Научная статья на тему 'ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ УРОВНЕЙ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ РЕГЛАМЕНТАЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ СВЧ'

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ УРОВНЕЙ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ РЕГЛАМЕНТАЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ СВЧ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
1
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

On the basis of the analysis of body responses to the electromagnetic field exposure and existing MACs mathematical correlations allowing to derive forecasted MAC values by calculations have been established. The derived equations are valid for radiolocation devices operating under the conditions of different time and space intermittence.

Текст научной работы на тему «ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ УРОВНЕЙ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ РЕГЛАМЕНТАЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ СВЧ»

Summary. The problem of mutagenic exposures with account of their rates and levels in human population has been studied for the first time. The list of mutagenic factors with respect to their potential genetic hazard is pre-

sented. Rates of exposure to different mutagens in the studied population are given, the intensity of mutagenic exposure on parents being classified. Genetic risk limits for mu-tagenically exposed families are theoretically established.

УДК 613.647

Ю. Д. Думанский, Д. С. Иванов, К. Г. Евреинов, Н. Г. Никитина. В. Н. Солдатченков, Л. А. Томашевская

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ УРОВНЕЙ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ РЕГЛАМЕНТАЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ СВЧ

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

Особую актуальность научное прогнозирование предельно допустимых уровней (ПДУ) электромагнитных полей (ЭМГ1) сверхвысоких частот (8—10-й диапазон международного деления частот) приобретает в связи с большим разнообразием режимов работы средств излучения и условий их использования. При этом прогноз должен основываться на использовании конкретных тенденций и реальных закономерностей отклика организма на воздействие ЭМП.

Таким образом, под прогнозом понимается научно обоснованное предвидение или предсказание ПДУ ЭМП с учетом режимов работы средств излучения.

Значение прогнозируемых данных трудно переоценить. В первую очередь следует отметить необходимость прогноза при организации медико-биологического эксперимента, направленного на определение недействующего (подпорогового) уровня. Даже при использовании современных методов математического планирования эксперимента необходимо знать хотя бы ориентировочно область нахождения ожидаемого значения ПДУ. Это существенно сокращает сроки эксперимента и затраты на его проведение. С другой стороны, при анализе новых средств излучения возникает необходимость ориентировочной оценки ожидаемого ПДУ и размеров са-нитарно-защитной зоны. В свою очередь это позволит выделить те средства излучения, поля которых подлежат первоочередному изучению и нормированию.

Известно, что за рубежом обоснование ПДУ проводится с позиций поглощенной энергии и оценки теплообмена организма с окружающей средой. Для оценки максимального количества тепла, которое способен выделить организм человека в окружающую среду (8), может быть использована формула:

0 —агД/-5./,

где Д/ — температурный напор, равный 19°С; 5 — поверхность тела человека, равная примерно 1,8 м2; I — время, с; осе —суммарный коэффициент теплопередачи организма в окружаю-

щую среду, равный примерно 7,1 Вт/(м2-°С) (рассчитан К- Г. Евреиновым).

Подставив значения параметров в уравнение, получим 0~243 Вт. Поскольку организму при интенсивной физической нагрузке необходимо каждую секунду выделить в окружающую среду 194 Вт (около 4000 ккал/сут), то дополнительное тепло, выделяемое за счет облучения ЭМП, не должно превышать 49 Вт. В противном случае терморегулирующая способность организма может быть нарушена и температура тела начнет повышаться, что недопустимо.

Исходя из полученного ограничения, можно произвести расчет допустимой плотности потока внешнего ЭМП. Для этого можно воспользоваться формулой [4]:

П с- -

49 Вт

6500 см2 (1 —0,6)

= 18,8 мВт/смг,

где Рдоп — допустимая поглощаемая энергия облучения ЭМП, Вт; 5„ — площадь поперечного сечения тела человека, см2; /? — коэффициент отражения телом человека (на частотах выше 300 МГц 0,6).

Однако разнообразие режимов радиолокационных средств излучения, работающих в полосе частот />300 МГц, определяемое, с точки зрения гигиенической регламентации ЭМП, характеристиками сигнала, прерывистостью облучения, различной продолжительностью работы в течение суток и т.д., ведет к существенным затруднениям в проведении указанного расчета.

Среди характеристик прерывистости первостепенное значение приобретает так называемая пространственная и временная прерывистость. Параметр, характеризующий пространственную прерывистость (Ппр), определяется отношением [3]:

Т„ 360"

Ппр = •

'обл

20,

о.&р

где Т0 — период обзора, с; бл— время облуче-

ния в одном обзоре, с; 280,5р — ширина диаграммы направленности антенны по половинной мощности в горизонтальной плоскости, град.

Временная прерывистость характеризуется параметром Пвр, который равен:

П -

11вр_ 7-оол •

где Гц — время цикла работы радиолокатора (время облучения плюс время паузы); Т0бл— длительность сеанса облучения в одном цикле работы.

Так, например, параметр пространственной прерывистости для обзорного радиолокатора, у которого 290,5р = 1,5°, будет равен Ппр = 360: 1,5= = 240. Параметр временной прерывистости метеорологического радиолокатора, который работает в режиме: 30 мин на излучение, 30 мин пауза, будет равен ПВр=1 ч : 0,5 ч = 2.

Отметим, что время работы в течение суток у различных радиолокаторов существенно различно. Так, некоторые обзорные радиолокаторы работают посменно или непрерывно в течение суток. Число циклов работы метеорологических радиолокаторов, как правило, строго определено. Таким образом, в большинстве случаев существует достаточно жесткий технологический процесс использования средств излучения, что необходимо учитывать при регламентации ЭМП.

В связи с этим значения энергии облучения на уровне ПДУ существено различаются, колеблясь от десятков до тысяч джоулей на 1 м2, что, несомненно, изменяет реакцию организма при изменении параметров прерывистости. Это не позволяет использовать энергетический подход к нормированию при всех режимах излучения. Поэтому целесообразно выделить 2 характерные группы источников ЭМП по режимам работы К 1-й группе следует отнести радиолокаторы режимам работы которых свойственна прострин ственная прерывистость (радиолокаторы обзор ного типа); ко 2-й группе относятся средства 1 работающие в непрерывном режиме излучения импульсных сигналов, т.е. те, у которых П„р=1 Средство излучения следует отнести к 1-й груп пе, если Ппр и Пвр не равны 1. Радиолокаторы обладающие только временной прерывистостью входят во 2-ю группу. Такая группировка по зволяет выделить группы режимов, у которых энергия, рассчитанная по ПДУ, отличается в 100 раз и более.

Расчет плотности потока энергии (Э) проводится по формуле, включающей параметры прерывистости, которые введены нами для характеристики режимов:

36/

Э = ПДУп—п—, Нвр-1'пР

Используя формулу (1), нетрудно убедиться, что в режимах работы радиолокаторов с пространственной прерывистостью излучения значения Э составляют десятки — сотни джоулей на 1 м2, в то время как в режимах, в которых отсутствует пространственная прерывистость, значение Э выражается тысячами джоулей на 1 м2.

Известно, что любой прогноз строится на основе устанавливаемых тем или иным путем зависимостей прогнозируемой величины от изменяющихся параметров. Целью рассматриваемого прогноза является получение таких зависимостей, которые бы позволяли расчетным путем определить ПДУ с учетом режимов излучения. При этом прогнозирующая кривая должна включать значения существующих нормативов. Используя выражение (1), запишем формулу для определения ПДУ:

ПДУ =

Э-Ппр-Пвр 36/

(2)

Известно, что Э является функцией длины волны Х:Э = Р(Х). Для расчета значений плотности потока энергии по (1) использованы ПДУ в диапазоне 0,8—35 см при импульсном излучении [2].

Рассчитанные значения Э = /7(>,) для известных ПДУ показали, что эта зависимость нелинейна. С учетом ряда значений ПДУ в каждой группе средств аппроксимирующую кривую можно выразить в виде многочлена:

Э = а+й,Я +а,Я* + азХ3. (3)

Для определения коэффициентов а, составим систему, состоящую из четырех уравнений по числу неизвестных:

а + а2\] +а3Х31=Ь1

а -)- а,Х2 + ао^-2 + аз^2 =

(4)

где X, — длина волны при 1-ом значении норматива; Ь, — плотность потока энергии при ¿-ом значении норматива.

Порядок решения системы уравнений описан в литературе [1].

В результате определения коэффициентов уравнения (3) получена формула для прогнозирования значения ПДУ, имеющая следующий вид:

ПДУ =

(1)

0,407 + 0.277Х — 2.23- 10~2Л.3 + 5,54- 10~«?.3 I

X П11Р ПвР К,

мри Ппр > 1

где К = Г,0

(5)

где ПДУ — предельно допустимый уровень ЭМП, мкВт/см2; / — время экспозиции, ч.

[ 1 при Ппр = 1,

X — длина волны, см; / — время работы в течение суток.

Эта формула применима для прогнозирования значения ПДУ ЭМП, создаваемого излучением радиолокаторов обзорного типа, в том числе и радиолокаторов, работающих в режиме временной прерывистости (1-я группа). Пределы применимости уравнения по диапазону волн следует ограничить диапазоном 0,8^X^36 см. Вне этих пределов значения ПДУ могут значительно отличаться от реальных. Для оценки ПДУ ЭМП, создаваемого радиолокаторами 2-й группы, получена следующая формула:

Сравнение прогнозируемых и фактических ПДУ

_ 113.7 + 2,017Л—0.0142/1' + 2,72- IQ-'V» --J II;

BP-

(6)

Показатель

Расчет по формуле (5)

Расчет по формуле (6)

X. см 35 10 3.2 0.86 0.86 3,2 10

к 1 1 1 1

1.5 1 .5

Ппр 92 240 500 2000 — — —

ПВР 1 1 2 2 1 1 2

1. ч 24 24 12 12 12 12 12

ПДУ фактический 20

мк Вт/см1 25 15 60 140 10 10

ПДУ расчетный. 22

мк Вт/см" 25 15,01 60.17 139.79 9.62 10

Эта зависимость позволяет прогнозировать значения ПДУ ЭМП, создаваемого радиолокаторами при непрерывном (импульсном) облучении с временной прерывистостью, но без пространственной прерывистости.

Ввиду того что эта зависимость не имеет перегибов и проходит в пространстве координат более плавно, можно считать, что ее пределы применимости шире, чем формулы (5). Однако построена она по данным, лежащим в тех же пределах, что и у формулы (5). Следует отметить, что исследования по установлению зависимости ПДУ от времени малочисленны. Ввиду этого при прогнозировании значений ПДУ с помощью формул (5) и (6) при значении времени, отличающемся от того, при котором они установлены, необходимо соблюдать осторожность, особенно если экспозиция относительно кратко-временна.

Представляет интерес сравнение результатов, полученных по формулам (5) и (6), с действующими нормативами [2]. Как видно из таблицы, расчетные значения вполне удовлетворительно совпадают со значениями фактических ПДУ. Это позволяет считать, что установленные зависимости могут быть использованы для прогнозирования значений ПДУ.

Таким образом, анализ существующих ПДУ ЭМП и значений плотности потока энергии, соответствующих этим уровням, позволил выявить зависимости для прогнозирования значений ПДУ с учетом характеристик прерывистости излучения. Эти зависимости могут быть использованы для оценки полей, создаваемых радиолокаторами, нормирование которых еще не проведено.

Литература

1. Бронштейн И. #., Семендяев К■ А. Справочник по математике. — М„ 1964. — С. 608.

2. Временные санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электромагнитных полей, создаваемых радиотехническими объектами. — М., 1984.

3. Думанский Ю. Д., Иванов Д. С., Никитина Н. Г., То-машевская Л. А. // Гиг. и сан.— 1984. —№ 9. — С. 37— 40.

4. Пресман А. С. Электромагнитные поля и живая природа. — М., 1968.

Поступила 17.06.86

Summary. On the basis of the analysis of body responses to the electromagnetic field exposure and existing MACs mathematical correlations allowing to derive forecasted MAC values by calculations have been established. The derived equations are valid for radiolocation devices operating under the conditions of different time and space intermittence.

Социальная гигиена, история гигиены, организация санитарного дела

УДК 378.661.3/.4(470.23-25):93

С. В. Алексеев

ЛЕНИНГРАДСКИЙ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ И ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕСТРОЙКИ ВЫСШЕГО МЕДИЦИНСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Ленинградский санитарно-гигиенический медицинский институт

Вся история развития Ленинградского сани- отечественной медицине. Созданный в 1911 г. тарно-гигиенического медицинского института по инициативе акад. В. М. Бехтерева медицин-связана с профилактическим направлением в ский факультет при Психоневрологическом ин-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.