Экранирование геомагнитного поляв многоэтажных жилых зданиях Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

УДК [612.014.426:645]:550.38

ЭКРАНИРОВАНИЕ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В МНОГОЭТАЖНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЯХ

© 2010 г. А. М. Черных, А. Н. Борисейко, *М. Л. Ковальчук, *К. В. Гребенюков

Курский государственный медицинский университет,

*Центр гигиены и эпидемиологии в Курской области, г. Курск

Наличие геомагнитного поля (ГМП) в окружающей среде необходимо для нормальной жизнедеятельности человека, а его искусственное ослабление приводит к серьезным негативным последствиям для живого организма. Указанное ослабление может быть как следствием нахождения человека в экранированных помещениях, так и результатом электромагнитного воздействия излучений от промышленного и бытового оборудования, которые многократно превышают естественный геомагнитный фон по напряженности. Рядом авторов [1—6] доказано, что длительное воздействие гипогеомагнитных условий, то есть ослабленного ГМП, приводит к снижению работоспособности, нарушению деятельности сердечно-сосудистой и вегетативной нервной систем и другим негативным последствиям (табл. 1).

В современных жилых зданиях разной этажности параметры естественного ГМП изменяются в зависимости от экранирующих свойств строительных конструкций. ГОСТ Р 51724-2001, СанПиН 2.2.4.1191-

03, СанПиН 2.5.2/2.2.4.1989-06 предусматривают временно допустимые уровни (ВДУ) для коэффициента ослабления (КО) ГМП на рабочих местах. При этом КО рассчитывается как отношение внешнего ГМП к ГМП внутри объекта. Временно допустимый уровень КО <

2. Однако коэффициент ослабления ГМП в жилых домах не нормируется. Цель данного исследования — изучить степень ослабления ГМП в многоэтажных жилых зданиях. В задачи исследования входили поэтажные измерения индукции ГМП внутри жилых зданий и на открытом воздухе, расчет КО, сопоставление полученных результатов с нормативными документами.

Методы

В работе изучены параметры ослабления ГМП в тридцати пяти 9-этажных жилых домах г. Курска разных типов постройки (19 кирпичных, 16 панельных) с помощью миллитесламетра ТПУ-04. Прибор позволяет измерять индукцию постоянного магнитного поля (ПМП) в диапазоне от 0,001 до 2 000 мТл. Методика измерений ГМП и расчета КО соответствовала ГОСТу Р 51724-2001 «Поле гипогеомагнитное».

В экспериментах с постоянным магнитом в качестве модели ГМП были изучены экранирующие свойства некоторых материалов, применяемых в строительстве: керамического, силикатного кирпича, стали, бетона, дерева. Между датчиком миллитесламетра и постоянным магнитом помещался исследуемый объект, после чего регистрировалось ослабление индукции ПМП. Магнит в данном случае служил моделью ГМП, которое по своим характеристикам также является постоянным, но обладает большим объемом и меньшей напряженностью (рисунок).

В работе изучены особенности экранирования природного геомагнитного поля (ГМП) в многоэтажных жилых домах. Представлены результаты экспериментального изучения экранирующих свойств некоторых строительных материалов. Показано, что ослабление индукции ГМП внутри зданий варьирует от 1,2 до 4,0 раза в зависимости от их этажности и свойств строительных материалов. Внутри многоэтажного жилого дома уровень ГМП уменьшается с 1 по 9 этаж в среднем на 27,2 мкТл, а величина коэффициента ослабления ГМП во многих жилых зданиях превышает допустимый для рабочих мест предел, особенно на верхних этажах. При разработке новых строительных материалов и конструкций, а также при архитектурном проектировании зданий необходимо учитывать их экранирующие свойства. Ключевые слова: гипогеомагнитное поле, экранирование.

Таблица 1

Реакции биологических систем на гипогеомагнитные условия

Человек (ослабление ГМП в 4—10 раз) Животные (ослабление ГМП в 200 раз) Микр оорганизмы (ослабление в 200 раз)

Дисбаланс нервных процессов ЦНС — преобладание торможения Снижение критической частоты слияния световых мельканий Лабильность пульса и АД Нейроциркуляторная дистония гипертензи-онного типа Нарушения процесса реполяризации миокарда Ослабление иммунитета Изменения психики Кратковременное воздействие — увеличение выживаемости летально облученных мышей на 30—40 %, выживаемости после острого охлаждения при —12 "С — в 5 раз Длительное воздействие — угнетение иммунитета, облысение, прекращение размножения, сокращение продолжительности жизни Кратковременное воздействие — увеличение резистентности к некоторым антибиотикам Длительное воздействие — изменение активности ферментов и продукции факторов патогенности

Результаты

Измерения индукции ГМП в жилых строениях г. Курска позволили выявить существенное его ослабление в зависимости от экранирующих свойств здания. Прослеживается постепенное увеличение КО с ростом этажности. Наиболее низкий уровень индукции ГМП приходится на верхние этажи, что, вероятно, связано с многослойным экранированием железобетонными перекрытиями. Средний уровень индукции на первом этаже составил (62,3 ± 1,3) мкТл, на восьмом (36,7 ± 1,1), на девятом (35,1 ± 1,0). Среднее арифметическое значение КО на восьмых и девятых этажах превышает допустимый для рабочих мест предел (2), составляя 2,1 и 2,2 соответственно (табл. 2). Вариации КО для конкретных зданий находились в пределах 1,2—4,0.

В экспериментах с постоянным магнитом керамический кирпич толщиной 12 см снижал уровень ПМП с 365 мТл до 341 (6,6 %), силикатный кирпич соответственно с 365 до 340 (6,8 %), бетон — с 365 до 332 (9 %), дерево — с 365 до 361 (1,1 %). Стальной лист толщиной 1 мм на расстоянии 12 см уменьшал индукцию ПМП магнита с 365 мТл до 121, что составило 66,8 %. Следовательно, металлоконструкции являются наиболее существенным экранирующим фактором в отношении ГМП и этот факт необходимо

Таблица 2

Значения индукции геомагнитного поля в жилых зданиях г. Курска (М ± т)

Этаж Индукция ГМП, мкТл Коэффициент ослабления

1 62,30±1,30 1,20±0,03

2 55,20±1,30 1,40±0,04

3 50,70±1,30 1,50±0,04

4 48,40±1,90 1,60±0,10

5 46,60±1,30 1,60±0,04

6 41,70±1,10 1,80±0,04

7 40,00±1,40 1,90±0,06

8 36,70±1,10 2,10±0,08

9 35,10±1,00 2,20±0,11

Примечание. Расчет коэффициента ослабления осуществлялся по отношению к средней величине индукции внешнего геомагнитного поля, составившей в г. Курске (74,5 ± 1,2) мкТл. М — среднее арифметическое, т — стандартная ошибка среднего арифметического.

учитывать при регламентировании их использования в жилищном строительстве. Кроме того, экранирование жилых помещений может многократно возрастать в случае использования железорудных шлаков при изготовлении панельных блоков.

Аналогичный эксперимент с постоянным магнитом проводился для оценки взаимодействия ГМП и электромагнитных полей (ЭМП), возникающих от бытовых электроприборов, где источником ЭМП служила спираль накаливания, подключенная к сети переменного тока 220 В, 50 ГЦ. Установлено, что в разных положениях включенной спирали параметры ПМП от магнита не изменялись. При этом уровни ПМП от включенных и выключенных электроприборов также были практически одинаковы. Признаков влияния ЭМП от бытовых электроприборов на параметры ГМП не выявлено.

Обсуждение результатов

Проведенные исследования показали, что внутри многоэтажного жилого дома уровень ГМП уменьшается с 1 по 9 этаж в среднем на 27,2 мкТл, что на порядок выше колебаний геомагнитного фона во время магнитных бурь. Уровень КО во многих жилых зданиях, особенно на верхних этажах, превышает допустимый для рабочих мест предел. В ходе исследования возникли вопросы, которые требуют дальнейшего изучения: особенности экранирующих свойств монолитно-каркасных зданий, уровни КО для сверхвысотных зданий (от 10-этажных и выше). Вероятно, полученные результаты характерны не только для регионов с аномальным геомагнитным фоном (Курская магнитная аномалия, северные регионы), где значение вертикальной составляющей вектора магнитной индукции в 2—5 раз превышает фоновый уровень. Однако в подобных условиях уровень вариаций индукции ГМП и КО для помещений может быть существенно выше, чем на других территориях. Для дальнейших исследований целесообразно использование более чувствительных приборов, например магнитометров, для повышения достоверности первичных данных. До настоящего времени исследования экранирующих свойств зданий и сооружений проводились в рамках гигиены труда, а все имеющиеся нормативные документы касаются только рабочих мест. Однако в связи с развитием крупных мегаполисов

Изучение экранирующих свойств строительных материалов

Примечание. 1 — постоянный магнит, 2 — силикатный кирпич, 3 - преобразователь Холла, 4 -миллитесламетр ТПУ-04.

становятся более актуальными вопросы гигиены сверх-высотного строительства, безопасности используемых строительных материалов при возведении жилых зданий. При разработке новых строительных материалов и конструкций, а также при архитектурном проектировании необходимо учитывать экранирующие свойства.

Список литературы

1. Григорьев Ю. Г. Человек в электромагнитном поле (существующая ситуация, ожидаемые биоэффекты и оценки опасности) / Ю. Г. Григорьев // Радиационная биология. Радиоэкология. — 1997. — № 4. — С. 690—702.

2. Дубров А. П. Геомагнитное поле и жизнь (краткий очерк по геомагнитобиологии) / под ред. Ю. А. Холодова.

— Л. : Гидрометеоиздат, 1974. — С. 39—40.

3. Колмаков В. М. Оценка влияния глубокого геомагнитного воздействия на скорость роста и антибио-тикочувствительность Escherichia Coli / В. М. Колмаков, В. Ю. Куликов, А. Ю. Воронин, А. Н. Евстропов // Журнал микробиологии эпидемиологии и иммунологии. — 2002. — № 3. - С. 68-70.

4. Нахлицкая З. Н. Реакция организма на воздействие "нулевого" магнитного поля / З. Н. Нахлицкая,

B. М. Мастрюкова, Л. А. Андрианова // Космическая биология и авиакосмическая медицина. — 1978. — № 2. —

C. 74-76.

5. Сидоренко Г. И. Влияние электромагнитных полей на здоровье (обзор) / Г. И. Сидоренко, В. В. Вашкова, Е. А. Можаев // Гигиена и санитария. — 1999. — № 2.

— С. 59—62.

6. Черных А. М. Экологические угрозы здоровью человека при превышении фона электромагнитных полей в окружающей среде в регионе магнитной аномалии (обзор литературы) / А. М. Черных, Т. В. Черных / Медицина труда и промышленная экология. — 2004. — № 10. — С. 23—27.

SHIELDING OF THE GEOMAGNETIC FIELD IN MULTI-STOREY RESIDENTIAL BUILDINGS

А. М. Chernykh, А. N. Boriseyko, *M. L. Kovalchuk,

*K. V. Grebenyukov

Kursk State Medical University,

*State Centre of Hygiene and Epidemiology in Kursk region, Kursk

Parameters of natural geomagnetic field vary in highaltitude buildings in connection with their shielding properties. It is proved that the natural geomagnetic background is the important physical factor having biological activity and the artificial deficiency of one (hypogeomagnetic conditions) arising in shielded premises renders negative influence on health of the person. Measurements of geomagnetic induction in 35 residential buildings of Kursk (Russia) have allowed to reveal essential easing of geomagnetic field depending on shielding properties of a building. The average level of geomagnetic field induction on a ground floor was (62,3 ± 1,3) mcT, on the eighth - (36,7 ± 1,1) mcT, on the ninth

- (35,1 ± 1,0) mcT. The difference between an external geomagnetic field and its size indoors changed from 1,2 up to 4,0.

Key words: hypogeomagnetic field, shielding properties.

Контактная информация:

Черных Александр Михайлович — доктор медицинских наук, профессор, декан медико-профилактического факультета Курского государственного медицинского университета

Адрес: 305041, г. Курск, ул. Карла Маркса, д. 3

E-mail: [email protected]

Статья поступила 22.04.2009 г.