CC BY
3
невых грибов и грибкового аэрозоля в условиях внутри-жилищной среды, жалоб на изменение самочувствия, наличия аллергопатологии у анкетируемого, его родителей и/или членов его семьи, а также для субъективной оценки жилищно-бытовых условий, уровня комфортности проживания и т. д.
2. Визуальное обследование помещений производится в целях обнаружения протечек, оценки видимого роста плесневых грибов на поверхностях строительных и отделочных материалов и площади очагов поражения стеновых конструкций грибковой флорой, определения плесневого запаха и оценки общего санитарного состояния обследуемого помещения.
3. Исследование воздуха. Проводится во всех помещениях квартиры (жилые комнаты, кухня, прихожая, ванная, туалет и др.).
4. Исследование строительных конструкций. Проводится путем отбора проб с поверхности и глубины стеновых конструкций, пораженных плесневыми грибами.
5. Замеры температуры и относительной влажности воздуха в обследуемых квартирах.
6. Проверка эффективности работы системы вентиляции.
7. Цитологическое и иммунологическое обследование.
Л итература
1. Антропова А. Б. Микромицеты как источник аллергенов в жилых помещениях г. Москвы: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. — М., 2005.
2. Беляева Н. Н., Губернский Ю. Д., Горелова Ж. Ю. и др. // Гиг. и сан. - 2003. - № 6. - С. 79-81.
3. Биличенко Т. Н., Чуприна О. В. // Материалы 12-го Национального конгресса по болезням органов дыхания. Москва, 11 — 15 ноября 2002 г. Тезисы докладов. - М., 2002. - С. 120.
4. Губернский Ю. Д. // Гиг. и сан. - 2000. - № I. — С. 8-12.
5. Губернский Ю. Д., Беляева Н. Н., Мельникова А. И., Чуприна О. В. Ц Сборник трудов постоянно действующего науч.-практ. городского семинара "Экология жилых помещений города Москвы". — М., 2005.
- Вып. 2. - С. 61-67.
6. Желтикова Т. Н., Петрова-Никитина А. Д., Антропова А. Б. и др. // Журн. микробиол. — 2001. — № 6.
- С. 94-99.
7. Федосеева В. Н., Молотилов Б. А., Ларина О. Н., Фе-доскова Т. Г. Бактериальная аллергия. — Пенза, 2004. - С. 209-213.
Поступило 24.06.0S
О С. П. БАБЕНКО, 2006
УДК 613.632:|546.79| + 546.16].001.24
С. П. Бабенко
КОЛИЧЕСТВЕННОЕ СРАВНЕНИЕ ПЕРКУТАННОГО И ИНГАЛЯЦИОННОГО ПОСТУПЛЕНИЙ УРАНА И ФТОРА В ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА С ГЕКСАФТОРИДОМ УРАНА И ПРОДУКТАМИ ЕГО ГИДРОЛИЗА
МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва
Известно, что в ряду прочих путей поступления в организм токсичных веществ наблюдается перкутанное поступление [5]. В данной работе речь пойдет о поступлении в организм урана и фтора, носителями которых являются гексафторид урана 11Р6 и продукты его гидролиза. Гексафторид урана используется на сублиматных и обогатительных заводах. Известно, что, как только 11Р6 появляется в воздухе рабочего помещения, он быстро гидролизуется с образованием газов ир6, 1ЮР4, и02Р2, и02Р2, НР. Молекулы двух последних газов коагулируют, образуя аэрозольные частицы 1Ю2Р2 и НР [6]. Поставлена задача — определить величину перкутанного поступления по отношению к более изученному ингаляционному поступлению тех же веществ.
В основе возможности количественного сравнения этих способов поступления лежат проведенные нами частично опубликованные расчеты [1,2]. Рассматривали следующие условия поступления: 1) аварийная ситуация; 2) повседневные производственные условия (хроническое поступление).
Для вычисления перкутанного поступления токсичного вещества в организм (под кожу) использовали соотношение [1|
= |А-Кт)<1 -е-«"", (1)
о
где / — момент наблюдения; т — момент попадания частицы на кожу; N{1) — число частиц рассматриваемого вещества, попадающих под кожу к моменту времени /; Б — площадь кожного покрова; X — коэффициент, характеризующий скорость проникновения вещества, осевшего на кожу, внутрь кожи.
В работе [ 1 ] показано, что перкутанное поступление вещества определяется газами, поэтому в соотношении (1)у — плотность потока числа молекул рассматриваемо-
го вещества в газообразном состоянии. В силу токсичности урана и фтора по отношению к организму человека нас интересовало поступление именно этих веществ. Массу урана, поступившего перкутанно под кожу, определяли соотношением
m = m0U-N(l), (2)
где тои — масса атома урана. При этом в соотношении (1) плотность потока числа атомов урана имеет вид j{т) =у',(т) + у2(т) + Уз(т), т. е. складывается из плотностей потока числа молекул газов UF6, UOF4, U02F2, так как каждая из молекул этих газов обеспечит в дальнейшем один свободный атом урана в организме человека. При расчете поступления массы фтора использовали соотношение
m = m0F-N(t), (3)
где m0F — масса атома фтора. При этом в соотношении (1) плотность потока числа атомов фтора имеет вид у(т) = 4/,(т) + 2/2(т) + у4(т), т. е. складывается из плотностей потока числа молекул газов UF6, UOF4, HF, так как молекулы этих газов обеспечат в организме человека соответственно 4, 2 и 1 свободных атома фтора.
Для вычисления ингаляционного поступления токсичного вещества в организм использовали соотношение
i i m(z, t) = т0 JA • n(z, т) • v, • S = т0 • q • JA • n(z, т) (4),
о о
где n(z, 0 — концентрация рассматриваемого вещества в воздухе рабочего помещения; т0 — масса атома рассматриваемого вещества; S — площадь поперечного сечения гортани; vd — скорость, с которой движется вдыхаемый человеком воздух; q = vd - S— объем воздуха, вдыхаемого в единицу времени; z — высота, на которой расположен
Таблица I
Временные нзмененн» относительной роли перкутаниого и ингаляционного поступлений урана • аварийных условиях
Уран. Аварийная ситуация. Соотношение мае«, поступивших * организм человека перкутанным путем (с газами) и ингаляционным путем
(с газами и аэрозолями)
Г перкутанное поступление ингаляционное поступление 2ы ?!/11
газы (внутри кожи) ж„, мг газы т,мг, х-0.73 аэрозоли ми,, мг, X - 0,019 сумма газов и аэрозолей м,,, мг «я « п
Юс 8,07' Ю-4 1,13 1,05« 10"4 1,13 1,4' 101 1,5-Ю"' 1,4'Ю3
20 с 2,28 • 10"' 2,24 1,03-Ю*1 2,24 9,82 • 10* 5,22 -Ю"» 9.82-Ю»
1 мин 1,15' Ю*» 5,92 2,3 '10"» 5,94 5,14' 10» 2 5,16-10*
5 мин 8,82 • 10"» 11,6 0,46 12,06 1,32' 10» 5,26 1,37« 101
10 мин 2,05-10"' 11,82 0,93 12,75 5,77' 10» 4,54 62,2
20 мин 4,22' 10*' 11,82 1,5 13,32 28,18 3,55 31,56
30 мин «,35-Ю"1 11,82 1,86 13,68 18,62 2,93 21,54
рот человека. При ингаляционном поступлении нас по-прежнему интересовало поступление токсичных веществ — урана и фтора.
Масса урана, поступившего в газовой фазе,
т(0 - ж0 • д • • (и,(т) + л2(т) + «3(т)),
(5)
где и,, Пу — концентрации газов 11Р„ 1ЮР4, 1Ю2Р2 в воздухе рабочего помещения.
Масса фтора, поступившего в газовой фазе,
I
т(») = т0 • г' ' (4«,(т) + 2я,(т) + и4(х)), (6)
а
где «,, п2, и4 — концентрации газов 1)Р6, 1ГОР4, НР.
Для аэрозолей
г
тМ, I) = то • я • (Л \ М: • г, I) (7),
а о
где п\г, г, 0 — удельная (по радиусам аэрозольных частиц) концентрация атомов урана в составе аэрозольных частиц радиуса г на высоте г в момент времени г.
Для определения входящих в формулы (I)—(7) концентрации частиц и и плотности потока числа частиц у проводили решение начально-краевой задачи для системы уравнений непрерывности, описывающих поведение всех шести веществ, образующихся в воздухе рабочего помещения, в котором появился гексафторид урана. Для каждого вышеперечисленного случая задачу решали в плоском слое толщиной Л в приближении учета движения аэрозольных частиц под действием силы тяжести и силы вязкого трения в условиях постоянной начальной
концентрации гексафторида урана и зависимости п и у только от г и Г.
Для газов для определения концентрации и плотности потока атомов урана и фтора решение системы уравнений непрерывности проводили с учетом диффузии газов. Это относится и к аварийной ситуации, и к повседневным производственным условиям, к определению и перкуганного, и ингаляционного поступления. Задачу исследовали методом Фурье. Решение получено в виде ряда.
Для аэрозолей п условиях аварийной ситуации и при перкуганном, и при ингаляционном поступлении для определения концентрации п и плотности потока у атомов заданного вещества использовали полидисперсную модель. Систему уравнений непрерывности записывали в приближении пренебрежения диффузией газов. Уравнение для аэрозолей исследовали методом характеристик. Получены аналитические выражения для концентрации п и плотности потока частиц/
Для аэрозолей в повседневных условиях и при перку-танном, и при ингаляционном поступлении тоже рассматривали полидисперсную модель. Однако решали ее в приближении малой диффузии. При этом использовали метод функций пограничного слоя. В нулевом приближении получено аналитическое выражение для величин и и /
В табл. I приведены рассчитанные по описанным методикам величины, характеризующие поступление в организм человека урана в аварийной ситуации перкутанным и ингаляционным путями. Этими величинами являются: I) масса урана т„, проникшего к моменту времени I под кожу перкутанным путем с газами; 2) масса урана ти г, поступившего к моменту времени I в легкие ингаляционным путем с газами; 3) масса урана ти„ поступившего к моменту времени I в легкие ингаляцион-
Таблица 2
Временные изменения относительной роли перкутаниого и ингаляционного поступлений фтора а аварийных условиях
Фтор. Аварийная ситуация. Соотношение масс, поступивших в организм человека перкутанным путем (с газами) и ингаляционным путем
(с газами и аэрозолями)
перкутанное поступление ингаляционное поступление тк. г "я.. « «п
газы т„ мг газы т,,, мг, * - 0,73 аэрозоли т, „ мг, X-0.ll сумма газов и аэрозолей м„ с , мг
Юс 3.38'Ю"1 0,36 1,1' Ю'1 0,36 106,5 0,33 106,5
20 с 1,03'Ю"» 0,67 6,6' 10~* 0,68 65 0,64 66
1 мин 5,6-Ю"1 1,71 7,04 • 10"» 1,78 30,38 1,35 31,5
5 мин 4,75 • Юч 3,19 1,16 4,35 6,72 2,44 9,17
10 мин 9,88 • 10*' 3,25 2,8 6,05 3,29 2,83 6,12
20 мин 1,88 3,25 6,08 9,33 1,73 3,24 4,97
30 мин 2,6 3,25 9,36 12,61 1,35 3,59 4,84
Относительная роль перкутанного и ингаляционного поступлений фтора в условиях хронического поступления
Таблица 3
Сопоставление перкуганного (под кожу с газами) и ингаляционного (в альвеолы) поступлений для урана и фтора. Повседневные производственные условия. Коэффициент прохождения в альвеолы, х равен 0,065 для урана и 0,12 — для фтора
^ — ; всщест-V л во К час поступление т, мг за год депонирование т, мг за год т, мг в суточной моче
перкутанное, газы ингаляционное, газы ингаляционное, аэрозоли перкутанное, газы ингаляционное, газы ингаляционное, аэрозоли перкутанное, газы ингаляционное, газы ингаляционное, аэрозоли
1,07- 10"'5 уран 0 0,734 2,77 2,93 9,7-10"2 9,9-10"4 1,05- Ю"1 2,76 ю-' 9,9-10"' 1,05- 10"J
2-10 уран 0 1,37- 10J 5,18- 10J 5,47- 10J 1,81 • 10' 1,9-10-' 1,95-10-' 5,23 ю-' 1,85 1,95
1,07- Ю"'5 уран 3 0,708 2.6 0,95 9.4-10"2 9,27- Ю-1 3,41 • 10"4 2,65 10"5 9,14-Ю"' 3,41 • 10"'
2-Ю уран 3 1.32 • 10J 4,85- 102 1,78- 10г 1,76-10' 1,73-10-' 6,41 • 10"2 4,96 10"' 1,71 5,93 • 10"'
1,07- 10"15 фтор 0 1,104 0,76 6,57 • 102 1.1 •Ю-1 7,29-10"J 6,28 4,27 ю-' 2,7-10-' 2,14
2-10 "IJ фтор 0 2,063 • 102 1,42- 102 1,23 • 10s 2,06 1,36 1,18- 10' 7,98 10"' 5,05 • 10"' 6,27-102
1,07- Ю-15 фтор 3 1,063 0,72 1,56 1,09-10'2 6,85 • 10"' 1,49- 10"2 4,11 ю-' 2,53 • 10"' 5,52 • 10"'
2-10 43 фтор 3 1.99 -102 1,34 • 102 2,92-10J 2,04 1,28 2,79 7,68 ю-' 4,73 • 10"' 1,03
ным путем с аэрозолями; 4) масса урана тих, поступившего к моменту времени t в альвеолы ингаляционным путем в сумме с газами и аэрозолями; 5) отношение массы урана, поступившего в альвеолы ингаляционным путем с газами, к массе урана, проникшего под кожу пер-кутанно с газами; 6) отношение массы урана, прошедшего в альвеолы с аэрозолями, к массе урана, проникшего под кожу перкутанно с газами; 7) отношение полной массы урана, прошедшего в альвеолы, к массе урана, проникшего под кожу перкутанно с газами. При определении коэффициента прохождения в легкие аэрозольных частиц, несущих уран (х = 0,019), в аварийной ситуации учитывали данные, приведенные в работах [3, 7]. В табл. 2 приведены те же зависимости для фтора. Для аэрозольных частиц, несущих фтор, в аварийной ситуации X = 0,11.
В табл. 3 приведены величины, характеризующие поступление урана и фтора в повседневных производственных условиях. В графах 3, 4, 5 приведены те же поступления вещества, что и в табл. 1 и 2, соответствующие значению времени I = 1 год после начала производственной деятельности. Поступление за 1 год тпаС1 определяли соотношением
"'пост = m (6 ч) • 280,
где 6 ч — продолжительность рабочего дня; тпаст — масса вещества, поступившего внутрь организма к концу одного рабочего дня; 280 — число рабочих дней в году.
В следующих трех графах приведены значения масс тлсп веществ, депонированных в организме к моменту времени t = 1 год. Эту массу определяли расчетным путем с учетом того, что от момента попадания малой порции вещества в организм сразу же включается процесс вывода его естественным путем. Данные последних трех граф рассчитываются как разница поступления и депонирования к данному моменту времени, отнесенная к числу дней производственной деятельности. При этом учитывалось, что вывод естественным путем при перку-танном поступлении определяется поступлением не в кожу, а внутрь организма, которое, согласно нашим расчетам, примерно на два порядка меньше, чем поступление под кожу. При расчете принимали, что коэффициент прохождения в альвеолы газов х равен 0,73 [4], аэрозолей урана — 0,065 и аэрозолей фтора — 0,12 (наши расчеты в сочетании с рекомендациями Международной комиссии по радиационной защите [7].
Поданным, приведенным в табл. 1 и 2, можно сказать следующее:
1. И аэрозольное, и газовое ингаляционные поступления в пределах времени пребывания в аварийном помещении Д/ = 1—30 мин по отдельности больше, чем перкутанное поступление (за исключением первых секунд для аэрозолей, когда они только появляются в воздухе).
2. Отношение масс ингаляционного аэрозольного и перкутанного поступлений внутрь организма меняется в указанном диапазоне времени от 5 до 3 для урана и от 1 до 4 для фтора. Дтя газовой фазы это отношение меняется для урана и фтора в диапазонах 514—19 и 30—1 соответственно. Для суммарного поступления отношение масс меняется в пределах от 516 до 22 и от 32 до 5. Видно, что ингаляционное поступление в организм человека существенно преобладает над перкутанным проникновением. Со временем в рассматриваемом диапазоне это преобладание уменьшается, но отношение масс остается на уровне одного порядка для урана и половины порядка для фтора. Однако необходимо считаться со следующими фактами:
1. Защита от газов всего кожного покрова человека реализуется гораздо сложнее, чем защита дыхательной системы.
2. При некоторых реальных условиях (например, при 10-минутном пребывании в аварийной обстановке при начальной концентрации выброшенного гексафторида
урана nUF = 5 • 10" ) одного перкутанного поступле-м
ния достаточно, чтобы человек получил смертельную дозу m = 330 мг по массе фтора [2].
Из данных, полученных для повседневных поступлений (см. табл. 3), вытекает следующее. И для урана, и для фтора ингаляционное поступление более значимо. Для фтора в отсутствие воздухообмена преобладание ингаляционного поступления на два порядка выше, чем для урана (= 600 и =* 8 раз). Однако уже минимальный коэффициент воздухообмена К = 3 — снижает отношение
час
суммарного ингаляционного поступления к перкутанно-му до 2 раз для фтора и до 5 раз для урана.
На основании вышесказанного можно сделать вывод, что при расчете полных поступлений пренебрегать перкутанным поступлением нельзя, потому что они в реальных производственных условиях (К= 3 ) сравнимы.
Таким образом, как в аварийной ситуации, так и в обычных производственных условиях и для урана, и для фтора ингаляционное поступление преобладает над перкутанным в 2—10 раз в зависимости от ситуации и вещества. Однако пренебрегать перкутанным поступлением нельзя ни при каких обстоятельствах, поскольку защита от него в своей реализации гораздо сложнее.
Литература
1. Бабенко С. П., БадьинА. В., Бадьин В. И. // Известия Академии помышленной экологии. — 2003. — № 2. - С. 70-85.
2. Гастева Г. П., Бадьин В. И., Молоканов А. А., Мордашева В. В. Клиническая токсикология химических
соединений урана при хронической экспозиции / Радиационная медицина. Радиационные поражения человека. Под ред. акад. РАМН. Л. А. Ильина. — М.: ИздАТ, 2001. - Т. 2. - С. 369-389.
3. Бабенко С. П., Бадьин А. В. // В кн.: Образование через науку. Тезисы докладов Международной конференции. - М., 2005. — С. 566.
4. Бабенко С. П., Бадьин А. В., Бадьин В. И. //Известия Академии промышленной экологии. — 2002. — № 4. - С. 70-77.
5. Гастева Г. Н., Мордашева В. В., Гуськова А. К. и др. Работа с соединениями урана / В сб.: Руко-
водство по организации медицинского обслуживания лиц, подвергшихся действию ионизирующего излучения под ред. акад. АМН СССР Ильина Л. А. — М.: Энергоатомиздат. — 1986. — С. 90-107.
6. Мирхайдаров А. X. // В кн.: Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях. — Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 2000. — С. 92.
7. Публикация 66 МКРЗ (Рекомендации международной комиссии по радиологической защите). — Энергоатомиздат, 1994. — Т. 24. — № 1—3.
Поступила 28.06.03
Гигиена детей и подростков
О г. А. СЕВРЮКОВА, 2004 УДК 613.96-057.175:378
Г. А. Севрюкова
АДАПТИВНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СТУДЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ
Волгоградский государственный медицинский университет
Одной из наиболее важных задач системы высшего профессионального образования остается обеспечение эффективной адаптации организма студентов к условиям обучения в вузе. На фоне интенсификации обучения, изменяющихся форм и методов преподавания происходят адаптивные функциональные изменения, сопровождающиеся значительным напряжением компенсагорно-при-способительных систем, что непосредственно сказывается на состоянии не только психического, но и соматического здоровья студентов [1,4]. Развитие функциональных нарушений, связанных с восприятием и переработкой большого объема информации в условиях дефицита времени, выполнением значительной части работы в вечернее и ночное время, а также хронические эмоционально-стрессовые ситуации усложняют адаптацию и нередко приводят к нервным срывам у студентов [2, 3, 6].
Целью настоящей работы явились изучение адаптивных изменений функционального состояния, исследование умственной работоспособности студентов на этапе освоения фундаментальных дисциплин (I—4-й годы обучения) и выявление физиологических закономерностей, лежащих в основе эффективной адаптации к условиям обучения в вузе.
В исследованиях участвовали 547 студентов Волгоградского государственного медицинского университета. По результатам медицинского осмотра все обследованные признаны практически здоровыми. Оценивали адаптивный потенциал сердечно-со-судистой системы по параметрам артериального систолического (САД) и диастолического (ДАД) давления, частоте сердечных сокращений (ЧСС); особенности вегетативного реагирования с помощью метода кардиоинтервалографии с последующим расчетом моды (Мо), амплитуды моды (АМо), вариационного размаха (ЛА), индекса напряжения (ИН) регуляторных систем; функциональное состояние центральной нервной системы (ЦНС) поданным электроэнцефалографии (фон, фотостимуляция, гипервентиляция); умственную работоспособность по показателям, отражающим устойчивость и распределение внимания, объем кратковременной памяти ("Расстановка чисел", "Память на числа", "Шифровка"), характер и особенности оперативного мышления ("тест Крепелина"), подвижность нервных процессов и функциональное состояние сенсомоторной сферы — темп, ритм, устойчивость ("Теппинг-тест", "Динамическая тремометрия") [5); структурно-динамические характеристики личности с использованием Миннесотского многопрофильного личностного опросника, оценивающего тревожно-депрессивные проявления, эмоциональную лабильность, импульсивность, сенситивность, индивидуал истичность, гипертимность, социальную интроверсию [7]. Обработку и статистический анализ данных проводили с применением программного пакета "Бш^иса".
На I этапе исследования проводили сравнительный анализ функционального состояния нервной системы, параметров умственной работоспособности, личностных характеристик у сту-
дентов, обучающихся на I (132 человека), II (154), III (146) и IV (115) курсах.
При анализе данных кардиоинтервалографии отмечались следующие достоверные различия: "сдвиг" модального значения интервалов Л—Л влево для студентов I курса — 0,705 ± 0,018 по сравнению со студентами II—0,760 ± 0,013,111 — 0,790 ± 0,015 и IV — 0,865 ± 0,010 курсов; повышенная АМо у студентов I курса 47,3 ± 2,18 при сравнении с таковым параметром у студентов III курса — 39,8 ± 3,14 и IV — 36,5 ± 2,48; уменьшение ДДС на 22,1% — I курс, 23,3% — II курс относительно такового показателя у студентов III и IV курсов, который в среднем составил 0,295 ± 0,11; 0,315 ± 0,09 соответственно. Используя для оценки функционального состояния уровень значений ИН, можно сказать, что у всех обследуемых в целом этот показатель находился в пределах адаптивных изменений (I курс — 139,8 ± 13,2, II курс —
123.5 ±9,41, III курс-97,1 ± 10,1, IV курс - 75,2 ± 9,23). Анализ значений дисперсии ИН свидетельствует о наличии внутригруппо-вой неоднородности, что позволило всех обследуемых разделить на 3 группы в зависимости от типа вегетативных реакций. Так, у студентов I и II курсов преобладающим был симпатогонический тип вегетативных реакций — 51%, на долю с нормотаническим типом приходилось около 36% и с вагогоническим — 13%. При обследовании студентов 3-го и 4-го геща обучения отмечается преобладание нормогонического типа вегетативных реакций (см. рисунок).
Как следует из полученных данных, значения САД у студентов I курса достоверно превышают значения этого показателя у студентов III и IV курсов (128,3 ± 2,45; 119,3 ± 2,50;
117.6 ± 1,48 мм рт. ст. соответственно); ДАД в сравниваемых группах достоверно не различалось. ЧСС в среднем составляла
%
1 курс II курс 111 курс IV курс
□ симпатотонический тип §§} нормотонический тип ^ ваготонический тип
Представленность (в %) различных типов вегетативных реакций у студентов I, II, III, IV курсов.
