МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ НЕИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Гигиена физических факторов

© К. В. НИКОНОВА, Т. Г. САМУСЕНКО. 1991 УДК 613.648.2-074

К. В. Никонова, Т. Г. Самусенко МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ НЕИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, Москва

В настоящей работе рассмотрены вопросы метрологии электрических, магнитных и электромагнитных полей (ЭМП) в диапазоне частот до 300 ГГц, поскольку измерение и оценка электромагнитных излучений (ЭМИ) оптического диапазона представляют самостоятельную, не менее важную проблему, заслуживающую специального анализа.

Объективности ради следует указать, что положение с метрологией перечисленных выше факторов в последние годы существенно улучшилось, однако не настолько, чтобы обеспечить эффективный контроль во всех частотных диапазонах, для которых гигиенические нормативы утверждены либо находятся в стадии завершения разработки.

В зависимости от физических характеристик ЭМИ различных частотных диапазонов, определяющих условия формирования поля, действующими регламентирующими документами в качестве нормируемых параметров определены напряженность электрического и магнитного полей (Е и Н) в диапазоне частот до 300 МГц и поверхностная плотность потока энергии (ППЭ) в диапазоне выше 300 МГц. Наряду с указанными параметрами, характеризующими интенсивность ЭМИ, в диапазоне 60 кГц — 300 ГГц нормируется также энергетическая нагрузка (ЭН) на организм за рабочий день, которая выражается произведением квадрата напряженности поля на время воздействия (ЭНе=Е -Т и ЭНн=Н2-Т) в диапазоне до 300 МГц либо произведением ППЭ на время воздействия (ЭНппэ=ППЭ-Т) в диапазоне частот выше 300 МГц.

Для контроля интенсивности переменных электрических, магнитных и электромагнитных полей используют приборы двух типов: приборы с антеннами, требующими учета поляризации поля (направленного действия), и измерители с изотропными датчиками (см. таблицу). Первые измеряют Е, Н в ближней и дальней зонах либо ППЭ в дальней зоне излучения, т. е. на расстояниях (г) от

источника ггде с1 — наибольший геометриче-

ский размер приемной антенны; X — длина волны излучения; а при измерениях от антенных систем

О2 г,

, где и — максимальный размер излучающеи

апертуры. Существенным недостатком приборов является непригодность для метрологической оценки сложных полей, в том числе создаваемых несколькими источниками.

Указанных недостатков лишены приборы с изотропными датчиками. Они могут применяться для оценки дальнего и ближнего ЭМП, создаваемых как одиночными, так и множественными источниками. Выпускаемые отечественной промышленностью измерители этого типа предназначены для определения среднеквадратического значения напряженности поля (ПЗ-15, ПЗ-16, ПЗ-17, ПЗ-21) либо среднего значения ППЭ (ПЗ-18, ПЗ-19, ПЗ-20). Указанные приборы имеют достаточно широкий диапазон рабочих частот и измеряемых интенсивностей, не требуют учета поляризации поля, позволяют проводить измерения в импульсных полях с определенной частотой следования импульсов и скважностью излучения. Недостатками их являются большие габариты и масса, а также отсутствие прямого отсчета показаний по шкале, что диктует необходимость последующего достаточно трудоемкого пересчета. По-видимому, именно в связи с перечисленными недостатками отечественных приборов с изотропными датчиками (кстати, от них свободны зарубежные аналоги) в практике гигиенического контроля наиболее широкое применение нашел измеритель ближнего поля (ЫаЬеГеЫтеззег) ЫРМ-1. Прибор разработан специалистами ГДР в рамках межинститутского сотрудничества НИИГТиПЗ АМН СССР и Института медицины труда Минздрава ГДР на базе отечественного прибора ИЭМП-1. Он удобен в эксплуатации, так как имеет малые габариты и массу, прямой отсчет показаний по шкале, работает в широком диапазоне частот.

Минздравом СССР и НИИГТиПЗ АМН СССР были преодолены немалые трудности в организации закупки прибора ЫРМ-1 в ГДР. Однако в связи с отсутствием централизованных данных о потребности, что послужило причиной временного сбоя в сбыте в СССР закупленных приборов, внешнеторговое объединение «Связьзагранпостав-ка» на 1989 г. уже не заключило договора на поставку прибора в СССР. В результате сложилась ситуация, когда закупленные приборы уже распределены и вновь поступающие многочислен-

Основные характеристики некоторых типов приборов для измерения интенсивности ЭМП радиочастотного диапазона, ПМП н СЭП

Наименование прибора

Основная характеристика (принцип действия)

Рабочий диапазон частот

Пределы измерения

Погрешность

Примечание

ПЗ-16

(ПЗ-15, ПЗ-17)

ПЗ-21 пз-1М

ПЗ-9

ПЗ-20

(ПЗ-18, ПЗ-19)

Измеритель напряженности ЭМП с дипольной и рамочной антеннами, требующими учета поляризации Измеритель напряженности ЭМП с изотропными датчиками

Измеритель напряженности ЭМП с изотропными датчиками

Измеритель напряженности электрического поля с антенной, требующей учета поляризации

Измеритель ППЭ с антеннами направленного действия, требующими учета поляризации

Измеритель ППЭ с изотропными датчиками

Е: 50 Гц, 60 кГц— 350 МГц

Н: 100 кГц—10 МГд Е: 10 кГц—300 МП Н: 10 кГц—30 МГц

Е: 2-40 кВ/м (50 Гц) 1500 В/м (60 кГц— 350 МГц) Н: 1-10 А/м ПЗ-16

2-

Е: 1-1000 В/м, Н; 0,5-16 А/м ПЗ-15, ПЗ-17

Е: 1—3000 В/м Н: 0.5-500 А/м Е: 10 кГц—300 МГц Е: 1 — 1000 В/м Н: 10 кГц—30 МГц "" "" "

Е: 50 Гц

Н: 0,5-16 А/м Е: 0,002—100 кВ/м

ППЭ: 0,3-37.5 ГГц ППЭ: 0,3-8600 мкВт/см2

ППЭ: 0,3—39,65 ГГц п3"18

от 0,5—5 до 5—10 мВт/см1 ПЗ-19, ПЗ-20

±20 <

±3 дБ

±2,5 дБ ±10%

±40 % в диапазоне частот 0,3— 2 ГГц; ±30% в диапазоне частот >2 ГГц ±2 дБ

Измеряет импульсные ЭМИ в диапазоне >100 кГц при частоте следования импульсов >5 Гц, длительности >2 мке, скважности <20.

Измеряет импульсные ЭМИ при частоте повторения импульсов >50 Гц

Измеряет импульсные ЭМИ при частоте следования импульсов 0.2-10 кГц

Миллитесла- Измеритель магнитной иидук-метр Ф-4356 цни переменных магнитных

полей

Микротесла- Измеритель магнитной индук-метр Г-79 цни переменных магнитных

полей

Ш1-8 Измеритель напряженности

ПМП

Ф-4354 Измеритель магнитной индук-

ции ПМП Ф-4355 То же

ИНЭП-20Д Измеритель напряженности

СЭП (в пространстве) ИЭЗ-П Измеритель напряженности

СЭП (на поверхности)

В: 45—1000 Гц

В: 20-20 000 Гц

от 0,5—5 до 20—100 мВт/см' В: 0,01-100 мТл ±6%

В: 0,02-1000 мкТл

Н: 0—1600 кА/м

В: 0-2000 мТл

В: 0,01 — 1,5 Тл Е: 0,3-2500 кВ/м

Е: 20-60 кВ/м

±5%

±10 % ±2.5% ±2.5%

Снят с производства

ные заявки организаций удовлетворены быть не могут.

В настоящее время проведена определенная работа по совершенствованию измерителей с изотропными датчиками (прибор ПЗ-21), тем не менее отказ от поставки в СССР прибора ЫРМ-1 представляется преждевременным. Контролирующие органы санэпидслужбы и соответствующие ведомственные службы должны быть оснащены приборами обоих типов, поскольку в настоящее время они не являются взаимозаменяемыми. К тому же цена прибора ЫРМ-1, способного обеспечить 70— 80 % производственных измерений, в 5—7 раз ниже, чем приборов с изотропными датчиками.

Технические характеристики метрологической аппаратуры, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что она обеспечивает измерения напряженности электрического поля в диапазоне частот 10 кГц — 350 МГц и 50 Гц, напряженности магнитного поля в диапазоне 10 кГц — 30 МГц и 20 Гц — 20 кГц, плотности потока энергии ЭМИ в диапазоне 300 МГц — 39 ГГц.

Из сказанного следует, что отсутствуют приборы для оценки переменных электрических полей с частотой ниже 10 кГц (за исключением промышленной частоты — ПЗ-1М, ЫРМ-1), переменных магнитных полей в диапазонах ниже 20 Гц и выше 30 МГц, импульсных электрических и магнитных полей с частотой следования импульсов

менее 5 Гц и скважностью более 20, импульсных ЭМП с частотой следования импульсов менее 50 Гц, а также полей от вращающихся и сканирующих антенн на проходе луча. Не существует дозиметров, позволяющих оценивать экспозиционную дозу облучения персонала в диапазонах 60 кГц — 300 МГц и 300 МГц — 300 ГГц.

Не менее остро стоит вопрос с метрологической аппаратурой для оценки статических электрических (СЭП) и постоянных магнитных (ПМП) полей. При измерениях интенсивности ПМП используют тесламетры (измерители магнитной индукции В). При этом отечественные приборы (Ш 1-8, Ф-4354, Ф-4355) имеют нижний предел измерений на уровне ПДУ (10 мТл-100, Э-8 кА/м), в связи с чем имеется настоятельная необходимость в создании более чувствительных приборов. Нет аппаратуры для оценки импульсных магнитных полей. Что касается СЭП, то имеющиеся приборы не обеспечивают удовлетворительной оценки их в пространстве. Тем не менее разработчики ГОСТа 12.1.045—84 сочли возможным включить в стандарт в качестве рекомендуемых измерители ИНЭП-20 Д и ИЭЗ-П. Практически же использование их ведет к получению несопоставимых данных, как правило, существенно превышающих величины, приводимые в работах зарубежных авторов.

В последние годы особую актуальность приоб-

рел вопрос гигиенической оценки сложных ЭМП от источников с широким спектром излучения: дисплеев, коронных разрядов и др. Решение его сопряжено с отработкой методических подходов к оценке подобного рода излучений и созданием соответствующей измерительной аппаратуры. Для 4 этого недостаточно иметь приборы широкого спектра действия — нужны селективные измерители, анализаторы спектра, которых в гигиенических учреждениях, как правило, нет.

Касаясь перспектив развития методов контроля, следует отметить, что в настоящее время в СССР завершаются научно-исследовательские работы по изысканию возможностей создания измерителя ППЭ ЭМИ миллиметрового диапазона (37—170 ГГц), измерителя напряженности электрического поля в диапазоне 20 Гц.— 20 кГц. ИМТ Минздрава ГДР готов модифицировать прибор ЫРМ-1. Однако имеются и другие факты, заставляющие тревожиться о том, что через несколько лет положение дел с метрологией ЭМИ может снова ухудшиться: прекращена закупка 4 прибора ЫИМ-1 в ГДР, снят с производства микро-тесламетр Г-79, приобретает существенное значение вопрос о финансировании разработок аппаратуры для гигиенических целей. Можно без преувеличения сказать, что в новых экономических условиях решение обсуждаемого вопроса будет всецело зависеть от того, изыщет ли Минздрав СССР необходимые средства на разработку измерительной техники.

Другой вопрос, требующий безотлагательного решения,— это необходимость разработки унифицированных методик измерения, без чего невозможно получение сопоставимых данных. Этот вопрос приобрел особую актуальность в связи с внедрением в нормирование фактора дозного (или энергетического) подхода.

В 1988 г. в соответствии с приказом Минздрава СССР специалисты института ознакомились с работой специализированных лабораторий ЭМП ряда крупных СЭС. На отсутствие методических документов как на серьезную помеху в работе указали специалисты Московской и Ленинградской горСЭС, Харьковской облСЭС и ряда других.

Представляется целесообразным поддержать предложение специалистов СЭС о подготовке единого документа по методикам измерения ЭМИ различных диапазонов (от статических полей до УФ-излучения) с учетом условий использования источников ЭМИ в различных технологических процессах. Данное предложение может быть реализовано путем создания временного коллектива из представителей НИИ гигиенического профиля и органов практического здравоохранения.

В заключение следует подчеркнуть, что в условиях новых экономических отношений удовлетворительное обеспечение метрологического контроля неблагоприятных факторов среды требует централизованного решения вопросов создания, приобретения и поверки измерительной аппаратуры.

Поступила 04.08.89

© Л. А. ПОЛЯКОВА, А. Г. КАРТАШЕВ. 1991 УДК 613.167-036.12-092.9

Л. А. Полякова, А. Г. Карташев

ХРОНИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОРГАНИЗМА

НИИ биологии и биофизики при Томском университете

В условиях интенсивного роста промышленности и развития электроэнергетики увеличивается спектр физических и химических воздействий на животных и человека (загрязнение воздуха, шум, вибрация, облучение, факторы электромагнитной природы) [3].

Феномен сестринского хроматидного обмена (СХО) используют для изучения ряда теоретических и практических проблем цитогенетики. Повышенная разрешающая способность метода СХО позволяет включить его в систему тестирования внешней среды по степени мутагенности [1].

Исследования хронического действия переменного электрического поля (ПеЭП) на СХО и динамику абсолютных показателей и индексов внутренних органов животных отсутствуют.

Целью настоящей работы являлось изучение влияния ПеЭП напряженностью 20 кВ/м (50 Гц)

на частоту СХО в клетках костного мозга мышей в 6 поколениях и массовых характеристик внутренних органов исследуемых животных 7-го поколения.

В эксперимент взята группа половозрелых животных в количестве 8 самок и 4 самцов. Животные этой группы рассажены в 2 клетки по 4 самки и 2 самца в каждой для спаривания. Спустя неделю содержание самок и самцов было раздельным. Мыши предварительно адаптируются к условиям эксперимента в течение 3—4 дней.

С момента появления у самок детенышей клетки с мышами устанавливали на стенде, состоящем из 2 параллельных пластин. Животных содержали в клетках из оргстекла в стандартных условиях вивария. Воздействию ПеЭП подвергали мышей в 4 клетках, ровно столько же клеток было с контрольными животными.