Action of pulsed low frequency electromagnetic fields on physicochemical properties of water: incidence on its biological activity

Action de champs électromagnétiques basse fréquence pulsés sur les propriétés physico-chimiques de l’eau : influence sur son activité biologique

24, rue Alphand, 75013 Paris, France

Corresponding author: phvallee@libertysurf.fr

Abstract

The electromagnetic fields (EMF) effects on water is presently controversial mainly because of variation in water composition and/or environmental conditions. In the present study, we developed new experimental procedures in order to investigate the physicochemical as well as the biological effects of EMF on water. We studied the action of pulsed low frequency electromagnetic fields on the physicochemical properties of water samples prepared under severely controlled conditions. The effect was characterised by using elastic light scattering and photoluminescence: intensities decreased by 25 and 70 % respectively. Our interpretation is (1) that low frequency electromagnetic fields act on the gas/water interface by disturbing the ionic double-layer which stabilises the gas nanobubbles in water (2) that photoluminescence results from the excitation of these hydrated ionic compounds. These results open interesting perspectives in biology. We present preliminary results of germination experiments.

Résumé

L’eau étant le milieu majoritaire commun à tous les organismes vivants, nous avons mis l’hypothèse que l’eau pouvait être la cible des champs électromagnétiques dans les systèmes biologiques. Les études montrant des effets des champs électromagnétiques sur l’eau sont actuellement controversées, car essentiellement dues à la variation de la composition de l’eau et/ou des conditions environnementales. De ce fait afin de limiter les artefacts, nous avons mis au point un protocole de préparation des échantillons rigoureux permettant, d’étudier les effets des champs électromagnétiques sur les propriétés physico-chimiques de l’eau et à travers son activité sur des systèmes biologiques. Les efforts ont notamment porté sur : (i) la purification de l’eau par osmose inverse et par une étape finale appelée « polissage » (ii) le contrôle de l’environnement atmosphérique (boîte à gants avec atmosphère contrôlée), électromagnétique et acoustique (boîtes de traitement et de stockage du type cage de Faraday avec revêtement de mu-métal et isolation acoustique), (iii) l’inertie chimique des récipients (utilisation exclusive de silice fondue de haute pureté de qualité optique). Grâce à ce protocole expérimental standardisé, l’action des champs électromagnétiques pulsés de basse fréquence (< 1 kHz) sur les échantillons d’eau préparés a pu être caractérisé par deux techniques : la diffusion élastique de la lumière et la photoluminescence. Ces expériences de caractérisation ont permis d’observer des effets notables, à savoir une baisse importante, de l’ordre de 25 %, pour l’intensité de diffusion et d’environ 70 % pour l’intensité de photoluminescence après exposition au champ électromagnétique. Des expériences complémentaires de diffusion dynamique de la lumière et de dégazage des échantillons ont permis de conclure que l’action du champ électromagnétique avait porté principalement sur les bulles de gaz présentes dans les échantillons d’eau, entraînant notamment une forte baisse d’une population de nanobulles d’environ 300 nm de diamètre. L’ensemble de ces résultats suggère que les champs électromagnétiques basse fréquence pulsés agiraient sur l’interface gaz/eau, principalement en perturbant la double-couche ionique qui stabilise le snanobubbles de gaz dans l’eau . L a photoluminescence des échantillons résulterait de l’excitation de ces composés ioniques hydratés concentrés autour des bulles de gaz. Ces résultats ouvrent d’intéressantes perspectives en biologie. Afin d’illustrer l’effet biologique de l’eau prétraitée par ces champs électromagnétiques, nous avons effectué des expériences de germination. Des études de faisabilité sur des graines de poireaux nous ont permis d’observer une augmentation d’environ 25% du taux final de germination dans des conditions bien précises. Une des hypothèses de cette action pourrait se traduire par une amélioration de la bio-disponibilité et/ou par une meilleure hydratation des composés résiduels présents dans l’eau.