CC BY
6
очень хорошее совпадение результатов при испытании одного из названных комплексонов. Близкие данные получены по так называемым мягким тканям при использовании бутандиолтетраацета-та, несколько меньший эффект отмечен в костях (8% от контрольных величин).
При рассмотрении полученных данных интересно сопоставить влияние соединений, имеющих гетероатом кислорода, но разные функциональные группы — карбоновые и фосфоновые. По мере уменьшения карбоксильных групп в молекуле испытанного соединения эффективность снижается. Так, при введении ДЭЭТФ эффективность по исследованным органам и тканям колебалась от 56 % в мышцах до 120 % в печени. Замещение гетероатома кислорода серой приводит, с одной стороны, к повышению эффективности по мягким тканям, с другой — к повышенному по сравнению с контролем примерно на половину (161%) накоплению 60Со в костях. Аналогичная картина отмечается при использовании ДТПФ, в которой не только гетероатом серы замещен азотом, но и имеется пятая фос-фоновая группировка. Отличие состоит в том, что в костях повышение накопления ^Со достигает 329 % от контроля. Последнее из испытанных фосфоновых соединений — ЭДДФ — снизило депонирование ®°Со не только в мягких тканях, но и в скелете примерно наполовину. Следовательно, это соединение оказалось лучшим среди аминоалкилфосфоновых кислот по связыванию ^Со в организме.
УДК 613.647
Оценка комбинированного воздействия на человека электромагнитного поля (ЭМП), являющегося результатом сложения полей двух и более частот или их чередования, — актуальная задача гигиенического нормирования. Обычно доминируют двухчастотные поля.
При этом можно выделить два характерных варианта. Первый — двухчастотное поле создается двумя одновременно излучающими источниками, разнесенными на местности относительно
Необходимо также отметить, что, хотя эти данные были получены первыми (3 сут), принципиальных различий эффективности не уста-V новлено. Лучшей, как и через 8 сут, оказалась ДТПА. В этой серии экспериментов были испытаны тиоловые соединения (оксатиол и тиотиол), которые по существу не дали положительных результатов, поскольку проявили себя как образующие малоустойчивые комплексы, и поэтому их не испытывали через 8 сут после введения ®°Со в организм.
Выводы. 1. Наибольшую, практически одинаковую эффективность проявили ДТПА и ДЭЭТА, при испытании которых депонирование 60Со снижается на 90 % и более.
2. Для этой цели малопригодны фосфоновые аналоги комплексонов и совершенно непригодны испытанные дитиоловые соединения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Войнар А. О. Биологическая роль микроэлементов ifif организме животных и человека. М., 1953, с. 122—182.
2. Сотаг С. ¿. — Nucleonics, 1948, v. 3, № 4, р. 30.
Поступила 2t.12.S3
Summary. Decorporating effect of 10 different compounds with regard io "°Co was studied. The DTPA and DEETA complexons were found to be most effective among the test compounds, for they reduced ""Co deposition in the organs and tissues by 90 % or more. Phosphonic analogues proved far less effective and dithioles tested absolutely unsuitable for the purpose.
друг друга, один из которых работает на частоте /ь другой — на частоте /2- Второй вариант представляет собой ЭМП, создаваемое двухка-нальным источником, попеременно излучающим на частоте ¡\ в течение Тх и на частоте ¡2 в течение времени Т2. Назовем такое поле чередующимся. Чередующиеся двухчастотные поля характерны для двухканальных метеорологических радиолокаторов.
При воздействии двухчастотных полей первого^.
Методы исследования
Ю. Д. Думанский, Д. С. Иванов, Н. Г. Никитина, И. И. Карачев, С. В. Биткин, В. Н. Солдатченков
МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ГИГИЕНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ДВУХЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
Киевский НИИ обшей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеев.
варианта появляется множество сочетаний уровней полей каждой из частот. Это объясняется "тем, что уровень поля в данной точке зависит от расстояний до источников. Во втором случае такого множества сочетаний уровней не возникает, но возможны изменения временных соотношений между Т| и Т2-
В обеих случаях предельно допустимый уровень (ПДУ) ЭМП уже не может быть указан одной цифрой. Очевидно, что для каждого сочетания уровней и времени должны быть свои ПДУ на каждой из частот.
Таким образом, при гигиеническом нормировании комбинированных ЭМП возникают две принципиальные задачи: определение плана медико-биологического эксперимента (с математической точки зрения) и выявление функциональной связи между ПДУ полей на каждой из частот.
Традиционные методы экспериментирования предполагают в подобных случаях изучение путем последовательного перебора различных сочетаний действующих факторов, пока число сочетаний не будет исчерпано. Число опытов при этом может оказаться недопустимо большим, а результаты — трудно сопоставимыми. По мере усложнения опыта, т. е. увеличения числа сочетаний уровней и количества факторов, все более выгодными становятся методы, представляемые теорией планирования экспериментов [2, 3]. Отличие этих методов от традиционных, использующих математическую статистику лишь при обработке результатов, прежде всего в том, что они позволяют применить математические методы, начиная с выбора плана эксперимента и кончая анализом полученной в опыте информации.
Гигиеническое нормирование ЭМП обычно предполагает установление недействующего (подпорогового) уровня. Особенностью математического планирования эксперимента является ^го, что все выбранные и требуемые по плану ^уровни интенсивности фактора могут быть действующими. Недействующий уровень определяется расчетом.
Следует отметить и то, что использование методов теории планирования экспериментов дает четкую стратегию проведения работ и тем самым возможность экономно распорядиться ресурсами. Остается неформализованным лишь выбор модели, т. е. функции отклика.
В практике гигиенических исследований обычно используются ортогональные композиционные планы. Однако их использование ограничивалось исследованием только 2 факторов — уровня и времени воздействия ЭМП, т. е. рассматривалась двухфакторная модель. Объяснить ограниченное применение этих методов, по-видимому, можно тем, что классические подходы теории планирования экспериментов не учитывают особенностей медико-биологических экспериментов, направ-^ ленных на отыскание недействующих на биоло-
гический объект уровней при воздействии факторов. Решение этой задачи потребовало при анализе уравнения регрессии применения определенного приема. Рассмотрим его.
Уравнение регрессии при изучении факторов имеет вид:
У=Ь0+ 6, дс, + Ь2Х2 — + й,,*? + Ь22х1. (1)
Пусть Х\ — время воздействия фактора (в отн. ед., до начала воздействия Х\ = — 1,при среднем значении времени воздействия *1 = 0 и Х\ = -\-1 соответствует длительности всего эксперимента); *2—уровень фактора (в отн. ед.). Тогда, предположив, что х\ =— 1 в одном случае и *| = + 1 в другом, приравняем правые части уравнения (1).
ьо — +ь2х2 — ь12х2 + ьи + Ь22Х2 = Ь0 + Ь1 +62*2 4-
+ «>12*2 + &п +Ь22х*. (2)
Ь,
Отсюда получим: *г = Расчет коэф-
фициентов уравнения приведен в литературе [2, 3].
Такой прием определения недействующего уровня х2 основывается на том, что мы стремились получить значение фактора при одинаковом биологическом эффекте в начале и в конце опыта.
Поскольку уравнение регрессии представляет зависимость среднего значения отклика у, для определения недействующего уровня с заданным значением вероятности его необходимо уменьшить в & раз, т. е. недействующее значение определять по формуле:
*гнед = - X" - *Р У^ЧуГ, (3)
где кр — коэффициент, обеспечивающий недействующее значение фактора на заданном уровне вероятности; 52у — дисперсия единичного наблюдения.
При нормальном законе распределения вероятность недействующего значения Р„еа определяется выражением:
Рнед = -5-П+Ф(МЬ
2 * ——
где Ф (Ар) = "./к— [ е 2 <" — интеграл вероятно-' о
сти.
Таблица 1
Знамение кр и вероятности Рцед
Показатель Числовое выражение
*Р 1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 3
РнеД 0,93 0,96 0,977 0,9878 0,9938 0,997 0,99865
Некоторые значения кр и соответствующие вероятности Рнеа приведены в табл. 1.
Оценка возможности использования этого приема для трехфакторного плана приводит к следующей зависимости:
Ьх
где х2, х3 — уровни фактора (например, на частотах /| и /2).
Это уравнение, связывающее оба фактора, является линейным, т. е. здесь потерян эффект взаимодействия факторов и, следовательно, 1 такая модель не отвечает поставленной задаче.
Учтем то обстоятельство (первый вариант ЭМП), что составляющие ЭМП двух частот зависят от взаимного удаления расчетной (контролируемой) точки от источников излучения. Составим отношение:
П
2 1' I
П
Рср,02'2
(4)
где П/,, Л/2 — плотность потока мощности на частотах ¡\ и /2; ^ср,, Рс.р2 — средняя мощность излучения первого и второго источников, С2— коэффициент усиления антенны первого и второго источников; Г\, г2 — удаление расчетной точки от источников излучения.
Суммарное значение поля будет следующим:
П2/,+/. = П/, + П/, = П/,', + П/,. (5)
где Я/,численно равно П/х = П12с1.
Теперь комбинированное поле двух частот численно можно характеризовать одной величиной ^2/1+/. • а выбор уровней для экспери-
мента рассчитывать по формуле:
+/.) = * (п/, + = * (п;, + п/,«0(. <6> где Я/, численно равно П]2й\ / — номер уровня ЭМП; й=1, 2... выбирается исходя из заданного интервала уровней.
Поясним изложенное примером. Пусть из уравнения (4) получили ¿=0,2. Требуется установить значения уровней поля так, чтобы суммарное было равно 100, 300 и 500 мкВт/см2, т.е. к= 1 (при 100 мкВ/смг), Л = 3 (при 300 мкВт/ /см2)и £=5 (при 500 мкВт/см2). Используя формулу (6), запишем для первого уровня:
(П2/,+/.)1 = 100 »»Вт/см» = П, , + П,, 0.2= 1.2П,,.
100
Отсюда 2" = 83,3 мкВт/см2. Значение Я/,
определим из формулы (5):
100 = ПГ,+ 83,3, Пг,= 100—83,3 = 16,7 мкВт/см2.
Аналогично для второго и третьего уровней получим:
300
(П2/, + /,)2 = 300 = 1,2П,,, П,, = — = 250 мкВт/см»,
Рис. 1. Зависимость составляющих ЭМП.
Объяснения в тексте.
П^ — 300 — 250 = 50 мкВт/см1.
500
(П2/1+/,)з = 500= 1'2П^ П/, = ТГ = 416'7 "«Вт/см», П,, = 83,3 мкВт/см2.
Таким образом, найдены составляющие комби*^ нированного поля для всех трех уровней.
Отсюда следует, что если соблюдать заданное отношение й, то двухчастотное ЭМП в эксперименте можно характеризовать одной суммарной величиной и трехфакторный план свести к двух-факторному (суммарное значение поля и время экспозиции).
Проведение эксперимента позволит найти ПДУ при заданном отношении уровней на фиксированных частотах при одновременном воздействии полей частот /| и /2.
Реально соотношение уровней составляющих поля с1 может изменяться в широких пределах.
Для преодоления этого затруднения воспользуемся данными описанного комбинированного эксперимента и результатами независимого нормирования поля раздельно на частотах ¡1 и 12.
Отложим в координатах уровень поля на частоте ¡1, на частоте /2 — установленные ранее значения ПДУ (рис. 1). Соединим эти точк^4 прямой. Полученная прямая соответствует условию нормирования двух ЭМП раздельно при их аддитивном действии. Это соответствует условию контроля по формуле А. Г. Аверьянова [1].
П
п
1—< 1.
ПДУ,, ' ПДУ,, Отсюда, приняв знак равенства, получим
(7)
ПДУ
т. е. имеем уравнение проведенной прямой.
Однако аддитивное действие при воздействии полей двух частот может не проявляться, а значит, и использовать эту формулу в общем случае нельзя.
Вернемся к рассмотрению ранее введенного отношения <1. Оно представляет собой тангенс угла наклона прямой, проходящей через началам
О 25 50 75 100 125 П, ,мкВт/см2
П^,мкВт/см2 75
координат. Следовательно, при ¿=сопз1 выбранные уровни для эксперимента расположены на этом луче. При заданном значении с1 имеем конкретную прямую, например ОА. Точка В0 на луче ОА отвечает точным значениям ПДУ при раздельном нормировании ЭМП и их аддитивном действии. Эта точка может служить исходной для выбора уровней при организации эксперимента по оценке комбинированного ЭМП двух частот.
Положим, что в результате выполнения трех-факторного плана установлен ПДУ комбинированного поля /702/,+/, и 17*01,, По,,. По условию эксперимента это значение будет лежать на прямой ОА. Если данная точка окажется ниже прямой ПДУ/ — ПДУ/ (например, точка В\ или В2), то это будет означать, что происходит усиление воздействия, если же оно окажется выше прямой (точка В3 или В4), то, следовательно, происходит ослабление действия ЭМП. Для упрощения зависимости между ПДУ комбинированного ЭМП в виде П0/ =ф (П0/ ), можно принять следующее утверждение. Биологический эффект на уровне ПДУ от воздействия комбинированного ЭМП двух частот (1\ и /2). изменяется монотонно при изменении отношения его уровней Л.
При геометрической интерпретации это будет означать, что точки ПДУ/ и ПДУ^ соединяются кривой без перегиба. В настоящее время в практике гигиенического нормирования ЭМП сведения о возможном перегибе данной кривой отсутствуют. Принятием этого допущения исключаются из рассмотрения все кривые, соединяющие точки ПДУ ПДУ^ с пересечением их соединяющей прямой, а также осциллирующие кривые. Если такое допущение принять нельзя, должно быть увеличено число точек при разных значениях с1 так, чтобы их было достаточно для построения кривой с перегибами.
Располагая хотя бы одной точкой, лежащей вне прямой ПДУ/1 — ПДУ/ уже можно провести кривую, проходящую через все экспериментальные точки, и таким образом найти искомую зависимость.
Для практики гигиенического нормирования
Рис. 2. ПДУ двухчастотного комбинированного ЭМП.
П/ — уровень ЭМП; Поз; ~ СУЫ~
марное значение уровня ЭМГ1 на частотах Л и П«оу1 _ ПДУ на частоте Л ири
комбинированном воздействии полей; П*о/ 2 — ПДУ на частоте /, при комбинированном воздействии полей; Л — безразмерный параметр.
можно рекомендовать увеличивать число точек, выбирая значения й так, чтобы лучи типа ОА располагались равномерно в квадранте; при одной точке значение й целесообразно выбирать близким к единице.
Изложенное продемонстрируем примером. При раздельном гигиеническом нормировании ЭМП получены ПДУ на частотах /1 и /2 соответственно
П0?1 =60 мкВт/см2 и п0^ = 140 мкВт/см*.
Пусть в результате исследования комбинированного ЭМП при й=\,2 получены
П^1 = 61 мкВт/см2. П*^ = 50 мкВт/см2 и П05;,1+^ =
= 111 мкВт/см".
Требуется установить взаимную функциональную связь составляющих поля на уровне предельно допустимых значений во всем диапазоне изменения параметра й. В рамках рассматриваемого примера имеем 3 точки, характеризуемые следующими данными: ПДУ на \\ — 60,0 и 61, ПДУ на ¡2 — 0, 140 и 50.
Таблица 2
Характеристики ЭМП
Показатель
Числовое выражение
П" , , мкВт/см2 П* , , мкВт/см1
П0 2/,+/, "о/. , "0 и
^ПДУЛ ' ПДУ,,
0 20,5 37 52 63 62 60
140 120 100 72 25 10 0
0 0,17 0,37 0,69 2,52 6,2 —
140 140,5 137 127 88 72 60
1 1.2 1,33 1,37 1,23 1.1 1
Через эти 3 точки проведем кривую, аналитически выражаемую, например, трехчленом у = =-а-\-Ьх+сх2.
Из приведенных данных нетрудно установить искомую зависимость:
п5,, = 60 + 0.271П*,, - 0.005 (П^)2. (8)
Эта кривая показана на рис. 1 пунктиром. В табл. 2 приведены характеристики ЭМП рассматриваемого примера.
Из табл. 2 следует, что можно построить графики, по которым легко определить ПДУ на каждой из частот для комбинированного ЭМП и суммарное значение поля от параметра й (рис. 2). Суммарное значение поля численно может превышать большее значение ПДУ раздельно нормируемых полей, а сумма отношений (7) превосходить единицу. Это характерно для комбинированного поля, при котором происходит ослабление действия. При усилении действия, естественно, данные величины будут ниже.
Рассмотрим особенности организации эксперимента по нормированию чередующегося ЭМП. Во-первых, отметим, что в этом случае отношение й не зависит от расстояния (г\=г2) и всегда остается постоянным, так как определяется неменяющимися параметрами источников излуче-иия. Следовательно, отпадает необходимость в установлении зависимости ПДУ от й. Во-вторых, длительность цикла (применительно к рассматриваемым средствам излучения), состоящая из времени излучения на частоте времени излучения на частоте Р и паузы, число циклов и общая наработка в течение суток остаются такими же, как и при работе одноканальной станции. Хотя в общем случае длительности временных интервалов Т\ и Т2 носят случайный характер, их колебания невелики, что позволяет оперировать со средними значениями этих интервалов Тср , и Тср2. Найдем отношение
В настоящее время, исходя из условий работы двухканальных станций, можно принять dt const, что существенно упрощает эксперимент. Уровни ЭМП для эксперимента в этом случае будут определяться следующим образом:
П. г- "нач./, ,fe d
где Пнач./, — начальный (нижний) уровень ЭМП; k — число, выбираемое исходя из заданного интервала уровней.
В качестве характеристики чередующегося поля здесь можно принять величину поля на одной из частот (наличие функциональной связи через
й позволяет определять значение поля на другой частоте расчетом), а это дает возможность тре^щ факторный эксперимент свести, как и в рассмотренном выше примере, к двухфакторному.
ПДУ определяются для каждой из частот, при этом между ними будет сохраняться заданное техническими условиями отношение й. В этом случае появляется возможность измерять уровень ЭМП (в силу постоянности отношения с1) только на одной из частот, а уровень поля на другой частоте определять по формуле (4).
В случае, когда нельзя признать с?< постоянной величиной, эксперимент и нормирование необходимо проводить для нескольких значений диапазона изменения й, и устанавливать связь, подобную приведенной в примере.
Таким образом, при осуществлении санитарно-гигиенического контроля комбинированного ЭМП порядок работы будет следующим:
— определяются расстояния от точки контроля, до первого Г| и зторого источника излучения г^ (первый вариант поля);
— по характеристикам средств излучения (или измеренным значениям П/, и П/2) рассчитывают отношение (I (по формуле 4);
— по графикам, представленным на рис. 2 (первый вариант поля), определяются предельно допустимые значения П*,, и /7*,, или /702/,=/,•
— проводится сравнение измеренных уровней П/, и П/2 (один из уровней может не измеряться, а рассчитываться по параметру й) с предельно допустимыми.
Выводы. 1. Комбинированные, в том числе чередующиеся, двухчастотные ЭМП должны регламентироваться на каждой из частот излучения.
2. Комбинированные двухчастотные ЭМП должны нормироваться путем установления функциональной связи между составляющими поля. Параметр й в этом случае является характери-^ стикой поля и позволяет построить графически простые зависимости для определения ПДУ на 'каждой из частот.
3. Комбинированные чередующиеся ЭМП должны регламентироваться парой значений ПДУ на каждой из частот (при ¿< = соп81). При наличии групп средств излучения с различным параметром нормирование целесообразно проводить путем установления зависимости ПДУ от отношения
ЛИТЕРАТУРА
1. Аверьянов А. Г. — Гиг. и сан., 1957, № 8, с. 64—66.
2. Адлер Ю. П., Маркова Е. В.. Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., 1976.
3. Лисенков А. Н. Математические методы планирования
многофакторных мсдико-биологичсскнх экспериментов.
М„ 1979.
Поступила 02.09.83
