CC BY
37
Обзоры
УДК в 13.647:621.37/.59.029.64(047)
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ СВЧ ДИАПАЗОНА
Канд. мед. наук М. П. Троянский (Москва)
Бурное развитие радиоэлектроники, внедрение ее в различные отрасли ■народного хозяйства привели к тому, что практически все население земного шара стало подвергаться в различной степени воздействию радиоволн.
Электромагнитные волны радиочастот сейчас широко используются в радиосвязи, радиовещании, телевидении, медицине, радиолокации, радионавигации, радиоастрономии, ядерной физике, металлургической и машиностроительной промышленности (при сварке, закалке, плавке, выбраковке металлических изделий), склейке пластмасс и деревянных изделий и т. п.
Возникли задачи, касающиеся выяснения степени вредности радиоволн на организм человека, установления предельно допустимых уровней облучения людей, разработки мер профилактики и защиты. В настоящее время в гигиенической практике принята классификация радиочастот, показанная в таблице.
Источниками электромагнитных полей, ВЧ, УВЧ и СВЧ могут являться различные типы генераторов, индукторы, блоки передатчиков, фидерные линии, конденсаторы, антенные системы и др. Лица, работающие с генераторами и передающей системой электромагнитных колебаний радиочастот, могут подвергаться воздействию различных диапазонов ВЧ, УВЧ и СВЧ При конструировании, испытании, настройке и эксплуатации станций, отдельных блоков, генерирующих электромагнитную энергию, возможно излучение волн в рабочее помещение. Это бывает при плохой экранировке блоков передатчиков, волноводных трактов, нерациональном расположении антенно-фидерных систем и т. п., а также при нарушении техники безопасности. Иногда возможно облучение персонала и населения, не связанного профессионально с излучающей аппаратурой, но попадающего под воздействие радиоволн от мощных антенных систем.
Наибольшее распространение имеют радиоволны сверхвысокочастотного диапазона. Генераторы СВЧ, обладающие различной мощностью (от нескольких десятков милливатт до мегаватт в импульсе), находят применение почти во всех отраслях народного хозяйства. Установлено, что биологическое действие поля СВЧ в отличие от УВЧ имеет ряд особенностей.
Классификация радиочастот
Частоты Высокие (ВЧ) 100 кгц — 30 мгц Ультравысокие (УВЧ) 30 — 300 мгц Сверхвысокие(СВЧ)300— 300 000 мгц
Длины волн Длинные 3—1 км Средние 1 км— 100 м Короткие 100— 10 м Ультракороткие 10—1 м Дециметровые 1 м— 10 см Сантиметровые 10—1 см Миллиметровые 1 см—1 мм
Широкое распространение генераторов СВЧ, все возрастающее количество людей, подвергающихся воздействию микроволн, и огромные трудности защиты от действия мощных антенных полей радиолокационных станций выдвинули проблему биологического действия СВЧ на одно из важнейших мест. Современные сверхмощные РЛС могут создавать на удалении 2—3 км от них уровни облучения, превышающие предельно допустимые в сотни раз. В настоящее время биологическому действию СВЧ посвящено более 1000 работ отечественных и зарубежных авторов.
Исследования о влиянии СВЧ-поля на организм человека и животных свидетельствуют прежде всего о том, что СВЧ-излучения обладают высокой биологической эффективностью в широком диапазоне волн. Характер и выраженность воздействия СВЧ-поля на организм зависят главным образом от длины волны, интенсивности, длительности и характера облучения (импульсное, непрерывное, в режиме фиксированного луча или при вращающейся антенне и т. д.). Наибольший интерес, как и наибольшее практическое значение, имеют данные о нетепловом — специфическом — влиянии' СВЧ-поля В наиболее общем виде специфическое действие СВЧ-поля проявляется в функциональных изменениях нервной, сердечно-сосудистой и других систем. Это подтверждается в эксперименте на животных с помощью методов условных рефлексов, электроэнцефалографии, электрокардиографии, измерения артериального давления и т. д., а также биохимическими, морфологическими, биофизическими данными (3. В. Гордон; А. С. Прес-ман, 1963, 1968).
Большую ценность имеют данные, полученные при обследовании добровольцев. Анализ сдвигов в организме под влиянием СВЧ-облучения показывает, что картина поражения во многом определяется изменениями нервной системы. Естественно поэтому то внимание, которое уделяется исследователями, особенно советскими, изучению реакций нервной системы на СВЧ-воздействие. Установлено, что слабые воздействия стимулируют центральную нервную систему, сильные воздействия — угнетают, причем в последнем случае могут наблюдаться парабиотические стадии (И. П. Бычков).
Отличительной особенностью изменений, вызываемых в организме нетепловым СВЧ-воздействием, является их обратимость. Отсюда вытекает одно из важнейших гигиенических мероприятий —прекращение контакта с СВЧ-полем на определенное время (следует, однако, иметь в виду, что понятие «обратимость» чаще всего используется в его клиническом значения; между тем работ, посвященных глубокому изучению восстановительных процессов после СВЧ-поражения, очень мало).
В литературе неоднократно встречаются указания на изменение эффекта действия СВЧ в ходе повторных многократных облучений. Эти изменения могли выражаться либо в уменьшении сдвигов по мере повторения облучений, либо в усилении сдвигов. В подобного рода изменениях, очевидно, находили свое выражение процессы адаптации и кумуляции. При специальных исследованиях обнаружено, что в ходе систематических облучений экспериментальных животных СВЧ-полем различных диапазонов волн наблюдалось сравнительно легкое приспособление организма к воздействию СВЧ-поля. Оно выражалось в том, что у большинства животных изменения условных рефлексов, а также изменения кровообращения, пищеварения, мочеотделения, газообмена по мере повторения облучений сглаживались. Скорость адаптации различных функций была неодинаковой: наиболее быстро к СВЧ-воздействиям приспосабливалась кора больших полушарий головного мозга, значительно медленнее — другие системы организма, в частности пищеварительная.
1 Принято считать, что при воздействии на организм плотности потока мощности от 10 мет и менее имеет место нетепловой эффект.
О явлениях адаптации свидетельствуют сглаживание биохимических сдвигов по мере увеличения количества облучения, меньшая выраженность морфологических и гистологических изменений при длительных облучениях, чем при более кратковременных облучениях плотности потока той же мощности (ППМ).
Процессы адаптации обнаружены и при обследовании людей. В первые недели и месяцы работы в условиях действия СВЧ-поля у значительной части лиц (до 70°о) выявлена характерная реакция, выражающаяся в плохом самочувствии, разбитости, повышенной утомляемости, общей слабости и головных болях. В последующие месяцы происходит улучшение самочувствия, что связано с явлениями адаптации.
Затем по мере продолжения работы в условиях воздействия СВЧ-поля самочувствие людей вновь ухудшается (Э. А. Дрогичина и соавт.; Д. А. Гинзбург и М. Н. Садчикова).
Изменения обонятельной чувствительности более отчетливы в начальном периоде работы в условиях СВЧ-облучения (до 1 года),после этого наступает нормализация обонятельной чувствительности, сменяющаяся по мере продолжения воздействия СВЧ-поля отчетливыми изменениями (3. В. Гордон и Е. А. Логинова). Таким образом, развитие адаптационных сдвигов при хронических воздействиях СВЧ-поля можно считать закономерностью. Однако оценка этих явлений требует большой осторожности. Прежде всего обращает на себя внимание развитие вслед за адаптацией ухудшения функционального состояния, которое свидетельствует о том, что адаптация возможна лишь до известного предела, до достижении которого репаративные процессы перестают уравновешивать альтерационные сдвиги. Что касается механизмов адаптации, то, очевидно, большая роль в них принадлежит нервной и эндокринной системе (И. Р. Петров; А. Г. Суббота; Е. А. Лобанова).
Наряду с процессами адаптации при хроническом облучении СВЧ-полем в организме могут наблюдаться эффекты кумуляции. Сам по себе факт кумуляции указывает на то, что время полного восстановления после предыдущего воздействия превышает интервал между повторяющимися воздействиями. Отсюда следует, что вопрос об обратимости сдвигов, вызываемых СВЧ-воздействием, в особенности о сроках полного восстановления, имеет важнейшее значение в понимании эффектов кумуляции и в разработке мероприятий по предотвращению кумулятивных сдвигов. Тем не менее этот вопрос изучен еще далеко не достаточно. С явлениями кумуляции, по-видимому, связаны ухудшения функционального состояния, наступающие вслед за адаптацией (например, развитие запредельного торможения после фазы стимуляции условных рефлексов, возникновение невротических состояний у собак после нормализации условнорефлекторной деятельности).
Заслуживает быть отмеченным в связи с эти следующий факт. При облучении людей сантиметровыми волнами с ППМ до 20 мквт/см- у лиц, ранее не облучавшихся СВЧ-полем, температурная реакция кожи была незначительной, тогда как у лиц, ранее подвергавшихся СВЧ-воздействиям, наблюдалось выраженное повышение температуры кожи, пропорциональное профессиональному стажу (Ю. А. Осипов). При этом особый интерес состоит в том, что человек воспринимает СВЧ-поле (условный раздражитель) очень малой интенсивности.
Процессы адаптации и кумуляции находятся в сложных взаимоотношениях. Может наблюдаться как переход от адаптации к кумуляции, так и параллельное развитие кумулятивных и адаптационных явлений. При специальных исследованиях явлений адаптации и кумуляции обнаружено, что адаптация к воздействию СВЧ тепловой и нетепловой интенсивности может носить тормозной, стимуляционный и фазовый характер. Тормозной тип адаптации проявляется в том, что вслед за наиболее выраженным угнетением исследуемых функций в момент первых облучений при .последующих воздействиях наступают все менее отчетливые изменения.
Стимуляционный тип проявляется в первоначальном усилении эффектов-воздействия, сменяющихся их угнетением. При фазовой адаптации первоначальные воздействия вызывают угнетение функций, а затем постепенно развиваются стимуляционные эффекты (НоиМапс! и соавт.).
Показана роль интервалов между воздействиями для направленности сдвигов (А. Г. Суббота, 1957); при малых интервалах между воздействиями наблюдалась кумуляция эффектов, при увеличении интервалов развивались явления адаптации. В условиях одновременного воздействия на организм СВЧ-поля и неблагоприятных факторов среды (тепло, шум, сильный свет и т. д.) выявлялись сложные соотношения этих приспособительных реакций в виде взаимного усиления или ослабления. Одновременное воздействие на организм двух сверхвысокочастотных диапазонов вызывало ослабление адаптации. Эти данные имеют существенное практическое значение и должны учитываться при нормировании СВЧ-облучений, а также при проведении специальных гигиенических и лечебнопрофилактических мероприятий.
В настоящее время патогенез поражений СВЧ еще во многом неясен. Это касается как интимных физико-химических сдвигов, так и основных патофизиологических механизмов, лежащих в основе развития синдрома хронического СВЧ-поражения.
Клинические наблюдения и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что одним из важнейших звеньев в развитии единого патологического процесса в организме при СВЧ-облучении является нарушение функции центральной нервной системы, в особенности функций промежуточного мозга. К настоящему времени доказана большая роль гипоталамуса в регуляции температуры тела, обмена веществ, половой функции, артериального давления, функций желудочно-кишечного тракта, а также в регуляции сна и бодрствования. Поражение гипоталамуса проявляется в изменениях перечисленных функций. Разумеется, в нарушениях функций гипоталамуса значительная роль принадлежит измененным под влиянием СВЧ корковым влияниям, однако следует иметь в виду и высокую чувствительность к лучевым воздействиям непосредственно гипоталамической области.
Синдром СВЧ-воздействия слагается из ряда реакций, каждая из которых, взятая отдельно, не является специфической для такого воздействия. Астенические состояния, столь характерные для синдрома СВЧ-поражения, могут наблюдаться при самых различных воздействиях. То же касается сдвигов со стороны сердечно-сосудистой системы, крови и т. д. В целом же все эти реакции выступают в определенном единстве, что позволяет авторам говорить о синдроме СВЧ-поражения (Н. В. Тягин). Этот синдром характеризуется функциональными изменениями нервной системы, в особенности ее вегетативного отдела, проявляющимися в явлениях астении и нарушениях сердечно-сосудистой регуляции с наклонностью к ва-готоническим реакциям (брадикардия, гипотония, изменения ЭКГ).
Биохимические сдвиги, наступающие в организме при СВЧ-облучении, изучены недостаточно; в частности, очень мало данных об изменениях витаминного баланса и минерального обмена. Между тем такого рода данные позволили бы с профилактической целью соответственно изменить характер питания.
Сложным, но нуждающимся в безотлагательном решении вопросом является выяснение зависимости между различными параметрами СВЧ-воздействия и характером реакций организма. Нетепловое действие микроволн следует считать безусловно доказанным, причем некоторые эффекты наблюдаются при очень малых интенсивностях воздействия (единицы и десятки микроватт в 1 см2).
Отсюда вытекает задача самого тщательного изучения пороговых реакций на СВЧ-воздействия и процессов кумуляции при столь малых интенсивностях. Особую остроту эта задача приобретает в связи с тем, что сис-
тематическому СВЧ-облучению может подвергаться как персонал, обслуживающий генераторы, так и окружающее население.
Получены убедительные доказательства неодинаковой биологической эффективности различных диапазонов волн, различных режимов работы РЛС и т. д. Установлено, что наиболее опасны для организма дециметровые волны, менее опасны — метровые и сантиметровые. Существенное влияние на характер реакций организма оказывает модуляция поля. Рост мощностей РЛС ставит вопрос об определении предельно допустимых величин не только средней, но и импульсной ППМ.
Следует также учитывать длительность импульса и коэффициент заполнения, поскольку при достаточно большой импульсной мощности необратимые изменения в тканях могут наступать в течение очень короткого времени (М. П. Троянский и Ю. В. Себрант).
Огромное гигиеническое значение приобретает защита людей отвоз-действия внешних радиополей. Перед биологами, гигиенистами, профпато-логами, физиками и инженерами стоит сложная задача: как в условиях современной действительности при стремительном росте мощностей генераторных установок, антенных систем и пр., при наличии значительного количества населенных пунктов обеспечить полную безопасность персонала и населения, попадающего в зону действия радиополей. В связи с этим чрезвычайно важна разработка единой принципиальной системы защиты от переоблучения радиополямн, особенно внешними. Первостепенная роль в решении вопроса о возможности облучения отводится расчетному методу (прогнозированию) радиополей.
К сожалению,' существующие методы сложны и трудоемки, не всегда приемлемы. Для расчета полЬй в ближних и промежуточных зонах «узаконенных» методик вообще не существует.
Другое направление в системе защитно-оздоровительных мероприятий — повышение экранных свойств различных строительных материалов путем включения в них примесей, обеспечивающих затухание электромагнитной энергии. Наличие целой серии отражающих и поглощающих электромагнитную энергию материалов еще не может в полной мере обеспечить гарантированную защиту.
На обеспечение защиты от переоблучения радиополями направлены Санитарные нормы и правила при работе с источниками электромагнитных полей высоких, ультравысоких и сверхвысоких частот № 878-70, утвержденные заместителем главного санитарного врача СССР 30/1II 1970 г. Этими нормами и правилами установлены следующие предельно допустимые интенсивности для диапазона СВЧ (300—30000 мгц): при облучении в течение всего рабочего дня — 10 мквт/см2-, при облучении не более 2 часов за рабочий день — 100 мквт/см2; при облучении 15—20 мин. за рабочий день — 1000 мквт/см2 (с обязательным пользованием защитными очками).
Для лиц, не связанных профессионально с облучением, и для населения, согласно этим нормам, интенсивность облучения не должна превышать 1 мквт/см2.
Принятые нормативы основаны на большом экспериментальном материале и ориентированы на защиту здоровья трудящихся, но все же пользование временными нормами допустимых уровней в некоторых случаях затруднительно. В частности, не ясно, как оценивать одновременное воздействие нескольких источников излучения с разных сторон, как учитывать импульсное, непрерывное, прерывистое (сканирующее) облучение и т. п. Эти и другие вопросы обсуждались на конференциях и симпозиумах, но, к сожалению, они еще не решены практически.
Изучение биологического действия СВЧ-полей и мер защиты является актуальной задачей. Назрела необходимость широко ознакомить врачей — радиологов, гигиенистов, профпатологов и др. — с основами биологического действия электромагнитных полей радиочастот и принципами организации защитно-профилактических мероприятий.
ЛИТЕРАТУРА. Бычков K.B. В кн.: Проблемы нейрокибернетики-Ростов-на-Дону, 1967, с. 17. — Г и н з б у р г Д. А., С а д ч и к о в а М. Н. В кн.: О биологическом действии ЭМП радиочастот. М., 1964, с. 126. — Гордон 3. В. Гиг. труда, 1970, № 4, с. 32. — Г о,р д о н 3. В., Лобанова Е. А. В кн.: О биологическом воздействии полей сверхвысоких частот. М., 1960, с. 59.—Дроги чина Э. А. и др. Гиг. труда, 1962, № 1, с. 28. — Л о б а н о в а Е. А. В кн.: Гигиена труда и биологическое действие электромагнитных волн радиочастот. М., 1959, с. 46. — Она же. Гиг. труда, 1966, № 10, с. 7. — Осипов Ю. А. Гигиена труда и влияние на работающих электромагнитных полей радиочастот. Л., 1965.— Пресман A.C. Успехи совр. биол., 1963, т. 56, в. 2, с. 161. — Пресман A.C. Электромагнитные поля и живая природа. М., 1968. — Петров И. Р. Влияние СВЧ излучения на организм человека и животных. Л., 1970. — Т я г и н М. П. Бюлл. экспер. биол., 1958, № 8, с. 67. — Т р о -я н с к и й М. П., Себрант Ю. В. Радиоволны и живой организм. М., 1969.
Поступила 2В/III 1972 г.
За рубежом
УДК 614. 72-072.7:612.2(047).
ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ HÄ СОСТОЯНИЕ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ ЧЕЛОВЕКА 1
Канд. мед. наук Д. П. Парцеф, А. Р. Черноморский, М. Г. Галкина,
Б. Г. Ревич
Московская городская санэпидстанция
В последние годы исследователи обратили особое внимание на изучение состояния органов дыхания, так как загрязнители атмосферы в основном воздействуют на организм ингаляционными путем.
Частоту возникновения острых респираторных заболеваний среди 4043 человек регистрировали в 4 районах Чаттонуги (США) Shy Carl исоавт., причем 2 из этих районов характеризовались повышенным содержанием в атмосфере двуокиси азота, а 1 — высоким содержанием аэрозолей. Результаты обследования авторы анализировали по половым и возрастным различиям, а также с учетом социально-экономических условий. Респираторные заболевания у детей и членов их семей чаще возникали в загрязнен-I ных районах. В одной из школ основного района заболеваемость школьников была выше, чем детей контрольного района, при одинаковом среднем, содержании двуокиси азота в атмосфере. Так как в основном районе концентрации двуокиси азота колеблются в более широком диапазоне, то, по предположениям авторов, кратковременные «пиковые» концентрации этого вещества оказывают большее воздействие на здоровье населения.
При ретроспективном анализе важных эпидемиологических исследований, проведенных в Чаттонуге Shy Carl и соавт., установлена также повышенная заболеваемость бронхитом дошкольников (срок экспозиции 3 года) и школьников (срок экспозиции 2—3 года) в районах с повышенным и средним содержанием двуокиси азота в атмосфере. По мнению авторов, острые заболевания нижних отделов легких могут служить более чувствительным показателем вредного влияния загрязненного воздуха на здоровье населения,, чем общая респираторная заболеваемость.
1 По материалам зарубежной печати.
