Научная статья на тему 'Гигиеническая оценка ультрафиолетовой радиации большого города'

Гигиеническая оценка ультрафиолетовой радиации большого города Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
20
4
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Гигиеническая оценка ультрафиолетовой радиации большого города»

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СОЮЗА ССР

ГИГИЕНА И САНИТАРИЯ

Редактор А. Я. КУЗНЕЦОВ, зам. редактора А. Н. СЫСИН Члены редколлегии: Н. А. БАРАН, Ф. Е. БУДАГЯН, Н. П. КОМИССАРОВА,!'

\а. в. мольков |, н. а. семашко, з. б. смеля некий, т. я. ткАуев

Секретари: Р. М. БРЕЙНИНА, Ц. Д. ПИК У | }

_

1947 12-й ГОД ИЗДАНИЯ № 7 ИЮЛЬ

Член-корреспондент Академии

пьоаа/ц I ГОСУДАРСТВ. ЦЕНТРАЛЬНАЯ I МЕДИЦИиЗК, БИБЛИОТЕКА

ГАЛА1НШ

Гигиеническая оценка ультрафиолетовой радиации большого города

Для гигиенической оценки какого-либо фактора необходимо знать его биологическое действие, количественную размерность и качественную характеристику. Само биологическое действие также должно быть изучено как с качественной, так и с количественной стороны. При многообразном действии фактора приходится выбирать наиболее показательные биологические реакции, которые могут быть использованы как тесты для характеристики данного фактора.

Ультрафиолетовая радиация относится как раз к таким факторам, которые характеризуются многообразием действия. В качестве тестов для ее характеристики принимаются эритемная реакция, антирахитическое действие и бактерицидный эффект, причем задачей исследования является установление соотношения между выраженностью биологического теста и количеством радиации.

Коблентцом было установлено, что эритема от луча длиной волны

\ = 2 970 А получается при интенсивности его в 4,8 мал. кал/см2. Принимая эритемный эквивалент солнечной ультрафиолетовой радиации в 22%, получаем, что необходимо дать 21—22 мал. кал/смв радиации

о

короче 3 130 А, чтобы вызвать эритему.

Антирахитическое действие характеризуется превращением эргосте-рина в витамин D. При этом нужно дать 2 кванта ультрафиолетовых лучей на одну превращенную молекулу эргостерина и 10-1013—14-10" квант, или 700—1 000 крг/см2 ультрафиолетовых лучей для предупреждения рахита.

Для бактерицидного эффекта необходима ничтожно малая величина ультрафиолетовой радиации — всего 27—31 • Ю-9 мал. кал на поверхность бактерии.

Не менее важным является установление количества ультрафиолетовой радиации, необходимого для ее благоприятного действия, т. е. нужно нормировать ультрафиолетовые лучи. Этот чрезвычайно важный вопрос не только не решен гигиенистами, но еще и не поставлен во всем его объеме.

Физиотерапевты начинают облучение с лечебными целями с Vio эри-темной дозы и доходят до 2/з ее к концу облучения. Они имеют дело с обнаженными людьми, с большой облучаемой поверхностью кожи;

известно, что увеличение облучаемого участка в 10 раз повышает чувствительность примерно на 35—50%. Мы, гигиенисты, имеем дело> с одетыми людьми, у которых открытой остается около 20|)/<и кожной поверхности; но, с другой стороны, в этих условиях человек может дольше облучаться, если, например, он работает на открытом воздухе. При работе в закрытом помещении он может находиться на улице только во время переездов на работу и с работы и сравнительно короткое время на прогулках. На это тратится в среднем 1—2 часа в день, которые и можно считать временем облучения. Необходимый минимум ультрафиолетовых лучей для человека х/з—1А эритемной дозы.

Для предупреждения рахита педиатры считают необходимым V?—х/& эритемной дозы. Если 22 мал. кал/см2 является эритемной дозой, то, следовательно, для антирахитического эффекта необходимы 5,5—; 7,3 мал. кал/см2 (если принять 1/3—эритемной дозы) и 2,8—3,1 мал. кал/см2 (при У7—Ув эритемной дозы).

Катель находит достаточным облучать только лицо или иную часть-тела площадью 90 см2. Мейерсон и Лауренс отмечают, что для предупреждения рахита необходимо 3—5 минут облучения радиацией интен-

о

сивностью 1—2 мал. кал/см2/мин. лучей Х<3130 А, что составляет 3—10 мал. кал/см2. Цифры, как видим, совпадают. У других авторов мы находим примерно те же количества. Очевидно, их и можно положить в основу нормирования ультрафиолетовых лучей.

При проектировании искусственного или естественного освещения, наряду со светотехническими требованиями к световому потоку и освещенности, необходимо требовать и присутствия в этом потоке ультрафиолетовых лучей. Если, например, для школьника освещенность рабочего места должна быть 75—80 лк, то ультрафиолетовых лучей нужно дать около 6 мал. кал/см2. При четырехчасовом занятии школьника это составит небольшую интенсивность (мощность) — всего 0,025 мал. кал/см2/мин., или 1,5 мал. кал/см2/час. Так как современные источники не обеспечивают и этого количества, то необходимо дополнять недостачу солнечной радиации пребыванием ребенка на улице.

Мне уже не раз приходилось отмечать крайнюю скудость данных по ультрафиолетовой радиации в городах. Больше всего известно относительно ультрафиолетовой радиации в Ленинграде, где мной и моими сотрудниками велись систематические наблюдения в Институте гигиены труда и профзаболеваний с 1935 по 1940 г. Война прервала их, а с 1946 г. они были продолжены мной совместно с Е. В. Данецкой в Ленинградском санитарно-гигиеническом институте.

Я не имею возможности остановиться на описании различных методов учета ультрафиолетовой радиации. Скажу только, что существуют так называемые селективные и неселективные методы измерения ультрафиолетовой радиации. Вторые, в основном разработанные Коблентцом, позволяют учитывать ультрафиолетовую радиацию в энергетических единицах. Это так называемый «фильтррадиометрический» метод с исключающими фильтрами. Трудность методики заключается в необходимости создания установки большой чувствительности и подбора соответствующих фильтров. Требуются три стекла: одно с прозрачностью

до ). = 4 000 А, второе —до Х = 3 130 А и третье до X = 2 200 А.

Нам удалось до войны подобрать такие стекла и промерить описываемым методом полуденную солнечную радиацию в летние, дни в продолжение 1935—1939 гг. Для систематических наблюдений были приняты селективные методы, из которых наиболее пригодными оказались: 1) реакция почернения литопона и 2) разложение щавелевой кислоты в присутствии уранил-сульфата (оксалатный метод);

Оксалатным методом работали в Ленинградском санитарно-гигиени-

Таблица 1. Ультрафиолетовая радиация солнца в Ленинграде (1935—1939 гг.)

ее

1,2 1,4 1.6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3.4 3,6 3,8 4,0

Высота солнца (в градусах) .... 53,7 45,5 38,5 33,8 30,0 27,0 24,5 22,5 20,8 19,3 18,0 17,0 16,0 15,1 14,3

Вся интенсивность короче 3 500 А в мал. кал/сма/мин........ 15,0 11,5 8,0 6,4 4,8 4,1 3,5 2,5 2,45 2,4 2,35 2,3 1,3 1,25 1,2

о Короче 3 150 А в мал. кал/см'/мин, . 1,02 0.66 0,38 0,25 0,16 0,11 0,08 0,04 0,035 0,03 0.C25 0,02 0,008 0,0068 0,005£

%............... 6,8 5,75 4,7 4.0 3,3 2,8 2,3 1,7 1,45 1.2 » 1,03 0,86 0,63 0,55 0,46

То же в [xW/cm3.......... 71,4 46,2 26,6 17,5 11,2 7,7 5,6 2,8 2,45 2,1 1,75 1,4 0,56 0,48 0,385

19.VI 25.V! 3.V 11.VI1I 12.1V l.IX 31.111 16.lx 20.111 24.IX 13.Ill 1-Х Mil 7.X 1III 14.X 25.11 18.X 20 II 23.X 17.11 26.X 14.11 29.X 11.11 l.XI 8.II 4.XI 6.II 7.XI

L

ческом институте Бойко, Куличкова, Острекина и ряд других научных работников.

В 1946 г. в этом институте мной совместно с Е. В. Данецкой велись наблюдения в течение всего года, начиная с марта. Результаты наблюдений фильтррадиометрическим и литопонным методом (с 1935 по 1939 г.) приведены в табл. 1.

В третьей строке табл. 1 представлена интенсивность радиации ко-

о

роче 3 500 А при разных массах атмосферы, начиная от 1,2 для наибольшей высоты солнца в Ленинграде 63,7' и до 4 атм. при высоте солнца 14,3°, которой оно достигает 6.II и 7.XI. Как видно, ультрафио-

О

летовый поток X < 3 500 А достигает максимальной величины в 15 мал. кал/см2/мин. Не располагая возможностью выделения области

О

короче 3 150 А, мы рассчитали ее, принимая процентное распределение солнечной энергии по спектру, как оно дано Коблентцом (пятая строка таблицы). Эта часть колеблется в пределах 1,02—0,0055 мал. кал/см2/мин.

о

Заметные количества ультрафиолетовых лучей X <3 150 А в Ленинграде получаются в период от 7.111 до 7.Х при полуденной высоте солнца 24,5°. С 20.XI по 20.1, по нашим наблюдениям, в Ленинграде не

о

наблюдается даже лучей X 3 500 А в сколько-нибудь заметном количестве.

Мной и Е. В. Данецкой с 1946 г. велись круглосуточные наблюдения с марта по декабрь. Морозные дни с низкими температурами исключали возможность применения оксалатного метода, так как водный раствор щавелевой кислоты замерзал. В декабре и январе приходилось ограничиваться измерениями прямых солнечных лучей на перпендикулярную поверхность в ясные дни. Ясных дней в 1946 г. в Ленинграде было немного, как это видно из табл. 2.

Таблица 2. Среднее число ясных дней

Весна . '-то Осень Зима Всего

Среднее, по данным многолетних наблюдений 13 13 6 7 39

В 1946 г........ 8 8 8 5 29

Таким образом, 1946 г. характеризовался пониженным количеством ясных дней. Поэтому и измерения прямых солнечных лучей на перпендикулярную поверхность были ограничены. В 1946 г. было всего 35 дней, в которые солнце светило в продолжение часа и больше и не было покрыто облаками, что давало возможность производить часовые наблюдения.

Результаты круглосуточных наблюдений в виде средних данных по месяцам 1946 г. видны из следующих цифр (в мг/см2/сутки): март — 13,98; апрель—15,36; май—18,44; июнь—22,14; июль—23,87; август— 14,59; сентябрь—7,85; октябрь—5,50; ноябрь—0,23.

Обращают на себя внимание август и сентябрь, давшие небольшое количество разложения щавелевой кислоты, что может быть объяснено малым числом часов солнечного сияния (в августе оно составляло в сутки всего 5,9 часа вместо 16,7 возможных за этот месяц, т. е. всего 35,4%); в сентябре 1946 г. это число равнялось 3,7 часа (т. е. 26,4% от возможного числа). Среднесуточное количество разложившейся в августе щавеловой кислоты было 14,59 мг/см2. В сентябре 1946 г. за сутки разложилось лишь 7,85 мг/см2. Достаточно сказать, что число ясных дней в августе 1946 г. по общей облачности было все-

го 1 день и по нижней — 10. В сентябре 1946 г. число ясных дней было по общей облачности — 1 день и по нижней — 5 дней.

Гораздо большие количества разложившейся щавелевой кислоты получаются при перпендикулярном падении солнечных лучей на поверхность кюветы. В 1946 г. с 23.111 по З.Х производились часовые наблюдения преимущественно в полуденные и околопцлуденные часы. В отдельные дни удалось провести часовые наблюдения с 8 до 18 часов.

Определенные нами часовые количества ультрафиолетовой радиации в миллиграммах разложившейся щавелевой кислоты представлены в табл. 3.

Таблица 3. Часовые количества разложившейся щавелевой кислоты в отдельные дни 1946 г. (в мг/сма/час)

Дат

Часы суток

10

11.30

13

14

15

16

17

24.VI

25.VI .

26.У1 . 2.VII 6^11

18.VII

2,46 2,266

3,0 3,12 3,69 2,363

3.664

3,514

3,34

3,78

3.511

2,241

3,954

3,909

3,78

3,85

3,66

3,69

4,268

3,997

3,9Ь7

3,96

3,953

3,42

4,11

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3.8/2

3,68

3,997

3,66

4, £33

3,25

3,476 3,47 3,66 3,229

3,602

3,73 3,077

2,88

2,919 2,507

Как видно из приведенных в табл. 3 количеств разложившейся щавелевой кислоты, в 1946 г. было несколько часов, в которые разложение было более 4,1 мг/см2/час эритемного эквивалента оксалата. За время же с 10 до 16 часов количество разложившейся щавелевой кислоты в ясные дни в различных пределах колеблется и часто превышает 3,5 мг/см2.

Максимальное разложение щавелевой кислоты наблюдалось нами 18.VII.1946 г., когда оно достигло 4,933 мг/см2, превышая рекордную цифру, приводимую Бойко (4,39 мг/см2/час) для Ю.УН. 1930 г. Тонней в Чикаго получил максимальную величину разложения щавелевой кислоты в 6,5 мг/см2/час при высоте солнца 71° (Чикаго 41,9° М).

Параллельно с измерением ультрафиолетовой радиации еще в 1937—1938 гг. мы определяли биодозу по Дальфельд-Горбачеву при высоте солнца 49,4—53,7° на коже бедра и живота как наиболее чувствительных местах. Всего было испытано 20 человек в возрасте 20—25 лет. Эритема в среднем получалась при перпендикулярном падении лучей на облучаемую поверхность за время экспозиции от 60 до 80 минут. Коблентц, определяя количество ультрафиолетовых лучей,

о

вызывающих эритему, нашел, что лучи с длиной волны 2 965 А в количестве 4,8 мал. кал/см2 вызывают образование эритемы. Отсюда по кривой распределения энергии по спектру солнца он нашел, что эри-

о

темный эквивалент лучей солнца Х<3 130 А равен 22%. Таким образом, нужно дать 21,82 мал. кал/см2 солнечной радиации, чтобы вызвать эритему. Согласно приведенным расчетам, наши подопытные за 60—80 минут облучения должны были бы получить около

с

22 мал. кал/см2 лучей X < 3 130 А.

о

Энергия лучей X < 3500 А, измеренная параллельно с определением биодозы фильтррадиометрическим методом и почернением литопона,

оказалась равной 720—1 040 мал. кал/см2 за время образования эритемы.

о

Доля энергии лучей Х<3 130 А в этом потоке Коблентцом была найдена равной 6,8%; следовательно, этих лучей должно было быть 67,2—89,6 мал. кал/см2, т. е. такие количества радиации, которые уже способны произвести ожог. Если же принять, что для образования эритемы солнечными лучами необходимо 21,8—22 мал. кал/см2 и что это количество нашими испытуемыми было получено за час, то получим,

о

что интенсивность лучей Х<3 130 А равна 0,4 мал. кал/см2/мин., т. е.

. - • О

доля лучей 130 А в Ленинграде равна 2,7°/о всего потока ультра-

о

фиолетовых лучей X < 3 500 А, что нами было уже непосредственно измерено, вместо 6,8%, высчитанных по данным Коблентца (табл. 1).

Определение биодозы было проведено повторно в 1946 г. мной совместно с сотрудницей Ленинградского санитарно-гигиенического института Е. В. Данецкой. Одновременно производилось измерение ультрафиолетовой радиации оксалатным методом. Эритема определялась за время с 21.VI по 27.У11 в полуденные часы при высоте солнца 47,7—53,7°. Биодоза производилась так же, как и в первый раз. Время экспозиции, необходимое для получения эритемы, также оказалось равным 60—80 минутам. Среднее время образования эритемы найдено было в 68,3 минуты. Количество разложившейся за это время щавелевой кислоты составляло 3,95—4,7 мг/см2, в среднем 4,11 мг/см2. Тон-ней, производивший такие же измерения в Чикаго, нашел, что для образования эритемы нужно такое количество лучей, которое разлагает 3,65—3,78 мг/см2 щавеловой кислоты. Количества у нас и у Тоннея, как видим, получились довольно близкие. Ганшке и Шульц нашли, что эритемная реакция в Берлине появлялась при высоте солнца в 45° через 55 минут.

Если найденные нами среднесуточные количества ультрафиолетовой радиации по месяцам выразить в эритемных дозах, принимая во внимание, что последняя, согласно нашим исследованиям, соответствует 4,1 мг/см2 разложившейся щавелевой кислоты, то получаются следующие величины: март — 3,4; апрель — 3,8; май — 4,5; нюнь — 5,4; июль -■— 5,8; август — 3,6; сентябрь—1,9; октябрь — 1,3; ноябрь — 0,05,

Средние величины от одного дня к другому могут значительно изменяться. Наибольшие суточные величины разложения щавелевой кислоты: 26.VII —24,198 мг/см2/сутки; 24.VI — 24,03 мг/см2/сутки; 6.VI — 28,168 мг/см2/сутки; 23.IV — 24,339 мг/см2/сутки. Обращает на себя внимание день 23.IV: при общей величине разложения щавелевой кислоты за этот месяц в 11,824 мг/см2/сутки. он превысил ее более чем в два раза; в том же месяце (29.IV) суточное количество разложившейся кислоты было всего 5,725 мг/см2/сутки. То же наблюдалось и в другиё месяцы.

Эти количества ультрафиолетовых лучей в основном получаются в осветительный период суток. Ультрафиолетовые лучи в заметных количествах начинают появляться примерно через час "после восхода солнца и исчезать за час до его захода. Поэтому осветительный период, дающийся в астрономических ежегодниках, должен быть уменьшен часа на два. С этой оговоркой длину ультрафиолетового дня по месяцам года можно представить в Ленинграде в следующем виде (табл. 4).

Приведенные в табл. 4 величины находились делением полученных нами эритемных доз на число часов. Приведенные расчеты относятся к количеству ультрафиолетовых лучей, получаемых на вертикальную поверхность. В летние и весенние месяцы за час получается Уз эри-темной дозы, в осенние же месяцы (сентябрь и октябрь) это количество снижается в два раза и */з эритемной дозы получается уже за два

■часа. Отсюда, если мы приняли, что человеку необходимо получить в день 1/з и 1/-2 эритемной дозы, это количество он получит за 1—2 часа пребывания на улице. Этим определяется необходимое время для пребывания на улице.

Таблица 4. Длина ультрафиолетового дня в Ленинграде и число эритемных доз в час

Март л ч о о. с < Май л Я 5 Июль н и >1 и « < Сентябрь Октябрь Ноябрь

Число часов ультра-

фиолетовой радиа-

ции ........ 10 13 15 17 16 14 11 8 5

Величина эритемной дозы в час ... — 0,29 0,3 0,32 0,36 0,26 0,17 0,16 0,009

Кроме суммарной ультрафиолетовой радиации, падающей на вертикальную поверхность, человек получает некоторое количество и прямых солнечных лучей, падающих на перпендикулярную поверхность. Общее количество ультрафиолетовых лучей, падающих на перпендикулярную поверхность, как мы видим из приведенного выше, значительно превышает суммарную ультрафиолетовую радиацию, падающую на вертикальную поверхность. Среднее значение полуденных количеств, падающих на перпендикулярную поверхность, в июне—июле 1946 г. оказалось равным 4,05 мг/см2/час, т. е. почти одна эритемная доза за час. В весеннйе месяцы эти количества меньше: так, в марте они составляют только 1,984 мг/см2/час, в апреле — 2,732 мг/см2/час и в мае — 2,916 мг/см2/час, а в эритемных дозах в марте — 0,48, в апреле — 0,6, в мае — 0,71. Отсюда можно сделать вывод, что для образования эритемы от перпендикулярно падающих солнечных лучей в полдень необходимо облучение в марте в течение 124 минут, в апреле — 91 минуты, в мае — 84 минут.

В утренние и вечерние часы время облучения удлиняется соответственно с уменьшением высоты стояния солнца. От падающих на вертикальную поверхность лучей эритема образуется за время облучения в эти месяцы в течение трех часов.

Доказательством того, что в 1946 г. ленинградцы в среднем могли получить необходимое количество ультрафиолетовых лучей в весенне-летние месяцы, служит наблюдение над получением биодоз на четырех испытуемых, проводивших этот сезон в городе. В марте—апреле у них была определена биодоза от лампы ПРК-1; повторно то же проведено в декабре. Оказалось, что при обследовании в декабре потребовалось дать энергии ультрафиолетовых лучей в 2—3 раза больше, чем в марте—апреле, что видно из табл. 5.

Параллельно с образованием эритемы нэми производилось измерение ультрафиолетовой радиации. Как видим, величины разложившейся щавелевой кислоты в единицу времени остались теми же; это говорит о том, что ультрафиолетовый поток лампы и в марте, и в декабре был одинаковым, и, следовательно, увеличение времени образования биодозы нужно отнести за счет пониженной чувствительности кожи в результате летнего облучения.

Таблица 5. Образование эритемы в марте, апреле и декабре от ртутной кварцевой лампы (при расстоянии 30 см)

Инициалы испытуемых Дата Время образования эритемы в секундах Количество разложившейся щавелевой | кислоты в мг/см2

Д. 30.III 9(! 0,0069

10.XII 135 0,018

п 9.IV зз 0,0036

З.ХП 60 0,'091

к, д. 30.111 30 0,0038

» > 30.XII 90 —

к л .... . . 30. IV 60 <',00708

я » 6.XII 120 0,024

Разбор приведенного экспериментального материала позволяет сделать следующие выводы:

о

1. В Ленинграде ультрафиолетовая радиация короче 3 500 А появляется с 20.1. Время с 20.1Х по 20.1 в Ленинграде можно считать биологической полярной ночью.

2. Эритемная область ультрафиолетовых лучей достигает земной поверхности в Ленинграде лишь с начала марта по конец октября. В весенне-летние месяцы за час на вертикальную поверхность падает примерно 0,3 эритемной дозы суммарной радиации.

На перпендикулярную поверхность прямых солнечных лучей приходится в июне—июле 1 эритемная доза за час, в мае—0,71, в апреле— 0,66 и в марте — 0,48 эритемной дозы. Соответственно этому для получения эритемы в июне—июле необходимо облучение в течение часа, в мае — 84 минут, в апреле — 91 минуты и в марте—124 минут.

3. Необходимое количество ультрафиолетовых лучей житель Ленинграда получает в течение 1—3 часов пребывания на улицах, площадях, скверах, принимая во внимание ультрафиолетовую радиацию, приходящуюся на вертикальную поверхность.

С. А. НЕСМЕЯНОВ

Феносольвановый метод извлечения фенола

из сточных вод

Из Института общей и коммунальной гигиены АМН СССР

Борьба с загрязнением водоемов фенолами является одной из серьезных задач для санитарных и санитарно-технических организаций в Советском Союзе. В связи с предстоящим ростом предприятий химической промышленности в ближайшие пятилетки эти организации должны быть заранее готовы к проведению мероприятий по очистке феноль-"иых сточных вод.

Фенол содержится в значительных количествах в сточных водах коксохимических, газогенераторных и пластмассовых предприятий, установок для изготовления искусственного топлива, комбинатов химического синтеза органических веществ и многих других. Хорошо известно, что некоторые виды фенолов (простые, летучие фенолы,, в первую очередь карболовая кислота и ортокрезол) способны придавать

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.