CC BY
6разы, концентрация меди, церулоплазмины, калия, натрия, в-ЛП, активности каталазы сыворотки крови изменяются менее значительно даже при заболевании ВБ-2. Установлено, что при действии вибрации на организм человека активность супероксиддисмутазы крови снижается не только у больных вибрационной болезнью, но и у лиц с подозрением на вибрационную болезнь, когда клинические проявления отсутствуют. Кроме этого, нашими исследованиями показана очень высокая частота встречаемости лиц, подвергавшихся действию вибрации, у которых значения активности супероксиддисмутазы достоверно ниже нормальных величин. 2. Повышение уровня креатина в моче и Ккр наблюдается не только у лиц с подозрением на вибрационную болезнь и больных вибрационной болезнью, но и у больных с остаточными явлениями вибрации. При этом частота встречаемости лиц с повышенным выделением креатина с мочой остается достаточно высокой. 3. Показано, что концентрация меди и церулоплазмина в сыворотке крови несколько повышается у больных ВБ-1 и затем начинает снижаться у больных ВБ-2. Концентрация калия, натрия, в-ЛП и активность холинэстеразы изменяются при действии вибрации незначительно и частота встречаемости повышенных уровней этих показателей невысока даже при ВБ-2.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамец Е.А., Лахман О.Л., Кудаева И.В. // Мед. труда. 2007. № 11. С. 30—33.
2. Балан Г.М., Кушелевский С.Г., Черноусова Н.В. / / Теория и практика гигиенических исследований. Новосибирск, 1987. С. 156—159.
3. Горенков Р.В. // Альманах клин. мед. М., 2000. С. 137—142.
4. Дынник В.И., Прилипский Ю.В., Кривицкая Л.Г. // Гиг. труда. 1975. № 9. С. 32—35.
5. Камышников В.С. // Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике. М., 2004. С. 644—650, 688—690.
6. Капцов В.А., Павловская Н.А., Величковский Б.Т. и др. // Лабораторная диагностика: Руководство по методам исследования профессиональных, экологически зависимых заболеваний и действия наркотических веществ.
М., 2005. С. 54—57, 84—85.
7. Колб В.Г., Камышников В.С. // Справочник по клинической химии. Минск., 1982. С. 85—87, 143—145, 258—268, 289—292.
8. Коробейникова Э.Н. // Лаб. дело. 1989. № 7. С. 7—9.
9. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.Е. // Там же. 1988. № 1. С. 16—19.
10. Потеряева Е.Л., Лосева М.И., Бекенева Т.И., Таранов А.Г. // Мед. труда. 2001. № 9. С. 10—12.
11. Профессиональный риск для здоровья работников: Руководство / Под ред. Н.Ф. Измерова, Э.И. Денисова.
М., 2003.
12. Шаяхметов С.Ф., Дьякович М.П. // Мед. труда. 2007. № 6. С. 21—26.
13. Шевырева Н.А., Тамбовцева А.М. // Вопросы медицинской и социально-трудовой реабилитации при разных формах вибрационной патологии. М., 1976. С.
146—148.
14. Чацкий Г.Я., Бережная И.М. // Вопр. эндокринологии. Алма-Ата, 1990. С. 127—128.
Поступила 27.03.08
УДК 612.37:621.3.023
Н.Н. Гавриш1, И.Б. Ушаков2, Л.В. Походзей3, Н.Б. Рубцова3, Ю.П. Пальцев3
КРИТЕРИАЛЬНЫЙ ПАРАМЕТР ГИГИЕНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ РЕДКО ПОВТОРЯЮЩИХСЯ УЛЬТРАКОРОТКИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИМПУЛЬСОВ
1 — 12 ЦНИИ МО РФ, Сергиев Посад Московской обл.; 2 — ГНИИИ военной медицины МО РФ, Москва;
3 — НИИ медицины труда РАМН, Москва
Обоснована расчетная плотность наведенного тока в качестве критериального параметра гигиенического нормирования воздействия редко повторяющихся электромагнитных импульсов наносекундной длительности, генерируемых исследовательскими электроразрядными установками. Определен порог вредного действия импульса и установлены предельно допустимые уровни воздействия на персонал установок. Разработаны и утверждены нормативно-методические документы
по обеспечению электромагнитной безопасности контингентов, работающих в импульсных полях.
Ключевые слова: электромагнитный импульс, критериальный параметр, плотность наведенного тока, гигиеническое нормирование.
N.N. Gavrish, I.B. Ushakov, L.V. Pokhodzey, N.B. Roubtsova, Yu.P. Paltsev. Criterial parameter of hygienic regulation for exposure to rarely repeated ultrashort electromagnetic impulses. The
authors justified an estimated induced current density as a criterial parameter for hygienic regulation of exposure to rarely repeated ultrashort electromagnetic impulses of nanosecond duration in electrical discharge devices applied in scientific research. The authors defined a threshold for harmful effects of the impulse, set maximal allowable levels of exposure for the devices operators. Methodic and regulatory documents were specified and approved to provide electromagnetic safety for personnel working in impulse fields.
Key words: electromagnetic impulse, criterial parameter, induced current density, hygienic regulation.
В настоящее время широко используются различные устройства, являющиеся источниками импульсных электромагнитных полей (ЭМП). Однако действующие отечественные гигиенические нормативные документы не регламентируют воздействия всего многообразия таких полей. Следует отметить, что проблеме оценки эффективности и защиты от воздействия электромагнитных импульсов в настоящее время уделяется большое внимание за рубежом [1].
Особое место среди источников импульсных ЭМП занимают электроразрядные установки (ЭРУ), используемые в ряде научно-исследовательских учреждений при испытаниях аппаратуры на стойкость к воздействию электромагнитных импульсов природного (разряд молнии) и техногенного (коронный разряд) происхождения. Эти установки генерируют мощные (десятки-сотни киловольт на метр) немодули-рованные по частоте редко повторяющиеся (не чаще одного раза за 3—5 минут) электромагнитные импульсы наносекундной длительности. Воздействию таких импульсов подвергается персонал обслуживания этих установок, и лица, выполняющие свои функциональные обязанности на прилегающих территориях. Воздействие на персонал электромагнитных импульсов, генерируемых современными ЭРУ, до последнего времени не регламентировалось, поскольку критерии оценки допустимых уровней воздействия не определены. Указанное определило необходимость разработки критериального параметра нормирования воздействия таких импульсов для решения важной проблемы медицины труда — сохранения здоровья персонала, подвергающегося при профессиональной деятельности электромагнитному воздействию.
На международном уровне вопросы защиты человека и оценка экологических последствий
при воздействии электромагнитных импульсов стали подниматься недавно. На современном этапе за рубежом идет накопление, обобщение и оценка теоретического и экспериментального материала, формирование подходов и разработка критериев нормирования этого нового фактора [2].
Р е з у л ь т а т ы. Следует отметить, что природа исследуемых импульсов ЭМП имеет существенные особенности, заключающиеся в прерывистом характере этих полей, наличии специфичных значимых параметров, таких как амплитуда и длительность импульса, а также его фронт (рисунок). Редкость повторения и чрезвычайно малая длительность таких импульсов позволяет считать их фактически одиночными, а также определяет нетепловой характер исследуемого электромагнитного воздействия на биообъект. Поэтому для количественной оценки воздействия указанных импульсов необходимо
Емакс — амплитуда напряженности электрической составляющей импульса, кВ/м; tф — длительность фронта импульса, нс; Ш — длительность импульса, нс; Т — период повторения, мин.
Амплитудно-временные характеристики импульса электромагнитного поля электроразрядных установок
разработать приемлемый расчетный метод и имитационные модели, описывающие динамику обусловленных воздействием физических процессов в организме.
Были предприняты попытки использования существующих нормативных документов для разработки параметра нормирования рассматриваемых электромагнитных воздействий. Применили подход, основанный на физическом анализе импульсных и синусоидальных ЭМП. Исходили из того, что амплитудно-временные характеристики импульсов ЭРУ находятся в следующих пределах: по амплитуде электрической составляющей от единиц до сотен киловольт на метр, а магнитной — от десятков до сотен ампер на метр. При этом длительность фронта различных импульсов изменяется от долей наносекунд до десятков наносекунд. Длительность импульсов составляет от нескольких наносекунд до микросекунд, а период повторения импульсов, генерируемых испытательными ЭРУ, составляет от нескольких минут до долей секунды. Таким образом, напряженность составляющих импульса характеризуется быстрым нарастанием, относительно медленным спадом, а период повторения импульсов превышает их длительность в сотни миллионов раз.
Действующие в настоящее время отечественные гигиенические нормативы и зарубежные стандарты по электромагнитной безопасности основаны на дозовом подходе оценки электромагнитного воздействия, в основном, гармонических полей с использованием множительных коэффициентов для импульсно-модулированных воздействий соответствующего диапазона частот ЭМП. Одним из базовых используемых принципов обоснования пороговых уровней ЭМП за рубежом, не получившим пока широкого распространения в России, является анализ расчетных результатов взаимодействия поля с биообъектом. При этом рассеяние, поглощение и отражение энергии обусловлены электрофизическими свойствами тканей, размерами тела и ориентацией объекта в поле. Обычно в качестве параметров воздействия ЭМП на биообъекты рассматривают различные характеристики поля. Основным дозиметрическим показателем принято считать удельное поглощение, определяемое как скорость поглощения энергии, отнесенная к массе поглотителя [3]. Параметром, характеризующим суммарное воздействие за определенный промежуток времени, выступает накопленная объектом энергия, но для нетепловых воздействий такой параметр малоинформативен. Однако определить связь протекающих в теле биообъекта электродинамических процессов с развивающимися
биологическими эффектами можно на основе количественного учета не только поглощенной тканями энергии, но и наведенных внутри тела токов, прямо пропорциональных напряженности электрического поля в тканях.
Традиционно используемыми для инструментального измерения и нормирования являются величины напряженности электрического и магнитного полей. В соответствии с европейским стандартом [4] величины напряженности электрического поля для частот 0,5 —1500 МГц в непрерывном режиме генерации, за время воздействия большем или равном 6 мин, не должны превышать 119—1000 В/м, а пиковые величины в импульсном режиме генерации — 3,44—4,76 кВ/м, соответственно. В американском стандарте [5] для контролируемых условий рекомендуется ограничивать напряженность поля в указанном частотном диапазоне при непрерывном режиме генерации уровнями 61,4—614 В/м, но для импульсного режима, исходя из длительности рассматриваемых импульсов, ПДУ превышают величины электрического пробоя воздуха (около 3 МВ/м). Отечественные гигиенические нормативы [6] ограничивают величину напряженности электрического поля в частотном диапазоне 30 кГц—300 МГц уровнями 80—500 В/м. В диапазоне 300 МГц—300 ГГц для прерывистых воздействий с частотой не более 1 Гц и скважностью не менее 20 вводится коэффициент ослабления активности прерывистых воздействий, равный 10. Однако независимо от продолжительности воздействия, его интенсивность не должна превышать максимальной величины 1000 мкВт/см2, что соответствует значению напряженности поля в дальней зоне излучения, равному 61,4 В/м.
Следует отметить, что в зарубежных стандартах [4], кроме того, для нормирования непрерывного и импульсного электромагнитного воздействия на профессиональный контингент в диапазоне частот ЭМП от 10 кГц до 10 МГц используется плотность наведенного тока (ПНТ, мА/м2) в частотно-зависимом соотношении: ПНТ=//100.
Тогда для рассматриваемого диапазона частот ПНТ принимает значения 0,1—10 А/м2. Причем для оценки ПДУ от нескольких воздействующих частот используется средневзвешенное значение. Применение такого дозиметрического параметра отражает гибкость подхода к разработке зарубежных стандартов по электромагнитной безопасности, основанных на учете механизмов взаимодействия ЭМП с биологическим объектом.
Указанные способы нормирования воздействия на профессиональные группы основаны на «дозовом» подходе, исходя из эмпирического ограничения поглощенной энергии (мощности) электромагнитного излучения, а также на экспертном применении множительного коэффициента пульсации поля для импульсно-модулированных воздействий. Однако полученные оценки ПДУ отечественных гигиенических нормативов и зарубежных стандартов в одних и тех же диапазонах часто существенно отличаются и не могут быть однозначно истолкованы для воздействий немодулированных импульсов, не имеющих несущей частоты. В частности, при нормировании воздействия ЭМП в производственных условиях одним из параметров является энергетическая экспозиция излучения за смену. Исходя из ПДУ этого параметра, допустимое значение напряженности ЭП в диапазоне радиочастот для импульса длительностью 1 мкс составит 2 — 4 МВ/м. Соответственно, с укорочением импульса, генерируемого перспективными ЭРУ, расчетная величина ПДУ возрастет на 2—3 порядка. Это обосновывает неприемлемость имеющихся российских нормативных документов для оценки и нормирования воздействия широкополосных импульсов.
Следовательно, ввиду ультракороткой длительности воздействия импульса, его энергетическая экспозиция ничтожно мала, и предельно допустимые напряженности составляющих поля будут выше воспроизводимых существующими ЭРУ. Либо частота ежедневного повторения импульсов, не приводящая к негативным последствиям для здоровья персонала, может быть нереалистически велика, поскольку полученные результаты целевых медико-биологических исследований позволили выявить неблагоприятные эффекты хронического воздействия редко повторяющихся импульсов.
Таким образом, выявлена противоречивость полученных оценок регламентируемых величин исследуемого воздействия с использованием имеющихся ПДУ ЭМП. Противоречивость заключается в том, что полученные по одним методикам величины ПДУ превышают реально достижимые значения напряженности составляющих электромагнитных импульсов, а по другим — ПДУ на несколько порядков меньше и более подходят в качестве гигиенических нормативов для населения, а не для условий профессионального воздействия. Кроме того, импульсы ЭМП имеют высокую пиковую напряженность электрической составляющей поля, ультракорот-
кую длительность, не модулированы по частоте, редко повторяются, а поглощенная биообъектом энергия излучения очень мала (единицы миллиджоулей). Следовательно, необходимо разработать интегральный показатель, основанный на результатах взаимодействия объекта и поля, учитывающий биофизические механизмы иссследуемого воздействия и пригодный для межвидовой экстраполяции данных.
С учетом изложенного, основываясь на отечественных и зарубежных разработках в области нормирования ЭМП, для оценки биологических эффектов, решения задачи гигиенической регламентации воздействия импульсов наносе-кундного диапазона длительности, а также с целью определения зависимости «уровень— время—эффект» установили целесообразность использования в качестве базового критерия плотности тока, наведенного импульсами в теле биообъектов и человека.
В пользу выбора ПНТ в качестве критериального параметра свидетельствовало следующее.
1. Ток, стекающий с биообъекта под воздействием импульса, был реально зарегистрирован при физическом измерении у подопытных животных (крыс). При этом показана удовлетворительная сходимость величин расчетной и измеренной ПНТ.
2. Наведенный ток является результатом взаимодействия ЭМП и полярных диэлектриков с ограниченной проводимостью, к которым относятся биообъекты и человек, поэтому параметр ПНТ отражает указанный биофизический механизм воздействия.
3. Параметр ПНТ является достаточно информативным, так как позволяет учитывать всю совокупность условий воздействия импульса (ориентацию биообъекта относительно падающего поля, размеры объекта, условия его заземления и т.д.).
4. По результатам сопоставительного анализа показана наибольшая корреляция по сравнению с другими параметрами импульса величины ПНТ с результатами оценки развивающихся эффектов у человека и подопытных животных при хроническом воздействии, а также наличие порогового значения неблагоприятного действия импульсов.
5. Несмотря на обнаруженную при расчетах неравномерность распределения наведенного тока в теле объекта («горячие точки»), усредненное значение ПНТ достаточно устойчиво. Это соответствует положению, принятому в гигиенической практике.
6. Учет видовых различий в размерах подопытных биообъектов и человека путем расчета соответствующей плотности тока позволяет использовать значения ПНТ для экстраполяции данных.
7. Критерий ПНТ согласуется с используемым в международной практике параметром для нормирования ЭМП промышленной частоты, а также регламентации электромагнитного воздействия в диапазоне от низких до очень высоких частот.
Поэтому в качестве параметра оценки и гигиенического нормирования воздействия исследуемых импульсов приняли усредненное по телу животных и человека пиковое значение ПНТ. Это интегральное значение ПНТ определяется как среднеквадратическое значение амплитуд ПНТ, рассчитанных в элементарных ячейках имитационных моделей объектов. Расчетную оценку этого параметра взаимодействия импульса с телом биообъекта и человека проводили с использованием трехмерной методики численного решения во временной области системы дифференциальных уравнений Максвелла конечно-разностным методом [7]. Расчеты осуществляли для объектов, имитирующих подопытных животных и человека в виде однородных цилиндрических моделей, с электрофизическими характеристиками, соответствующими биологическим тканям с большим содержанием воды [8].
Анализ клинико-экспериментальных данных в зависимости от ПНТ позволил свести многообразие амплитудно-временных характеристик воздействующих импульсов в единую дозиметрическую величину, унифицировать подходы к систематизации исходных медико-биологических данных в интересах межвидовой экстраполяции результатов, выявить наличие пороговой величины ПНТ, обусловливающей развитие ряда неблагоприятных биологических эффектов, обосновать содержание критериального параметра для гигиенического нормирования воздействия импульсов на персонал ЭРУ.
Выявлена пороговая величина ПНТ, обусловливающая развитие неблагоприятных биологических эффектов, в том числе таких социально значимых, как увеличение трудопотерь и заболеваемости персонала, а также сокращение продолжительности жизни подопытных животных. По анализу совокупности данных о влиянии импульсов на животных и человека уровень этого критериального параметра оценен величиной 400 А/м2, которую приняли базовым операционным значением для разработки гигиенических нормативов исследуемого воздействия.
Рассчитали амплитуды электрической составляющей импульсов с заданными временными характеристиками в актуальном диапазоне, обусловливающие пороговую ПНТ в теле человека. Эти величины инструментально измеряемых амплитуд напряженности электрического поля составили максимально допустимые уровни воздействия импульсов на персонал ЭРУ. В зависимости от временных характеристик импульса максимальные уровни электромагнитного воздействия были в диапазоне от 4 до 14 кВ/м. Аналогичным образом были рассчитаны максимально допустимые уровни магнитного поля импульса с учетом известного соотношения составляющих для дальней зоны электромагнитного излучения. Полученные оценки максимальных уровней напряженности электрической составляющей импульса близки к отечественным нормативам воздействия электрического поля промышленной частоты, а также согласуются с величинами европейских стандартов по электромагнитной безопасности профессиональных контингентов при воздействии импульсно-модулированных ЭМП в диапазоне 0,5 — 1500 МГц.
Полученные максимальные величины воздействия были исходными для разработки ПДУ исследуемого воздействия на персонал ЭРУ (с двукратным коэффициентом гигиенического запаса) и лиц, профессионально не связанных с импульсами (с шестикратным коэффициентом гигиенического запаса). Следует отметить, что эти ПДУ регламентированы для случаев общего облучения человека при работе в зоне воздействия импульсов. На основании анализа результатов медико-биологических исследований было принято, что допустимое общее количество электромагнитных импульсов воздействующих на персонал в течение всего рабочего дня (рабочей смены) с амплитудой напряженности электрического поля (Е) меньшей Епду, рассчитывается по соотношению: N = 25х(Епду:Е). При одновременном облучении от нескольких источников соблюдается ограничение по общему количеству импульсов, воздействующих на персонал в течение всего рабочего дня.
Таким образом, на основе полученных данных о неблагоприятном влиянии электромагнитных импульсов на состояние здоровья и работоспособность человека, подтвержденных в экспериментах на животных, была разработана система инженерно-технических, организационных и медицинских мероприятий по обеспечению электромагнитной безопасности персонала ЭРУ, реализованная в Санитарно-эпидемиологических
правилах и нормативах «Требования по защите персонала от воздействия импульсных электромагнитных полей» (СанПиН 2.2.4.1329—03).
В ы в о д ы. 1. По результатам исследования установлено, что критериальным параметром гигиенического нормирования воздействия редко повторяющихся электромагнитных импульсов ультракороткой длительности, генерируемых электроразрядными установками, является плотность наведенного тока. 2. Разработаны предельно допустимые уровни воздействия на персонал при работе в импульсных полях, включающие двукратные коэффициенты гигиенического запаса и основанные на учете значения плотности наведенного в теле тока 400 А/м2 в качестве порогового уровня вредного воздействия. 3. В интересах снижения риска, а также профилактики неблагоприятного влияния импульсов разработана система организационных, инженерно-технических и медицинских мероприятий по обеспечению электромагнитной безопасности персонала электроразрядных установок, реализованная в Санитарно-эпидемиологических правилах и нормативах «Требования по защите персонала от воздействия импульсных электромагнитных полей» (СанПиН 2.2.4.1329—03).
УДК 616-28-008.14:629.73
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ICNIRP. Effects of electromagnetic fields on the living environment / / Proceedings of the International seminar on the effects of electromagnetic fields on the living environmentIsmaning, Germany, Oct. 4—5, 1999. ICNIRP, 10/2000.
2. Григорьев О.А., Бичелдей Е.П., Меркулов А.В. и др. / / Ежегодник Росс. нац. комитета по защите от неио-низирующих излучений. М.: РУДН, 2003. С. 46—74.
3. Петин В.Г., Дубовик Б.В., Рожков М.Ф., Комаров В.П. // Радиац. биол. Радиоэкол. 1996. Т. 36, вып. 2. С. 310—316.
4. European standard. Human exposure to electromagnetic fields high frequency (10 kHz to 300 GHz): ENV 50166-2. CENELEC, 1995.
5. IEEE Standard for safety level with respect to human exposure to radio frequency electromagnetic fields, 3 kHz to
300 GHz: IEEE C 95.1-91, 1992.
6. Электромагнитные поля в производственных условиях: СанПиН 2.2.4.1191—03. М.: ФЦ ГСЭН Минздрава России, 2003.
7. Taflove A. // IEEE Trans. Electromagn. Compat. 1980. V. EMC-22. P. 191—202.
8. Гавриш Н.Н., Кондратьева А.И., Плыгач В.А., Давыдов А.А. // Радиац. биол. Радиоэкол. 2001. Т. 41, № 3. С. 345—346.
Поступила 15.01.08
Е.Н. Илькаева
МЕДИКО-СОЦИАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ПОТЕРИ СЛУХА В ТРУДОСПОСОБНОМ
ВОЗРАСТЕ
НИИ медицины труда РАМН, Москва
Установлено, что ежегодно выявляемое в настоящее время в России количество случаев нейросенсорной тугоухости составляет не более 0,06 % от численности работников, занятых на работах с повышенным воздействием производственного шума и не отражает фактического профессионального риска развития шумовой патологии. Показано, что низкий уровень выявления нейросенсорной тугоухости наряду с недостаточным качеством периодических медицинских осмотров определяется комплексом психосоциальных факторов, включающих страх потери рабочего места и негативное отношение в социальных группах к лицам со сниженным слухом. Выявлена высокая распространенность гипертонической болезни среди членов экипажей воздушных судов гражданской авиации, имеющих нейросенсорную тугоухость.
Ключевые слова: медицина труда, шум, нейросенсорная тугоухость, гражданская авиация, социальная значимость потери слуха.
E.N. Ilkayeva. Medical and social aspects of deafness at able-bodied age. Findings are that annual incidence of neurosensory deafness in Russia equals at most 0.06% of workers exposed to increased noise level at work and fails to demonstrate actual occupational risk of noise-related diseases. The author proved that low level of neurosensory deafness diagnosis is caused not only by insatisfactory
