Николай Друзьяк - Как продлить быстротечную жизнь

Здесь надо отметить тот факт, что само по себе оседание эритроцитов при недвижущейся крови происходит в любой крови, независимо от ее реакции. Этому способствует то обстоятельство, что плотность эритроцитов превышает плотность среды, в которой они взвешены. Поэтому существенным фактором в механизме агрегации эритроцитов является первичное снижение скорости кровотока, а вторичное уменьшение кровотока может обусловливаться уже самой агрегацией эритроцитов. Но нас интересует не сам факт оседания эритроцитов, а скорость оседания их.

Рассмотрим механизм связи скорости оседания эритроцитов с реакцией крови. Эритроциты несут на своей поверхности отрицательный заряд. Казалось бы, что наличие такого заряда должно способствовать взаимному отталкиванию эритроцитов и в какой-то мере даже препятствовать их оседанию, да и никакого слипания между ними не должно происходить. Но такая идеальная картина могла бы наблюдаться только в том случае, если бы эритроциты находились в некоей нейтральной жидкости. Кровь же такой нейтральной жидкостью не является. Она состоит из воды, в которой растворены многие соли, то есть кровь является электролитом с положительно заряженными катионами и отрицательно заряженными анионами. Поэтому на поверхности эритроцитов могут оседать ионы с положительными зарядами. Это могут быть ионы натрия, калия, кальция или гидратированные ионы водорода. От того, какие ионы преимущественно оседают на поверхности эритроцитов, зависит и «поведение» последних. Чтобы пояснить эту мысль, рассмотрим систему «эритроциты в крови». Эта система (или смесь) называется гетерогенной (неоднородная система, состоящая из различных по своим свойствам частей, разделенных поверхностями раздела), когда в воде находятся нерастворимые в ней макроскопические частицы (в данном случае – эритроциты). А между гетерогенными смесями и истинными растворами находятся коллоидные системы. Это дисперсные системы с размером частиц дисперсной фазы от 10 -9до 10 -7м. Стабильность коллоидных систем хорошо изучена, поэтому мы по аналогии с этими системами рассмотрим и нашу систему «эритроциты в крови». Размеры эритроцитов (7,2–7,5 ґ10 -6м) очень близки к размерам коллоидных частиц (10 -7м), и поэтому мы можем без больших погрешностей применить условия, необходимые для устойчивости коллоидных систем, и к системе «эритроциты в крови».

Природные воды являются полидисперсными системами, то есть в них могут одновременно находиться и коллоидные, и грубодисперсные частицы. Последние удаляются в процессе отстаивания воды, а коллоидные примеси при отстаивании воды не удаляются. В мутных водах преобладают глинистые коллоидные частицы. И они, как правило, имеют на поверхности отрицательный заряд. Все точно так же, как и у эритроцитов.

Чтобы нарушить устойчивость коллоидной системы при подготовке питьевой воды, то есть вызвать оседание коллоидных частиц, на водозаборных станциях в исходную воду вводят коагулянты. В качестве коагулянтов чаще всего используют сульфат алюминия и полигидроксохлориды алюминия. Эти соли при значительном разбавлении в воде диссоциируют на ионы.

Коагуляция электролитами протекает по следующим правилам: коагулирующее действие оказывают ионы, имеющие знак заряда, противоположный знаку зарядов на коллоидных частицах; действие коагулирующего иона возрастает с возрастанием заряда на нем. На последнее правило нам следует обратить особое внимание. Дело в том, что порог коагуляции для однозарядных ионов составляет 25-150 ммоль/л, для двухзарядных – 0,5–2, а для трехзарядных – 0,01-0,1 ммоль/л. Возьмем для сравнения ионы К +, Са 2+и Аl 3+. Порог коагуляции для иона калия будет равен 1000–6000 мг/л, для иона кальция – 20–80 мг/л, а для иона алюминия – 0,27-2,7 мг/л. Как видим, ионы калия практически не могут оказывать существенного влияния на процесс коагуляции – для этого их должно быть слишком много. А ионы кальция уже в знакомой для нас концентрации могут оказывать существенное влияние на процесс коагуляции. Ионы же алюминия даже в незначительной концентрации ускоряют коагуляцию, именно поэтому в качестве коагулянтов и используются преимущественно соли алюминия.

Только что мы сравнили коагулирующую способность ионов с разными величинами зарядов. Но эта способность неодинакова и у ионов, имеющих одинаковые по величине и по знаку заряды. В итоге по коагулирующей способности ионы располагаются в следующем порядке: Аl 3+> Са 2+ > Мg 2+ > К +NH 4 + > Na + > H 3О +.