CC BY
32
/Ю.Г.Григорьев, Н.И. Хорсева. Москва: Экономика, 2014. - 230 с.
13. Ю.Г. Григорьев От электромагнитного смога до электромагнитного хаоса. К оценке опасности мобильной связи для здоровья населения. / Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2018. Том 63. № 3. С. 28-33
14. Григорьев Ю.Г., Шафиркин А.В., Никитина В.Н. Риск отдаленной неопухолевой патологии при хроническом воздействии ионизирующей и не-ионизирующей радиации применительно к гигиеническому нормированию. /Электромагнитные поля и здоровье человека. Под редакцией проф. Ю.Г. Григорьева. - М.: Изд-во РУДН, 2002. С.141 -161.
15. Бухтияров И.В., Рубцова, Н.Б., Пальцев Ю.П.,Походзей Л.В., Перов С.В. Новации в проблеме обеспечения электромагнитной безопасности работающих и населения. Человек и электромагнитные поля. Сборник докладов V Международной конференции:- Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»,2007.- С. 4754.
УДК 613.648.2:613.68/614.875
Никитина В.Н.1, Каляда Т.В.1, Походзей Л.В.2'3, Разлетова А.Б.4, Соколов Г.В.4
К ВОПРОСУ РЕАЛИЗАЦИИ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К ГИПОГЕОМАГНИТНЫМ УСЛОВИЯМ НА СУДАХ
гФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора, Санкт-Петербург, nik.il¡па@^-~пс. ги ; 2ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда им. академика Н.Ф. Измерова», Москва;3 ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России, Москва; 4ФГУП «Крыловский государственный научный центр»,
Санкт-Петербург, Россия
Резюме. Цель исследования: дать гигиеническую оценку гипогеомагнитных условий на рабочих местах экипажа, определить возможность нормализации постоянного магнитного поля в судовых помещениях. Представлены результаты измерения постоянных магнитных полей в судовых помещениях расчетные значения коэффициентов ослабления геомагнитного поля. Дана гигиеническая оценка гипогеомагнитных условий и мероприятия по оптимизации условий
труда. 912
Ключевые слова: электромагнитные поля, гипогеомагнитные поля, речные и морские суда, гигиенические требования, способы защиты, здоровье
Summary.
Nikitina V. N., Kalada T.V., Pokhodzey L.V., Razladova A.B., Sokolov G. V. The issue of implementation of the hygienic requirements hypogeomagnetic conditions on ships
The purpose of the study: to give a hygienic assessment of hypogeomagnetic conditions in the workplace of the crew, to determine the possibility of normalization of the constant magnetic field in the ship's premises. The results of measurement of permanent magnetic fields in the ship's premises calculated values of the geomagnetic field attenuation coefficients are presented. Hygienic assessment of hypogeomagnetic conditions and measures to optimize working conditions are given
Key words: electromagnetic fields, hypogeomagnetic fields, river and sea vessels, hygienic requirements, methods of protection, health
Введение. Естественный электромагнитный фон, в котором определяющее место занимает постоянное магнитное поле Земли, является важным экологическим фактором для нормальной жизнедеятельности человека. Вместе с тем ряд видов профессиональной деятельности осуществляется в помещениях, где уровень постоянного магнитного поля существенно ниже магнитного поля Земли. Гипогеомагнитное поле (ГГМП) регистрируется на объектах, в конструкции которых используются ферромагнитные материалы, экранирующие магнитные поля и соответственно изменяющие естественный электромагнитный фон. Снижение уровня магнитного поля Земли регистрируется в помещениях на предприятиях различных отраслей промышленности: радиотехнической и радиоэлектронной, в производствах производстве средств связи, испытательных лабораториях, на объектах транспорта, в жилых и общественных зданиях. В целях профилактики неблагоприятного воздействия ГГМП на организм человека были разработаны СанПиН 2.1.8/2.2.4.2489-09i. В документе представлены научно-обоснованные предельно допустимые уровни ослабления магнитного поля Земли и требования к проведению контроля гипогеомагнитных условий. Согласно СанПиН 2.2.4.3359-16^ контроль гипогеомагнитнного поля должен осуществляется на рабочих местах в транспортно-технологических средствах, в том числе на судах. Экипаж судов постоянно (круглосуточно и длительное время) находится в поме-
913
щениях судна, корпус и корпусные конструкции которого выполнены из ферромагнитного материала. Вместе с тем, на практике гипогеомагнитное поля на судах не рассматриваются как фактор риска здоровью плавсостава. Цель работы: дать гигиеническую оценку гипогеомагнитных условий на рабочих местах экипажа и определить возможность нормализации постоянного магнитного поля в судовых помещениях.
Методы исследования. Измерения уровней постоянных магнитных полей (ПМП) и оценка степени ослабления геомагнитного поля в помещениях судов проводилась в соответствии с методическими указаниями МУК 4.3.3212-^ (п.5.1) по коэффициенту ослабления геомагнитного поля (КоГМП).
Коэффициент ослабления К О(ГМП) геомагнитного поля рассчитывался я по формуле:
ь^гмп "о Во К0 =ТГ или — "В йв
где - НО (ВО) - модуль вектора напряжённости магнитного поля (магнитной индукции) в открытом пространстве;
- НВ (ВВ) - модуль вектора напряжённости магнитного поля (магнитной индукции) в помещении.
Согласно СанПиН 2.2.4.3359-16^ предельно допустимый уровень ослабления геомагнитного поля при работе в гипогеомагнитных условиях более 2 часов за смену устанавливается равным 2 (К О(ГМП) = 2).
Исследования гипогеомагнитных условий были проведен в помещениях судов различного назначения: на ледоколе «Москва», СКФП «Михаил Ломоносов», рефрижераторном судне «Петроградский» и других судах во время их стоянки в порту. Измерения магнитных полей выполнялись приборами - измерителями постоянного магнитного поля типа МТМ-01 магнитометр трехкомпонент-ный малогабаритный и ПЗ-81 - измеритель индукции постоянного магнитного.
Результаты. Рассмотрим результаты исследования гипогеомагнитной обстановки на примере ледокола «Москва». Измерения постоянного магнитного поля были выполнены в помещениях на всех палубах судна. Рассчитанные на основании результатов измерений ПМП коэффициенты ослабления геомагнитного поля (К™) в судовых помещениях представлены в таблицах 1,2.
Таблица 1
Коэффициенты ослабления геомагнитного поля в помещениях различного назначения ледокола «Москва»
№ п/п Место измерения (палуба) КоГМП
1 Палуба рубки 4 яруса 1,3 - 4,3
2 Палуба рубки 3 яруса 2,6 - 10,9
3 Палуба рубки 2 яруса 3,0 - 5,1
4 Палуба рубки 1 яруса 1,8 - 3,0
5 Верхняя палуба 2,4 - 2,5
6 Вторая палуба 2,7 - 11,2
Как видно из таблицы 1, практически во всех обследованных помещениях судна было выявлено ослабление постоянного магнитного поля Земли (значения КоГМП составлял от 1,3 до 11,2). Ослабление магнитного поля Земли на судне было выявлено не только в производственных помещениях, но и в жилых каютах. В таблице 2 представлены максимальные значения коэффициентов ослабления магнитного поля в жилых каютах.
Таблица 2
Коэффициенты ослабления геомагнитного поля в жилых каютах ледокола «Москва» на палубе рубки 2 яруса.
№ п/п Место измерения (каюта) КоГМП
1 Каюта старшего электромеханика 5,1
2 Каюта третьего помощника капитана 4,8
3 Каюта первого помощника капитана 3.8
4 Каюта второго помощника капитана 3,0
Полученные значения коэффициентов ослабления геомагнитного поля превышают предельно допустимый уровень. Следует отметить, что кроме сниженного геомагнитного поля в обследованных помещениях регистрируются значительные градиенты индукции постоянного магнитного поля, что являются дополнительным неблагоприятным фактором, воздействующим на экипаж.
Полученные результаты свидетельствуют о необходимости разработки мер по устранению неблагоприятного влияния гипогеомагнитного поля на эки-
паж. На уже эксплуатируемых объектах ГГМП является довольно трудно устранимым фактором. Вместе с тем, в ряде публикаций представлены возможные варианты компенсации дефицита магнитного поля Земли в экранированных помещениях с помощью технических мероприятий, в том числе путем намагничивания и размагничивания металлических элементов, применения в местах с ослабленным геомагнитным полем компенсирующих вставок из магнитотвердых полосок [1,2]. Однако эти методы позволяют создать однородное поле только в отдельной зоне помещения.
Наиболее эффективно для нормализации постоянного магнитного поля в судовых помещениях предусматривать внедрение технических средств на стадии проектирования морской техники. В ФГУП «Крыловский государственный научный центр» была разработана система нормализации ПМП, позволяющая привести магнитное поле в помещении к нормируемому значению. Были проработаны теоретические основы формирования постоянного магнитного поля в помещениях, определены элементы системы, разработана методика, позволяющая выбрать структуру и параметры такой системы при ее расположении в помещении для наиболее эффективного внедрения. Система нормализации включает: многожильные кабели с вмонтированными на них разъёмами, образующие кольцевую электромагнитную систему, коробки коммутации, позволяющие соединить провода кабеля в единый контур электромагнитной системы; источник стабильного регулируемого тока. Опытный образец системы нормализации гипоге-магнитных условий был установлен в ФГУП «Крыловский государственный научный центр» помещении оператора немагнитного эллинга с рабочей зоной размерами 3х6 м, где практически отсутствовало магнитное поле Земли («нулевое» поле). Реализация этой системы позволила обеспечить в помещении оператора гигиенически допустимую величину ослабления геомагнитного поля (КоГМП = 1,5).
Внедрение технических средств для нормализации магнитного поля в судовых помещениях целесообразно проводить на стадии проектирования судна, исходя из численной оценки ожидаемого уровня снижения геомагнитного поля корпусными конструкциями. Следует отметить, что расчетное прогнозирование гипогеомагнитного поля внутри помещений на любых объектах является первым этапом в решении вопроса его последующей коррекции. Вопросы расчетной оценки уровней магнитного поля в экранированных помещениях рассматривались ранее, были предложены методики его расчета [3]. Однако оценка уровней магнитного поля на простых расчетн9ы16х моделях не всегда позволяет получить
достоверные результаты, необходимые для разработки эффективных технических средств.
В ФГУП «Крыловский государственный научный центр» разработаны методы численного моделирования электромагнитных полей разных частотных диапазонов с учетом геометрии корпусных конструкций и особенностей формирования поля на судах. В рамках настоящей научно-исследовательской работы было проведено численное моделирование постоянного магнитного поля внутри судового помещения с помощью компьютерной программы STAR3D Magnetic на основе метода граничных элементов. Трехмерные модели судовых помещений были построены при помощи геометрического процессора, входящего в состав STAR3D Magnetic. Постоянное магнитное поле внутри помещений рассчитывалось как сумма внешнего геомагнитного поля, поля остаточной намагниченности и индуцированного поля. Магнитное поле Земли принималось равным 51 мкТл.
В качестве примера на рисунке 1 приведены результаты численного моделирования расположения системы нормализации магнитного поля в жилой каюте, расположенной на втором ярусе надстройки ледокола «Москва». На рисунке 1а показаны данные расчета постоянного магнитного поля в помещении. Проведенные расчеты показали, что постоянное магнитное поле в каюте более чем в 3 раза ниже магнитного поля Земли, что коррелирует с приведенными в таблице 1 данными, полученными в результате натурных измерений (КОГМП = 35,1).
На рисунках 1б и 1в показаны схема прокладки в помещении компенсационной обмотки системы нормализации и результаты оценки уровней магнитного поля с системой нормализации соответственно.
РРис.1. Расчёт магнитного поля в судовых помещениях и оценка
эффективности системы нормализации магнитного поля
а) постоянное магнитное поле в каюте (10-15мкТл, КоГМП=3,5-5)
б) схема расположения компенсационной обмотки
в) распределение магнитного поля с обмоткой (35-40 мкТл,
КоГМП=1.5-1,3).
Результаты численного моделирования работы системы нормализации ги-погеомагнитных условий показывают, что установка системы в каюте дает возможность обеспечить в ней гигиенически допустимый уровень ослабления магнитного поля Земли.
Обсуждение. Электромагнитная обстановка на современных судах отличается особой сложностью [4]. Это обусловлено высокой пространственной концентрацией на морских объектах технических средств различного назначения, создающих электромагнитные поля (ЭМП) широкого спектра частот от единиц Гц до десятков ГГц. При выполнении профессиональных обязанностей экипаж ежедневно в течение всего рабочего периода (рейса) находиться в условиях со сниженными уровнями магнитного поля Земли. Кроме того, работающие на судах постоянно подвергаются воздействию целого комплекса других неблагоприятных факторов производственной среды, (шум, вибрация, изменяемые параметры микроклимата, освещенность, загрязнение воздушной среды и др. ). К настоящему времени наиболее полно разработаны подходы к обеспечению защиты плавсостава от воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона, создаваемых средствами радиосвязи и радиолокации. Вопросам защиты экипажа от неблагоприятного воздействия электрических и магнитных полей других частотных диапазонов, в том числе и гипогеомагнитных полей не уделяется должного внимания.
Гигиеническими, клинико-физиологическими и эпидемиологическими исследования, выполненными в последние десятилетия под руководством ФГБНУ «НИИ МТ», установлено, что продолжительная работа в экранированных помещениях при снижении ГМП в 4-10 раз может оказывать дезадаптирующее влияние на функциональное состояние центральной нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной, иммунной систем и системы крови [5]. Со стороны центральной нервной системы были выявлены признаки дисбаланса основных нервных процессов в виде преобладания торможения. Неблагоприятные функцио-
нальные изменения, проявлялись в снижении объема воспринимаемой и перерабатываемой информации, подвижности нервных процессов на фоне возрастающего напряжения механизмов регуляции вегетативной нервной системы. О нарушении механизмов регуляции вегетативной нервной системы свидетельствовали функциональные изменения со стороны сердечно-сосудистой системы в виде лабильности пульса и артериального давления, нейроциркуляторной дистонии ги-пертензивного типа. Был выявлен высокий относительный риск развития артериальной гипертензии и ишемической болезни сердца и формирование этих форм патологии в более молодом возрасте. При исследованиях были определены достоверные изменения морфологического состава крови.
Обнаруженные у персонала, работающего в ГГМП, изменения свидетельствуют о нарушении неспецифических факторов защиты и иммунологической реактивности с формированием функционального иммунодефицита. Выявленное увеличение биологического возраста по сравнению с календарным возрастом на 4,2 года (р<0,02), свидетельствует об ускоренном старении организма в гипогеомагнитных условиях. Данные о неблагоприятном влиянии на здоровье гипогеомагнитных полей подтверждаются результатами исследований, выполненных другими авторами [6].Таким образом, пребывание человека в гипогео-магнитных условиях приводит к снижению резервных и компенсаторных возможностей организма. Гипогеомагнитное поле рассматривается как фактор риска здоровью человека. Применительно к судовым условиям длительной пребывание в гипогеомагнитных условиях может способствовать появлению фактора усталости у плавсостава и влиять на вероятность возникновения аварийных ситуаций по причине человеческого фактора.
В настоящее время требования к нормированию и организации контроля уровня ослабления геомагнитного поля представлены в СанПиН 2.2.4.3359-16 и СанПиН 2.5.2/2.2.4.1989-06. Изменение геомагнитного поля в экранированных помещениях включено в «Перечень вредных и (или) опасных производственных факторов, при наличии которых проводятся обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования)\ Несмотря на то, что требования к гипогеомагнитным полям на рабочих местах представлены в ряде нормативных документов, вопросы профилактики воздействия данного физического фактора на экипаж судов практически не решаются. Гипогеомагнитное поле не включено в «Классификатор вредных и (или) опасных факторов производственной среды»\ Оценка ГГМП не предусмотрена и нормативным документом «Особенности проведения специальной оценки условий труда на рабочих
местах членов экипажей морских судов, судов внутреннего плавания и рыбопромысловых судах»\
Выводы.
1. Результаты гигиенической оценки электромагнитной обстановки в помещениях судов свидетельствуют о том, что моряки длительное время вынуждены находиться в гипогеомагнитных условиях.
2. Гипогеомагнитное поле являются фактором риска здоровью моряков. Длительное пребывание в гипогеомагнитных условиях может привести к развитию явлений дезадаптации со стороны ведущих систем организма и изменению психофизиологических функций, что в свою очередь может способствовать как ухудшению здоровья плавсостава, так и возникновению аварийных ситуаций.
3. Предложенная система нормализации геомагнитного поля позволяет привести ГГМУ в соответствие с гигиеническими требованиями.
4. Гипогеомагнитное поля необходимо включить в нормативные документы по специальной оценке условий труда на рабочих местах экипажей судов.
Список литературы:
1.Рябов Ю.Г., Ломаев Г.В., Кулешова Д.С. Концепция восстановления геомагнитного поля в экранированных объектах. Технологии электромагнитной совместимости. 2010;4: 35-43.
2. Рябов Ю.Г., Ломаев Г.В., Емельянова М.С. Фактор геомагнитного поля в железобетонных сооружениях. Интеллектуальные системы в производстве. 2013; 2 (22): 181-184.
3. Кольчугин Ю.И., Походзей Л.В. О расчете геомагнитного поля в экранированном помещении. Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот. 2003; Т.11. Вып.1 (37):106-114.
4. Ломов О.П., Ахметзянов И.М., Соколов М.О. и др. Физические факторы обитаемости кораблей и судов. СПб: Судостроение; 2014.
5. Походзей Л.В., Матвеев К.М., Крупкин А.Б. и др. Условия труда и состояние здоровья персонала при утилизации атомных подводных лодок и судов атомного технологического обслуживания. Медицина труда и промышленная экология. - 2015 - № 9. - С. 119-120.
6. Фоминич Э.Н, Никитина В.Н, Ляшко Г.Г., Тимохова Г.Н., Петикин Д.А. Электромагнитная обстановка в экранированных помещениях. Технологии электромагнитной совместимости № 4 (23), 2007. С. 33-36.
УДК 612.6
920
