CC BY
5
ополаскивают тарелку. Нижний хлороформный слой с помощью пипетки, опущенной до дна пробирки, переносят в другую сухую пробирку и рассматривают окраску хлороформа на белом фоне в проходящем свете, сравнивая ее с окраской стандартных растворов, приготовленных из лаурилсуль-фата. Наименьшее определяемое количество ПАВ на поверхности равно 2 мкг при использовании красителя азура и 4 мкг при применении метиле-нового синего. Эти количества ПАВ дают слабое голубое окрашивание хлороформа, по мере увеличения количества вещества на исследуемой поверхности окраска становится интенсивнее. На предприятиях общественного питания при отсутствии лаурилсульфата можно готовить стандартные растворы из CMC, которым моют посуду, если известно содержание в нем ПАВ. Приведем пример приготовления стандартных растворов из пасты «Спе-циальная-2», в которой содержится 12% ПАВ1. Навеску пасты 166 мг растворяют в 1 л дистиллированной воды. В 1 мл такого раствора 20 мкг ПАВ. Берут несколько пробирок: в первую наливают 0,25 мл раствора пасты (5 мкг ПАВ), во вторую— 0,5 мл (10 мкг ПАВ), в третью — 1,0 мл (20 мкг ПАВ) и т. д. В каждую пробирку добавляют 3 мл раствора красителя и 5 мл хлороформа. Содержимое пробирок встряхивают в течение 2 мин, дают отстояться и нижний хлороформный слой переносят с помощью пипетки, опущенной до дна пробир-
1 Санитарные правила для предприятий общественного питания. М., 1977, № 1410-76.
ки, в другую сухую пробирку, которую закрывают пробкой и используют как стандарт для сравнения окраски хлороформного слоя, взятого с посуды. Окраска стандартного раствора не изменяется в течение 30 дней в темном месте при комнатной температуре. Рекомендуемый способ позволяет определять наличие ПАВ на посуде, вымытой в растворе CMC, с точностью до 10 мкг. Такие анализы особенно важны на тех предприятиях, где » не может быть выдержана 10-минутная экспозиция * при дезинфекции хлорной известью или хлорамином во втором гнезде ванны и туда добавляется моющее средство в количестве, в 2 раза меньшем, чем в первом гнезде (Санитарные правила № 1410-76). Добавление CMC и во второе гнездо ванны приводит к значительному увеличению остаточных количеств ПАВ на посуде. Как показали наши определения, при однократном ополаскивании посуды может оставаться более 70 мкг ПАВ на рабочей поверхности (куда кладется пища) десертной тарелки, и только с посуды в организм человека попадает около 0,7 мг ПАВ в сутки. Это количество может быть значительно уменьшено при тщательном ополаскивании посуды водопроводной водой.
Предлагаемый способ определения ПАВ на столовой посуде прост, доступен, не требует специальных приборов и дефицитных реактивов, точность его вполне достаточна для проведения периодического контроля мытья посуды на предприятиях общественного питания.
ЛИТЕРАТУРА
Векслер В. И., Деева В. £., Маркович А. В. и др.— Гиг. и сан., 1972, № 5, с. 63.
Гаршенин В. Ф. Гигиеническое обоснование предельно-допустимой концентрации новых синтетических поверхностно-активных веществ анионной группы в воде водоемов. Автореф. дис. канд. М., 1964.
Можаев Е. -4., Осинцева В. П., Минцева Л. А.— В кн.: Объединенный съезд гигиенистов, эпидемиологов, микробиологов и инфекционистов Казахстана, 1-й. Тезисы докладов. Алма-Ата, 1970, т. 2, с. 123.
Неволин Ф. В. Химия и технология синтетических моющих средств. М., 1964, с. 278.
Фельдман Ю. М., Рычкииа Е. 3., Кузьменко В. Д. а др.—
Гиг. и сан.. 1978, № 4, с. 99. Horacek J.— Csl. Hyg., 1966, v. 11, p. 377. Swisher R. D.— Arch, environm. Hlth, 1968, v. 17, p. 232. Tschakert H. E.— Seifen — öle — Fette — Wasche, 1967,
Bd 93, S. 421. Tonke-laar W. et al.— Water Res., 1969, v. 3, p. 31. Weddel H.— Fette, Seifen, Anstrichmittel, 1966, Bd 68, S. 551.
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. New York, 1966.
Поступила 17/1X 1979 r.
УДК 612.833-08
М. А. Навакатикян
ОЦЕНКА ГИГИЕНИЧЕСКИХ МЕТОДОВ С ПОМОЩЬЮ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ
Киевский научно-исследовательский институт общей и коммуиальной гигиены
им. А. Н. Марзеева
Исследование поведенческих реакций, характе- (М. Л. Рылова; А. П. Шицкова и соавт.), однако ризующих важнейшие функции организма, имеет все они не могут играть одинаковую роль. И если исключительное значение для гигиены. Существу- в литературе имеются работы, посвященные срав-ет множество методик для изучения поведения нительной оценке условнорефлекторных показате-
Таблиц« 1
Сравнительная чувствительность параметров (в % достоверных отличий)
Число регистрации % отличий
ве « при угнете- при яоэбуж-
X ч нии дени и
у К
и >»
«1 X ^ л о ЯСС
31 а V V Ь II X ее я Ч X ее я
а 3 я X я 9 а и 8 а 29
С <о о о. в О.Я С X о о 1) >. к я о и ? V >.к X и и
1 2 3 4 5 б 7 8 9
ИА 44 13 17 30 62 0 29 0
ЛП! 44 13 17 9 23 0 6 0
ЦА, 44 13 17 23 54 0 18 0
ВА, 44 13 17 16 46 15 6 0
ДА 37 13 15 5 8 0 7 0
ЛП, 31 13 10 3 8 0 0 0
ЦА, 31 13 10 3 8 0 0 0
ВА, 31 13 10 19 31 8 20 0
ПР 44 13 17 25 23 8 47 6
ЛП 37 13 15 22 23 8 33 13
РП 37 13 15 14 23 0 13 13
ДР 29 9 14 10 33 11 0 0
СР 37 13 15 22 38 15 20 7
АГ 21 9 8 0 0 0 0 0
лей (С. Н. Черкинский и соавт.), то неусловно-рефлекторные до сих пор не привлекали специального внимания исследователей.
При оценке методики исходят из ее чувствительности, которая понимается как способность выявить отличия в наиболее ранние сроки или при минимальных воздействиях. Кроме того, для отбора методик и их комплексов применяется расчет информативности по критерию Джеффриса — Куль-бака (Е. В. Гублер и А. А. Генкин; Г. Г. Лысина; Л. Н. Росинская), дискриминантный анализ (И. С. Енюков и соавт.), подсчет среднего количества информации по Шеннону (Г. Кастлер) и др.
При изучении хронического действия СВЧ-поля (2375 мГц, ППЭ 1—500 мкВт/см2) с длительностью экспозиции 1—3 мес по 7 ч в сутки мы определяли с интервалом 10—30 дней следующие показатели. В каждой точке регистрации дважды с суточным перерывам снимали показатели в тесте «открытого поля» (квадратное поле размером 1x1 м, высота бортов 30 см, квадраты 20X20 см) в 3 пробах по 1 мин с интервалом между пробами 15—20 с. В начале проб крысу помещали под непрозрачный кубик в центре поля. Учитывали общее число пересеченных квадратов (в 1-й день регистрации этот показатель считали исследовательской активностью — ИА, во 2-й — двигательной активностью — ДА), число пересечений 9 центральных квадратов после первого подхода к борту установки (центральная активность — ЦА., и ЦА2 соответственно в 1-й и 2-й дни), число подъемов на задние лапки, или вертикальную активность (ВАх и ВА2) и латентный период выхода из 9 центральных квадратов в первой из 3 проб. Регистрировали также порог к электрокожному раздражению (ПР) лапок крыс по на-
пряжению импульсного прямоугольного тока (100 Гц, длительность импульса 1 мс), вызывающему отдергивание передних лапок от пола камеры, изготовленного из металлических прутьев (диаметр 2 мм, расстояние между центрами 7 мм). В пробе на пищевые реакции определяли количество съеденного за 20 мин пробы корма (РП) и латентный период начала еды (ЛП). Агрессивность (АГ) оценивали по исходу схватки (принятию позы подчинения) между крысами контрольной и опытной групп (провоцируемой электротоком) в клетке с полом из металлических прутьев. Пользовались также методиками, косвенно отражающими состояние центральной нервной системы (ЦНС) и основанными на боязни высоты: динамическую работоспособность (ДР) фиксировали по времени удержания на вращающемся (14 об/мин) цилиндре, оклеенном материей, а статическую работоспособность (СР)— по времени удержания на обтянутых материей планках, прикрепленных под углом 30° к вертикали. Обе установки находились на высоте 50 см от пола.
Пороги и тест «открытого поля» определяли на самках белых беспородных крыс, а остальные показатели — на самцах при каждой интенсивности поля). Масса тела крыс в начале опыта 150—250 г.
Во всех точках регистрации средние данные крыс опытных групп сравнивали с параллельным контролем.
Предварительное сравнение было проведено по проценту достоверных сдвигов (Р<0,05) показателя в точках его регистрации (графа 4 табл. 1). Расчет показал, что наибольшей общей чувствительностью обладают параметры ИА, ПР, ЦА^ Число точек регистрации для разных параметров изменяется (графа 2 табл. 1), но это скорее маскирует отличия, так как при более низких уровнях облучения мы уменьшали частоту регистрации менее чувствительных параметров.
Для характеристики методики может иметь значение не только ее общая чувствительность, но и избирательная чувствительность в отношении ЦНС. Результаты опытов показали, что изменения поведения в период облучения в целом можно охарактеризовать как угнетение ЦНС, а в период последействия — как ее активацию (возбуждение). Для некоторых уровней фаза возбуждения наблюдалась и в начале облучения. Под угнетением ЦНС мы понимаем следующую направленность достоверных (Р<.0,05) сдвигов параметров: снижение активности, показателей реакций, работоспособности, увеличение латентных периодов, порогов. Противоположные изменения принимаются обычно за признаки возбуждения. Подобная связанность, корреляция нарушений, часто встречающаяся в экспериментах, может быть основана на изменениях тонуса коры головного мозга, определяемого активностью ретикулярной формации, и поэтому отражается на всех регистрируемых параметрах.
Это позволяет состояние организма в каждой точке регистрации отнести к одному из трех состоя-
Таблица 2
Распределение событий и вероятностей при выделении по 3 состояния источника и приемника для исследовательской активности
Состояние организма Распределение совместных событий Значение р (i, ])
состояние параметра сумма суток при состоянии организма при состоянии параметра
Н У в Н У в Р (0
Н 14 0 0 14 Н 0,33 0 0 0,33
У 5 8 0 13 У 0,13 0,21 0 0,33
В 12 0 5 17 В 0,24 0 0,10 0,33
Р (i) 0,70 0,21 0,10 1,00
ний: нормальному (Н) — при полном отсутствии достоверных изменений, угнетенному (У) или возбужденному (В) в зависимости от направления сдвигов большинства параметров. Если в точке регистрации равное число параметров указывает на возбуждение и угнетение, приоритет отдается менее неоднозначным параметрам. Неоднозначность в данных случаях оценивается ориентировочно по точкам регистрации, где состояние организма уже определено способом, который будет описан ниже. Для оценки специфической чувствительности к состояниям угнетения и возбуждения подсчитывали процент достоверных сдвигов параметра от общего числа точек регистрации параметра при каждом из этих состояний. К состоянию угнетения наиболее чувствительными оказались ИА, ЦАХ и ВА^ а к состоянию возбуждения — ПР, ЛП и ИА.
При трактовке результатов опытов экспериментатор должен четко представлять, насколько однозначны сдвиги параметров при определенном состоянии организма. Для оценки наших параметров с этих позиций был определен процент достоверных сдвигов от общего числа точек регистрации в каждом состоянии, не согласующийся с состоянием угнетения и возбуждения (графы 6 и 8 табл. 1). Полученные результаты заставляют с осторожностью относиться к таким неоднозначным параметрам, как ЛП, РП и СР. Так, на сумму из 38% достоверных сдвигов СР при угнетении ЦНС приходится 15% случаев повышения работоспособности, т. е. почти 2'5. Дополнительно неоднозначность можно оценить по проценту сдвигов параметра, принимаемых обычно за признак определенного состояния, действительно соответствующих этому состоянию организма. Например, снижение ИА в наших опытах в 100% случаев совпадало с угнетением ЦНС.
Причиной неоднозначности методик оценки работоспособности и пищевых реакций может быть одновременное влияние фактора и на активность животного: при возбуждении ЦНС работоспособность крысы может увеличиться, но за счет повышения активности она раньше упадет на пол (и
позже подойдет к пище в пробе на ¡^■■^еакции) Что касается ПР, ВА! и ВА2, то для них нет таких очевидных объяснений неоднозначности за счет дефектов методики. Вероятно, мы наблюдаем в данном случае истинные изменения состояни ЦНС, которые не укладываются в слишком простую схему состояний, использованную нами для классификации сдвигов. Наличие неоднозначности требует оценки ее совместно с чувствительностью, что возможно осуществить при применении теории информации. Процесс проведения опыта можно представить себе как систему связи, состоящую из источника информации — организма и приемника информации — регистрируемых параметров. Единичным сообщением будет результат сравнения средних опытной и контрольной групп. Тогда среднее количество переданной за одно сообщение информации описывается информационной функцией:
Т(х,у)=Н (х)+Н (у)-Н (х, у), (1)
где Т (х, у) — переданная информация; И (.х)— неопределенность источника; Н (у)— неопределенность приемника; Н (х, у) — соединенная неопределенность источника и приемника; х — группа из л-состояний, описывающих источник; у — группа из т-состояний, описывающих приемник.
Информационные функции вычисляются исходя из вероятностей нахождения источника и приемника в различных состояниях.
Н (х)=—е p{i) log2 p(i), t = i
m
H (y)=—e p (/) log2 p(j), /=i
(2)
(3)
H (x, y)=—e e p (/, j) log2 p (i, /), (4) i=i /=» i
где p (i) — вероятность нахождения источника в i-м состоянии (¿=1,2,.., п)\ p (¡) — вероятность нахождения приемника в j-м состоянии (/=1,2, .., m)\ Р (i. j) — вероятность события, при котором источник находится в i-м состоянии, а приемник после получения сообщения от источника — в j-м состоянии.
Как мы уже установили, организм (источник) может находиться в состояниях Н, У и В, и соответственно параметр (приемник) в каждой точке регистрации может быть в 3 состояниях: нормальном (Н), если нет достоверного сдвига, угнетенном (У) и возбужденном (В) при наличии соответствующих достоверных сдвигов. И хотя такое грубое деление состояний ЦНС занижает количество получаемой информации, оно часто применяется и поэтому оправдано и для оценки методов.
Основным подготовительным этапом при расчете Т (х, у) является определение р (i, j), так как р (i) и р (j) легко вычисляются при суммировании Р (i, j) по строкам и столбцам. Поскольку в нашей системе связи источник и приемник могут быть в 3 состояниях, для нее есть 9 типов совместных вероятностей^ (i, j) для наступления совместных
Та б лица 3
Вероятности при выделении в системе связи по 2 состояния источника и приемника для исследовательской активности
Невыравненные значения вероятностей р (1, )) при состояни и р (1) Окончательные значения Р (1. 1) при состоянии
организма параметра организма параметра
У Н + В У Н+В Р (И
У Н + В 0,21 0 0,13 0,67 0,33 0,67 У Н+В 0,31 0 0,19 0,50 0,5 0,5
р 0) 0,31 0,69 1,0
событий, при которых организм и параметр находятся в состояниях Н и Н, Н и У, Н и В, У и Н и т. д. Все точки регистрации для каждого параметра, определив в них, как описано выше, состояние организма и параметра, относим к одному из типов совместных событий. Для примера в левой части табл. 2 приведено распределение совместных событий для ИА. Суммы строк показывают, в скольких точках регистрации организм находился в состояниях Н, У и В, а суммы столбцов — в скольких точках параметр указывал на эти состояния (те же данные можно определить по табл. 1). Исходя из числа совместных событий, расчитывают р (¡, ]). Параметры регистрировали при разных состояни-. ях ЦНС неодинаковое число раз (графы 2 и Зтабл. 1). Шля выравнивания возможностей параметров от-Тражать состояния ЦНС допускаем, что все состояния встречались одинаково часто, т. е. все р (¡) = =0,33. Исходя из этого, для каждой строки опре-
Таблица 4
Значения Т (х, у) при выделении различных состояний в системе организм — параметр (в тысячных бита)
Параметр или комплекс Выделяемые состояния
Н. У,_В н, У+В У. н+в В. Н+У
1 2 3 4 5
ИА 550 276 411 165
ЛП, 162 77 126 29
ДА, 429 207 342 94
ВА, 251 149 175 0
ДА 77 37 39 34
ЛП, 42 19 39 0
ЦА, 42 19 39 0
ВА, 282 140 196 49
ПР 244 203 36 164
ЛП 142 158 15 50
РП 87 98 41 0
ДР 199 88 121 31
СР 160 164 70 6
АГ 0 0 0 0
ИА, ВА, 621 362 485 129
¿1А, ЦА, 749 387 573 245
РИА, ВА,. ЦА, 865 453 673 288
ИА, ПР 729 462 403 385
ИА, ПР. ВА, 794 580 482 341
ИА, ПР. ЦА, 959 618 582 500
ИА, ПР, ЦА, ВА, 1097 712 704 565
деляем р (¡, ]), а затем, суммируя столбцы,— р ф. Для ИА результаты расчета приведены в правой части табл. 2. Полученные таким образом вероятности достаточны для расчета среднего количества информации от параметра. Но главная наша задача оценить избирательность методик в разных состояниях ЦНС.
Для этого мы предлагаем выделять лишь ио 2 состояния источника и приемника: интересующее нас и все остальные. Тогда нам понадобится составление для каждого параметра 3 новых типов таблиц р (¡, ДО: для нахождения источника и приемника в состояниях Н и (У+В), У и (Н+В), В к (Н + +У). Первый из них позволяет оценить общую чувствительность (без различия направления сдвигов), второй — степень избирательности (или информативности) к угнетению ЦНС, третий — к возбуждению. Так же, как при предыдущем расчете, нужно выполнить условие равенства р (¡), т. е. р (¡)=0,5. Кроме того, составные части объединенного состояния также должны встречаться с равной вероятностью (р=0,25). Новые таблицы получаем в 2 этапа: на первом — из старых значений р 0, ДО суммированием находим «невыравненные» значения новых р (ь 0 и р (¡) (табл. 3, левая часть); на втором, полагая, что р (¡)=0,5, получаем окончательные величины р (1, ДО и, суммируя столбцы — р 0") (табл. 3, правая часть).
Результаты расчетов представлены в табл. 4. Оказалось, что наибольшей общей чувствительностью обладают ИА, ЦА^ ПР, СР, ЛПп, ВА, (графа 3 табл. 4). Было подтверждено предположение об избирательности параметров к различным состояниям ЦНС. Показатели ИА, ЦА, и ВА1 наиболее информативны при угнетении, а ИА, ПР, ЦП!— при возбуждении (графы 4 и 5 табл. 4). Интересно отметить, что неоднозначность изменила после расчета Т (х, у) порядок и состав наиболее избирательных параметров. Анализ данных табл. 4 показал важность новизны для получения информации о состоянии ЦНС. Так, тест «открытого поля», проведенный в 1-е сутки (ИА, ЛГ^, ЦА1 и ВА1), дает значительно больше информации, чем спустя сутки (ДА, ЛП2, ЦА2, ВА2).
На основании полученных данных можно составить различные комплексы методик, включив в них наиболее информативные при каждом состоянии, и также рассчитать Т (х, у) для их оценки. При этом состояния ЦНС (организма) в каждой точке остаются теми же, что и при расчете Т (х, у) для отдельных параметров, а состояние приемника (комплекса) определяется по направлению достоверных сдвигов большинства членов комплекса. Как видно из табл. 4, объединение в комплексы резко увеличивает количество получаемой информации. На основании этих расчетов мы можем рекомендовать для всесторонней оценки состояния ЦНС комплекс из 4 параметров: ИА, ПР, ЦАЬ ВА! (или их аналоги в других методиках). Он обладает высокой чувствительностью и однозначностью по отношению к разным состояниям ЦНС, и
в тоже время включение в него параметров с опре- лированном применении этого кшнр^^оонару-деленной неоднозначностью (ВА,, ПР) позволит - о70/ тгшрк
накопить данные для более тонкого разделения »«вались бы достоверные изменения в 87/. точек
состояний ЦНС. В наших исследованиях при изо- регистрации с достоверными сдвигами.
ЛИТЕРАТУРА
Енюкое И. С., Охнянская Л. Г., Просина И. И. и др.— В кн.: Математические методы планирования исследований, анализа данных и прогнозирования в гигиене. Киев, 1977, с. 23—25.
Гублер Е. В., Генкин А. А. Применение непараметриче-скнх критериев статистики в медико-биологических исследованиях. Л., 1973.
Кастлер Г.— В кн.: Теория информации в биологии. М., 1960, с. 9-53.
Лысина Г. Г. Доклинические формы радиационного и радиоволнового профессионального воздействия. Ав-тореф. дне. докт. Киев, 1974.
Методы гигиенической и токсикологической оценки биологического действия пестицидов. Шицкова А. П., Елизарова О. Н., Жидкова Л. В. и др. М., 1977.
Российская Л. И. Ранняя функциональная диагностика \ изменений легочного дыхания, возникающих под влия-нием производственных аэрозолей металлов н их соединений. Автореф. дис. канд., Киев, 1977.
Рылова М. Л. Методы исследования хронического действия вредных факторов среды в эксперименте. Л., 1964.
Черкинский С. Н., Фридлянд С. А., Каган Г. 3.— Гиг. н сан., 1974, № 1, с. 14—16.
Поступил» 5,'VI 1979 г.
УДК 613.865-053.6:[St:37
Канд. мед. наук В. И. Агарков
ПСИХОГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УЧЕБНОЙ НАГРУЗКИ ШКОЛЬНИКОВ МЛАДШИХ КЛАССОВ
Донецкий медицинский институт
Нами проведено определение допустимого объема математической нагрузки второклассников в зависимости от ее характера и содержания, длительности и активности умственной работы.
Исследования выполнены в лабораторных и натуральных условиях на учащихся 2-го класса. Предварительно проводили психофизическую оценку учебного материала, изложенного в учебнике математики для 2-го класса с помощью специально разработанных методических приемов, позволивших осуществить количественный психологический анализ всех математических заданий учебника и установить степень их сложности. При этом для всех примеров и задач рассчитывали следующие показатели: степень логико-абстрактной трудности (СЛАТ), степень счетно-решающей трудности (ССРТ), интегральную степень математической сложности (ИСМС), коэффициент умственной трудности (КУТ). Показатели рассчитывали по следующим формулам:
и деления вместе (в примере или задаче); КДСВ — количество действий сложения и вычитания вместе; ВЛС — вид логической связи чисел в примере (последовательная и непоследовательная). Логическая связь считалась последовательной, если математи-< ческие действия (вычисления) осуществлялись в порядке, записанном в примере, последовательная принята за 1,'а непоследовательная — за^2.
. М + (2М, + 1) + ^-(КДУД + 1)|+КДСВ+ВЛС,
(3)
ИСМС.
КУТ
(4)
СЛАТ=М+(2Мх+1),
(1)
где М — число логических связей (действий в примере или задаче); Мг— число скрытых логических связей (связей, которые необходимо найти логически или на основе известных математических правил и только тогда можно выполнить вычислительные действия).
ССРТ-^у(КДУД+1)+ КДСВ + ВЛС, (2)
где КЦ — количество цифр в арифметическом примере; КДУД — количество действий умножения
где Н — общее количество попыток,гзатраченных на решение 10 примеров или задач определенного типа до получения точного ответа.
Рациональный объем математической нагрузки определяли по моменту ухудшения (развития утомления) функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС) учащихся.
Функциональное состояние ЦНС испытуемых устанавливали по порогу возбудимости зрительного анализатора (эффект фосфены), умственной работоспособности (по таблицам Анфимова), максимальному уровню зрительно-моторной реакции (МУЗМР) и коэффициенту функционального уровня (КФУС) ЦНС. В данной статье анализ проведен по двум последним показателям как наиболее информативным.
Для определения МУЗМР и КФУС у каждого школьника снимались, до и после выполнения за. дания определенного объема, 40 показателей лав
П
