CC BY
4
1 Нормы проектирования. Защита от шума. СНиП II— 12—77. 1^11—78. М„ 1978.
4. Орлова Л. Г. — В кн.: Современные проблемы гжгиевы населенных мест. М„ 1981, с. 37—41.
6. Орлова Л. Г., Карагодина И. Л., Столбун Б. М. в др.— В кн.: Гигиенические аспекты профилактики сердечно-сосудистой патологии при воздействии факторов окружающей ч производственной среды. М., 1982, с. 93—96.
6. Потоки транспортные в населенных местах. Метод определения шумовой характеристики. ГОСТ 20444—75. 1/VII—75. М„ 1975.
7. Сепетлиев Д. А. Статистические методы в научных медицинских исследованиях. М., 1968.
I. Шум. Методы определения потерь слуха человека. ГОСТ 12.4.062—78. М.. 197а
9. Шум. Методы измерения на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий. ГОСТ 23337*—78. 1 /VII—79. М„ 1979.
Поступила 01.08.83
Summary. The authors have developed a comprehensive methodological approach to the study of human health status in the population groups exposed to a continuous daily impact of noise at work and at home, which involved selection of population groups, methods for the evaluation of the functional state in a number of the body systems, and in the acoustic environment. Detrimental effects of noise on the central nervous system, cardiovascular system, and the hearing analyser have been observed.
ГДК б 14.71:613.632.4-07
К. В. Григорьева, И. П. Зонова, И. Г. Горячева
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОЦЕНКЕ КОМБИНИРОВАННОГО ВЛИЯНИЯ НА ОРГАНИЗМ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева; Институт газа
АН УССР, Киев
Гигиенические аспекты в комплексной программе управления качеством воздушной среды связаны с установлением количественных зависимостей влияния ее химических факторов на здоровье населения [7].
В связи с этим особенно важно изучение комбинированного действия химических веществ на организм с целыо гигиенической оценки воздушной среды современного города. При этом следует учитывать ее многофакторность, поскольку с промышленными выбросами от всех источников в атмосферный воздух поступают десятки таких веществ [2]. Концентрации атмосферных загрязнений непрерывно меняются во времени и пространстве.
Важно также отметить структурную и функциональную сложность организма — биосистемы. Известно, живой организм в своем функционировании организован в различные системы (нервную, кроветворную, пищеварительную, эндокринную, защитные реакции от инфекцнй и др.), способные в процессе жизнедеятельности реагировать на воздействие факторов среды изменением активности. При длительных или сильных воздействиях могут возникать более стойкие функциональные и даже структурные изменения в различных функциональных группах организма, приводящие к заболеваниям [4, 6].
Решение основных вопросов гигиены — оценка состояния среды, установление связи между заболеваемостью населения и загрязненностью среды — сопряжено с решением такого важного вопроса, как сравнительная количественная оценка нарушений в различных звеньях организма при взаимодействии с вредными факторами
среды и их значимости для целостного организма.
Сложность оценки суммарного влияния факторов на живой организм обусловливает необходимость совершенствования методических приемов его изучения [5]. Для оценки комбинированного действия химических веществ на организм нами применен способ, основанный на си* стемном подходе к организации физиологических функций организма, и метод математического планирования эксперимента с вероятностно-статистической оценкой данных опыта [1, 3, 8].
При этом использованы следующие предпосылки: живой организм — сложная система, ее подсистемы (физиологические системы) — также сложные системы с многообразными внутренними и внешними связями (между параметрами внутри подсистемы и параметрами физиологических систем). И системы, и их подсистемы относятся к объектам с экстремальными свойствами. Сохранение гомеостаза в подсистемах и системе в целом при изменении факторов внешней среды обеспечивается направленными изменениями параметров подсистем на основе адаптивного поведения живого организма. Реакция организма находится в пределах ее оптимального значения, если показатели состояния физиологических функций у подвергшихся влиянию вредного фактора и контрольных животных не различаются больше чем на ±2а. Изменения параметров подразделяются на две качественно различные области: устойчивого поведения («стационарная») и неустойчивого поведения («переходная + линейная»).
Для определения изменений показателей каж-
Таблица 1
Результаты расчета уравнений регрессии для изучаемых тестов (относительные значения)
Время Подсистема 1 (кроветворная) Подсистема 2 (неспецифические реакции защиты организма от инфекций) Подсистема 3 (нервная) Система (работоспособность)
0 {у } {у} -0 {у} -0 ф, = 0
т, Т, Т, Уп=0.0 у,г=0,244—0,16х3—0,12х2х3 у, з=0,046+0,26ха Уи=У15=У1 «=У17=У1 «=о Уи=— 0,043 у„=— 0,25 у1,=0,14+0,055хг-0.023х1х,+ +0,029х1х2х5 Уп=0,0 у1а=0,114+0,055х,+0,045х2х3 у13=0,065+0,024х,—0,028х4х3 Уи=У1»=У<«=У17=У|в=0 у21= 1,75—0,53х„+0,56хгхз у22=0,78—0.46х1+0,69хз+0,38х1х2+0,3+х1х,— 0 4 х х х у28=1,05—0,28х1+0,53хз+0,11х1х2+0,27х1х, у24=0,21— 0,11х,+0,21хз+0,14х,хз+0,06х2х3— —0,05х1х2хз у25=—0,34—0,25х,+0,27хз—0,12х1х3+0,06х,х,+ +0,07х2х3—ОЛбх^гх, у2,= 1,53—0,91х,—0,6х2+0,5х3+0,47х,х2 у22=1,75—1,82х,—0,93х2+0,57x3+0,5x^3+ +0,5х2х3—0,9х1х2х3 у28= 1,04 —0.65х,+0,1 1х2+0,77х3+0,61х2х„ у24=0,29—0,23х,—0,041 х2+0,16х3—0,03х,х2+ +0,18х1х3—0,05х1х2х3 у25^-— 0,14—0,44х,— О.ОЭбХг+О.г^з+О.гх.Хз— —О.гх^чгхз у21=3,0Х0,59х3+0,5х,х2 уг,=0,4—0.85х,—0,96хг+1,8хз—0,7хгхз У18=—0.88—0,42х,+0,61х8+0,09х,х1+0,13х,х, у24=—0,29—0,21 х,—0)06х2+0>15хз—0.06х1х,+ +0,06х,х,—0,048х2х3 У2а=—10.28—0,26х,—0,1х2+0,23х ,—0,08х1ха— —0,09хгх3 у л= — 0,22—О.Обх,—0,05х,— -0.12хз Уз2=0,33+0,12хз—0,1Х1Х,+ +0,16х2х, у 31= —0,28—О.ОЗх,—О.ОЗх, у,2=0,19+0,08х,+0,09х1ха— —0,09х1х,+0,08х4х3— —0,08х1х,х, Уз1=—О.'Э—0,05X1—0,04Х2— -0,07Х, Уз1=0.3-0,18x1—0,1х1х,х, Ф, = —0,24—0,13Х1Х4 Ф2=—0,22 Ф,= — 0,18—0,1x1—0.2!х,х2— —0,12х,х2х,
Таблица 2
Результаты расчета коэффициентов по эксперименту
При 1 = 3. N Подсистема 1 Подсистема 2 Подсистема 3 Система
хо *1 х» Х>
Ун У>» У ч Ун Уи Ун Ум У1. У» У» У» Ун У» У«| У» Ф,
1 + + + + 0,099 —0,02 0,04 —0,14 -0,11 —0,03 -0,1 0,0 4,5 1,49 1.3 —0,48 -0,58 —0,36 0,07 -0,25
2 + + — — 0,058 —0,03 0,089 0,09 —0,03 0,02 0,0 -0,07 2,2 -0,03 -0,1 —0,66 -0,72 —0,12 -0,07 —0,28
3 + + + — 0,05 -0,09 0,095 0,14 -0,11 0,02 0,0 —0,06 1.8 -0,96 —0,14 -0,76 -0,89 —0,19 0,24 -0,39
4 + — + + 0,074 -0,12 0,024 0,06 0,008 -0,08 0,3 —0,17 3,4 3,5 2,0 —0,02 0,09 -0,25 -0,64 —0,22
5 + — — + 0,008 —0,17 0,048 —0,02 —0 23 —0,03 0.1 0,05 4,9 5,93 1,87 0,05 0,26 —0,14 0,22 -0,2
6 + — — — 0,05 —1 —0,001 —0,21 0,53 0,01 0,0 —0,06 3,3 1,84 0,83 —0,18 -0,27 -0,07 —0,48 —0,33
7 + + — + -0,022 -0,09 —0,135 —0,08 0,09 —0,01 0,0 0,01 1,97 5,69 0,77 -0,1 0,01 -0,28 0,22 -0,03
8 + — + — -0,034 -0,28 0,096 0,06 0,09 —0,02 -0,1 —0,03 2,4 1,72 0,51 —0,14 -0,17 -0.12 0.56 —0,05
Ртаб(2.3—
-4,0) 2,0 2,0 2,9 1,1 1,7 1.0 1.1 1.4 1,6 1,8 1.2 2.1 1.1 1,2 1,4 1.5
атаб(0.32) 0,21 0,25 0,23 0,21 0,22 0,24 0,16 0,32 0,19 0,3 0,18 0.2 0,2 0.23 0,21 0,3
дой системы вводится дифференцированное описание ее поведения для всех изучаемых областей фактора х (в относительных единицах):
где у — показатели состояния одной из физиологических функций организма подсистемы (изучаемый тест; уп — показатели состояния подсистемы (физиологической функции) у контрольных животных; Д у — разница в показателях функционального состояния животных контрольной группы и подвергшихся влиянию факторов; (Ау—то же в моделях).
Данные экспериментов, реализованных по соответствующим математическим планам, в области неустойчивого поведения аппроксимируются неполной квадратичной моделью:
п п п
uXiXjXu,
¿=1 1=1=1 i=/=u=l
а в «стационарной» области — нелннейным уравнением регрессии:
п п п
Ду = Ь0 + 2 biXi + 2 bijXiXj + ^biiX?-1=1 ¡=¡=1 ¿=j
где n — число факторов среды, изучаемых в эксперименте; i, j, и — индексы изучаемых факторов; Ь0— коэффициент, учитывающий вклад в эффект влияния факторов х, bi — коэффициент, определяющий вклад отдельного фактора; Ьц — вклад в эффект влияния от парного действия; Ьци — вклад в эффект влияния от тройного действия; Ьц — описывает сложное взаимодействие в «нелинейной области» от /-факторов.
Для интегральной оценки влияния фактора на сложную систему на основе имеющихся в арсенале математики средств выполнены расчеты по получению обобщенного показателя.
S= -2|«/кТ|1п|^кТ|, Я = 2 In ~[/Ш~ аукТ для TV=0 и Т = 0.
Модели были проверены в токсикологическом эксперименте — круглосуточной затравке белых беспородных крыс в течение месяца сероуглеродом (.Vi), сероводородом (х2) и окисью углерода (дг3) в концентрациях 0,2—0,6, 0,25—0,75 и 50— 150 мг/м3 соответственно. Статистический анализ показал, что данные модели и показатели, полученные на основе расчетов, равноценно представляют результат взаимодействия организма и химических веществ.
В соответствии с поставленной задачей разработаны алгоритмы и комплекс программ для расчета коэффициентов уравнения регрессии, статистических оценок для проверки однородности выборок и адекватности моделей, корреляционных оценок для проведения классификации
параметров и обобщенного показателя состояния систем.
В табл. 1 представлена картина изменения различных функциональных подсистем организма в процессе его взаимодействия с химическими веществами. Как видно из этих данных, уравнения регрессии отличаются друг от друга как по времени влияния, так и по изучаемым подсистемам. Неодинаков и характер ответной реакции организма на комбинированное действие, оцениваемое по различным функциональным подсистемам (тестам). И, что особенно важно, получены численные значения изменений функционального состояния организма при воздействии на него химическими веществами. Эти значения в изучаемых функциональных подсистемах охватывают интервал от 0,01 до 6,6, границы которого отличаются на 3 порядка, что позволило провести классификацию тестов (табл. 2). В табл. 2 представлены результаты сделанных расчетов. Изучаемые тесты по степени чувствительности не принадлежат к одному классу. Условно же их можно разделить на три класса: I — наименее чувствительные, II —чувствительные и III — очень чувствительные. Следует отметить, что «интегральные» параметры S и Н не входят в один класс с наиболее чувствительными тестами, отражая закономерность адаптивного поведения организма в целом. S дал представление об «отклике» организма на воздействие химических веществ по средним относительным значениям показателей его функционального состояния, Н характеризовал степень «дезорганизации» системы (организма), которую создает ингаляционное влияние смеси изучаемых веществ.
Таким образом, изучение реакции организма — сложной системы — на одновременное действие нескольких факторов на основе математического метода планируемого эксперимента и применения статистических методов анализа позволило процесс взаимодействия изучаемых факторов и различных функциональных групп организма представить уравнение регрессии, на его основе в цифровых выражениях показать реакции изучаемых функциональных групп организма при его взаимодействии с химическими веществами, приведены показатели функционального состояния организма к единой шкале в относительных единицах. Последнее дало возможность разделить подсистемы организма на различные группы в процессе его взаимодействия с химическими веществами, определить количественно их соотношение, получить «обобщенный» показатель, характеризующий состояние организма в целом.
Выводы. 1. На основе эксперимента получено математическое описание (уравнения регрессии) реакции организма на воздействие химических веществ. Это позволило достоверно установить характер их комбинированного влияния
— Ю —
на отдельные функциональные группы и определить долю влияния каждого вещества.
2. Проведена классификация функциональных систем организма по степени их чувствительности, что дало возможность выяснить долю участия каждого физиологического показателя (теста) в процессе взаимодействия организма с химическими веществами.
3. На основе изученных функциональных систем организма можно рассчитать «обобщенный» показатель, оценивающий нагрузку воздействия химических веществ на организм в целом.
4. Анализ полученных уравнений регрессии, результаты классификации и расчета «обобщенного» показателя показывают, что комплексное применение в токсикологических исследованиях системного подхода и различных математических методов позволяет количественно оценить реальные нагрузки факторов среды на живой организм.
5. Предложенный подход к оценке нагрузок вредных факторов среды целесообразно использовать при изучении состояния здоровья населения в связи с загрязнением окружающей среды.
Литература
1. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование при поиске оптимальных условии. М., 1976.
2. Буштуева К. А. — В кн.: Руководство по гигиене атмосферного воздуха. М., 1976, с. 5—26.
3. Лисенков А. Н. Математические методы планирования многофакторных медико-биологических экспериментов. М., 1979.
4. Петленко В. П. Философские вопросы теории и патологии. 1968, кн. I, с. 93.
5. Пинигин М. А. — В кн.: Санитарная охрана атмосферного воздуха городов. М., 1976, с. 15—40.
6. Саноцкий И. В., Уланова И. П. Критерии вредности в гигиене и токсикологии при оценке опасности химических соединений. М., 1975.
7. Сидоренко Г. И, — Гиг. и сан., 1979, № 9, с. 3—8.
8. Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.. 1977.
Поступила 06.01.84
Summary. Combined effects of chemical substances on the human body were studied by using systemic approach to the body's physiological functions and on the basis of the mathematical method of the experiment planning. Quantitative evaluation of the interaction of the body and its individual functional groups with a complex of chemical substances was made. The approach used was suggested to assess harmful environmental effects оя the body while studying the population health.
УДК 614.777-07
Ю. В. Новиков, С. И. Плитман, К. О. Ласточкина, Р. М. Хвастунов
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ВОДОЕМОВ ПО СТЕПЕНИ ИХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
При установлении необходимой очередности осуществления водоохранных мероприятий важнейшее значение имеет ранжирование водоемов по степени их загрязнения и на основании этого определение объектов водоохраны, нуждающихся в первоочередных капиталовложениях. Эти вопросы особенно актуальны при разработке схем районной планировки, комплексных схем охраны природы и др.
Использование водоемов для водоснабжения и рекреационных целей может быть ограничено четырьмя причинами: неудовлетворительными органолептическими свойствами воды, нарушением санитарного режима, превышением нормативов веществ, лимитированных по санитарно-ток-сикологическому признаку вредности, а также микробным загрязнением, создающим эпидемическую опасность.
В связи с этим нами для определения степени загрязнения использованы четыре критерия вредности. Поскольку каждый из этих критериев объединял большое число единичных показателей, для выявления уровня загрязнения применялись комплексные показатели. При этом мы стремились максимально использовать единичные показатели качества воды, как специфиче-
ские, так и интегральные. В результате изучения материалов по санитарной характеристике 520 створов (более 20 000 замеров), данных экспериментального обоснования ПДК, информации о чувствительности аналитических методов [2], биохимического и химического потребления кислорода (ВПК и ХПК соответственно) для отдельных веществ, лимитированных в воде водоемов [3], определены наиболее информативные показатели, которые могли бы быть использованы при вычислении комплексных показателей.
Установлено, что при вычислении комплексного показателя, характеризующего санитарный режим (Wc), следует учитывать следующие единичные показатели: растворенный кислород, БПКэ, ХПК и специфические загрязнения, нормируемые по влиянию на санитарный режим. Это обосновано тем, что между ВПК и ПДК веществ данной группы коэффициент корреляции г=0,92, между ВПК и ХПК г=0,78, между ХПК и ПДК /-=0,96, между ВПК и растворенным кислородом г——0,87.
При расчете комплексного показателя, характеризующего органолептические свойства воды (Wop), рекомендуется учитывать запах, взвешенные вещества, ХПК, специфические ингредиенты,
