CC BY
11
оценке и паспортизации источников загрязнения, находящихся в пределах прибрежных территорий. К ним в первую очередь относятся населенные пункты, животноводческие и птицеводческие фермы, склады ядохимикатов и горючесмазочных материалов, машинотракторные станции,скотомогильники и др.
Для реализации мероприятий по защите водоемов разработаны проекты водоохранных зон, в которых намечены размеры охранных зон (500 м для средних рек, 100 м для малых рек и 15 м для рек длиной до 10 км). В проектах предусматривается создание специальных рекреационных зон, а также проведение санитар-но-технических, гидротехнических, агротехнических мероприятий.
На прибрежных водоохранных территориях установлен специальный режим для предотвращения возможного попадания загрязнений и засорения малых рек, предохранения береговых склонов и пойм от эрозии и размывов. Режим предусматривает обвалование и восстановление разрушенных валов на объектах животноводческих и птицеводческих ферм, строительство бетонированных навозохранилищ, насаждение дре-весно-кустарниковой растительности по берегам рек, ликвидацию скотомогильников и других источников загрязнения водоемов.
Наряду с исследованием качества воды в наблюдаемых створах осуществляется систематический санитарный контроль за выполнением водоохранных мероприятий, направленных на достижение полной биологической очистки всех стоков, в том числе и малых бытовых сточных вод, повышение эффективности работ очистных сооружений и благоустройство населенных мест.
Планируемое строительство оросительно-об-воднительных систем может вносить существенные изменения в санитарные условия водопользования населения. Наряду с основной задачей обводнения и орошения земель степной зоны предусматривается и использование воды из этих систем для водоснабжения населенных пунктов, что вызывает необходимость проектирования мер по защите каналов и малых рек от попадания в них поверхностного стока с сельскохозяйственных полей. К наиболее важным
мероприятиям относятся создание гидротехнических сооружений для повторного использования поверхностного стока и строительство аккумулирующих емкостей на балках и других понижениях рельефа, позволяющих задерживать воды, в аккумулирующих емкостях происходит ускорение усвоения примесей минеральных удобрений (биогенных элементов — азота, фосфора и др.) водорослями и высшей водной растительностью.
Таким образом, исследования санитарного состояния и оценка качества воды позволили выявить основные источники загрязнения малых рек степной зоны, разработать комплекс санитарных, санитарно-технических и гидротехнических мероприятий по их охране. Полученные данные о современном состоянии малых рек могут быть приняты в качестве исходных в проектах оросительных систем с целью сохранения водности и качества воды рек, предотвращения возможных отрицательных санитарных последствий строительства крупных магистральных каналов.
Литература
1. Методические указания по гигиенической оценке малых рек и санитарному контролю за мероприятиями по их охране в местах водопользования. — М., 1984.
2. Поляков Ю. Н.. Вартанова А. Ф. //Проблемы использования в сельском хозяйстве водных ресурсов юго-востока Европейской части СССР. — М„ 1977. — С. 73— 75.
3. Природные ресурсы и производительные силы Северного Кавказа: Водные ресурсы. — Ростов н/Д., 1981.
4. Ресурсы поверхностных вод СССР: Т. 6. — Вып. 3. — Л., 1967.
Поступила 24.03.87
Summary. It is demonstrated that various agricultural facilities play a major role in forming the state of minor rivers of the Krasnodar steppe zone. Hot and dry summer and salinity of soils have an unfavorable impact on water and mineral content of rivers. Because of high sulphate concentrations and elevated water hardness some rivers become unfit for further utilization as water supply systems used for economic and drinking purposes. Thus, surface waterbodies are primarily used for cultural and domestic purposes. The study findings serve as the basis for the development of a set of watershed-protection measures and planning of activities for further development of national economy in this region.
УДК 613.645:535-151-06
Л. А. Гвозденко
О КРИТЕРИЯХ ОЦЕНКИ ПОВРЕЖДАЮЩИХ ЭФФЕКТОВ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Киевский НИИ гигиены труда я профзаболеваний
Инфракрасное (ИК) излучение сопровождает все процессы, связанные с нагревом материалов, их расплавлением, сваркой, сушкой, и в настоящее время широко используется не только в таких традиционных отраслях производства, как
металлургия, стекловарение, кузнечно-прессовое и термическое, но и в химическом и деревообрабатывающем производстве, автомобилестроении, сельском хозяйстве и т.д. Разнообразие применяемых источников, их температурных ха-
рактернстик обусловливает различия в спектре и интенсивности облучения работающих [5]. Отмечена роль ИК-излучения в формировании здоровья работающих, в возникновении заболеваний сердечно-сосудистой системы, ЦНС, поражений органа зрения и др., что требует четкой оценки степени опасности, создаваемой этим фактором в условиях производства [13, 20, 21].
Выдвинутая еще в 30-е годы В. А. Левицким [10] концепция специфического действия ИК-излучения в сравнении с конвекционным теплом до настоящего времени не получила повсеместного признания, хотя активно разрабатывалась советскими исследователями в 40—60-е годы [7, 8, 12, 17]. Были получены данные о значимости спектрального состава облучения в определении терморегуляторных реакций, что свидетельствует о взаимосвязи энергетических характеристик фактора и биологических эффектов. Однако эти исследования не позволили разработать критерии для его нормирования. Вместе с тем достижения гигиенической науки в смежных областях радиационной гигиены при исследовании рентгеновского, миллиметрового, радиочастотного и ультрафиолетового излучений свидетельствуют о наличии специфических биофизических механизмов взаимодействия электромагнитной энергии со структурными элементами тканей при формировании первичных пусковых реакций, происходящих при ее поглощении. Этот феномен был обнаружен и при исследовании ИК-излучения [16].
В связи с этим в качестве критериев оценки действия ИК-излучения наряду с исследованием теплового состояния (температура тела и кожи, теплонакопление, теплоощущение и т. п.) изучалась интенсивность спонтанной хемнлюминесцен-ции (СХЛ) сыворотки крови, свидетельствующая о наличии электронно-возбужденных сво-боднорадикальных состояний, изменение уровня которых как в сторону увеличения, так и снижения (тушения) многими исследователями оцени-
вается как реакция повреждения [9, 14—16, 18]. Исследовался уровень небелковых БН-групп сыворотки крови как показатель активности неферментативного звена — биоантиокислительной системы, являющейся защитным звеном организма при усилении свободнорадикальных процессов [3, 19]. По уровню содержания белковых БН-групп судили о наличии процессов денатурации белковых молекул: эти группы становятся реакционноспособнымн при наличии конфор-мационных изменений молекул, нарушающих их четвертичную структуру [1, 19]. Помимо этих реакций, изучались активность аминотрансфераз, электролитный обмен, а также состояние естественной резистентности организма как интегральный показатель, позволяющий судить о степени благополучия в организме при том или другом воздействии [3], а также состояние функций сердечно-сосудистой системы и т. п.
В лабораторных условиях моделировалось излучение с максимумом энергии в области 1,5— 3,0—4,5 и 6,0 мкм при интенсивности облучения от 70 до 700 Вт/м2. Использовали излучатель ЛИК-5 с регулируемой температурой накала ни-хромовой спирали и лампу для сушки мощностью 500 Вт (Яшах =1,5 мкм). Испытуемые — 10 мужчин в возрасте 20—28 лет — находились в состоянии покоя при температуре воздуха 20—21 °С и относительной влажности 56—58%. В течение 30 мин облучалась передняя поверхность тела (25% всей поверхности), частично защищенная одеждой (0,6 кло), с максимумом облучения на груди. Открытые облучаемые поверхности кожи составляли 0,4 м2 (лицо, шея, верхняя часть груди, кисти рук, предплечья).
Под влиянием исследуемых интенсивностей облучения наблюдались изменения теплового состояния испытуемых. Наиболее четко различия реакций организма в зависимости от спектра облучения проявлялись изменением температуды облучаемых участков кожи, особенно при малых интенсивностях облучения (табл. 1). При увели-
Таблица 1
Характер изменения показателей теплового состояния в зависимости от интенсивности и длины волны максимума энергии
облучения (\тах; ЬМ±т)
Пок азатель Интенсивность облучения, Вт/м'
шах- мк" 70 175 350 700
Изменение температуры облучаемой кожи на груди, °С (исходный уровень 33,3± ±0,09 °С) 1.5 3,0 4,5 6,0 0,50±0,17 0,93±0,19 0,75±0,20 0,95 ±0,24 1,60±0,55 2,70±0.40 2,50±0,31 2,16±0,17 2,54±0,20 4,04±0,31 2,70±0,31 3.30±0,20 4,60 ±0,24 4,35 ±0,27 4,90 ±0,51 5,20 ±0,51
Скорость прироста температура облучаемой кожи, 'С/мин 1.5 3,0 4.5 6,0 0,06±0,01 0,10±0,01 0,06±0,01 0,09 ±0,01 0,07 ±0,02 0,08±0,02 0,10±0,01 0,21 ±0,01 0,16±0,02 0,20±0,01 0,15±0,02 0,18±0,01 0,24 ±0,01 0,28±0,03 0,33±0,05 0,25 ±0,03
Изменение теплосодержания (накопление тепла), кДж/кг 1.5 3,0 4.5 6.0 66,60±7,9 80,00±6,3 61,60±6,7 34,80±2,9 90,50±21,4 115,20±15,5 108,10±12,6 95,90±8,7 135,30±23,4 165,50±23,9 121,10±36,9 125,70±7,1 204,10±23,0 151,20±17,2 149,20±29,7 144,90±36,0
Рис. 1. Изменение интенсивности СХЛ (1), уровня белковых БН-групп (2), активности аспартатаминотрансферазы (3) сыворотки крови в зависимости от интенсивности и длины волны максимума энергии облучения. Здесь н на рис. 2: по осям абсцисс — интенсивность облучения (в Вт/н2), по осям ординат — отклонение показателей от исходного уровня (в %); а — ^1Ш>1-1.5 мкм; б — А.тах-3 мкм; в — >.„„„-= 4.5 мкм.
чении интенсивности облучения различия сглаживались. Наибольшие повышение температуры кожных покровов и скорость его нарастания зарегистрированы при Ятах в обЛЭСТИ 3 И 6 МКМ, однако теплонакопление было наибольшим при Яшах=1,5 мкм. Субъективные теплоощущения испытуемых в основном отражали динамику изменения температуры кожных покровов. При 70 Вт/м2 у большинства отмечалось чувство приятного тепла. Неприятные теплоощущения, чувство жжения появились при интенсивности облучения 175 Вт/м2 и выше, особенно для длин волн 3 и 6 мкм.
Изменения теплового состояния сочетались с весьма существенными сдвигами исследованных биохимических показателей (рис. 1). Характер сдвигов при облучении с Яшах в области 1,5— 3 и 6 мкм в основном заключался в увеличении интенсивности СХЛ при малых интенсивностях облучения, которое сменялось реакцией тушения по мере возрастания потоков падающей энергии. Параллельно со свободнорадикальными процессами наблюдались изменения в белковых молекулах, выражающиеся в увеличении содержания белковых БН-групп при малых интенсивностях облучения с последующим их снижением по мере увеличения степени тепловых реакций, появлением процессов деструкции [1]. Такая же динамика характерна и для аминотрансфераз,
активность которых увеличивается при 70 Вт/м2, вероятно, вследствие повышения проницаемости клеточных мембран, а затем сменяется угнетением при больших интенсивностях облучения. Разница в реакциях в зависимости от спектра облучения выражалась в основном в величине сдвигов. Наиболее выраженными они были для излучения С Хтах=1,5 мкм. При А.тах = 3 И 6 МКМ эффекты были гораздо меньшими и нарастали более медленно. При длине волны 4,5 мкм увеличение интенсивности СХЛ в основном регистрировалось при интенсивности 350 Вт/м2 и выше. При этом изменения уровня белковых БН-групп, активности аминотрансфераз были несущественными.
Анализ частоты отклонений от исходного уровня небелковых БН-групп показал, что при длине волны 1,5 мкм в основном преобладало снижение их количества (в среднем на 21,4±8,0%) и только в 30 % случаев — повышение, что свидетельствует о незначительной степени скомпен-сированности свободнорадикальных и антиокислительных процессов при этой длине волны облучения. На рис. 2 показана частота отклонений
Рис. 2. Изменение (в %) уровня небелковых БН-групп с распределением частоты отклонений в сторону увеличения или уменьшения по методу Ф в 'зависимости .от интенсивности и длины волны максимума энергии облучения.
Сплошная линия — уровень небелковых ЭН-групп; заштрихованный участок — частота отклонений от исходного уровня в сторону уменьшения и увеличения (Ф±т^).
от исходного уровня, рассчитанная с применением метода <р (углового распределения Фишера): <р = 2агс5туР, где Р — частота отклонений [6]. При других длинах волн реакции были более благоприятными, преобладало в основном увеличение активности защитных реакций.
Преимущественно стимулирующее влияние на реакции естественной резистентности организма наблюдалось при интенсивности облучения 70 Вт/м2 для всех длин волн, снижение фагоцитарной реакции отмечалось с увеличением интенсивности облучения и зависело также от длины волны максимума энергии.
Таким образом, полученные данные позволили прийти к заключению о том, что исследуемые параметры ИК-облучения способны возбуждать свободнорадикальные процессы с вовлечением в реакции систем антнокнслительной защиты, которые при определенных уровнях воздействия не справляются с нагрузкой, что может свидетельствовать о наличии повреждающего действия [2, 9]. Биофизический механизм этих реакций, вероятно, довольно сложен и в основном базируется на кооперативных процессах возбуждения [15]. Наиболее интенсивно эти процессы протекают при таких условиях, когда тепловой эффект еще не выражен в достаточной степени и имеется возможность для осуществления электрохимических процессов в структурных образованиях. Тепловой эффект при поглощении и преобразовании падающей энергии вызывает явления денатурации белковых молекул в современном понимании этого термина [1], а также развитие процессов деструкции. Наличие изменений белковых молекул, очевидно, обусловливает и явления тушения СХЛ [18]. Свободнорадикальные и деструктивные процессы в тканях способствуют изменению проницаемости клеточных мембран. Вероятно, эти реакции могут лежать в основе патогенеза тех заболеваний, которые регистрируются у контингентов рабочих, подвергающихся воздействию этого фактора производственной среды.
Различия в эффектах облучения в зависимости от спектрального состава облучения, вероятно, обусловлены энергией ИК-фотонов и их способностью поглощаться определенными структурными элементами тканей с их возбуждением и, очевидно, повреждением. Наиболее активно излучение с А,тах в области 1,5 мкм с энергией фотонов порядка 0,9 эВ, глубоко проникающее в ткани организма и интенсивно поглощаемое водой, содержащейся в тканях [4]. Оно приводит к значительному теплонакоплению при меньшем воздействии на температурные реакции кожных покровов. Этот диапазон ИК-излучения активен и при рассмотрении биофизических и биохимических показателей. Излучение с ХШах в области 3 и 6 мкм в основном поглощается компонентами эпидермиса, такими, как белки, пептиды, холестерин, соответственно положению полос погло-
щения С—Н, Ы—Н, О—Н [4, 11]. Именно для этих диапазонов энергии характерны значительное повышение температуры кожи, неблагоприятные субъективные теплоощущения, но меньшее накопление тепла, вероятно, в силу замедленного вовлечения в реакции глубжележа-щих тканей. Исследованные показатели при этих параметрах облучения имеют более благоприятный характер, чем при Хтах=1.5 мкм, что, вероятно, обусловлено и меньшей энергией квантов для этих диапазонов спектра. Излучение с Хтах = 4,5 мкм входит в участок спектра 3,5— 5,7 мкм, наименее поглощаемый структурными элементами тканей кожи [11]. Очевидно, в связи с этим реакции при данной длине волны протекают при поглощении значительных количеств энергии и организм более адекватно реагирует на воздействие излучения этой области спектра.
В основу критериальной значимости изученных показателей было положено сопоставление степени их изменения с выраженностью реакций естественной антимикробной резистентности, являющихся весьма чувствительным интегральным тестом оценки неспецифической защиты, а также с наличием изменений сократительной функции миокарда и других физиологических показателей для каждого испытуемого. Снижение активности естественной резистентности и отклонение физиологических функций организма за пределы физиологической нормы сопровождалось увеличением интенсивности СХЛ более чем на 40 % от уровня, свойственного данному организму, или ее тушением, а также наличием процессов денатурации белковых молекул. Эти реакции сопровождались снижением активности функционирования антиокислительных систем при отклонении уровней показателей в пределах 20% и более от таковых, свойственных данному организму, и изменениями, свидетельствующими о наличии повреждения клеточных мембран. В табл. 2 представлены показатели теплового состояния организма, соответствующие повреж-
Таблнца 2
Нижний уровень показателей теплового состояния организма при повреждающих эффектах облучения в лабораторных условиях
Чпя х■ мкм
1.5 3 4.5 6
Показатель интенсивность облучения, Вт/м>
70 100 150 100
Изменение температуры облучаемой кожи, ^С Изменение теплосодержания, кДж/кг ккал/кг 1.0 84,0 20,0 1.3 104,0 25,0 1.8 116,0 28,0 1.0 104,0 25,0
дающим эффектам ИК-облучения в зависимости от его спектрального состава, полученные в лабораторных условиях. Вероятно, температура облучаемых участков кожи может быть одним из критериев, определяющих степень воздействия излучения. Кожные покровы при воздействии оптического излучения, частью которого является ИК-излучение, играют особую роль в определении теплосодержания организма, в характере развертывания всех биофизических и биохимических реакций.
Выводы. 1. Оптическое излучение ИК-диапазона оказывает воздействие на свободноради-кальные процессы. Энергии ИК-фотонов достаточно не только для возбуждения атомов и молекул, но и для нарушения определенных химических связей, приводящих к образованию ионов.
2. В качестве критериев оценки повреждающих эффектов ИК-облучения могут быть использованы интенсивность свободнораднкальных процессов, степень вовлечения в реакции антиокислительных систем, а также наличие денату-рационных процессов белковых молекул. Уровень повышения температуры кожных покровов выше 1,0—1,8°С является фактором риска возникновения повреждений.
3. При разработке допустимых уровней облучения для реальных условий производства, а также средств профилактики и защиты необходимо учитывать спектральный состав излучения источника.
Литература
1. Александров В. Я. Реактивность клеток и белки. — Л., 1985.
2. Бурлакова Е. Б. // Свободнорадикалыюе окисление в норме и патологии. — М., 1976. — С. 18.
г. Виноградов Г. И.// Гнг. и сан. — 1984. — № 4. — С. 4—6.
4. Галанин Н. Ф. Лучистая энергия и ее гигиеническое значение. — М., 1969.
5. Гвозденко Л. А. Ц Гнг. и сан. — 1984. — № 7,—С. 9— 12.
6. Гублер Е. Б. Вычислительные методы анализа и рае-
УДК 613.632 + 615.917]:547.241]+ 616.5-099:615.917:547.241] «5»
познавания патологических процессов. — Л., 1978.— С. 84—86.
7. Еловская Л. Т. // Труды Ленинград, сан.-гиг. мед. ин-та. — 1960. — Т. 62. — С. 20—28.
8. Жирнова Г. Е. // Вопросы физиологии труда. — Киев, 1955.-С. 63-73.
9. Журавлев А. И., Журавлева А. И. Сверхслабое свечение сыворотки крови и его значение в комплексной диагностике. — М., 1977.
Ю.Левицкий В. А. //Гиг. труда. — 1934. — № 6. — С. 22— • 30.
11. Леконт Ж. Инфракрасное излучение: Пер. с франц.— М„ 1958.
12. Малышева А. Е. Гигиенические вопросы радиационного теплообмена человека с окружающей средой. — М., 1963.
13. Павленко М. Е. // Врач. дело. — 1977. — № 12. — С. 111—114.
14. Тарусов Б. Н.// Сверхслабые свечения в биологии.— М„ 1972, —С. 9—14.
15. Тимофеев Ю. П., Фридман С. А., Фэк М. В. Преобразование света. — М., 1985.
16. Гуровец Г. Л., Губернский Ю. Д.. Орлова Н. С.// Гиг. и сан. — 1976, —№ 4. — С. 20—22.
17. Уквольберг Л. Я-, Яшумова 3. А. // Физические факторы производственной среды и их влияние на состояние здоровья работающих. — Л., 1973.—С. 122—129.
18. Фархутдинов Р Р.Ц Тер. арх. — 1984. — № 8.— С. 150-152.
19. Фоломеев В. Ф. //Лаб. дело. — 1981, —№ 1, —С. 33— 35.
20. Lasers and Optical Radiation. Environmental Health Criteria. — Geneva, 1982.
21. Moss C. £.. Elliz R. J., Murray W. £., Parr W. H.// Nonionizing Radiation. Protection. — Copenhagen, л 1982. - P. 69—95. w
Поступила 15.09.86
Summary. Laboratory experiments on those exposed to radiation with maximum energy flux of 1.5-3, 4.5 and 6 mem and radiation intensity of 70-700 W/m2 showed that infrared radiation could cause free radical processes involving the system of antioxidant protection which could not cope with the load under certain exposure levels. Thus the damaging effect was confirmed. During the capture of incident energy flux thermal effect caused appearance of destructive processes in albuminous molecules. As a criterion for assessing the damaging effect a number of biophysical and biochemical indicators were proposed along with the temperature measurements of exposed cutaneous integument. Correlation between the reaction intensity and radiation spectral structure was established.
Б. Б. Добриян, М. Б. Шпирт, К. А. Абдашимов
ХРОНОТОКСИЧНОСТЬ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И ЕЕ МЕХАНИЗМЫ ПРИ МНОГОКРАТНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
НА КОЖУ
Киргизский НИИ эпидемиологии, микробиологии и гигиены, г. Фрунзе
Сравнительно недавно внимание гигиенистов-токсикологов привлек кожный путь поступления промышленных ядов в организм. До утверждения Минздравом СССР методических указаний «Оценка воздействия вредных химических соединений на кожные покровы и обоснование предельно допустимых уровней загрязнения кожи»
[5] единой методической основы оценкн воздействия ядов на организм не существовало, хотя чрезвычайно обстоятельные сведения о токсичности пестицидов при кожном пути поступления можно было найти в работе Ю. И. Кундиева [4]. Анализ специальной литературы показывает, что практически все работы, посвященные
