CC BY
17
УДК 621.396.25 +538.567
Л. В. Грунская, д-р техн. наук, Л. Т. Сушкова, д-р техн. наук, И. А. Лещев, студент ВлГУ,
Владимирский государственный университет им. А. Г. и Н. Г. Столетовых
В. Н. Буренков, гл. специалист-эксперт,
Управление Роспотребнадзора по Владимирской области,
Е. Г. Рыжова, д-р мед. наук,
ФППО Ивановской медицинской академии
М. И. Дегтерева, директор
ГУЗВО «МИАЦ»
Влияние геофизических характеристик пограничного слоя атмосферы на некоторые показатели здоровья населения
Ключевые слова: мониторинг, геофизические параметры, корреляция, электромагнитное поле, заболевания органов дыхания человека, смертность населения.
Key words: ventricular bypass, devices cardiac transplantation, diaphragm pumps blood.
Осуществлен анализ взаимосвязи статистических данных по смертности населения в 2003 и 2005 гг. по данным Управления Роспотребнадзора по Владимирской области, а также по обращаемости детей с заболеваниями дыхательной системы за период с июля 2004 г. по декабрь 2006 г. по г. Владимиру с геофизическими факторами.
Введение
На физическом полигоне кафедры общей и прикладной физики Владимирского государственного университета с 1999 г. осуществляется непрерывный мониторинг электромагнитных полей инфранизко-частотного диапазона, метеофакторов и радиационного фона. Подобные исследования проводятся для выявления взаимосвязей электромагнитных полей пограничного слоя атмосферы с рядом геофизических процессов [1—6]. С 2009 года совместно с Управлением Роспотребнадзора по Владимирской области с использованием статистических данных по смертности населения в 2003 и 2005 годах, а также по обращаемости детей с заболеваниями дыхательной системы за период с июля 2004 года по декабрь 2006 года по г. Владимиру осуществляется работа по исследованию воздействия геофизических факторов на показатели здоровья населения.
При проведении целенаправленной политики по укреплению здоровья населения действия должны
быть ориентированы на те факторы, которые представляют наибольшую опасность для здоровья населения, и на те отклонения состояния здоровья, которые характерны для данной территории. Выяснение таких приоритетных факторов и отклонений и разработка планов действий по минимизации их негативного влияния на здоровье является одной из основных задач региональной экологической политики. На практике это означает, что для каждого региона должны быть определены приоритетные неблагоприятные факторы среды обитания и отклонения в состоянии здоровья населения с последующей разработкой наиболее эффективных природоохранных и оздоровительных мероприятий исходя из специфических особенностей местных условий. Достижение прогресса в этой области в значительной степени зависит от повышения качества необходимых аналитических данных (показателей), характеризующих как связь уровней загрязнения различных объектов окружающей человека среды с состоянием здоровья населения, так и влияние геофизических характеристик пограничного слоя атмосферы на показатели, характеризующие здоровье населения. С учетом современных требований эти данные должны быть установлены на основе эпидемиологических исследований, позволяющих качественно и количественно определить потенциальный и реальный ущерб здоровью.
В ряду медико-демографических показателей показатели смертности наиболее полно отражают весь диапазон воздействующих на население фак-
биотехносфера
| № 5-Б(17-18)/2011
Техносферная безопасность
торов социально-экономического, наследственного, природно-климатического и экологического гене-за и поэтому являются наиболее объективными критериями, несущими емкую информацию о состоянии и тенденциях изменения общественного здоровья.
Как известно, бронхиальная астма (БА) относится к мультифакторным болезням, на возникновение, проявление и течение которой большое влияние оказывают как факторы среды обитания, так и генетические, биологические, социальные риски. В этой связи весьма актуально решение вопроса об определении степени влияния геофизических характеристик пограничного слоя атмосферы на частоту обострений как БА, так и на нозологические формы, которые сопровождаются обструк-тивным синдромом и могут являться триггерами астмы (обструктивный бронхит, стенозирующий ларинготрахеит).
Для проведения исследований были использованы данные по смертности населения во Владимирской области (Медицинский информационный аналитический центр департамента здравоохранения администрации Владимирской обл.) за пе-
риод с 2 июля по 27 сентября 2003 г. и за период с 21 мая по 30 октября 2005 г., а также данные по обращаемости на станцию скорой медицинской помощи детей с заболеваниями бронхиальной астмой, обструктивным бронхитом и ларинготрахеитом за период с июля 2004 г. по декабрь 2006 г. по г. Владимиру. Временные ряды по обращаемости с заболеваниями представляют данные с интервалом дискретизации раз в месяц.
Исследование взаимосвязи геофизических характеристик пограничного слоя атмосферы с уровнем заболеваемости органов дыхания людей
Для анализа были взяты данные по обращаемости детей с заболеваниями бронхиальной астмой, обструктивным бронхитом и ларинготрахеитом за период с июля 2004 г. по декабрь 2006 г. по Владимирской области. Также были взяты данные по напряженности электрического поля, температуре
1,0
§ 0,8
£ * 0,6
о \
3 0,4
х! 0,2 О
/ч
«ч
44 00
4 0
4 0
4 0
4 0
0
0
й н л г н т к о я к в в р р й н л
а м ю и ю и в а е с о н е д н я е а м п а а м ю и ю и
0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 6 0 6 0 6 0 6 0 6 0 6 0
Дата
6 0
6 0
6 0
6 0
0
Рис. 1
Обращаемость детей с обструктивным бронхитом и напряженность электрического поля за период с июля 2004 г. по декабрь 2006 г.:
— — — — обструктивный бронхит; — — флюксметр
1,0 ел., 0,8
I | 0,6
с •> ^
е а
«3 б О
N 0,4
0,2
/\
44 00
44 00
к о
4 0
я к в в
о е н е
н д я
4 4
0 0 0 0
ар
пр а
й н л г в а н т к о я к в в р р й н л
а м ю и ю и е с о н е д н я е а м п а а м ю и ю и
0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 6 0 6 0 6 0 6 0 6 0 6 0
66 00
к о
6 0
Дата
н д 6 6 00
Рис. 2
Обращаемость детей с обструктивным бронхитом и относительная влажность за период с июля 2004 г. по декабрь 2006 г.:
— обструктивный бронхит; — относительная влажность
№ 5-6(17-18)/20П |
биотехносфера
0
Таблица 1 Значения коэффициентов корреляции данных мониторинга и заболеваемости
Данные мониторинга Флюкс-метр Температура Давление Влажность
Обструктив-ный бронхит 0,01 -0,47 0,15 0,19
Бронхиальная астма -0,30 -0,16 0,21 0,12
Ларинготрахе-ит -0,12 -0,26 0,16 -0,14
воздуха, атмосферному давлению и относительной влажности за период с июля 2004 г. по декабрь 2006 г., полученные на экспериментальном полигоне Владимирского государственного университета (ВлГУ). Данные физического экспериментального полигона синхронны по времени с данными по заболеваемости.
На рис. 1 показана синхронная запись обращаемости детей с обструктивным бронхитом и напряженности электрического поля за период с июля 2004 г. по декабрь 2006 г., представленная в нормированном виде, а на рис. 2 — синхронная запись обращаемости детей с обструктивным бронхитом и относительной влажности также за период с июля 2004 г. по декабрь 2006 г.
По обработанным данным получены значения коэффициентов корреляции (табл. 1) для временных рядов по обращаемости с заболеваниями и напряженности электрического поля, температуры воздуха, атмосферного давления, относительной влажности за период с июля 2004 г. по декабрь 2006 г.
Исследования с помощью программно-аналитического комплекса показали, что непосредственная связь уровня заболеваемости бронхиальной астмой, обструктивным бронхитом и ларинготрахеитом с уровнем напряженности электрического поля пограничного слоя атмосферы указанных факто-
ров достаточно слабая (коэффициент корреляции составил 0,01...0,3). Однако выявлено, что уровень напряженности электрического поля пограничного слоя атмосферы влияет на соотношение между уровнями заболеваемости, указанными выше.
Исследование взаимосвязи геофизических характеристик пограничного слоя атмосферы с уровнем смертности населения Владимирской обл.
Исследования проводились на основе базы данных по смертности людей во Владимирской области за период со 2 июля по 27 сентября 2003 г. и за период с 21 мая по 30 октября 2005 г. Данные по смертности были представлены Медицинским информационным аналитическим центром департамента здравоохранения администрации Владимирской области. Временные ряды по смертности людей представляют данные с интервалом дискретизации раз в день. Также были использованы данные по напряженности электрического поля, температуре воздуха, атмосферному давлению, относительной влажности, радиационному фону за периоды со 2 июля по 27 сентября 2003 г. и с 21 мая по 30 октября 2005 г., полученные на экспериментальном полигоне ВлГУ. Данные физического экспериментального полигона были взяты синхронно с данными по смертности.
На рис. 3 приведена синхронная запись смертности людей и напряженности электрического поля, показания которого взяты с флюксметра №1 (на высоте 3 м от земли), со 2 июля по 27 сентября 2003 г. На рис. 4 приведена синхронная запись смертности людей и напряженности электрического поля, показания которого взяты с флюксметра № 2 (на высоте 5 м от земли), также за период со 2 июля по 27 сентября 2003 г. На рис. 5 показана
од
5 -0,5
-1,0
г г г г г г г г г г г н н н н н н н н н
в в в в в в в в в в в е е е е е е е е е
а а а а а а а а а а а с с с с с с с с с
1 0 3 о* 2 5 00 1 3 о* 2 5 00 1
0 0 0 1 1 1 1 2 2 2 3 0 0 0 1 1 1 2 2 2
Дата
Рис. 3
Синхронная запись уровня смертности людей и напряженности электрического поля (флюксметр №1) за период с июля по сентябрь 2003 г.:
— — смертность; — — — — флюксметр
биотехносфера | | № 5-6(17-183/2011
г
ю
1Л
01 ^
со
^
м о
СП
я
го
X I
о
п
■а
го ~о ш
2 н К ст>
и ^
к
^ О О Й В о
р § й е
со р
я к
о №
о §
ст> Ъ н В о о н К
а ^
я ^ 5, к
Вс О
8 § а> со
Не ^ В Щ И Р Р Ъ
Р й К
в ъ Й
й
ст> В в о о
н ©
й ст> Я
н ^
К й
СГ>
о
я о ч о
<тЬ
в
Е м
Е х ^
о в
в р
Й
и о
со
й
<<
и
р со
Р В В В о
СГ> ЬГ1
а о
о §
й а>
_ чЗ
О н
° В о
о н
в й
й сг> Вс
р со
я Е
к Я
| р
нГ И
I §
^ в
о н
2 го
3 §
н В Й й
й Р
и ъ
сг> §
сг> В В о-
г-.
X Ъ Й й о
И
О
о\
Я р ° 3
-:
8 5
н В
в 3
о
н р
и
й сг> В
Е
о о
В В
В В
х а
З Зс
в #
в о
Е в
го со
со Р
и
« о § ъ
в о
ъ §
~ в § ^
о и р в в о
В ё
я §
а й
И §
СГ> Р
Й Й
ГО _
В В
Е °
§ *
г1 ^ Й й
И
в
81 Й Е ? й в
й р
й
в §
в ъ
о
я
2 «
Вс сг>
О
о
сл ч
И
к
а
Ьэ О
о к
о х
^ н
Чз
о
X
X
а
СО
а
X
к
о
с
^
Чз
о
а
X &
о
а
■8
X
о
о
к
ОЬ
СЪ
К
X
а
а
Чз
N
съ
X
X
О
о
к
^
Сй
§1
Чз
К
Сй
о
«
О
О
X
о
^
СО
а
X
■8
X
о
О
^
а &
X
о
о
«
«У
а
Смертность, чел.; Е, В/м
22 май 25 май 28 май 31 май 03 июн 06 июн 09 июн 12 июн 15 июн 18 июн 21 июн 24 июн 27 июн 30 июн
03 июл
06 июл
09 июл
12 июл
15 июл
18 июл
21 июл
24 июл
27 июл 30 июл
02 аег 05 аег 08 аег 11 аег 14 аег 17 аег 20 аег 23 аег 26 аег 29 аег 01 сен 04 сен 07 сен 10 сен 13 сен 16 сен 19 сен 22 сен 25 сен 28 сен 01 окт
04 окт
07 окт
10 окт
13 окт
16 окт
19 окт
22 окт
25 окт
28 окт
I
к*
. Ъ
I
о
о
о
X
I
«V
ч>
л
I ;
9 Ч
I
I / I /
1 #
ч
к
о к
X
■8
О X X а
со
а х к
§
о а X
К
Чз а
н а
Чз к
«у О
о со
Смертность, чел.; Т, °С
к
3
£ о
а к
►I £
"а "а
к о
о X й
л »
* §
й О 5 а
3 й
£ 2 с ^
о 3 ° ?
со |
<\> О
К
Й а
к
3
о §
02 июл 05 июл 08 июл 11 июл 14 июл 17 июл 20 июл 23 июл 26 июл 29 июл 01 авг 04 авг 07 авг 10 авг 13 авг 16 авг 19 авг 22 авг 25 авг 28 авг 31 авг 03 сен 06 сен 09 сен 12 сен 15 сен 18 сен 21 сен 24 сен 27 сен
Смертность, чел.; Е, В/м I I
о о о о о о ^ Кэ о Ьо Ъ* Оо Ъ
Т-1-1-Г^-
\
\
I
ч
/
к
§ о
3 о
^ о
►к
с х * §
Ьэ О
о а со &
К
а
Чз к
о §
Чз
02 июл
03 июл
04 июл
05 июл
06 июл
07 июл
08 июл
09 июл
10 июл
11 июл
12 июл
Ь| а
3 13 июл а
14 июл
15 июл
16 июл
17 июл
18 июл
19 июл
20 июл
21 июл
22 июл
23 июл
24 июл
Смертность, чел.; Е, В/м о о о о о о ^
^ Ъч О* VI Оо о 1-1-1
р
Й
к
р
в
К о К К
Е
Кс
е
о К
и О о н
К
о о К н со й
к
р
Й и
й р
К о о н V
> н
г
о о
е
со 43
к о
(О
Й
р
и й (О
к к
(О
р
н
<<!
43
р
и о
03
<<!
X р
к
к
<<! я в
К й
р •п К К н К о ч о
Я
о й й
й й Я я
(0 со н н 43 43
То' То'
§ 1 Й 2
й Й Я о о н V
О I-1
со о
Я н 43 К £ со
I I I
О О О О О О
Ю I—1 I—1 СО от СО
рэ
и М
Е
м
к ^
о та к м
00 м
рэ Л а>
Я м О §
я
о о
д си
Й е Й в*
а
к «
а
со I 13
0) СГ 0)
3 i §
5 О |
о I 5 ь о 5 о 2 2
5 5 аз
5 о ь
Ь 2 5
Я О *
□ "О I
!5 ° ООН
0 О 0й
1 н 5 н 0- Р
!Ц
0-5-5
ю 5 0)
О ® С, § » Ж
со о
2 5 -С СО
0 о
§ 3
2 аз 2} □
1 ®
= I
® I □ *
ч 5
О О
2 * □ 0) о н ■о 2 0) о ч о
II
0) -С
о
X
2
о *
13 аз
2 § ш и
5 ■©■
I!
О О Ь щ
5 о 2 а
- о
р й К р В К о К К
Е
Кс
е
о К
и О
§ а 1 §
р
I
о
о
со
> н
г
о о
е
(О
43 К о со
Й
р
и й (О
К К (О
Н
(О
г я
(О
43 р Н <<! 43 р и о 03 Й <<! X р
К я
<<! я в к й
я
о й й
О о о
о о о
00 00 ^
^ ^
I
о
О 13
м Й
о I Й 2
»б о о н V 03 й (0 я
н 43
к л (0
й
рэ
и м Е
05 §
о и
к ^
о та к и
00 м
рэ Л а>
Я М § §
та ^
V, я
о о
й СР
Й е к §
а
&
к а
го ь
О й
СЛ о Г" 5< со 0) э о
"О
о
13
"О "О
0) 0)
0)
5 Э £
X О 5
Ь Ь I
Е 2 ^
2. ^
о
£ 0) аз
3 о о
X
4
аз о\
"О 0-
§
т и
I §
-0- 5
0 О
1 2
2 а
О ^ •п О £
О 5
4 0-
5
О -о Й
5< 0) <
и
° I
О £ О 5
Э и
о ь м о
0) X
и
о
® А ®
От: ■о о сг -I - о
о
со
X
0) £ о
о
о
-е--е-
а
22 май 25 май 28 май 31 май 03 июн 06 июн 09 июн 12 июн 15 июн 18 июн 21 июн 24 июн 27 июн 30 июн
03 июл
06 июл
09 июл
12 июл
15 июл
18 июл
21 июл
24 июл
27 июл 30 июл
02 аег 05 аег 08 аег 11 аег 14 аег 17 аег 20 аег 23 аег 26 аег 29 аег 01 сен 04 сен 07 сен 10 сен 13 сен 16 сен 19 сен 22 сен 25 сен 28 сен 01 окт
04 окт
07 окт
10 окт
13 окт
16 окт
19 окт
22 окт
25 окт
28 окт
Смертность, чел.; рад. фон, мкР/с о о о о о
Оо Оч VI ^О
Т
* ^ ^—
ч
я
л л л л л л л л л л л л л л л л л л л л л л л л л л л л л л
ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю
и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и
2 3 00 9 0 1 2 3 00 9 0 1 2 3 00 9 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3
Дата
Рис. 9
Синхронная запись уровня смертности людей и напряженности электрического поля (флюксметр № 1) за период со 2 июля по 1 августа 2003 г.:
— — смертность; — — — — флюксметр
и напряженности электрического поля, температуры воздуха, атмосферного давления, относительной влажности, радиационного фона за период со 2 июля по 27 сентября 2003 г. и за период с 21 мая по 30 октября 2005 г.
Значение коэффициента корреляции вертикальной составляющей напряженности электрического поля и смертности людей за период со 2 июля по 1 августа 2003 г. по Владимирской области составило 0,52, за период со 2 июля по 11 июля 2003 г. — 0,62, за период с 1 сентября по 27 сентября 2003 г. — 0,31 и за период с 1 июля по 31 августа 2005 г. — 0,33. На отдельных участках временных рядов (рис. 8, 9) можно наблюдать высокую корреляцию для вертикальной составляющей напряженности электрического поля и смертности населения. Анализ взаимосвязи уровня смертности и изменения температуры воздуха за июль—август 2003 г. (см. рис. 5) указывает на достаточно сильную взаимозависимость этих факторов (значение коэффициента корреляции составило 0,49).
Заключение
Осуществлен анализ взаимосвязи статистических данных по смертности населения в 2003 и 2005 гг. по данным Управления Роспотребнадзора по Владимирской области, а также по обращаемости детей с заболеваниями дыхательной системы за период с июля 2004 г. по декабрь 2006 г. по г. Владимиру с геофизическими факторами.
Значения коэффициента корреляции вертикальной составляющей напряженности электрического поля и смертности людей за период со 2 июля по 1 августа 2003 г. по Владимирской области составили 0,52, за период со 2 июля по 11 июля 2003 г. — 0,62, за период с 1 сентября по 27 сентября 2003 г. — 0,31, за период с 1 июля по 31 августа 2005 г. — 0,33. На отдельных участках временных рядов можно наблюдать высокую корреляцию для вертикальной составляющей напряженности элек-
трического поля и смертности населения. Зафиксирована значительная зависимость уровня смертности в 2003 г. за период июль—август от изменения температуры воздуха.
Появление слабой корреляционной связи в отдельных случаях означает возможность многофакторности взаимосвязей, влияющих на анализируемые процессы.
Уменьшение значения коэффициента корреляции между вертикальной составляющей напряженности электрического поля и смертностью, возможно, сопровождается усилением какого-то другого фактора на уровень смертности или вертикальную составляющую напряженности электрического поля (например, магнитных бурь, опасных техногенных процессов).
Исследования показали, что непосредственная связь уровня заболеваемости бронхиальной астмой, обструктивным бронхитом и ларинготрахеитом с уровнем напряженности электрического поля пограничного слоя атмосферы достаточно слабая. Выявлено, что уровень напряженности электрического поля пограничного слоя атмосферы влияет на соотношение между уровнями заболеваемости.
Работа осуществляется при поддержке Программы РНПВШ № 2.1.1/5660, ФЦП № 16.740.11.0185, № 14.740.11.0407.
| Литература |
1. Грунская Л. В., Исакевич В. В., Ефимов В. А. Разработка программно-аппаратного комплекса для исследования воздействия геофизических и техногенных факторов на электрическое поле приземного слоя атмосферы // Биомедицинская радиоэлектроника. 2008. № 6. С. 87-93.
2. Грунская Л. В. Электромагнетизм приземного слоя и его взаимосвязь с геофизическими и астрофизическими процессами. Владимир: Посад, 2003. 103 с.
3. Грунская Л. В., Морозов В. Н. Экспериментальные и теоретические исследования вариаций напряженности электрического поля, обусловленных солнечными и лунными
№ 5-6(17-183/2011 I
биотехносфера
приливами в приземном слое атмосферы // Изв. вузов. 5. Физика. 2005. № 8. С. 33-39. 4. Грунская Л. В. Приемно-регистрирующая аппаратура для исследования взаимосвязи электрического поля приземного слоя атмосферы с геофизическими процессами // 6. Проектирование и технология электронных средств. 2006. № 1. С. 63-68.
Грунская Л. В. и др. Мобильный приемно-регистрирующий комплекс для мониторинга электромагнитного поля приземного слоя атмосферы // Проектирование и технология электронных средств. 2005. № 2. С. 69-74. Грунская Л. В. и др. Оптимальный приемник в системе мониторинга электрического поля приземного слоя атмосферы // Проектирование и технология электронных средств. 2005. № 3. С. 56-60.
УДК 629.048.3
А. В. Цыганков, д-р техн. наук,
Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий И. А. Цыганкова, канд. техн. наук,
Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН
Комплексная оценка воздушно-теплового комфорта жилых помещений
Ключевые слова: параметры микроклимата, воздухообмен, энергетическая эффективность, целевая функция, мультипликативный, аддитивный, критерий.
Key words: parameters of microclimate, air exchange, energy efficiency, the objective function, multiplicative, additive criterion.
Предложен обобщенный критерий оценки качества кондиционирования воздуха в жилых помещениях, учитывающий параметры микроклимата, кратность воздухообмена и энергетическую эффективность системы кондиционирования воздуха.
Рост требований к воздушно-тепловому комфорту помещений, с одной стороны, и обеспечение требований энергосбережения, с другой стороны, приводят к необходимости оптимизаций проектных решений систем кондиционирования и вентиляции воздуха.
Одним из этапов формирования оптимизационной задачи является выбор критериев, позволяющих оценивать варианты технического решения. Для систем кондиционирования воздуха эти критерии должны включать санитарно-гигиенические требования к качеству воздуха, требования к микроклимату в помещениях и энергетические затраты на кондиционирование и вентиляцию.
Общепризнанным считается, что люди являются главным источником загрязнения воздуха в жилых помещениях. К химическим выделениям человека относятся: углекислый газ, пары воды и до 400 различных химических веществ в количествах [1],
трудно измеряемых даже с использованием современных средств измерения.
В помещениях, где газовый состав изменяется главным образом в результате жизнедеятельности людей, критерием санитарного состояния воздуха служит содержание в нем углекислоты. Действие СО2 на организм человека хорошо известно. Он участвует в регуляции дыхания, кровообращения, газообмена. Избыток и недостаток углекислого газа во вдыхаемом воздухе одинаково вредно отражаются на состоянии организма. При недостатке СО2, когда его допустимая концентрация менее 0,03 %, нарушается работа многих органов, а при избытке, когда концентрация более 1,5 %, ощущаются головные боли, усиленное потоотделение, вплоть до потери сознания. Комфортной концентрацией СО2 является концентрация от 0,08 до 0,1 %. Действующими санитарными нормами регламентируется подача в помещение на одного человека 30-60 м3/ч свежего (приточного) воздуха.
Допустимые значения концентрации углекислого газа [1] приведены в табл. 1.
Во многих помещениях значимыми источниками загрязнения воздушной среды помимо людей являются: строительные материалы, мебель, ковры, электронное оборудование и даже сами системы отопления, вентиляции и кондиционирования [2-4].
биотехносфера
| № 5-Б(17-18)/2011
