CC BY
10
УДК вМ-73 + в I 4. N76
М. Г. Шандала, М. И. Руднев, Е. Ф. Стоян, Г. И. Виноградов (Киев)
/
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В СССР БИОЛОГИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ МИКРОВОЛНОВОЙ РАДИАЦИИ
Микроволновая радиация как физический фактор окружающей среды является самостоятельной гигиенической проблемой, значимость которой в системе человек — внешняя среда непрерывно повышается, поскольку этот фактор уже вышел из рамок производственных вредностей и превратился в фактор населенных мест.
В отечественной и зарубежной литературе имеется значительное число экспериментальных и обзорных работ о воздействии микроволн на живой организм (М. Г. Шандала; Ю. Д. Думанский и соавт.; А. М. Сердюк; Б. М. Савин и Н. Б. Рубцова, и др.)- Представленные данные не всегда однородны, в ряде случаев противоречивы и недостаточно аргументированы, что делает необходимым активизацию научной разработки проблемы биологической активности микроволнового излучения.
Центральным вопросом этой проблемы является научное обоснование гигиенических нормативов, т. е. установление порогов неблагоприятного (вредного) действия данного фактора, поэтому основное внимание советских исследователей на протяжении последних лет было сосредоточено преимущественно на изучении действия микроволн малой интенсивности — от 1 до 1000 мкВт/см2.
Единственно правильным подходом к решению вопроса нормирования действия микроволновой радиации, как и других факторов окружающей среды, мы считаем биологическое обоснование норм на основе экспериментальных исследований и изучения здоровья людей, проживающих в населенных местах с известной степенью выраженности фактора.
Строгое моделирование условий облучения животных в эксперименте дает возможность устанавливать характер, степень и основные закономерности биологического действия, в том числе вредного влияния фактора в зависимости от его выраженности, длительности воздействия, длины волны и других переменных условий. При этом особое внимание должно уделяться выбору тестов, характеризующих функциональное состояние организма, поскольку в области гигиены окружающей среды критериями при нормировании действия факторов среды должны быть не патологические, а функциональные изменения с учетом их значимости для целостного организма. Последнее представляется чрезвычайно сложным, поэтому для обеспечения полной уверенности в безопасности нормативных уровней в нашей стране в качестве предельно допустимых для населения принимаются подпорого-вые уровни, не вызывающие обнаруживаемых функ-
циональных изменений в организме животных и человека (М. Г. Шандала; И. В. Саноцкий и соавт.).
В то же время восприятие раздражений и реагирование на них в определенных пределах являются для организма естественными, поэтому сами по себе обнаруживаемые реакции еще не говорят о неблагоприятном характере таких воздействий и требуют оценки их значения для организма. В одних условиях и при определенной выраженности внешние воздействия имеют важное для организма информационное значение, а соответствующие адекватные реакции являются полезными, при других обстоятельствах они могут играть отрицательную роль.
Для решения этих вопросов необходимо на основании экспериментов на животных и наблюдений на людях накопить максимальную информацию о зависимости не только величины, но и биологической значимости для организма обнаруживаемых реакций. При этом данные должны быть представлены во всем спектре выраженности фактора — от полного отсутствия его до высоких уровней, несовместимых с жизнью.
Разная выраженность воздействующего фактора, ^ очевидно, вызывает реакции различного характера. По нашим представлениям, зоной оптимума выраженности фактора должна быть признана область, в которой реакции организма носят эволюцнонно-адаптационный характер. Обнаружение компенсаторных реакций указывает на отклонение выраженности действующего фактора от оптимума, не приносящее, однако, вреда организму. И только появление регенераторных реакций (репаративной регенерации) указывает на повреждающий характер воздействия фактора и, следовательно, на его недопустимую выраженность.
В связи с изложенным при изучении биоэффек-тов, вызванных облучениями небольших интен-сивностей, нужно в первую очередь применять методы исследования защитно-приспособительных реакций организма, а при воздействии больших ин-тенсивностей — реакций, отражающих более глубокие изменения функционального состояния организма. Помимо выраженности фактора, в гигиеническом нормировании должна учитываться длительность его воздействия, в связи с чем возникает проблема дозного подхода к нормированию.
Характерным для исследований, проводимых в нашей стране, является предпочтение показателей биоэффектов микроволн при длительном (до не-скольких месяцев), ежедневном (от нескольких * часов до круглосуточного) облучении животных
различных видов (Ю. Д. Думанский и соавт.; М. О. Навакатикян, и др.)- Большое значение придается и оценке полноценности функционирования различных систем организма после прекращения воздействия фактора (на протяжении от 1 до 3 мес) и при использовании функциональных нагрузок на организм или отдельные его системы, а также при воспроизведении у животных той или иной патологии (М. Г. Шандала и соавт.).
Применение схемы ступенчатой адаптации, предусматривающей оценку реакций организма на постепенно возрастающую интенсивность фактора с учетом периода восстановления и проведения функциональных нагрузок, позволило установить, что при увеличении интенсивности сверхвысокочастотного ноля в организме развиваются адаптационные и компенсаторно-приспособительные реакции. При такой постановке эксперимента выявлен ряд закономерностей реагирования различных систем организма на воздействие микроволн и сделано заключение о том, что дозы 500 и 50 мкВт/см-вызывают определенные изменения со стороны ЦНС иммунологической и некоторых других систем организма, а уровень 10 мкВт/см2 стимулирует компенсаторно-приспособительные реакции организма и может оцениваться как подпороговый, а 1 и 5 мкВт/см2 — как недействующие.
В сложных функциональных системах, а тем более в организме животного, воздействие факторов малой интенсивности может приводить к интегральным функциональным нарушениям без очевидных сдвигов в отдельных звеньях системы. Интегральные показатели отражают неспецифические изменения, протекающие в организме; при действии малых интенсивностей фактора они могут не указывать на неблагоприятный характер сдвигов н потому нуждаются в физиолого-гигнени-ческом толковании.
Одним из важнейших интегральных показателей при оценке влияния факторов окружающей среды является функциональное состояние ЦНС и поведение животных.
В экспериментальных условиях установлено, что воздействие низких уровней микроволновой радиации приводит к нарушению биоэлектрических процессов различных отделов головного мозга 9 последующим изменением возбудимости и лабильности нервных клеток. Периодическое изменение частотных потенциалов находилось в прямой зависимости от преобладания в коре процессов возбуждения или торможения (Ю. А. Холодов; А. М. Сердюк, и др.).
Анализ данных литературы о влиянии микроволн на поведение животных затруднен из-за разнообразия методов исследования и режимов облучения, однако большинство авторов указывают на изменение поведенческих реакций при длительном воздействии уровней, близких к предельно допустимым или равных им (Ч. Ч. Асабаев и соавт.; Ю. Д. Думанский и соавт.; М. О. Навакатикян; Ю. А. Холодов с соавт., и др.). При этом нарушает-
ся образование условных рефлексов и изменяется активность пищевых безусловных рефлексов. В ряде случаев отмечается фазность в изменениях функций — эффекты различны по направленности в зависимости от уровня или длительности воздействия эффективными оказались как воздействия при длине волны 12,6 см, так и более коротковолновые (Н. П. Залюбовская).
Анализ результатов исследования влияния мало интенсивного микроволнового излучения на ЦНС дает основание полагать, что изменение ее функционального состояния является результатом взаимодействия различных систем целостного организма. Вопрос об основных механизмах этого воздействия ждет решения.
Другой важный интегральный показатель влияния микроволн на организм — состояние его нм-м; иной системы. Исследования в этом направлении сосредоточены на оценке состояния клеточного и гуморального иммунитета, а также факторов неспецифической защиты (Г. И. Виноградов; Н. М. Гончар). В последние годы появились работы по выяснению механизмов действия электромагнитной энергии на иммунную систему. Важное значение для оценки состояния иммунологической реактивности организма при воздействии малоинтенсивного микроволнового излучения приобретает изучение -характера и степени выраженности аллергических процессов, протекающих на фоне действия электромагнитного поля (Г. И. Виноградов и соавт.).
В комплексе исследований биологического действия микроволн советские специалисты уделяют большое внимание изучению функционального состояния и других важных систем организма — сердечно-сосудистой, дыхательной, кроветворной, эндокринной и др. (В. Н. Никитина; Е. В. Гембнц-кий; Е. И. Обухан; М. И. Руднев и соавт.).
С повышением интенсивности естественного электромагнитного фона Земли особую актуальность приобретает проблема оценки мутагенной опасности малоинтенсивных уровней микроволновой радиации. На различных тест-объектах установлено, что эти уровни способны вызывать мутагенный эффект, выраженность которого зависит от режима воздействия, и увеличивать эмбриональную смертность животных (Г. И. Леонская и соавт.).
Одним из важнейших направлении в разработке проблемы биологического действия микроволн является изучение их влияния на организм человека. Имеющиеся клинические данные касаются главным образом людей, работающих в условиях действия микроволн (А. М. Сердюк; К. В. Нйконова и А. Е. Вермель, и др.). У персонала, подверженного в течение более или менее длительного времени воздействию нетепловых уровней этого фактора, обнаружен ряд функциональных изменений со стороны различных систем организма (нервной, сер-дечно-сосудистой, кроветворной и др.), что ведет к развитию целого симптомокомплекса, подобного тому, который может быть и при некоторых других
условиях: эмоциональной и мышечной перегрузке, различных хронических заболеваниях и др. В ряде работ указывается, что в симптоматике нарушений, имеющихся у лиц, систематически подвергающихся воздействию малоинтенсивного микроволнового излучения, ведущее место занимают симптомы неврологического характера (Ю. Д. Думанский и соавт., и др.). Подчеркивается, что обнаруживаемые у человека функциональные сдвиги весьма многообразны, не всегда имеют четкие признаки и в большинстве случаев обратимы, однако при длительном пребывании человека в зоне влияния они приобретают значительную устойчивость.
Частота и выраженность объективной и субъективной симптоматики, согласно данным большинства исследователей, зависят от интенсивности и длительности воздействия фактора длины волны, характера поля (импульсное, постоянное), а главным образом — от стажа работы человека в условиях действия фактора, т. е. от общей продолжительности воздействия.
Другим направлением изучения действия низких уровней электромагнитной энергии на здоровье человека является моделирование в экспериментальных лабораторных условиях реальных условий облучения, имеющихся в производственной сфере или населенных местах, в соответствии с характером теоретических исследований. При этом так же, как в производственных или клинических условиях, основным методическим подходом является комплексный характер изучения функциональных возможностей организма при действии фактора на основании оценки состояния различных систем организма человека.
При проведении исследований на добровольцах должны быть исключены любые воздействия, которые могли бы вызывать неблагоприятные сдвиги в организме, в связи с чем в этих случаях применяются интенсивности и экспозиции фактора на уровне подпороговых или близких к ним (Ю. Д. Думанский и соавт.; Т. В. Каляда и соавт.). В данных условиях имеется возможность выявления ранних доклинических форм нарушения и адаптационных сдвигов в организме при облучении его микроволнами.
Одним из возможных путей получения информации о биоэффектах микроволн является изучение функционального состояния организма человека, подвергающегося воздействию этого фактора с терапевтической целью. О результатах комплексного системного обследования этого контингента населения сведений нет.
В последнее время предпринимаются попытки изучения влияния электромагнитных полей радиочастотного диапазона на проживающее в зоне их действия население (Л. А. Томашевская и В. М. Попович; А. М. Сердюк, и др.). Изучение биологических эффектов действия низких уровней этого фактора в натурных исследованиях сопря-жено-с большими трудностями выделения влияния микроволн среди многих других, действующих
одновременно с ним факторов. Кроме того, такие исследования требуют совершенствования методов изучения окружающей среды и привлечения специалистов смежных профессий.
Обобщая изложенное, следует указать, что в настоящее время советскими специалистами ведется разработка в различных направлениях проблемы микроволнового излучения как биологически и гигиенически значимого фактора. Основное внимание при этом уделяется изучению биологических эффектов воздействия низких уровней микроволн, механизмов этого воздействия и оценке значимости происходящих реакций для организма. Анализ имеющихся данных о выявлении зависимостей, существующих между биологическим эффектом микроволновой радиации и выраженностью фактора, длительностью и режимом его воздействия, позволил рекомендовать предельно допустимые уровни воздействия этого фактора для населенных мест.
В настоящее время имеется также реальная возможность сформулировать ряд вопросов, связанных с закономерностями действия микроволн. Для решения этих вопросов необходимы активизация научных исследований в соответствующем направлении и координация проводимых работ для обеспечения единства методических подходов и получения сравнимых и взаимодополняющих данных.
Литература. Асабаев Ч. Ч., Бочковская Т. Ю., Жегало И. Г. — В кн.: Гигиена труда и биологическое действие электромагнитных волн радиочастот. М., 1972, с. 48—49.
Виноградов Г. И. — Врач, дело, 1975, № I, с. 122—125.
Гембицкий Е. В. — В кн.: Влияние СВЧ-излученнй на организм человека и животных. Л., 1970, с. 122—130.
Гончар Н. М. — Цитол. и генет., 1978, № 3, с. 237—241.
Думанский Ю. Д., Сердюк А. М., Лось И. П. Влияние электромагнитных полей радиочастот на человека. Киев, 1975.
Залюбовская Н П. — Врач. дело. 1977, № 3, с. 116—119.
Каляда Т. В., Никитина В. Н., Шепелева М. В. — В кн.: Методологические вопросы гигиенического нормирования неионизирующих излучений. М., 1977, с. 32—35.
Леонская Г. И., Науменко Г. М., Неумержицкая Л. В. и др. — В кн.: Гигиена окружающей среды. Киев, 1979, с. 78—80.
Навакатикян М. О. — В кн.: Укра1нськое ф1з1олог!чное товариство. 3' 1зд Тези допов!дей, Ки1в, 1977, с. 241.
Никитина В. Н. — В кн.: Физические факторы производственной среды и их влияние на состояние здоровья работающих. М., 1973, с. 65—68.
Никонова К. В.. Вер мель /1. Е. —В кн.: Физиология человека и животных. М., 1978, т. 22. с. 112—139.
Обухан Е. И. — Цитол. и генет., 1977, № I, с. 27—29.
Руднев М. И.. Вишняк С. М-, Дегтярь В. Н. н др. — В кн.: Международная конф. стран—членов СЭВ по основным проблемам бионики. «Бионика-78» 2-я. Рефераты докладов. М,—Л ., 1978, т. 2, с. 346—348.
Савин Б. М., Рубцова Н. Б. — В кн.: Физиология человека и животных. М., 1978. т. 22, с. 13—37.
Саноцкий И. В., Ильин A.A., Книжников В. А. и др. — В кн.: Всесоюзное совещание по гигиене окружающей среды и гигиене труда. 1-е. Материала. М., 1977, ч. I, с. 13—37
Сердюк А. М. Взаимодействие организма с электромагнитными полями как с фактором окружающей среды. Киев. 1977.
Томашевская JI. А., Попович В. М. — В кн:: Гигиена населенных мест. Киев, 1975, вып. 14, с. 103—105.
Холодов Ю. А. Реакция нервной системы на электромагнитные поля. М., 1972.
Шандала М. Г. — В кн.: Гигиена населенных мест. Киев, 1975, вып. 14, с. 58—68.
Шандала М. Г., Васильков В. Н. и др. — В кн.: Украинский съезд гигиенистов и санитарных врачей. 9-й. Тезисы докладов. Киев, 1976, с. 371—372.
v Поступила 11.03.81
Summary. In the USSR, research on microwave radia-i tion as a biologically and hygicnically meaningful lactor
is being pursued along several lines, with particular emphasis on the biologic effects of low-frequency microwaves, on the mechanisms of these effects, and on the evaluation of the implications of observed responses for the body. Analysis and synthesis of the available evidence relating to the dependence of the biologic effect and the level, duration, and conditions of exposure, has made it possible to recommend maximum permissible levels of exposure to microwave radiation for residential areas. At present, it is also quite possible to formulate a number of questions concerning the patterns of action of microwaves, ana if these questions are to be solved, research in this field should be intensified and coordinated so as to ensure standardized methodologic approaches and to be able to obtain comparable and complementary data.
УДК 613.5:725.51.056:628.83] :613.12
Э. Б. Боровик, М. Т. Дмитриев
ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЕ НОРМИРОВАНИЕ ВОЗДУХООБМЕНА БОЛЬНИЧНЫХ ПАЛАТ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КЛИМАТИЧЕСКОГО
ЗОНИРОВАНИЯ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Нормирование воздухоподачи на 1 больного было проведено для второй климатической зоны (Э. Б. Боровик и М. Т. Дмитриев). Однако дальнейшие исследования показали, что в других зонах вследствие различий температуры и влажности атмосферного воздуха, температурного режима и проницаемости ограждающих конструкций, характеристик солнечной радиации и многих других климатических факторов интенсивность выделения различных токсичных веществ и их накопление в палатах неодинаковы. Следовательно, могут измениться и показатели оптимального воздухообмена. Если регламентированные воздухоподачи окажутся выше, то рекомендованные для второй зоны нормативы окажутся недостаточными. В случае же снижения регламентированного воздухообмена использование завышенных нормативов будет экономически нецелесообразно.
При разработке дифференцированных нормативов в различных строительно-климатических зонах в зимний период (по которому нормируется оптимальный воздухообмен) изучено состояние воздушной среды в больничных палатах для взрослых и детей. В качестве неблагоприятных химических факторов были взяты формальдегид, бензол и непредельные углеводороды, фенол, аммиак, стирол, окись и двуокись углерода, органические вещества (по окисляемости воздуха), в качестве биологических факторов — патогенные стафилококки, а-, р-гемолитические стрептококки и общее бактериальное обсеменение воздуха как имеющие* наибольшую гигиеническую значимость (Э. Б. Боровик и М. Т. Дмитриев). •■ »
В основу разработанной методики установления оптимального воздухообмена больничных палат входит получение прямолинейных зависимостей между условным показателем загрязненности воз-
душной среды и величиной, обратной воздухопода-че:
где R — относительная степень загрязненности (в ч/чел на 1 м3); N — удельная воздухоподача (в м3/ч на 1 чел).
Число 200 в формуле (/) взято с целью повышения точности при графическом определении оптимальных воздухоподач. Условный показатель может быть рассчитан по следующему выражению (М. А. Пинигин):
• р= У J, с' . (2>
где Р — условный показатель загрязненности; С,— концентрации токсичных веществ, выраженные в ПДК и приведенные по III классу опасности.
В диапазоне R— от 0 до 10 ч/чел на 1 м* (т. е. при удельных воздухоподачах N>20 м3/ч на 1 чел) получена практически линейная зависимость между условным показателем и степенью загрязненности для больничных палат как для детей, так и для взрослых (Э. Б. Боровик и М. Т. Дмитриев):
/>=tgafl. (3)
где а — угол наклона зависимостей Р от R (в град).
В связи с тем что оптимальные воздухоподачи по отдельным веществам или микроорганизмам превышали на 1 чел 24 м3/ч (по бензолу и непредельным углеводородам для детских больничных палат), а по отдельным факторам — 80 м3/я (для палат, где лежат взрослые больные), зависимость (3) и, в частности, tg а могут быть получены для различных строительно-климатических зон в результате определения условного показателя Р 1
