w 1970 r., gdy stwierdziliśmy podwyższanie się
aktywności biologicznej wody w miarę usuwania z niej gazów powietrza.
Za obiekt badań właściwości fizykochemicznych służyła woda destylowana. Równoważną w stosunku do
powietrza zawartość gazów w owej wodzie destylowanej osiągnięto przetrzymując ją w odkrytym naczyniu
szklanym przez trzy doby. Określając zawartość rozpuszczonego w wodzie tlenu, sprawdzano czy pozostaje
ona w równowadze gazowej z powietrzem.
Odgazowanie odbywało się w standardowych warunkach przez doprowadzenie do wrzenia lub
zamrażanie zrównoważonej wody destylowanej.
Fizyczne właściwości wody przyjęto określać w warunkach nasycenia jej powietrzem pod ciśnieniem
normalnym (1 atm, tj. 1013 hPa). Dlatego wartości współczynników fizykochemicznych w zrównoważonej
odgazowanej wodzie destylowanej wyznaczano w stosunku do wartości podstawowych tych
współczynników, charakterystycznych dla wody zrównoważonej.
Czystość wody sprawdzano metodą elektrometryczną na podstawie elektrycznego przewodnictwa
właściwego. Przewodnictwo elektryczne to wielkość będąca odwrotnością oporności, równa wartości
natężenia prądu (w amperach) przepływającego przez przewodnik o przekroju poprzecznym wielkości
jednego centymetra kwadratowego, przy różnicy potencjałów wynoszącej jeden wolt na centymetr długości.
Zwykle wyraża się je iloczynem Ω-1∙ cm-1. Przewodnictwo elektryczne wody destylowanej w stanie
nasycenia gazami powietrza wynosi zwykle 10-6 Ω-1∙ cm-1.
Badania wykazały, że elektryczne przewodnictwo właściwe wody destylowanej w naszych
doświadczeniach wynosiło 0,36∙10-6, a w odgazowanej przez wrzenie wodzie – 0,29∙10-6 Ω-1 ∙ cm-1 (w
+20°C).
Wyznaczano także stężenie jonów wodorowych w wodzie (pH) metodą elektrometryczną. Okazało się, że
podczas odgazowywania wody destylowanej wartość tego współczynnika przesuwa się w stronę zasadową.
W zrównoważonej wodzie destylowanej pH wynosi 5,8, w wodzie świeżo odgazowanej przez wrzenie – 7,8.
Główną przyczyną przesunięcia wartości stężenia jonów wodorowych pod wpływem odgazowania w
stronę zasadową jest usunięcie z wody wolnych form dwutlenku węgla. W wodzie destylowanej po
odgazowaniu jej przez wrzenie zawartość wolnego dwutlenku węgla zmniejszyła się w porównaniu z próbką
kontrolną 2,5 raza, a w wodzie ze stajałego lodu – 1,2 raza. Stężenie jonów wodorowęglanowych w wodzie
destylowanej było nieznaczne i nieco tylko wzrastało po wrzeniu (a w wodzie ze stajałego lodu pozostawało
na tym samym poziomie). Jon węglanowy w wodzie destylowanej nie występował (tab. 9).
Następnie przystąpiliśmy do porównawczego wyznaczania podstawowych właściwości fizycznych wody.
Za najważniejsze takie właściwości uważa się napięcie powierzchniowe, gęstość i lepkość. Postanowiliśmy
porównać napięcie powierzchniowe wody odgazowanej i zrównoważonej.
Tabela 9
Zawartości dwutlenku węgla wolnego i związanego w wodzie zwykłej i odgazowanej (mg CO2 na 1 dm3)
Stan wody
Temperatura
wody w °C
Wolny CO2
Jon wodorowęglanowy HCO3-
Jon węglanowy
CO32-
CO2 ogółem
Zrównoważona
(kontrola)
20,0
20,0
2,20±0,01
2,20±0,01
4,40±0,01
61,7±0,01
nie ma
nie ma
6,60±1,28
63,9±0,01
Świeżo
odgazowana przez
zamrożenie (ze
stajałego lodu)
20,0
20,0
1,83±0,18
1,54±0,11
4,40±0,01
30,8±0,01
nie ma
nie ma
6,23±0,21
32,3±0,01
__nie ma__
7,15±1,06
_13,6±2,0_
54,5±1,04
Świeżo
20,0
0,88±0,09
_12,7±2,07_
odgazowana przez
20,0
nie ma
47,4±2,08
gotowanie
Uwaga! Licznik – woda destylowana, mianownik – woda wodociągowa
Sięgnęliśmy do literatury.
Siłom powierzchniowym cieczy duże znaczenie przypisywał profesor A.W. Rakowski. W swoim
fundamentalnym podręczniku chemii fizycznej wykazał on, że w gazach rzeczywistych i cieczach występują
siły przyciągania i siły odpychania: w rezultacie równoważą się w nich z jednej strony – ciśnienie termiczne
+ siły odpychania, z drugiej strony – siły przyciągania (kohezji, wewnętrzne, molekularne) + ciśnienie
zewnętrzne.
Istotna różnica między cieczą a sprężonym gazem polega na znacznej przewadze siły przyciągania.
Obecność znacznego ciśnienia wewnętrznego w cieczach warunkuje istnienie w nich napięcia
powierzchniowego. W gazach ono nie występuje, a w ciałach stałych określa się je w przybliżeniu (brak
dokładnych metod), w wodzie utrzymuje się ono aż do temperatury krytycznej (–374°C).
Napięcie powierzchniowe wody jest największe spośród wszystkich cieczy, jeśli nie brać pod uwagę
rtęci. Mierzy się je w jednostkach pracy lub siły, najczęściej w ergach na cm2 (zgodnie z układem SI – w N/
m). Dla porównania przedstawiamy wielkości napięcia powierzchniowego różnych cieczy w 20°C w ergach
na cm2, (N/m): rtęć – 470 (0,470), surowica krwi – 60 (0,060), woda – 72,75 (0,073), mleko – 50 (0,050),
alkohol etylowy – 22 (0,022), eter – 17 (0,017).
Przy odgazowywaniu wody przez gotowanie napięcie powierzchniowe wzrastało w 20°C o 3,5%, po jej
zamrożeeniu – o 2%, a po destylacji -- o 3,3%. Dla porównania warto zaznaczyć, że przy ogrzewaniu wody
od 0 do 20°C jej napięcie powierzchniowe zmniejsza się o 4%. Woda świeżo odgazowana o temperaturze
20°C odpowiada, jeśli chodzi o wielkość napięcia powierzchniowego, wodzie zrównoważonej o
temperaturze 0°C, a woda ze stajałego lodu – wodzie zrównoważonej o temperaturze 10°C.
Przy odgazowywaniu zmienia się zespół właściwości fizykochemicznych wody: zawartość gazów,
stężenie jonów wodorowych (pH), napięcie powierzchniowe, gęstość, lepkość, przewodnictwo elektryczne i
inne.
Przy powtórnym wchłanianiu przez wodę gazów z powietrza do stanu równowagi wszystkie te wskaźniki
wracają do poziomu wyjściowego. Zjawisko to nazywane jest w fizyce relaksacją, a czas potrzebny do
osiągnięcia przez układ stanu równowagi – czasem relaksacji. Na przykład w naszych doświadczeniach
wykazano, że w zrównoważonej wodzie destylowanej wartość pH, mierzonego metodą elektrometryczną,
wynosi 5,8 (w 20°C), a w wodzie, odgazowanej gotowaniem – 7,8. Nawet krótkotrwałe (l min)
przedmuchiwanie wody powietrzem obniżało pH do 7,1.
W zrównoważonej wodzie wodociągowej w 20°C pH wynosiło 7,9, w wodzie odgazowanej gotowaniem
– 8,7. Na skutek kontaktu z powietrzem (bez mieszania) pH wody odgazowanej obniżyło się, wracając po
dobie do stanu wyjściowego.
Zjawisko relaksacji właściwości wody potwierdzają również doświadczenia biologiczne. Pisaliśmy już o
tym, że hermetycznie przechowywana woda nie traciła swojej aktywwności biologicznej (w skrajnym
przypadku do 5-7 dni przechowywania).
Usiłując wydobyć z otrzymanych materiałów maksymalną ilość informacji, studiowaliśmy piśmiennictwo
na ten temat, rozpoczynając od fundamentalnej monografii N.K. Adama „Fizyka i chemia powierzchni”
(OGIZ; Moskwa-Leningrad 1947), przestudiowaliśmy „Chemię zjawisk powierzchniowych” E.K. Rajdiła
(ONTI, Chem. teoret. Leningrad 1936), „Kurs chemii koloidalnej” D.A, Friederichsberga (Chimija,
Leningrad 1974), odpowiednie tomy słowników encyklopedycznych chemicznego i fizycznego, i
przekonaliśmy się, że zjawiska powierzchniowe odgrywają w wodzie szczególnie ważną rolę, przy czym
napięcie powierzchniowe jest jednym z najważniejszych wskaźników dla określenia jej stanu.
Cząsteczki wody wzajemnie oddziałują na siebie swoimi powierzchniami i dlatego międzycząsteczkowe
wiązania w wodzie – to właśnie głównie siły powierzchniowe lub ich pochodne.
Założyciel kazańskiej szkoły gospodarki wodnej roślin, profesor A.M. Aleksiejew uważa, że „siły kohezji
(siły powierzchniowe) decydują o strukturze wody, a źródłem ich są głównie wiązania wodorowe”. Twierdzi
on również, że wszystkie ciecze mają pewną swoistą strukturę.
Zmienia to gruntownie dawny pogląd, zgodnie z którym ciecz podobna jest do sprężonego gazu.
Energię wiązania cząsteczek wody obliczano na podstawie wskaźnika wprowadzonego po raz pierwszy
przez Harkinsa w 1921 r. „Praca kohezji” (lepiej nazwać ją siłą kohezji), według Harkinsa, równa jest
podwójnej wielkości napięcia powierzchniowego. Pracę kohezji określa się jako pracę niezbędną do
rozerwania jednorodnej fazy objętościowej w odniesieniu do jednostki powierzchni rozerwania. Wskaźnik
ten jest godny uwagi dlatego, że może być zastosowany do obliczania energii wiązania cząsteczek wody,
jeśli jest on słuszny dla układu jednofazowego (p. D.A. Friederichsberg „Kurs chemii koloiidalnej”, Chimija,
Leningrad 1974, s. 62). Na podstawie tego właśnie wzoru wyprowadziliśmy wzór do obliczenia energii
wiązania w wodzie. Energia kohezji równa się iloczynowi trzech składników: podwojonej wielkości napięcia
powierzchniowego, wielkości powierzchni cząsteczki wody i liczby Avogadra (liczby cząsteczek w jednym
molu wody). Z chemii wiadomo, że molem (gramocząsteczką) nazywamy ilość substancji w gramach,
liczbowo równą jej masie cząsteczkowej. Masa cząsteczkowa wody wynosi w przybliżeniu 18 g, zatem 18 g
wody stanowi jeden mol. W przybliżeniu odpowiada to jednemu haustowi wody.
Okazało się, że woda częściowo odgazowana (zagotowana, a następnie schłodzona do 20°C), w
porównaniu. z wodą zrównoważoną w przedziale temperatur od 0 do 40°C, ma duże wartości energii
wiązania – 138-239 cal/mol (578-1001 J/mol).
Wiadomo, że kaloria – to ilość ciepła potrzebna do podwyższenia temperatury jednego grama wody o
1°C. Z prostego rachunku wynika, że przy odgazowywaniu wody za pomocą gotowania zwiększenie energii
wiązania cząsteeczek wody jest równoważne ogrzewaniu jej o 7-13°C. Jednak usunięcie gazów z wody samo
w sobie nie powoduje podwyższenia jej temperatury, ponieważ wydziela się przy tym nie energia cieplna, a
energia wiązania (kohezji) cząsteczek.
Zatem zapas energii w wodzie można zwiększyć nie tylko przez ogrzewanie, ale także przez usunięcie
dowolnym sposobem rozpuszczonych w niej gazów.
Wiadomo, że przy ogrzewaniu wody jej napięcie powierzchniowe zmniejsza się i w tym samym stopniu
zmniejsza się w niej energia wiązania cząsteczek (kohezji). Procesem odwrotnym okazało się podwyższenie
energii wiązania przy odgazowywaniu wody. Jest to proces utajony, ujawnia się on tylko przy powrotnym
chłodzeniu wody.
Obliczenia nasze wykazały, że przy usunięciu z l dm3 wody jednego mg rozpuszczonego tlenu
(jednocześnie usuwane są inne gazy) energia wiązania cząsteczek wzrasta o 41,8 cal/mol ( ~ 176 J /mol)
wody.
Znając ilość tlenu, jaką się usuwa z wody przy jej ogrzewaniu, możemy obliczyć wzrost utajonej energii
kohezji.
Tabela 10
Wpływ kohezji wody na jej przyswajanie przez liście roślin
Temperatura obróbki
wody *
Zawartość tlenu
rozpuszczonego w wodzie,
w mg/dm3 w 20°C
Energia kohezji w
cal/mol
Wchłanianie wody przez
liście brzozy w % suchej
masy w ciągu 1h
Zrównoważona
(kontrola)
8,45
5017
2,62
60°C
7,57
5054
5,25
70°C
6,54
5097
6,10
80°C
5,60
5136
8,68
90°C
5,17
5154
15,60
96°C
4,16
*Po ogrzaniu wodę schładzano do +10°C
5196
21,40
Odgazowując wodę przez ogrzewanie jej do określonej temperatury (z następnym jej schłodzeniem),
można otrzymać czynne biologicznie rodzaje wody z podwyższoną energią wiązania cząsteczek. Jak widać z
tabeli 10, w miarę usuwania z wody rozpuszczonych w niej gazów zwiększa się w niej energia kohezji, co
przyczynia się do lepszego wchłaniania jej przez liście roślin. Przy tym, w miarę usuwania z wody gazów,
wchłanianie jej przez żywą tkankę może wzrosnąć aż ośmiokrotnie!
Udało się nam również obliczyć energię wiązania cząsteeczek w wodzie ze stajałego lodu. Woda ze
stajałego lodu była wchłaniana przez liście moreli i brzozy 1,5-2 razy lepiej niż woda zrównoważona. W
wodzie ze stajałego lodu energia kohezji w porównaniu z wodą zrównoważoną zwiększyła się o 120 cal/mol
(502 J/mol) i woda ta była wchłaniana przez liście moreli 2,6 razy lepiej niż woda zrównoważona.
Tak więc większą aktywność biologiczną wody odgazowanej można wyjaśnić dużym zapasem
nagromadzonej w niej energii potencjalnej, uwarunkowanej siłami wiązania jej cząsteczek.
Jest zupełnie prawdopodobne, że woda odgazowana pod względem właściwości fizykochemicznych jest
bliższa wodzie w żywej tkance i dlatego jest przyswajana przez rośliny lepiej niż zwykła woda
zrównoważona.
Warto przytoczyć informację o zawartości tlenu rozpuszczonego w cieczach wchodzących w skład
organizmów żywych: w pełnej krwi dorosłego człowieka, na przykład, jest go 1,68-4 mg/dm 3. W soku
komórkowym jabłek stężenie rozpuszczonego tlenu wynosi 1,7-4,2 mg/dm2.
Teraz jest jasne: pod względem zawartości rozpuszczonego tlenu świeżo odgazowana woda jest bardzo
podobna do ciekłych środowisk wewnętrznych organizmów żywych.
Badaliśmy również doświadczalnie, jak zmieniają się inne, mocno ze sobą związane, ważne parametry
fizyczne wody: gęstość i lepkość, które charakteryzują właściwości objętościowe cieczy. Okazało się: że
zmieniają się one przy odgazowywaniu w znacznie mniejszym stopniu niż napięcie powierzchniowe. Woda
odgazowana gotowaniem, w temperaturze 20°C odpowiadała pod względem lepkości i gęstości wodzie
zrównoważonej o temperaturze 18°C. Przy tym – zmiany lepkości i gęstości zachodzą głównie na skutek
zmian sił powierzchniowych.
Podczas badania przez nas wody odgazowanej ujawnił się zatem proces, który nie dopuszcza do
obniżenia energii kohezji przy ogrzewaniu wody. Jest nim naturalne odgazowanie, które następuje pod
wpływem ogrzewania wody. Można się w tym dopatrywać działania zasady Le Chateliera i Brauna, która
głosi: „Jeśli układ znajduje się w stanie równowagi, to gdy działają nań siły powodujące naruszenie tej
równowagi, układ przechodzi do takiego stanu, w którym osłabia się efekt wpływów zewnętrznych”
Pod wpływem ogrzewania napięcie powierzchniowe wody obniża się i zgodnie z powyższą zasadą
powinien w niej zachodzić proces nie dopuszczający. do obniżenia energii powierzchniowej (i energii
kohezji).
Do tej pory procesu takiego nie odkryto. Przypuszczaliśmy, że jest nim usunięcie z wody gazów w niej
rozpuszczonych (odgazowanie), przy którym, jak wykazaliśmy eksperymentalnie, podwyższa się napięcie
powierzchniowe i zwiększa się energia wiązania (kohezji) cząsteczek. Działanie tych przeciwstawnych sił
określa zatem również dynamikę ruchu cząsteczek w wodzie podczas jej ogrzewania. Zatrzymajmy się teraz
przy jednej z hipotez.
Próżnia biologiczna
Pozwólmy sobie puścić wodze fantazji, pomijając fakty. W żywych tkankach zawartość rozpuszczonych
gazów, a przede wszystkim tlenu, jest obniżona i z tym najpewniej związany jest szczególny stan wody
wewnątrzkomórkowej: w żywych tkankach jest ona w większym lub mniejszym stopniu odgazowana, przez
co istnieje w nich swoista „próżnia biologiczna”.
W powietrzu atmosferycznym przy ciśnieniu normalnym 760 mm Hg (1000 hPa) ciśnienie (prężność)
tlenu wynosi 159 mm (21,2 kPa), w powietrzu oddechowym w płucach człowieka jest ono jeszcze niższe i
równe 102-107 mm Hg (13,6-14,1 kPa), w tętnicy płucnej - już 39,4 mm Hg (5,2 kPa), a w tętnicy biodrowej
lub ramieniowej około 93 mm Hg (5,2-12,5 kPa). W poszczególnych tkankach ciśnienie tlenu może spadać
do zera. Ciekawe, że u noworodka (do pierwszego oddechu) ciśnienie tlenu we krwi wynosi 10,4-24,4 mm
Hg (1,3-3,2 kPa), gdy u dorosłego jest ono prawie czterokrotnie wyższe i równe 39,4-94 mm Hg (5,2-12,5
kPa). Prawdopodobnie im młodsza tkanka, tym niższe jest w niej ciśnienie tlenu, tym silniej zaznacza się
„próżnia biologiczna”. W miarę starzenia się tkanek wzrasta w nich prężność gazów. Inaczej mówiąc, można
przypuszczać, że w miarę starzenia się organizmu zachodzi jego stopniowe „rozhermetyzowanie”, co dzieje
się również podczas choroby. Jeżeli proces ten jest nieodwracalny, to choroba kończy się śmiercią.
Być może, szybkość procesu „rozhermetyzowywania” organizmu można zmniejszyć, wykorzystując
aktywną biologicznie wodę odgazowaną.
Można przyjąć, że stan wody w tkankach żywych określa stan innych ważnych składników komórki,
przede wszystkim białek i kwasów nukleinowych. Być może istnienie „próżni biologicznej” i związanego z
nią szczególnego stanu wody nadaje całej żywej materii pewne szczególne właściwości.
Badając stan wody w tkankach roślinnych, pracując nad zagadnieniem podwyższenia aktywności
biologicznej tej wody (problem „żywej” wody) doszliśmy do idei istnienia „próżnii biologicznej” jako
szczególnego stanu żywej materii.
Na ile owocna okaże się ta idea, pokaże przyszłość. Jeśli zostanie przyjęta, niezwykłe zjawisko „próżni
biologicznej” otworzy przed biologią nowe horyzonty. Może ono stworzyć, na przykład, większe możliwości
wpływania na zmiany w organizmie związane z wiekiem, naturalnym starzeniem się. Powstanie nowa,
skuteczna broń do walki z ciężkimi dolegliwościami towarzyszącymi starości, z „chorobami stulecia” rakiem, chorobami sercowo-naczyniowymi i innymi, przedwcześnie zabierającymi wiele istnień.
I znowu gazy
Interesowało nas, który z gazów powietrza ma największy wpływ na aktywność biologiczną wody?
Badaliśmy wodę destylowaną nasyconą jednym z gazów: tlenem, azotem, wodorem, argonem lub
dwutlenkiem węgla. Doświadczenia prowadziliśmy wspólnie z kandydatem nauk chemicznych J.A.
Skopinem.
Zauważyliśmy, że wchłanianie przez tkankę liścia wody nasyconej dowolnym gazem nie różni się od
wchłaniania zwykłej zrównoważonej wody. Na przykład wchłanianie przez tkankę liścia wody nasyconej
jednym z wyżej wymienionych gazów wynosiło 2,5-4% i praktycznie nie różniło się od wchłaniania w
badaniu kontrolnym (3%). Natomiast obróbka termiczna wody nasyconej dowolnym gazem, przez
ogrzewanie jej do wrzenia z następnym szybkim schłodzeniem do +20°C spowodowała gwałtowne
podwyższenie się jej aktywności biologicznej. Tkanki liścia znacznie lepiej wchłaniały taką wodę, średnio o
9-10%.
Usunięcie gazów z wody metodą chemiczną w zasadzie nie prowadziło do podwyższenia jej aktywności
biologicznej. Na przykład z wody nasyconej dwutlenkiem węgla usuwano go za pomocą wodzianu tlenku
baru. Aktywność takiej wody praktycznie nie różni się od aktywności zwykłej (zrównoważonej) wody woda ta była wchłaniana przez tkankę liścia w takiej samej ilości, jak woda zrównoważona. Również gdy
wodę nasycano tlenem, a następnie wiązano go za pomocą tiosiarczanu sodu, jej aktywność biólogiczna
wzrastała. Wszystkie te obserwacje sugerują, że aktywność biologiczna samej wody zależy nie tyle od
rodzaju gazu lub mieszaniny gazów jakimi jest ona nasycona, ile od ilości gazów usuniętych z wody metodą
fizyczną. Prawdopodobnie decydujący wpływ ma fizyczne oddziaływanie na wodę. Według profesora W.I.
Klassena ogromną rolę odgrywa nie tylko ilość rozpuszczonych gazów, ale i sam proces przemieszczania się
gazów w wodzie w czasie jej odgazowywania. Czyni to wodę niestabilną, mocno zmieniając jej właściwości.
Takie przemieszczanie cząsteczek gazów w wodzie nie zachodzi podczas ich chemicznego wiązania (W.I
Klassen „Namagnesowywanie układów wodnych”).
O mechanizmie zjawiska
W celu wyjaśnienia podstawowego mechanizmu oddziaływania wody odgazowanej na rośliny
określaliśmy zmianę stanu układów błon w roślinach pod wpływem roztworów wodnych różnych związków
i o różnej zawartości rozpuszczonych gazów. Badania prowadzono w Leningradzkim Instytucie
Agrofizycznym z udziałem N.F. Bondarenko, Ł.A. Misiuk, G.L. Masliemkowoj i W.P. Popkowa. Obiektami
badań były gigantyczne komórki glonów Nitella.
Wiadomo, że błony komórkowe regulują transport wody i różnych substancji między komórką a
środowiskiem. Gradient (różnica) potencjałów, wytworzony na błonie, jej przewodnictwo (lub oporność)
mogą być odzwierciedleniem zmian funkcji fizjologicznych komórki.
Pomiar i rejestrację potencjału błony (PB) prowadzono metodami standardowymi, przez wprowadzenie
do wnętrza komórki mikroelektrod. Komórkę umieszczano w komorze z pleksiglasu wypełnionej roztworem
doświadczalnym. Jako roztworu używano wody zawierającej chlorki potasu, sodu i wapnia o odpowiednim
stężeniu. Próbę kontrolną stanowiła taka woda o temperaturze +20°C, pozostająca w równowadze gazowej z
powietrzem. Wariantem doświadczalnym była takaż woda poddana obróbce termicznej przez ogrzewanie do
70, 90 i 96°C, a następnie szybkie schłodzenie do +20°C. Wszystkie komórki glonu wykazały jednakową
reakcję – w miarę usuwania gazów z wody zwiększał się w nich potencjał błon komórkowych i obniżała się
ich oporność. Na przykład potencjał, błon w wodzie odgazowanej zwiększył się do 21 mV, a oporność
obniżyła się do 7,4 kΩ/cm2. W odgazowanych oraz zrównoważonych roztworach chlorku potasu o różnym
stężeniu komórki glonów wykazały reakcję analogiczną. W następstwie tych zmian odgazowane roztwory
chlorku potasu przenikały przez błony biologiczne łatwiej niż roztwory zrównoważone.
Wiadomo z piśmiennictwa, że stymulatory wzrostu uaktywniają procesy enzymatyczne związane z
syntezą białka. Zgodnie ze współczesnymi poglądami, struktura cytoplazmy w całości określona jest
strukturą wysokopolimerowych składników i strukturą wody. Zmiana struktury lub właściwości jednego ze
składników – na przykład wody – prowadzi do zmiany całej struktury protoplazmy (Aleksiejew i in., 1969).
Działając na rośliny wodą odgazowaną o zmienionych właściwościach fizycznych można w określony
sposób zmieniać właściwości elektrochemiczne białek protoplazmy.
W naszych doświadczeniach badaliśmy wpływ przedsiewnej obróbki nasion pszenicy wodą odgazowaną
na właściwości elektrochemiczne wyrosłych z tych nasion siewek. W tym celu nasiona pszenicy jarej
odmiany Saratowska 29 i Kazachstańska 126 umieszczone w szalkach Petriego (po 100 sztuk w każdej)
moczono w odgazowanej wodzie 90° (5 mg O2 w 1 dm3) i w wodzie odgazowanej 20° (3 mg O2 w I dm3).
Próbę kontrolną stanowiły nasiona moczone w wodzie zwykłej. Doświadczenie powtarzano trzykrotnie. U
pięcio-sześciodniowych siewek oznaczano punkt izoelektryczny (PIE), charakteryzujący właściwości
elektrochemiczne białek. Doświadczenia wykazały, że pod wpływem wody odgazowanej PIE tkanek siewek
przesuwa się w stronę alkaliczną, od wartości pH 4,3 (w kontroli) do 6,5 (w doświadczeniu) u odmiany
pszenicy Saratowska 29 i od wartości pH 5,7 do 7,5 u odmiany Kazachstańska 126.
Przesunięcie wartości pH substancji wewnątrzkomórkowej w stronę alkaliczną świadczy o wzroście
stężenia jonów wodorotlenowych. w tkankach. W środowisku alkalicznym cząsteczki białek uzyskują
ładunek ujemny, co powoduje wzrost liczby hydratacyjnej i co za tym idżie, utworzenie mocniejszych
wiązań wodorowych (Kłatz, 1952; Aleksiejew i in., 1969). Sprzyja to wzmożeniu procesów syntezy w
roślinach.
Badania nasze wykazały, że za pomocą wody odgazowanej można stymulować biosyntezę barwników
(chlorofilu i karotenoidów) w liściach, zwiększać wydajność fotosyntezy i intensywność oddychania,
uaktywniać działanie enzymów, regulować gospodarkę wodną roślin.
Tak więc, wodę odgazowaną można stosować jako stymulator wzrostu roślin, w celu regulowania
procesów fizjologicznych i podwyższenia wydajności roślin.
Doświadczenia na sobie
Uzyskawszy pozytywne wyniki w zakresie stymulowania procesów życiowych roślin i zwierząt,
postanowiliśmy sprawdzić dziaianie „żywej” wody na nasze organizmy. Przyjmowaliśmy ją raz dziennie –
rano, na czczo, po pół szklanki. Kontrolowaliśmy ogólny stan organizmu na podstawie samopoczucia i
częstości tętna. Mierzyliśmy także temperaturę ciała.
Na ogół temperatura ciała po godzinie – półtorej obniżała się nieco (o 0,2-0,5°C), częstość tętna malała z
70 uderzeń/min (przed doświadczeniem) do 65 uderzeń/min (po godz.). Ciekawe, że częstość tętna po 1-8
godz. po doświadczeniu była o 5-8 uderzeń mniejsza. Jeśli natomiast wypijaliśmy całą szklankę wody, to
tętno obniżało się jeszcze bardziej - po 1,5 godz. o 23 uderzenia/min. Nasze samopoczucie było dobre,
zwiększyła się chęć do pracy, zauważono uspokajające działanie wody odgazowanej na układ nerwowy.
Obserwowaliśmy także korzystny wpływ wody odgazowanej na skórę, szczególnie po goleniu. Woda ta była
zzybciej niż zwykła wchłaniana przez skórę, która stawała się delikatniejsza.
Na skutek ciągłej pracy z kwasami i zasadami u jednego z nas pojawiła się na rękach egzema.
Przemywanie wodą odgazowaną chorych powierzchni skóry prowadziło do szybkiego ich ożywienia.
Przekonaliśmy się również, że woda odgazowana przyczynia się do szybszego leczenia podrażnień skóry,
stłuczeń, oparzeń, zranień itp. Ponadto dobrze działa ona na jamę ustną, oczyszcza zęby, wzmacnia dziąsła
(przy płukaniu).
Do czasu używania wody odgazowanej często chorowaliśmy na anginę. Po regularnych płukaniach
gardła zapomnieliśmy o tej dolegliwości. Wykazaliśmy również, że woda odgazowana wykazuje skuteczne
działanie znieczulające, na przykład przy bólach żołądka, przy silnym bólu zębów, stłuczeniach, zranieniach.
Przyjmując wodę odgazowaną łatwiej też znosi się letni skwar.
Naszym zdaniem woda odgazowana może zająć godne miejsce w arsenale środków stosowanych przez
ludzi w profilaktyce i leczeniu wielu chorób.
A co mówią lekarze?
Z Olegiem Aleksandrowiczem Łastkowem, profesorem Donieckiego Instytutu Medycznego, poznaliśmy
się dzięki gazecie. Nawiązaliśmy korespondencję. Wymienialiśmy książki i artykuły. Oleg Aleksandrowicz
przysłał nam „Zalecenia metodyczne Ministerstwa Zdrowia USRR do stosowania inhalacji wodą ze stajałego
lodu w celach profiilaktycznych i leczenia niespecyficznych chorób jamy nosowo-gardłowej”.
Doświadczenia O.A. Łastkowa i jego kolegów wykazały, że świeża woda ze stajałego lodu naniesiona na
błonę śluzową górnych dróg oddechowych przyspiesza pracę nabłonka rzęskowego 1,5-2 razy w ciągu 3-7
godzin i zwiększa efektywność oczyszczania dróg oddechowych z przedostających się do nich
mikroorganizmów i pyłu. Osłabienie tej funkcji błony śluzowej jest jedną z głównych przyczyn
występowania różnych chorób dróg oddechowych.
Systematyczne stosowanie przez cały rok inhalacji wodą ze stajałego lodu w czterech kopalniach
Donbasu umożliwiło zmniejszenie absencji spowodowanej ostrymi chorobami dróg oddechowych,
bronchitami, zapaleniami płuc o 300-400 dni rocznie u każdego tysiąca górników dołowych. Badania
kliniczne, prowadzone przez lekarzy z Doniecka wykazały, że woda ze świeżo stajałego lodu może być
skutecznie stosowana do nieswoistego odczulania organizmu człowieka. W warunkach klinicznych, na dużej
grupie chorych cierpiących na astmę oskrzelową ustalono, że woda ze stajałego lodu w 94% przypadków
znosiła lekkie ataki, w przypadkach średnio ciężkich pozwalała na 2-3 dni zrezygnować ze stosowania
preparatów broncholitycznych. Przyjmowanie wody ze świeżo stajałego lodu znacznie polepszało ogólny
stan chorych.
W klinice chirurgicznej zauważono, że dzięki systematycznemu przyjmowaniu wody ze stajałego lodu u
operowanych chorych nastąpiła poprawa perystaltyki jelit i stosunkowo szybka normalizacja podstawowych
ich funkcji. Korzystny efekt przyjmowania takiej wody ujawnił się u. chorych z alergią polekową, co jest
szczególnie ważne przy przygotowywaniu chorych do operacji. Również okres pooperacyjny u chorych
przyjmujących wodę ze stajałego lodu przebiegał z mniejszymi komplikacjami.
Objawów nie sprzyjającego działania wody ze stajałego lodu nie zauważono w żadnym z przypadków.
Wodę ze świeżo stajałego lodu ordynowano jako napój. Taką wodę o temperaturze pokojowej przyjmowano
3-4 razy w ciągu dnia, na pół godziny przed jedzeniem. Dawka dobowa wynosiła 1 % masy ciała przez okres
30 dni. W końcowym okresie leczenia oraz w profilaktyce dobową dawkę -wody obniżano do 0,5% masy
ciała dziennie.
Przytoczone przez nas przykłady wykorzystywania w medycynie wody ze świeżo stajałego lodu
otwierają, naszym zdaniem, szerokie perspektywy zastosowania wody odgazowaanej do celów
profilaktycznych.
Doświadczenia nasze wykazały, że woda odgazowana ma wiele zalet w porównaniu z wodą ze stajałego
lodu. Tę pierwszą można znacznie szybciej i prościej przygotować. Na przykład, żeby przygotować 1 dm 3
wody ze stajałego lodu, potrzeba około 10 godz., a wodę odgazowaną przygotowuje się w ciągu 15-20 min.
Woda ze stajałego lodu nie powinna zawierać domieszek żadnych soli, odgazowana zaś nie wymaga takich
ograniczeń. Ogrzanie wody ze stajałego lodu powyżej 37°C powoduje szybką utratę jej biologicznie
ważnych właściwości. Udowodniliśmy również, że w zakresie efektywności działania na żywe organizmy
woda odgazowana przewyższa wodę ze stajałego lodu.
Zdaniem A.A. Korolewa, kierującego oddziałem higieny wody i sanitarnej ochrony ujęć wodnych
Centralnego Laboratorium Naukowo-Badawczego Pierwszego Moskiewskiego Instytutu Medycyny,
aktywność biologiczna wody ze stajałego lodu jest niewątpliwa i, zgodnie z danymi medycznymi, nie może
ona wyrządzić szkody ludzkiemu zdrowiu (Chimija i żyzń, 1979, 7, s. 93).
Nie sądźmy jednak, iż oznacza to, że wodą ze stajałego lodu lub odgazowaną przez gotowanie można
zastąpić wodę zwykłą. Przyjmowanie powinno być wyłącznie dawkowane indywidualnie.
Jak przygotować wodę odgazowaną?
Podstawowymi gazami rozpuszczonymi w wodzie są: azot, tlen, argon i dwutlenek węgla. Zawartość ich
w wodzie podlega prawu Henry'ego – Daltona, a więc rozpuszczalność gazow w wodzie zmniejsza się wraz
z podwyższeniem temperatury i zmniejszeniem się ich ciśnieenia cząstkowego nad roztworem. Zawartość
gazów w wodzie zawsze dąży do osiągnięcia takiego stężenia, przy którym woda w danych warunkach
temperatury i ciśnienia jest nasycona gazami. Przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym i temperaturze
20°C woda zawiera (w mg/dm3): azotu - 16,84, tlenu - 9,07, argonu - 0,43 i dwutlenku węgla - 0,36.
Ogrzewanie wody do wrzenia z następnym jej schłodzeniem do +20°C doprowadza do dwukrotnego w
przybliżeniu obniżenia zawartości gazów rozpuszczonych w wodzie.
W naszych doświadczeniach wodę odgazowaną przygotowywaliśmy za pomocą obróbki termicznej.
Zawartość tlenu rozpuszczonego w wodzie określano metodą Winklera (Łurie, 1971).
Wodę odgazowaną przygotowywano w następujący sposób: zwykłą wodę wodociągową nalewano do
naczyń, ogrzewano do 90°C lub do wrzenia, po czym szybko schładzano (za pomocą przepływającej zimnej
wody) do temperatury +20°C. Przy ogrzewaniu naczynie było odkryte, przy schładzaniu – zakrywaliśmy je.
W czasie schładzania nie należy mieszać wody, ponieważ przyspiesza to nasycame się jej gazami z
powietrza. Woda ogrzana do +90°C, i szybko schłodzona do +20°C (umownie oznaczana jako woda 90°)
zawierała w przybliżeniu 5,2 mg rozpuszczonego tlenu w l dm3. Woda ogrzana do wrzenia i schłodzona do
+20°C (woda 100°) zawierała tlen w przybliżeniu w ilości 4,2 mg/dm3.
Zwykła (zrównoważona) woda (przed obróbką) zawierała w przybliżeniu 9 mg tlenu w l dm3.
W niektórych naszych doświadczeniach stosowano wodę zawierającą około 3 mg tlenu w l dm3; umownie
nazwiemy ją wodą 20 (mieszanina lodu z wrzątkiem). Przygotowywano ją w następujący sposób: zwykłą
wodę zagotowano; a następnie do wrzątku szybko wrzucano kawałki lodu w takiej ilości, żeby obniżyć
temperaturę wody do +20°C.
Przy doświadczeniach z wodą odgazowaną należy zawsze pamiętać, że w miarę powtórnego nasycania
gazami z powietrza traci ona stopniowo swoją aktywność biologiczną. Po dwóch godz. w warunkach
kontaktu z powietrzem aktywność wody odgazowanej maleje w przybliżeniu o połowę. Dlatego należy w
doświadczeniach używać wyłącznie wody świeżo przygotowanej. Gotową wodę odgazowaną należy jak
najrzadziej przelewać z jednego naczynia do drugiego.
Jak stosować?
Wodę odgazowaną można stosowac jako stymulator wzrostu roślin przez moczenie ich nasion przed
siewem, opryskiwanie lub podlewanie roślin. Każde z tych działań, zastosowane z osobna, daje dobre efekty.
Można także stosować je łącznie. W tym przypadku jednak należy pamiętać, że wody odgazowanej nie
należy stosować zbyt często do stymulowania wzrostu roślin. Nie można podlewać lub opryskiwać tą wodą
roślin codziennie, należy to robić albo raz – w przypadku moczenia nasion przed siewem, albo dwa-trzy razy
w ciągu wegetacji – w przypadku opryskiwania lub podlewania roślin. Zbyt częste traktowanie roślin wodą
odgazowaną może spowodować ujemne skutki.
Przy moczeniu nasion nie należy ich zbytnio nawilżać.
Przykładowa ilość wody do namoczenia jednego kilograma nasion wynosi: dla buraka cukrowego –
0,5-0,7 dm3 dla pszenicy i soi - 0,1-03,3 dm3, dla bawełny - 0,7 dm3, dla kukurydzy - 0,3 dm3. Czas moczenia
nasion - od 3-5 do 12 godz. Dla nasion ze źle przepuszczającą wodę osłonką czas moczenia można wydłużyć
do 12 godz. Nasion roślin strączkowych: soi, grochu i fasoli nie należy moczyć dłużej niż 3 godz.
Przy opryskiwaniu roślin wodą odgazowaną bardzo ważne jest wybranie czasu zabiegu z uwzględnieniem
fazy rozwoju roślin. Można przy tym trzymać się zaleceń opracowanych dla chemicznych stymulatorów
wzrostu. Najczęściej rośliny jednoroczne są poddawane zabiegowi w fazie tworzenia pąków kwiatowych i
kwitnienia, owocowe – w ciągu 2-3 tygodni po kwitnieniu, winogrona – na 1-2 tygodnie przed kwitnieniem.
Terminy zabiegów mogą być również inne, w zależności od celu.
Opryskiwanie roślin wodą odgazowaną należy przeprowadzać w pierwszej połowie dnia, najlepiej w
czasie słonecznej, bezwietrznej pogody, równomiernie mocząc liście i wierzchołki pędów.
Dla każdej kultury należy dobrać optymalną pod względem stopnia odgazowania wodę. Delikatniej
działa na rośliny woda 90° (5,2 mg O2 w 1 dm3, a silniej - woda 20° (3 mg O2 w l dm3).
Lepszy wynik daje zastosowanie wody odgazowanej podczas wzrostu roślin w optymalnych warunkach
agrarnych.
Do pojenia zwierząt, mając na względzie podwyższenie ich produktywności, najlepiej używać wody 90° i
wody 100, którą należy podawać raz dziennie, rano przed karmieniem.
W naszych doświadczeniach na noc usuwano wodę zwierzętom, a rano przed karmieniem podawano im
wodę odgazowaną. Zwierzęta kontrolne piły wodę zwykłą. Przy regularnym pojeniu zwierząt wodą
odgazowaną można podawać ją raz dziennie.
Wodę odgazowaną, podobnie jak wodę ze stajałego lodu, można stosować do zapobiegania anginie i
nieżytowi górnych dróg oddechowych, ponieważ ma ona właściwości przeciwzapalne. Do tego celu gotuje
się zwykłą wodę, a następnie szybko schładza do temperatury 25-30°C. Świeżo przygotowaną wodą
przepłukuje się jamę nosowo-gardłową 1-2 razy dziennie (rano i wieczorem).
Bardzo korzystnie jest myć się wodą odgazowaną - skóra staje się wówczas delikatniejsza i bardziej
elastyczna.
Kontakty
Aby kontynuować badania właściwości wody odgazowanej i mechanizmu jej działania biologicznego,
musieliśmy nawiązać współpracę z innymi ośrodkami naukowymi.
W 1974 r. nawiązaliśmy kontakt z Leningradzkim Instytutem Agrofizycznym. Naszymi pracami
zainteresował się doktor nauk technicznych Mikołaj Filipowicz Bondarenko, który kierował pracownią
hydrofizyki. Zaproponował on nam zawarcie umowy o współpracy naukowej w celu rozwiązania problemu
„Badanie wpływu pól temperaturowych na właściwości fizykochemiczne wody i procesy fizjologiczne u
roślin”. Umowę tę podpisały w marcu 1974 r. trzy instytuty: Leningradzki Agrofizyczny, Kazachski
Gospodarstwa Wiejskiego i Kazachski Instytut Naukowo-Badawczy Sadownictwa i Uprawy Winorośli.
Następnie współpracę przedłużono do 1980 r. Czynny udział w tej pracy wzięli pracownicy Leningradzkiego
Instytutu Agrofizycznego, kandydat nauk chemicznych G.Ł. Maslenkowa, kandydat nauk fizycznomatematycznych W.P. Popkow, kandytat nauk biologicznych Ł.A. Misiuk, starszy inżynier G.N. Rusakowa,
kandydat nauk rolniczych Sirotienko, starszy innżynier Ł.F. Kłygina.
Badania doświadczalne przeprowadzone przez pracowników Leningradzkiego Instytutu Agrofizycznego
potwierdziły wyniki uzyskane przez nas przy badaniu właściwości fizykochemicznych wody odgazowanej i
skuteczności jej działania biologicznego.
Moczenie przed siewem w wodzie odgazowanej nasion jęczmienia i pszenicy jarej, uprawianych w
warunkach Obwodu Leningradzkiego, prowadziło do wzrostu ich polowej zdolności kiełkowania,
stymulowało wzrost i rozwój roślin, zwiększało długość kłosa i masę ziarna. Po moczeniu nasion przed
siewem plon tych upraw wzrastał średnio o 20-30%.
Moczenie przed siewem nasion ogórków i kapusty uprawianych w warunkach inspektowych w wodzie
odgazowanej o zawartości rozpuszczonego tlenu 4,9 mg/dm3 prowadziło do wcześniejszego (o 2-3 dni) i
jednoczesnego kiełkowania oraz szybszego dojrzewania plonu. Ten ostatni zwiększał się średnio o 20%.
Do opryskiwania ogórków stosowaliśmy wodę silnie odgazowaną, o stężeniu tlenu około 1,5 mg/dm3.
Obróbkę roślin uprawianych w warunkach inspektowych przeprowadzono dwa razy – w fazie trzeciego
listka i w okresie kwitnienia. Plon wzrósł o 18%.
Należy zwrócić uwagę na fakt, że w warunkach Leningradu po raz pierwszy wypróbowano na roślinach
wodę odgazowaną z bardzo małą zawartością gazów; ilość rozpuszczonego w niej tlenu zawierała się w
granicach 0,9-1,5 mg/dm3. Woda silnie odgazowana może być również wykorzystana w charakterze
stymulatora wzrostu roślin. W ani jednym z przeprowadzonych doświadczeń woda odgazowana nie
wywierała ujemnego wpływu na rośliny.
Na razie jeszcze niedostatecznie zbadane pozostaje zagadnienie wielokrotnego działania wodą
odgazowaną na rośliny. Niezbędne jest przeprowadzenie w tym celu wielokrotnych specjalnych
doświadczeń. Niektóre z przeprowadzonych przez nas eksperymentów świadczą o tym, że zwiększenie
liczby oddziaływań wodą odgazowaną nie we wszystkich przypadkach zwiększa efekt w porównaniu z
działaniem jednorazowym.
Perspektywy wykorzystania „żywej” wody
Jak wiadomo, XXV Zjazd KPZR postawił przed krajowym rolnictwem olbrzymie zadania
„wszechstronnego podwyższenia efektywności rolnictwa i hodowli, zwiększenia średniej rocznej masy
produkcji rolnej w stosunku do poprzednich pięciolatek o 14-17%. W rolnictwie kluczowym zadaniem
pozostaje wszechstronny wzrost produkcji ziarna, którego średnie roczne zbiory w dziesiątej pięciolatce
powinny osiągnąć 215-220 mln t. Zaplanowano doprowadzenie średniej rocznej produkcji buraka
cukrowego do poziomu 95-98 mln t, znaczne zwiększenie jego plonów i zawartości cukru. Przewiduje się
również znaczny wzrost produkcji mięsa; mleka, jaj, wełny w związku ze wzrostem pogłowia.”
Właściwą rolę w osiągnięciu tych zadań mogą i powinny odegrać różne sposoby stymulowania
produktywności roślin i zwierząt, w tym również za pomocą czynnej biologicznie wody odgazowanej.
Nie można nie uwzględniać faktu, że woda, jako stymulator, ma wiele zalet w porównaniu z substancjami
chemicznymi: jest nietoksyczna, nie niszczy żywych tkanek, jest dostępna, łatwa do przygotowania, nie
zatruwa środowiska, jest wystarczająco skuteczna.
Do przygotowania dużych ilości wody odgazowanej można wykorzystać urządzenia do pasteryzacji
mleka. Należy w nich wodę początkowo ogrzać do 90°C lub do temperatury wrzenia, a następnie szybko
schłodzić do +20-25°C, przepuszczając ją przez układ chłodzący. Świeżo przygotowaną wodę odgazowaną
transportuje się do miejsca przeznaczenia w hermetycznie zamkniętych pojemnikach. Do tych celów można
także wykorzystać szklane balony. W przypadku opryskiwania roślin schłodzoną wodę odgazowaną można
od razu nalewać do pojemnika opryskiwacza, napełniając go do pełna, aby zapobiec ponownemu
pochłanianiu gazów powietrza.
W celu szerokiego wdrożenia do produkcji rolnej wody odgazowanej niezbędne jest zmechanizowanie
całego procesu obróbki nasion tą wodą, włączając w to jej przygotowanie oraz proces moczenia nasion z
następującym po nim podsuszeniem ich do wymaganej wilgotności.
Lepsze perspektywy stworzy zastosowanie wody odgazowanej do takich roślin uprawnych jak bawełna i
ryż, które nie potrzebują podsuszania nasion przed siewem.
Szerokie zastosowanie może woda ta znaleźć w uprawie roślin w warunkach inspektowych i przy
rozmnażaniu wegetatywnym roślin użytkowych i ozdobnych przez saadzonki, a w miarę dalszego
opracowania naukowego – w hodowli zwierząt i drobiu, a także w medycynie w celu polepszenia zdolności
do pracy i odporności organizmu ludzkiego na różne choroby.
Na zakończenie
Oto cała historia poszukiwania klucza do „żywej” wody. Minęły lata i niestety do chwili obecnej problem
stanu wody w żywej tkance budzi liczne wątpliwości. Spór między fizykami i biologami, o którym
mówiliśmy na początku książki, nie został jeszcze zakończony.
Na czym polegają podstawowe trudności przy badaniu stanu, czyli właściwości fizykochemicznych wody
w żywych tkankach? Po pierwsze – współczesne fizyczne metody badania wody „biologicznej” naruszają
strukturę żywej materii, procesy życiowe. Są to właśnie te zastrzeżenia N. Bohra, o których mówiliśmy
wcześniej. Po drugie, przyrządy fizyczne, którymi bada się stan wody – są nie dość czułe, aby ocenić drobne,
nieznaczne zmiany w tkankach.
Decydujące znaczenie dla żywej komórki mogą mieć „mikrofazowe” , według określenia K.S. Trinczera,
zmiany w strukturze wody, ale z powodu niewystarczającej dokładości współczesnych przyrządów nie dają
się one uchwycić i rejestrować. Oczywiście, atak frontalny w tym przypadku nie da rezultatów. Trzeba
szukać innych dróg. Wydaje nam się, że przede wszystkim należy stworzyć model, wytworzyć „żywą” wodę
mającą takie same właściwości jak woda wewnątrz tkanek organizmów żywych. W następnym etaapie
należy poznać procesy przyswajania „żywej” wody przez rośliny i zwierzęta.
Taka woda, która swoimi parametrami fizycznymi będzie najbliższa wodzie biologicznej, będzie też
lepiej przyswajana przez żywe organizmy.
Takim oto tropem szliśmy w naszych badaniach: pomógł nam on znaleźć klucz do „żywej” wody. Klucz
ten – to usunięcie z wody części rozpuszczonych w niej gazów powietrza. Czy jest to klucz jedyny – pokażą
dalsze badania.
***
Od napisania rękopisu tej książki minął przeszło rok. Co się zmieniło w tym czasie?
W gazecie „Prawda” z 14 stycznia 1980 r. opublikowano artykuł profesora W.1. Klassena i kandydata
nauk chemicznych O.T. Kryłowa „Anomalie wodne”, w którym wystąpiono z tezą o konieczności
poważnego zajęcia się problemem fizycznej aktywacji układów wodnych, aby jak najszybciej rozpocząć
powszechne wprowadzanie wody uaktywnionej metodami fizycznymi do różnych gałęzi gospodarki
narodowej. Jednocześnie z badaniami praktycznymi konieczne są badania podstawowe tego problemu z
udziałem Akademii Nauk ZSRR.
Decyzją z 5 grudnia 1979 r. Państwowy Komitet Nauki i Techniki ZSRR (PKNT) powołał Radę
Naukową do realizacji zagadnienia „Zastosowanie w gospodarce narodowej układów wodnych
uaktywnianych za pomocą różnych oddziaływań fizycznych”. Do zadań tej Rady należy uogólnienie i
analiza osiągnięć naukowych i praktycznych w zakresie wykorzystania w gospodarce narodowej
uaktywnionych układów wodnych; ustalenie najbardziej obiecujących kierunków zastosowania
uaktywnionej wody w przemyśle, w gospodarce rolnej i innych gałęziach; wynalezienie nowych,
skutecznych urządzeń do obróbki układów wodnych.
W lutym 1980 r. na plenarnym posiedzeniu Rady Naukowej PKNT przedstawiono rezultaty zastosowania
wody odgazowanej w gospodarce rolnej Kazachstanu. W marcu 1980 r. prace nasze przedstawiono na
Wszechzwiązkowej Konferencji na temat fizycznych metod uaktywniania układów wodnych
zorganizowanej w Kijowie, przez Akademię Nauk Ukraińskiej SRR. Na konferencji tej przy wyjaśnianiu
mechanizmu aktywacji fizycznej wody największe uznanie zdobyły hipotezy „gazowe”. Warto pamiętać, że
wiele zagadnień zmian właściwości wody przez jej odgazowanie odwołuje się do problemu
„namagnesowywania” wody naturalnej.
Czytelnikom, którzy zechcą bardziej szczegółowo zapoznać się z tym problemem, radzimy przeczytać
interesującą książkę W.I. Klassena „Namagnesowywanie układów wodnych” (Wyd. Chimija, 1978).

„Zagadka żywej wody”

Transkrypt

Podobne dokumenty

Specyfikacja

przed przystąpieniem do eksploatacji urządzenia porady dotyczące

Nasiona SAATBAU, najlepsze!

44_nowe filmy102014_02