CC BY
3
УДК 613.647:021.37
Л. Ф. Зюбанова, В. Б. Карамышев, В. Г. Шестаков
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И ВОПРОСЫ НОРМИРОВАНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ЧАСТОТОЙ 50 ГЦ
Харьковский НИИ гигиены труда и профзаболеваний
Во многих отраслях народного хозяйства широко применяются технологические процессы, связанные с использованием оборудования, являющегося источником магнитных полей (МП) частотой 50 Гц (промышленная частота).
Вопросы, касающиеся гигиены труда при работе с источниками МП промышленной частоты (МГ1Г1Ч), в литературе освещены недостаточно [2]. Вместе с тем имеются сообщения, в которых указывается на биологическую активность МП частотой 50 Гц [4—6]. Учитывая это обстоятельство, а также перспективы применения контактно-сварочного оборудования, мы сочли целесообразным дать оценку параметров МППЧ, а также выяснить характер биологического дей^ ствия указанного фактора с целью гигиенического нормирования.
Гигиенические исследования проводили на ряде предприятий — ПО «АвтоВАЗ», «АвтоКрАЗ», «АвтоЗАЗ». Обследовано свыше 500 единиц контактно-сварочного оборудования, охватывающего основные виды контактной электросварки (точечная, стыковая, шовная, рельефная). Измерения уровней напряженности осуществляли аттестованным вольтметром В7-27, осциллографом С1-90 и микротесламетром Г-79. Температуру, скорость движения и относительную влажность воздуха определяли по общепринятым методикам. Уровень звука измеряли шумомером типа 2204 («Брюль и Къер»), освещенность — люксметром типа Ю-16. Концентрации окиси железа, меди и двуокиси азота определяли согласно «Методическим указаниям на определение вредных веществ в сварочном аэрозоле (твердая фаза и газы») (№ 2348—81).
Одновременно проводили физиологические исследования функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем у 180 рабочих (100 сварщиков и 80 человек контрольной группы) мужского пола в возрасте 25—35 лет со стажем работы в данной профессии (сварщики, слесари) от 3 до 5 лет.
Состояние ЦНС изучали путем определения времени реакции на раздражители при помощи радиорефлексометра типа «Центр-2», функции оперативной памяти и внимания оценивали по таблицам Шульте и Нечаева, измерения электросопротивления и температуры кожи проводили прибором Мишука.
Влияние МППЧ на организм животных исследовали в хроническом опыте (2 и 7 мес) на 900 белых крысах-самцах, составлявших основные и контрольные (не подвергавшиеся облучению)
группы экспериментальных животных (45 групп" по 20 животных в каждой). Облучение животных проводили МППЧ (временные и энергетические характеристики: напряженность МП 75, 750 и 7500 А/м, длительность импульса 0,2, 1 и 3 с, длительность паузы 2, 4 и 9 с, экспозиция 1, 3 и 6 ч) в индукторах стендов, специально изготовленных на базе контактно-сварочных машин типа МТ-1210 (неравномерность поля по длине объекта ±8 %).
Оценку состояния ЦНС у животных осуществляли путем выработки оборонительного условного рефлекса до облучения с последующей регистрацией его времени по Александрову — биной [1]. Экспериментальных животных отбирали по указанному критерию таким образом, чтобы в каждой группе величина среднеквадратиче-ского отклонения от среднего значения изучаемого показателя была минимальной. Состояние сердечно-сосудистой системы оценивали по величине артериального давления (АД) резистивным методом.
Проверку гигиенических нормативов проводили в лабораторных условиях на добровольцах с применением указанных выше физиологических методов. Источником МП служила серийно выпускаемая контактно-сварочная машина типа МТП-75.
Гигиенические исследования параметров МЦ, создаваемых машинами контактной злектросва* ки, осуществляли в производственных условиях с целью определения возможных напряженностей на рабочих местах сварщиков, выявления основных источников излучения и путей проникновения электромагнитной энергии в производственные помещения, установления длительности воздействия поля на организм работающих.
Как показали измерения, уровни напряженности МП на рабочих местах сварщиков, в зоне обслуживания контактно-сварочного оборудования варьируют в широких пределах (от единиц до десятков килоампер на 1 м) и зависят от типа машин, вида свариваемых деталей, толщины металла и величины сварочного тока. ИсточникД-; ми МП являются рабочие электроды, токоподва-дящие шины и кабели. Напряженность электрического поля была ниже 1 В/м. Уровни звука, освещенности, показатели микроклимата, концентрации химических веществ не превышали нормативных значений. Это позволило предположить, что МППЧ является одним из основных производственных факторов, воздействию которого сварщики подвергаются от 16,2 до 84,1 % ра-
бочего времени. Длительность облучения зависела от вида сварки, геометрических размеров и количества свариваемых деталей. Максимальный процент времени воздействия поля отмечался при конвейерном производстве, а минимальный — в условиях штучного изготовления изделий и наладки оборудования.
Учитывая ведущую роль МП при работе контактно-сварочного оборудования, предстояло оценить влияние данного фактора на организм сварщиков. Результаты производственных физиологических исследований показали, что в динамике рабочего дня у сварщиков отмечались достоверные изменения в функциональном состоянии ЦНС: достоверно (/?<0,05) увеличивалось время слухо- и зрительно-моторной реакций, снижалось внимание, повышалась температура кожи и уменьшалось ее сопротивление. При изучении функционального состояния сердечно-сосудистой системы у сварщиков установлено снижение систолического АД к концу смены (на 10,4±0,8 мм щг. ст.; р<0,01). Выраженность изменений в изучаемых системах зависела от величины напряженности МППЧ на рабочих местах.
Выявленные у сварщиков в динамике рабочего дня изменения в состоянии нервной и сердечно-еосудистой систем, с нашей точки зрения, следует расценивать как реакцию организма на производственные факторы и в первую очередь на воздействие МП.
С целью выяснения характера биологического действия МП частотой 50 Гц с учетом временных и энергетических параметров были проведены экспериментальные исследования на животных. Анализ результатов показал однонаправленность изменений всех изучаемых показателей.
При непрерывном режиме воздействия МППЧ (¡^гмечено достоверное увеличение продолжительности латентного периода оборонительного условного рефлекса, величина которого зависела от напряженности изучаемого фактора. Так, к концу облучения МП (7500 А/м) этот показатель увеличился с 0,47±0,006 до 0,61 ±0,005 с, тогда как в контрольной группе животных наблюдалась некоторая тенденция к его снижению. Меньшие уровни напряженности поля (750 и 75 А/м) вызывали недостоверное увеличение времени реакции.
При прерывистом режиме воздействия МП напряженностью 7500 А/м с межимпульсной паузой 2 с выявлено достоверное увеличение продолжительности латентного периода условного рефлск-% с 0,5+0,005 до 0,73+0,004 с, а при паузе 9с — с 0,49+0,007 до 0,56+0,006 с, т. е. увеличение паузы приводило к снижению биологической активности МП.
Обнаруженные изменения зависели также от времени воздействия МППЧ и длительности импульса. При экспозиции 1 и 6 ч к концу опыта наблюдалось увеличение времени реакции животных (исходный фон 0,52+0,004 с), которое со-
ставляло соответственно 0,67+0,008 с (р<0,001) и 0,76+0,006 с (р<0,001), тогда как в контрольной группе этот показатель был равен 0,54± +0,007 с. Сокращение длительности импульса МП до 0,2 с приводило к снижению выраженности биологического эффекта на 0,04±0,005 с. Аналогичная зависимость биологической активности МППЧ от величины напряженности, длительности импульса, паузы и экспозиции выявлена при изучении влияния МП на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы.
Итак, результаты экспериментальных исследований показали биологическую активность МППЧ в зависимости от временных и энергетических параметров фактора. С увеличением напряженности, длительности импульса, экспозиции и уменьшением паузы получены более выраженные изменения изучаемых показателей в организме животных.
На основании результатов экспериментальных исследований разработаны дифференцированные ПДУ для МППЧ с учетом предложенной классификации, которая охватывает значительную часть МППЧ, встречающихся в производственных условиях [3]. В соответствии с классификацией МП подразделяются на непрерывные и прерывистые с ти^0,02 с, с; прерывистые с 60 с^ с, ¿п>2 с; прерывистые с 0,02 с^ г£Стп<1 с, ¿п>2 с, где ти — длительность импульса; /п — длительность паузы между импульсами.
Воздействия, характеризующиеся тп>60 с, следует относить к 1-му виду.
Предложенные ПДУ МППЧ были проверены на добровольцах в условиях эксперимента. Результаты проведенных физиологических исследований показали, что в процессе облучения МП, равными нормативным величинам, функциональное состояние изучаемых систем организма не изменяется, что свидетельствует о надежности установленных ПДУ.
В гигиенической практике возникает необходимость в определении ПДУ с учетом времени пребывания рабочего в зоне воздействия МППЧ. Использование при этом таблицы [3] не всегда удобно, так как она имеет фиксированные значения уровней с интервалом 0,5 ч. В связи с этим был проведен математический анализ исходных цифровых данных таблицы и графиков ПДУ для МППЧ, в результате которого получено уравнение, описывающее закономерность между ПДУ и временем его воздействия:
где Я — ПДУ для МППЧ, кА/м; ?— время, для которого определяется ПДУ, ч; 15, 19, 108 — эмпирические коэффициенты; К— поправочный коэффициент (для непрерывных МП равный 0, прерывистых МП 1-го вида — 2, прерывистых МП 2-го вида — 4).
Таким образом, результаты исследований поз-
волили установить, что контактно-сварочное оборудование является источником МП частотой 50 Гц — одного из основных производственных факторов на рабочих местах сварщиков. МП характеризуются различными временными и энергетическими параметрами. Экспериментальные исследования на животных позволили установить зависимость биологической активности МППЧ от напряженности, длительности импульса и паузы, а также экспозиции облучения. На основании полученных данных разработана классификация МП частотой 50 Гц, указывающая на необходимость дифференцированного подхода к обоснованию предельно допустимых уровней МП. Классификация была положена в основу разработанных и утвержденных Минздравом СССР дифференцированных гигиенических нормативов для МППЧ.
Литература
1. Александров И. С., Цибина М. Г. // Материалы по токсикологии сланцепродуктов.— Л., 1947. — С. 48—53.
2. Малаян К■ Р. //Теория и методы управления производственными системами. — Л., 1981. — С. 108—111.
3. Предельно допустимые уровни магнитных полей частотой 50 Гц (№ 3206—85 МЗ СССР). — Харьков, 1986.
4. Стрелкова Н. И., Масловская С. Г., Гаврилков А. Г. // Сов. мед. — 1983. — № 5. — С. 35—38.
5. Сыромятников Ю. П.. Рощин В. А. /'/ Гиг. труда. — 1983.-№ 5.— С. 12—15.
6. Сыромятников Ю. П., Юшкина В. П., Рощин В. А. // Гиг. и сан. — 1985. — № 10. — С. 23—25.
Поступила 04.10.S8
Summary. И is established that some kincs of technological equipment are the sources of the magnetic fields with the frequency of 50 Hz. their biologic activity being identified. Hygienic classification and approaches to differentiated standardization cf the above factor are suggested with account of time and energetic parameters.
УДК 613.168-07
В. М. Штвмлер, Р. Судибье, Н. М. Соколов, А. И. Кузнецов
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА НИЗКОЧАСТОТНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ СЛОЖНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В настоящее время основой гигиенического нормирования низкочастотных полей является установление ПДУ для напряженностей или индукций гармонического монохроматического поля [6—8]. Однако с позиций наиболее обоснованной в настоящее время гипотезы о первичном биологическом действии индуцированных внешним переменным магнитным полем (ПеМП) вихревых электрических полей и токов в тканях тела [1, 10, 11] более адекватной характеристикой внешнего ПеМП, непосредственно определяющей величину индуцированного в объекте электрического поля и, следовательно, биологическое действие, следует признать не саму индукцию (или напряженность) ПеМП ВЦ), а ее про-йВ
изводную "¿7". так как величины электрического поля и связанной с ннм плотности тока, наведенные внешним ПеМП в тканях тела, прямо
(¡В
пропорциональны •
Обычно в нормативных документах и методических указаниях по гигиенической оценке ПеМП подразумевается, что ПеМП монохроматично и изменяется по гармоническому закону: В — = Б/вт 2л//, где /3/— амплитуда; /— частота. В частности, предполагается, что внешнее ПеМП источников, работающих за счет прямого использования электрического тока промышленной частоты, также отвечает /=50 Гц. В то же время реальные поля, создаваемые промышленной и бытовой электроаппаратурой, могут быть немоно-хроматичны и по крайней мере для приборов
с электродвигателями должны обладать сложным спектральным составом. Это может быть осо-
йВ
бенно существенным в отношении , так как
относительный вклад высокочастотных гармоник, присутствующих в В, в суммарную величину
(¡В
> должен быть значительно больше, чем для иидукции ПеМП. Действительно, ПеМП сложной
формы с периодом ,Г = _7Г' где ^ —частота 1-^
гармоники сигнала, может быть представлено в виде суммы гармонических компонент с частотами 1п=п\ 1, где п= 1, 2... /V, амплитудами Вп и фазами ф„:
В м
В (I) У, в" 51п(«2я/, + Фг1),
п= 1
где В0 — постоянная составляющая. При этом производная ПеМП выражается через сумму тех же гармоник:
dB dt
-МП
cos (л2я/, +Фгг).
J
Это
( dB\
но с амплитудами ("¿Г ) = Впп2п}х.
последнее обстоятельство должно приводить к тому, что даже относительно малые, но достаточно высокочастотные компоненты В могут обуете
ловить заметный вклад в сигнал , в силу того что амплитуды высокочастотных компонент
