ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТАХ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОМ НОРМИРОВАНИИ

С.В. Биткин; В.Н. Солдатченков; Н.П. Гордыня; Е.А. Сердюк

до влажного остатка, не допуская прокаливания. К влажному остатку прибавляют 0,5 мл 3 % сернистого натрия в смеси этилового спирта и воды в соотношении 1:4 и растворяют остаток красителя. Сконцентрированную пробу по 0,1—0,05 мл количественно наносят на линию старта хроматографической пластинки «Силуфол», рядом с пробои помещают в качестве «свидетелей» стандартные растворы красителей. Пластинку подсушивают на воздухе в затемненном месте и вводят в хроматографическую камеру с подвижным растворителем — смесью моноэтанола-мин — вода в соотношении 1 : 3. После хроматографирова-ния пластинку вынимают из камеры и подсушивают на воздухе в затемненном месте. Краситель сернистый черный наблюдают на пластинке в виде вишневого пятна с Ri 0,9, сернистый синий — в виде фиолетового пятна (находится на линии старта), дисперсный желтый прочный 2К—в виде оранжевого пятна с Rr 0,77. Дисперсный алый Ж имеет Rf 0,72, кислотный хромовый черный О— Rf 0.81, кислотный хромовый синий 2К—Rr 0,99.

Пятна красителей снимают с пластинки и каждый краситель помещают в отдельный стакан. К сернистым красителям добавляют по 4 мл 3 % раствора сернистого натрия, к дисперсным и кислотным приливают по 4 мл смеси этилового спирта и воды в соотношении 1:1. Красители тщательно экстрагируют и оставляют в течение 10—15 мин отстаиваться. Прозрачные растворы переносят в кювету спектрофотометра и измеряют оптическую плотность красителей: сернистого черного при 630 нм, сернистого синего 3 при 580 нм, дисперсного прочного желтого 2К при 400 нм, кислотного хромового черного О при 510 нм, кислотного хромового синего 2К при 560 нм. Концентрацию красителей находят по предварительно построенным гра-дуировочным графикам.

Градуировочные графики строят, добавляя к 500 мл дистиллированной воды различные количества стандартных растворов красителей (от 5 до 100 мкг), и проводят все операции вышеописанным способом. Содержание красителя в пробе рассчитывают по общепринятой формуле. Нижний предел обнаружения красителей в воде 0,01 мг/л.

Для разделения красителей в качестве растворителей можно дополнительно использовать смесь бензилового спирта и уксусной кислоты в соотношении 50:1. После разделения на пластинке «Силуфол» пятна красителей имеют следующие величины R*: кислотный хромовый чер-

ный О — 0,9, дисперсный алый Ж — 0,66, дисперсный желтый прочный 2К — 0,75, кислотный хромовый синий 2К и сернистый черный О находятся на линии старта.

С помощью разработанного метода было исследовано загрязнение речных и сточных вод красильно-отделочных производств текстильных предприятий. Результаты исследований позволили сделать вывод, что сточные воды хлопчатобумажных фабрик содержат сернистый черный в растворенном виде в количестве 0,82±0,Ю мг/л, в осадке — 2,38±0,6 мг/л. В сточных водах красильно-отделочного| производства камвольного комбината при крашении шерстяных и синтетических волокон в растворенном виде находится 0,23±0,08 мг/л кислотного хромового синего 2К и 0,67нь0,36 мг/л кислотного хромового черного О; дисперсный прочный желтый 2К в растворенном виде определяется в количестве 0,28н=0,11 мг/л, в осадке — 0,09± н=0,06 мг/л.

До очистных сооружений в речной воде красители не обнаружены. После очистных сооружений в растворенном виде был обнаружен сернистый черный в количестве

0.01.±0,014 мг/л, в иле очистных сооружений его содержание составило 0,006 мг/кг. Дисперсные и кислотные красители в растворенном виде в воде после очистных сооружений не найдены.

Литература

1. Васильев Г. В. Очистка сточных вод предприятий текстильной промышленности. — М., 1969.

2. Грушко Я. М., Тимофеева С. С.//Гиг. и сан.— 1983.— № 8. — С. 75.

3. Ефремов Н. А. // Текстильная промышленность.— 1982. — № 1. —С. 31.

4. Калос С. С.//Там же. — 1984. — № 5. — С. 24.

5. Halliday Р. /., Be szadits S. // Cañad. Text J. — 1986. — Vol. 103, N4. —P. 78.

6. Homing R. H. II Textile Chem. Colorist. — 1977. — Vol. 9, N 1. —P. 24.

7. Kuwabara Shigeru // J. Coc. Fiber Sei. Technol. Jap. — 1985. —Vol. 41, N 11. —P. T-485—T-495.

8. Lebiedowski M., Zetazowska E. // Pezegl. wiokienniez. — 1976. —Vol. 9. —P. 447—449.

Поступила 04.10.88

С. В. Биткин, В. Н. Солдатченков, Н. П. Гордыня, Е. А. Сердюк

ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТАХ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОМ НОРМИРОВАНИИ

Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева

При разработке гигиенических нормативов электромагнитных полей (ЭМП) для населения, вошедших во «Временные санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электромагнитных полей, создаваемых радиотехническими объектами» (№ 2963—84), проведены комплексные исследования, которые включали изучение распределения ЭМП 4—9-го диапазонов радиочастот в окружающей среде, создание корректных физических моделей воздействия на организм электромагнитных факторов, проведение биолого-гигиенических экспериментов по определению безопасных для организма уровней и режимов облучения.

Исследование состояния окружающей среды проводили расчетными и инструментальными методами определения ЭМП [1, 2]. Было обследовано более 60 населенных пунктов страны, расположенных в местах размещения радиотехнических объектов гражданской авиации, морского флота, Госкомгидромета и Минсвязи СССР (радиолока-

торы, радио- и телепередающие станции). Результаты собственных исследований, а также данные литературы [4] показали, что перечисленные источники излучают ЭМП в импульсных непрерывных и прерывистых режимах [3]. При этом прерывистость действия фактора на население обусловлена техническими особенностями работы источников и их назначением. Так, сканирование антенны радиолокационных станций приводит к пространственно-прерывистому облучению, связанному с перемещением электромагнитного луча в среде. Режим работы радио- и телепере-дающих объектов (время выхода в эфир, включение передатчика на излучение) определяет прерывистость воздействия ЭМП во времени.

Наряду с этим физические особенности воздействия определяются техническими параметрами источников (мощность, частота, модуляция, поляризация, вид сигнала и пр.). В условиях населенных мест, как правило, чело-

век подвергается облучению в зоне сформированного ЭМП, поэтому, несмотря на приведенный выше спектр различий характеристик воздействия, основу физической модели при разработке гигиенических нормативов составляет облучение объектов плоской бегущей электромагнитной волной. При этом уровни облучения в экспериментах зависят от динамического диапазона электромагнитных факторов в среде.

В лабораторных условиях исследования проводили в безэховых камерах, полосковых линиях и специальных ра-Лиоволноводных устройствах.

^ Безэховые камеры (БК) были выполнены из радио-поглощающих материалов типа «Луч-50» и «Дон-11». Радиоволноводы изготовлены из листового дюралюминия и латунной сетки с применением ленточного графита в качестве поглотителя электромагнитной энергии. В качестве источников ЭМП служили штатные генераторные устройства, режим работы которых был задан в соответствии с временными параметрами воздействия фактора в окружающей среде.

Экспериментальная установка для моделирования напряженности ЭМП частотой 3—30 МГц, создаваемой радиовещательными станциями ВЧ-диапазона, была изготовлена на базе радиопередатчика ВЯЗ-М2 ОП. Облучающая система представляла собой симметричный полосковый волновод. Режим работы передатчика модулировали реальным сигналом постоянно работающей радиостанции (например, станции «Маяк»).

Установка, моделирующая воздействие импульсно-пре-0 рывистого ЭМП частотой 3000 МГц, излучаемого обзорными радиолокаторами аэропортов, была собрана на основе 2 штатных генераторов, один из которых являлся резервным. Антенно-волноводный тракт с системой деления мощности обеспечивал получение в двух БК различных уровней плотности потока электромагнитной энергии в диапазоне 5—5-Ю3 мкВт/см2. Прерывистость воздействия обеспечивали коммутацией запускающих импульсов электронным устройством в период имитируемого оборота антенны.

Импульсное ЭМП частотой 1800 МГц, излучаемое метеорологическими радиолокаторами, моделировали на установке, собранной на базе штатного генератора «Ме-теор-2». Деление мощности ЭМП осуществляли посредством объемного резонансного ответвителя, позволяющего получить в одной БК 3 дискретно регулируемых уровня ЭМП в местах облучения. Фидерная система установки, выполненная из высоковольтного коаксиального кабеля, осуществляла подвод электромагнитной энергии (ЭМЭ) к «коробчатым излучателям. Уровни ЭМЭ в местах облуче-Щния регулировали в пределах от 10 мкВт/см2 до " 1 мВт/см2.

Для моделирования импульсно-прерывистого ЭМП частотой 1375 МГц, создаваемого терассовыми радиолокационными станциями (РЛС) обзорного типа, была изготовлена установка на базе самолетных автоответчиков типа «Сон-64», причем для получения одного уровня в БК использовали по 2 передатчика с квадратурным мостовым сумматором мощности, установленным в антенне. Диапазон регулирования плотности потока энергии в БК составил 5—300 мкВт/см2. Управление режимом работы передатчиков, контроль выходной мощности и частоты «сканирования» осуществляли блоком автоматики, включенным в один блок с передатчиком «Сон-64».

Моделирование импульсно-прерывистого ЭМП частотой 850 МГц, излучаемого диспетчерскими радиолокаторами аэропортов, осуществляли с помощью штатных передатчи-

ков диспетчерского радиолокатора. Мощность ЭМП распределялась на 3 направления в объемном резонансном делителе с возможностью регулирования по каждому направлению (излучателю). Имитацию вращения антенны РЛС производили электромеханическим модулятором, представляющим собой круг из поглотителя со специальной прорезыо, открывающей излучатель. По каждому из 3 уровней воздействия, создаваемых установкой, диапазон регулирования составил от 10 мкВг/см2 до 2,5 мВт/см2 как в прерывистом, так и в непрерывном режиме облучения.

Поглощающий материал, из которого были выполнены БК, эффективно работал до частоты 800 МГц, поэтому для моделирования ЭМП частотой 550 МГц, создаваемого телестанциями, пришлось несколько изменить конструкцию БК, а именно установить на полу БК дополнительный поглотитель из ферромагнитного материала. Совместно с рупорными излучателями были применены линзы, формирующие в местах облучения плоский фронт волны линзы. Собственно установка была собрана на основе ретранслятора цветного телевидения типа РПТДА с выходной мощностью каждого полукомплекса передатчика 100 Вт. Фидерная система установки обеспечивала канализацию ЭМП к 4 облучающим системам с возможностью регулирования каждого уровня от 5 мкВт/см2 до 10 мВт/см2.

Во всех экспериментальных работах применяли генераторные устройства, являющиеся аналогами промышленных образцов, что создавало практически полное соответствие ЭМП излучаемому реальными источниками.

Выбор конкретных уровней воздействия осуществляли на основе априорная информации о биологических эффектах ЭМП с применением методов математического планирования экспериментов.

В основу проведенных исследований были положены следующие основные принципы физического моделирования электромагнитного воздействия на организм: 1) минимизация влияния мешающих факторов на устойчивость модели (рандомизация опытов, непараметрический и многофакторный анализ результатов, идентичность условий содержания животных в опыте и контроле); 2) максимальное приближение физических характеристик ЭМП (структура, поляризация, модуляция, частота и спектр сигнала) к реальным условиям воздействия фактора на население; 3) соответствие динамического диапазона изменений интенсивности воздействующего фактора условиям его распределения в населенных пунктах; 4) соответствие временных параметров модели (время облучения и периодичность) характеру облучения в натурных условиях.

Разработанные модели и системы облучения позволили провести биолого-гигиеническне исследования по установлению дифференцированных по частоте гигиенических нормативов.

Литература

1. Думанский Ю. Д., Иванов Д. С., Никитина Н. Г. // Гиг. и сан. — 1984. — № 7. — С. 38—42.

2. Думанский Ю. Д., Иванов Д. С., Никитина Н. Г., То-машевская Л. А. //Там же. — № 9. — С. 37—40.

3. Думанский Ю. Д., Иванов Д. С. // Гигиена населенных мест. — Киев, 1985. — Вып. 24. — С. 23—27.

4. Шандала М. Г. // Советско-американское совещание по проблеме: «Изучение биологического действия физических факторов окружающей среды», 5-е: Материалы. — Киев, 1987. —С. 3—17.

Поступила 04.10.88

Текст научной работы на тему «ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТАХ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОМ НОРМИРОВАНИИ»