CC BY
12
№ иссле- Температурные перепады по вер- Наблюдаемый Температура кожи пальца ноги Теплоощущение для ног в конце
дования тикали (пол—1 м от пола) исходная конечная исследования
1 4-5,5° А. 25° 18° Неприятно холодно
2 5-6° » 29° 22° Холодно
3 4-5,5° 32,5° 23,5° Неприятно прохладно
4 4—4,5° • 32,2° 22° Слегка прохладно
5 6-7° » 29° 19,5° Неприятно холодно
6 7—10' Б. 26,5° 17,5° Холодно
7 3—4* А. 31° 27,5" Тепло
7 3-4° Д. 32,2° 32°
8 2,5—3,7° А. 33,5° 22,4° Прохладно
8 2,5—3,7° д. 29,5° 29,3° Незначительное охлаждение
9 1,7—2,8° А. 30,2° 29° Тепло
10 2,2-3° » 31,2° 29,8° я
10 2,2—3° Г. 17,8° 32° „
11 1,1-2,5° А. 25,2° 24,5° •
Наши многочисленные наблюдения в объектах различных конструкций показывают, что неизбежные в жилище в отопительный период температурные перепады могут быть доведены до относительно низких цифр, соответствующих указанным пределам, даже и в суровых климатических условиях при использовании нормальных строительных материалов, но с соблюдением требований по надежному утеплению пола 1-го этажа и обеспечению здания рациональным отоплением. Вопросов термоизоляции остальных ограждений жилого дома мы не касаемся, считая, что они должны соответствовать существующим требованиям и обеспечивать надлежащий тепловой режим в жилище.
-й- -й- -й-
Н. Ф. Галанин
Гигиенические обоснования нормирования ультрафиолетового потока искусственных источников
излучения
В поисках правильного решения вопроса обогащения систем освещения ультрафиолетовыми лучами, в частности, необходимого спектрального состава и интенсивности ультрафиолетового потока, не следует забывать, что в комплексе факторов внешней среды ультрафиолетовые лучи действуют совместно с другими участками спектра —световым и инфракрасным, приобретающими на протяжении индивидуальной жизни характер сигнальных раздражителей. Несмотря на то, что ультрафиолетовый участок солнечного спектра в энергетическом отношении значительно меньше, чем инфракрасный и световой, его биологическое значение чрезвычайно велико. Вместе с тем, восполнение его в пе-
риоды недостатка естественного ультрафиолетового излучения для большой массы населения встречает непреодолимые трудности: только небольшие группы населения могут подвергаться профилактическому облучению в фотариях. Поэтому вполне правильно ставится в нашей стране вопрос о восполнении недостатка ультрафиолетовых лучей искусственными источниками излучения, постоянно применяемыми в целях освещения. Источники света прежних времен были главным образом излучателями инфракрасной радиации, их спектр содержал относительно мало световых лучей и совершенно не имел ультрафиолетовых. Позднее появились источники, радиация которых содержала уже в большем количестве световые лучи, но ультрафиолетовых лучей в ней попрежнему не было.
В настоящее время в качестве источников искусственного освещения начинают применяться люминесцентные лампы.
Однако их спектральный состав еще далеко не похож на естественный свет, исходящий от солнца и небосвода. В их световом потоке попрежнему нет ультрафиолетовых лучей, столь необходимых человеческому организму.
Практически остается не решенной задача обогащения потока люминесцентных ламп необходимым количеством ультрафиолетовых лучей, задача далеко не простая и не легкая не только для тех, кто занят созданием таких источников, но и для тех, кто должен дать обоснованные требования к ультрафиолетовому потоку, обогащающему эти источники. Нельзя забывать, что обогащенные ультрафиолетовыми лучами люминесцентные лампы предназначены для освещения рабочих помещений, жилищ, школ, яслей и т. д. Если исходить из сказанного ранее об естественном освещении, то целесообразно рассмотреть, что же это освещение представляет собой в смысле содержания ультрафиолетовых лучей и спектрального их распределения.
В процессе эволюции человек приспособился к лучам ультрафиолетового спектра длиною волны около или больше, чем>. = 290 тр. Все развитие человечества протекало в отсутствии более коротких лучей, которым по их биологическому действию дано название абиотических, чем подчеркнуто, что в их присутствии жизнь организмов невозможна. Этими лучами пользуются для стерилизации воды, воздуха и различных других предметов внешней среды.
Что же касается более длинноволновых лучей (областей А и В), то они оказывают положительное влияние на организм, особенно область В (>-=315—280 тр.), при известной же интенсивности и область А (X =400—315 тр). Отсюда вполне законно считать, что этими областями спектра и следует обогатить световой поток люминесцентных ламп. В дальнейшем мы попытаемся дать обоснование как выдвинутой границе, так и значению этих областей спектра для организма, предпослав им характеристику ультрафиолетовой части спектра солнечного света, а также и применяемых в фотариях искусственных излучателей.
Естественная ультрафиолетовая радиация характеризуется суточными и сезонными колебаниями, имеющими рзличный характер на различных широтах. В качестве примера мы можем привести интенсивность ультрафиолетовой радиации но месяцам за пять лет наблюдений (1946—1950) на широте 60° (рис. 1). К сожалению, мы не имеем еще достаточных данных, которые характеризовали бы сезонный и суточный ход ультрафиолетовой радиации на других широтах. Такие наблюдения сейчас ведутся только в ограниченном числе пунктов. По данным Ленинградского научно-исследовательского санитарно-гигиенического института, общее годовое количество ультрафиолетовых лучей в эритемных дозах составляет около 550—700 эритемных единиц на вертикальную поверхность. Если принять, что для человека в день необ-
ж
I га итд
ходим а '/а—'/ю эритемной дозы, то общее годовое количество составит около 45 эритемных доз. Следовательно, общее количество их за год (550—700 эритемных доз) превышает в 13—15 раз потребную дозу. Однако вследствие сезонных колебаний ультрафиолетовой радиации распределение ее по месяцам происходит неравномерно: в отдельные месяцы и сезоны года их оказывается много: 75—76% от общего годового приходится на весенне-летние месяцы (май—август), а в другие — значительно меньше: в апреле и сентябре их имеется 8—9%, марте и октябре — 3—4%, ноябре и феврале — менее 1%.
В полном соответствии с распределением интенсивности находится и коротковолновая граница спектра. По данным Д. М. Тюкова, начало эритемной области (В) X =315 шц коротковолновая граница солнца достигает в пункте нашего наблюдения в марте и заканчивается в октябре. С ноября по февраль она оканчивается на длине волны X = = 330—325 тр., т. е. лежит в области А. При этом следует учесть, что интенсивность этой области в указанный период в городе оказывается
очень слабой, не имеющей практического значения. Сезонность колебания ультрафиолетовой радиации оказывается и на колебаниях биологических реакций. По наблюдениям Т. А. Свидерской, особенно это заметно выявляется на двух физиологических реакциях, которые могут быть взяты в качестве биологических тестов на ультрафиолетовую радиацию. Первая — это уровень щелочной фосфатазы крови, свидетельствующий о напряженности фосфорно-кашьциевого обмена. При снижении этого обмена так называемое фосфатаз-ное число возрастает и, наоборот, при повышении — падает. Как показывают исследования Т. А. Свидерской, уровень фосфатазы весной достигает у детей 25—27 единиц, к осени снижается до 10—16. При наличии рахита или значительном снижении фосфорно-кальциевого обмена уровень фосфатазы резко возрастает, этот уровень также возрастает в случае понижения интенсивности ультрафиолетовой радиации даже в наиболее богатый ею период года — летом. Два последние года (1949 и 1950) наших наблюдений показали различие в содержании ультрафиолетовых лучей. В 1950 г. их было на 155,16 эритемной дозы меньше, чем в 1949 г., и этот дефицит совпадал с неблагоприятными вообще метеорологическими условиями (сильными ветрами, низкой температурой воздуха). Пребывание на воздухе в самые лучшие в отношении инсоляции дни возможно было только в закрытой одежде, следовательно, большая часть тела была защищена от ультрафиолетовых лучей. Отсюда возникли известные основания ожидать, чтоиуоовень фосфатазы в осенний период окажется несколько выше, чем это обычно имеет место. Т. А. Свидерская, ведущая систематические наблюдения за одними и теми же детьми, обнаруживала средний уровень фосфатазы (два года наблюдений) осенью 1949 г. в 10—9,5 единицы, а осенью 1950 г.— 15—16 единиц. Принимая во внимание, что и режим питания детей был один и тот же, равно как и количество получаемого ими витамина и провитамина D в пищевом рационе, есть основания отнести повышение фосфатазного числа на счет недополучения ультрафиолетовых лучей в летнем сезоне 1950 г.
Второй биологический тест, также отображающий влияние ультрафиолетовой радиации, —• это хрупкость капилляров, характеризуемая
// т /V V V/ VII VIII а х л/ хи месяцы
Рис. 1. Распределение ультрафиолетовой радиации по месяцам за 5 лет наблюдения (в процентах)
числом петехий (Нестеров). Работы Е. В. Данецкой и Т. А. Свидерской, а также Т. А. Свидерской показали, что хрупкость капилляров имеет также свою сезонную ритмику: осеннее число петехий всегда меньше, чем весеннее, и колеблется в пределах 55—65% к весеннему их числу (см. таблицу).
Таким образом, два биологических теста достаточно убедительно показывают сезонность колебаний тех реакций организма, уровень которых находится в связи с сезонной ритмикой ультрафиолетовой радиации. Более высокие показатели фосфатазной активности и большее число петехий в весенний период по сравнению с осенним указывают на необходимость во многих случаях восполнения ультрафиолетовой недостачи не только потому, что зимний период является чрезмерно длинным, но и потому, что период, наиболее благоприятный для инсоляции, не всегда и не везде дает необходимое количество ультрафиолетовых лучей.
Изменение состояния кожных капилляров у детей в различные сезоны в процентах от общего числа обследованных (Т. А. Свидерская и Е. В. Данецкая)
Число петехий 1947 г. 1948 г. 1949 г. 1950 г.
Май Сентябрь Апрель Ноябрь Апрель Ноябрь Апрель Ноябрь
О.............. До 15............ 15—40........... Более 40 .......... 2,2 64,4 28,7 5,5 3,3 77,7 17,7 1,1 3,1 50,1 43,7 3,1 7,8 79,7 12,5 38,3 59,6 2,1 1,4 70,8 27,7 38,3 59,6 2,1 3.7 57,4 37 1.8
Среднее количество на одного ребенка ........ 15,4 9,8 17,1 9,5 20,6 12,4 20,6 13,4
Осеннее число петехий к весеннему в процентах . . . 63,6 55,15 61,3 64,9
Совершенно такие же сезонные колебания отмечаются и в образовании эритемы. Всем хорошо известно, насколько быстро появляется загар ранней весной.
Сезонный ритм биологических реакций естественно может протекать на различных уровнях вследствие многих, помимо ультрафиолетовых лучей, причин. Перенесенные болезни, общее состояние организма, социальные факторы, пищевой режим и т. д. могут сказаться на уровне нормальных сезонных колебаний физиологических функций организма. В настоящее время имеется достаточно большой материал, указывающий, что реакция организма зависит не только от силы и характера раздражителя, но и от состояния его, от суммы сигналов, идущих из внешней и внутренней среды человека; она определяется всем комплексом протекающих в теле нейрогуморальных процессов во взаимодействии с комплексом факторов внешней среды (акад. К. М. Быков), функциональные изменения в организме приводят в свою очередь к изменению его реактивности. Это не значит, что за отдельными участками спектра не сохраняется особенность их действия, но выраженность биологического эффекта может быть далеко не всегда и не у всех одинаковой. Глубокий анализ функционального состояния организма вызывает необходимость такого же хорошего и точного учета физических факторов внешней среды.
и
г
^ 1.2 | ю
е
о.г о
1/
/
/
/
/ ~г
Проведенное Т. А. Свидерской профилактическое облучение детей детских домов показало, что уровень сезонных колебаний указанных физиологических реакций может быть снижен. Особенно большое значение это приобретает у детей с высокими цифрами фосфата злого числа и большим количеством петехий, т. е. в тех случаях, когда наличие симптомов ультрафиолетовой недостаточности резко выражено.
Т. А. Свидерокая, облучая детей лампой ПРК-2, установила, что у тех из них, которые облучались зимой в фотарии (2 курса облучения), число петехий снизилось до 7,7 вместо 20—20,7 у контрольных при одинаковых условиях режима питания. То же отмечалось и с фосфатаз-ной активностью. Это подтверждает связь сезонности колебания указанных реакций с сезонной ритмикой ультрафиолетовой радиации. Если бы это было не так, то мы не имели бы их снижения, наоборот, они оставались бы на прежнем уровне и были бы близки к данным контрольной группы. Несомненно, сезонная ритмика должна сохраняться, и никто никогда не посягнет на ее выключение. Дело не в этом, а в необходимости влияния на уровень этой ритмики, связанной с недостатком ультрафиолетового облучения, приобретающим особое значение у некоторых групп населения, к которым относятся дети, чрезвычайно нуждающиеся в надлежащем уровне фос-форно-кальциевого обмена, необходимого для развития костной ткани. Однако и взрослое население, проводящее много времени в закрытом помещении, мало пребывающее на открытом воздухе, частз с ослабленными иммунобиологическими свойствами организма, нуждается в таком дополнительном, недостающем ему ультрафиолетовом излучении.
Рис. 2. Спектр ультрафиолета в фотариях источниками ультрафио-
солнца в полдень ясного ., ,,
июльского дня И относительная летовых лучей до сих пор были ртутно-
загарная эффективность кварцевые лампы, которые, как известно,
излучении^полденьКглГп!*1938г.Т^—загГр- СОДерЖЗТ ВСе облаСТИ уЛЬТрафиОЛвТОВЫХ на„ эффективность солнечного излучения лучей _ Д> В И С. ДЛЯ ПОЛуЧвНИЯ ИН-
фракрасных лучей служат лампы соллюкс. По приблизительным подсчетам, в интегральном потоке обоих источников на долю ультрафиолетовых лучей приходится около 0,5—0,7%, т. е. несколько меньше, чем в солнечном, в котором они занимают около 1%, но зато коротковолновая граница их простирается значительно дальше, чем у солнца, и заканчивается на Х= 220—200 тц.
Распределение энергии по спектру солнца дает некоторые указания к нормированию ультрафиолетового потока искусственных источников освещения. На длину волны X =315 тц приходится всего 1,5—3,5% от общего количества ультрафиолетового излучения и то при высоте солнца от 30° и выше; на длину волны >-= 400 гп{а приходится от 17 до 21%, т. е. значительно большее количество. Кривые, иллюстрирующие биологический эффект — эритемный и загарный, имеют обратный ход. Если загарное действие волны X =300 тр принять в 1,7 относительной единицы, то для волны в Х= 370 т[1 оно будет всего лишь 0,17 (рис. 2). У ртутно-кварцевой лампы разница в биологическом эффекте лучей этих длин оказывается больше и достигает 1 : 400.
Возникает вопрос, каким должно быть 'распределение энергии в ультрафиолетовой части обогащенных ею источников? Следует ли добиваться подражания эритемной кривой или предпочесть приближение к солнечному спектру с большим количеством длинноволновых ультра-
гэо зоо зю зго ззо ж зт зво з?о
МЛина волны в /7!/!
фиолетовых лучей? Иными словами, следует ли добиваться перемещения спектра в источниках света в сторону длинноволновых ультрафиолетовых лучей или можно допустить источники, в которых будут представлены только область В и А? Мы уже выше указывали, что присутствие области С не является желательным в системе освещения. Присутствие же эритемной области В в спектре физиологически необходимо. Область антирахитических лучей, очевидно, также должна присутствовать в искусственных источниках освещения. На это указывают данные относительно биологического действия области А (X =315—400 mjj-). Участие этих лучей в антирахитическом эффекте видно из того, что у животных, содержавшихся на рахитогенной диэте, при облучении лампами «дневного» света, в спектре которых имелись лучи X = 302 тн, явления рахита несколько уменьшились (на 0,8 по шкале Бурдильона), а у контрольных животных с той же рахитогенной диэтой — повысились с 3,5 до 4,1 (Семериков).
Опыты П. В. Семерикова также позволяют предположить, что, по-видимому, световая часть спектра в какой-то мере содействует антирахитическому действию ультрафиолетовых лучей.
Резюмируя все сказанное относительно наиболее рационального спектрального состава ультрафиолетового потока для повседневного облучения в системах освещения, мы можем сказать, что большая часть его должна приходиться на область А, а меньшая — на область В, область С должна быть исключена.
Что касается интенсивности рекомендуемого ультрафиолетового потока в люминесцентных лампах, то мы неоднократно упоминали, что '/а—Vio эритемной дозы необходима обычно одетому человеку в сутки. Это примерно 0,0059—0,008 мкал/см-мин. при 8 и 6 часах облучения. Указывая величину '/а—'/ю эритемной дозы как необходимую для организма человека в сутки, мы считаем ее ориентировочной. Исследования, проводимые многими институтами в этой области, позволят уточнить, будет ли эта величина достаточна, следует ли ее уменьшить или, наоборот, увеличить.
Восполнение недостатка естественного ультрафиолетового облучения необходимо производить лучше всего так называемыми эритемными лампами, дающими в основном эритемные ультрафиолетовые лучи и отчасти загарные.
Эритемная лампа представляет собой цилиндрическую стеклянную трубку, диаметр и длина которой определяются мощностью лампы. По обоим концам трубки на цоколях специальной конструкции укреплены биспиральные вольфрамовые электроды, покрытые тонким слоем окиси бария для облегчения эмиссии электронов.
После откачки воздуха внутрь лампы вводится дозированное количество ртути, а также под небольшим давлением аргон, служащий для облегчения зажигания лампы. Так как эритемные лампы создают не вполне благоприятный цветовой оттенок, то необходимо, чтобы отношение ультрафиолетового потока к световому было не меньше чем 1 |iW/cm2 на 300 люкс.
Это примерно соответствует отношению ультрафиолетового и светового потока в рассеянной радиации в летний день, принимая, что последний создает освещенность 16 000—18 000 люкс и эритемный поток короче 315 mji излучается интенсивностью около 60 pW /см2.
* * -¿Г
