CC BY
102
УДК 614.8; 550.385
НОВИКОВА Татьяна Борисовна, главный врач больницы Кольского научного центра (г. Апатиты). Автор 10 научных публикаций
ШУМИЛОВ Олег Иванович, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией глобальных изменений окружающей среды Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН (г. Апатиты), главный научный сотрудник лаборатории радиопросвечивания Полярного геофизического института Кольского научного центра РАН (г. Апатиты). Автор 400 научных публикаций
КАСАТКИНА Елена Алексеевна, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории глобальных изменений окружающей среды Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН (г. Апатиты), старший научный сотрудник лаборатории радиопросвечивания Полярного геофизического института Кольского научного центра РАН (г. Апатиты). Автор 200 научных публикаций
ХРАМОВ Алексей Владимирович, доктор медицинских наук, профессор кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности института систем вооружений Балтийского государственного технического университета «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф.Устинова. Автор 200 научных публикаций, в т. ч. двух монографий и 5 учебно-методических пособий
ВЗАИМОСВЯЗЬ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ТРАВМАТИЗМА В ЗОНЕ АВРОРАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ С КОСМОФИЗИЧЕСКИМИ
ФАКТОРАМИ
Исследована зависимость уровня производственного травматизма на предприятии ОАО «Апатит» (Кольский п-ов; 67,6 К, 33,3 Е), за период 2000-2010 гг. В сезонном распределении случаев травматизма выявлены максимумы, совпадающие с аналогичными особенностями в сезонных распределениях суицидов и случаев смерти от сердечно-сосудистых заболеваний. Показано, что значительная часть всех случаев травматизма (75 %) имеет место на «спокойном» геомагнитном фоне, либо сразу после локального возмущения.
Ключевые слова: производственный травматизм, геомагнитные возмущения.
Актуальность исследования производ-
ственного травматизма в различных отраслях экономики не вызывает сомнения. Проблемы безопасности и охраны труда и создание со-
ответствующих условий труда для работников имеют первостепенное значение для всех государств [10]. В качестве основных причин производственного травматизма выделяют
© Новикова Т.Б., Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Храмов А.В., 2013
объективные (технические, санитарно-гигиенические, организационные) и субъективные, или «человеческий фактор» (нарушения трудовой дисциплины, пьянство, переутомление, плохое здоровье и пр.). В работах [4, 5, 8, 13] было показано, что количество авиакатостроф, дорожно-транспортных происшествий и травм (в том числе и производственных) увеличивается во время сильных магнитных возмущений. При этом, как это было выявлено для авиационных аварий, только около половины всех событий могут быть обусловлены «человеческим фактором» (в данном случае влиянием возмущений на психику пилотов) [8]. Таким образом, можно говорить о непосредственном влиянии солнечной активности или «космической погоды» на техносферу, что было подтверждено в ряде экспериментальных исследований [2, 7, 8].
В высоких широтах (область полярной шапки, авроральная зона) такие исследования, за исключением наших работ [5], не проводились совсем. Высокие широты по интенсивности и пространственно-временным характеристикам гелиогеофизических факторов существенным образом отличаются от средних и низких широт. Здесь резко возрастает интенсивность высокоэнергичных (Е>450 МэВ) протонов солнечного и галактического происхождения, УФ-излучения. Увеличивается также интенсивность и количество геомагнитных возмущений и пульсаций в широком частотном диапазоне. Воздействие на биосистемы всех этих факторов, определяющих «космическую погоду», растет от экватора к полюсу [2].
Целью данной работы является изучение влияния гелиогеофизических факторов на динамику тяжелых производственных травм в ав-роральной зоне.
Материалы и методы. В настоящей работе приводятся результаты исследования зависимости уровня производственного травматизма на предприятии ОАО «Апатит», расположенном в г. Кировске Мурманской области (67,6° с. ш.; 33,7° в.д.), за последние 11
лет (2000-2010). ОАО «Апатит» - горно-обогатительный комбинат, занимающийся производством фосфатного сырья. В состав этого предприятия входят четыре рудника, добыча на которых ведется как открытым, так и подземным способом, а также три апатит-нефелино-вые обогатительные фабрики. Среднее число работающих на предприятии за исследуемый период составляло около 15 000 человек. Согласно определению, производственная травма - это травма, полученная работающим на производстве и вызванная несоблюдением требований безопасности труда [10]. Тяжесть травм определялась в соответствии со схемой определения степени тяжести повреждения здоровья при несчастных случаях на производстве, утвержденной Приказом Минздравсоц-развития РФ от 24.02.2005 № 160. Статистические данные по производственному травматизму были предоставлены ОАО «Апатит». Для формирования базы данных по смертности от самоубийств и сердечно-сосудистых заболеваний использовались сведения, содержащиеся в медицинской документации: «Врачебных свидетельств о смерти» (форма № 106/у) и «Фельдшерских справок о смерти» (форма № 106-1/у). Статистическая значимость сезонных распределений оценивалась при помощи критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение. Мурманская область находится в авроральной зоне, где проявления геофизической активности (геомагнитные возмущения, полярные сияния, высыпания энергичных частиц) наблюдаются наиболее часто. Данные о производственном травматизме были сопоставлены с суточными значениями АЕ-индекса геомагнитной активности, который достаточно точно характеризует уровень возмущенности в авроральной зоне. На рис. 1 приведена суммарная кривая изменчивости АЕ-индекса, полученная методом наложения эпох.
Видно, что случаи травматизма, в основном, наблюдались при минимальной геомагнитной активности. Значительная часть всех событий (75 %) имели место либо на совершенно
Рис. 1. Суммарная кривая изменчивости среднесуточных значений АЕ-индекса геомагнитной активности (нТл), полученная методом «наложения эпох» для 56 случаев производственного травматизма на ОАО «Апатит» за период 2000-2010 гг. По горизонтальной оси отложены дни до-, во время- и после события («нулевой» день). Вертикальными штрихами нанесены стандартные ошибки среднего
«спокойном» геомагнитном фоне, либо сразу после локального возмущения. Лишь 15 % событий произошли во время дней повышенной магнитной активности. Примеры вариаций геомагнитной возмущенности проиллюстрированы на рис. 2. Видно, что случаи тяжелого травматизма были зафиксированы при пониженном уровне геомагнитной активности.
Полученный результат подтверждает выводы работы [5], где было показано, что в высоких широтах уровень производственного травматизма на шахтах пос. Баренц-бург, арх. (78° с.ш.;14,2° в.д.) возрастает как во время магнитных возмущений, так и в магнитоспокойные дни. Известно также, что в условиях минимальной геомагнитной активности (геомагнитный «штиль» [2]) происходят нарушения эмбрионального развития и психоэмоционального состояния человека [2, 5, 6].
Возможно, для нормального функционирования организма в высоких широтах необходим некоторый средний уровень геомагнитной воз-мущенности, которая, имея хорошо выраженный суточный ход, в данном случае выполняет
Рис. 2. Примеры временных вариаций геомагнитной возмущенности (http:// wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/). Вертикальными линиями нанесены случаи травматизма на ОАО «Апатит»
роль внешнего «синхронизатора» биологических процессов в условиях полярного дня и полярной ночи.
На рис. 3 приведены сезонные распределения числа суицидов Ns, смертности от сердечно-сосудистых заболеваний Nh и случаев травматизма на предприятии ОАО «Апатит» Nt. Видно, что в сезонном распределении случаев травматизма наблюдаются три максимума: в апреле (р<0,001), в июле (р=0,14) и в декабре-январе (р<0,001).
Nti—г
200 150
100 50 0
Ns
120
100
80
60 Nh
105
100 95
QQ ___I_______I_I_I_I__I__I___I__l__I_____
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Месяцы
Рис. 3. Сезонное распределение в городе Кировске: а) случаев травматизма на ОАО «Апатит» за период 2000-2010 гг; б) числа суицидов за период 1948-2010 гг; в) случаев смерти от сердечно-сосудистых заболеваний за период 1948-2010 гг. Величины приведены как отклонения в % от средних значений, обозначенных горизонтальными линиями
Первые два максимума совпадают с апрельским (р<0,001) и июльским (р=0,0065) пиками в сезонном распределении суицидов. При этом следует отметить, что в сезонном распределении производственного травматизма «летний» максимум не является статистически достоверным, что, вероятно, объясняется ограниченным временным интервалом. Ранее было показано, что все три максимума в распределении суицидов (два равноденственных и июльский) совпадают с пиками в распределении наиболее интенсивных магнитных бурь, что подтверждает их геофизическую природу [9]. Природа «зимнего» максимума в распределении случаев травматизма, совпадающего с пиком (р=0,0094) в сезонном распределении случаев смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, не выяснена.
Ряд исследований свидетельствует о том, что ритмы с периодами, близкими к половине недели, неделе и около 28 суток имеются у всех биологических систем, не вовлеченных в социальную жизнь, в том числе и одноклеточных
[1]. Есть аргументы, свидетельствующие о том, что такие ритмы у биосистем возникли эволюционным путем под влиянием иной причины, чем просто чередование освещенности и температуры, и имеют космофизическую обусловленность (вариации скорости потока солнечного ветра, смена секторной структуры ММП) [1]. Из рис. 4а [5] видно, что в распределении случаев травматизма на рудниках пос. Баренцбург (зона полярной шапки) наблюдается отчетливая око-лонедельная (циркасептанная) периодичность, которую вряд ли можно объяснить воздействием социальных факторов, так как работа на рудниках велась непрерывно, в сменном режиме.
Это связано со специфической конфигурацией силовых линий геомагнитного поля в полярной шапке, которая делает эту зону открытой для взаимодействия с космическим пространством. Анализ распределения случаев травматизма на ОАО «Апатит» по дням недели (рис. 4б) показал, что в конце рабочей недели уровень травматизма резко возрастает, что, скорее всего, связано с социальными факторами, такими, как режим труда и отдыха.
Рис. 4. Гистограмма распределения по дням недели случаев травматизма на рудниках Баренцбурга (арх. Шпицберген) за период с 1985 по 2001 г. [4] - (а) и на ОАО «Апатит» (г. Кировск) с 2000 по 2009 г - (б)
В качестве возможного механизма воздействия гелиогеофизических факторов на организм человека является способность корпускулярного и электромагнитного излучения Солнца влиять на состояние ионосферы, изменяя частотные характеристики «шумановских резонансов» [11]. Электромагнитные колебания в частотном интервале 5-60 Гц, или «шумановские резонансы», представляют собой собственные колебания резонатора Земля-ионосфера [11]. В спектре биоэлектрической активности головного мозга человека, как известно, существуют следующие основные ритмы: дельта-ритм (0,5-3,5 Гц), тета-ритм (4-7 Гц), альфа-ритм (8-13 Гц) и бета-ритм (более 14 Гц)
[11]. При взаимодействиях резонансного характера может происходить синхронизация ритмов биоэлектрической активности мозга с «шума-
новскими резонансами», а также с вариациями геомагнитного поля или электрического поля атмосферы. Считается, что в спокойных гелиогеофизических условиях частоты изменений биопотенциалов мозга человека находятся в пределах частот «шумановских резонансов», и любое изменение ионосферных параметров и, как следствие, амплитудно-частотных характеристик «шумановских резонансов» может вызвать нарушения в работе центральной нервной системы [11]. При этом речь идет
о сверхслабых (до 1 нТл) электромагнитных излучениях [2, 3]. В работе [12] сообщается, что в высоких широтах электромагнитное излучение способно влиять на секрецию мелатонина (гормона шишковидной железы, или эпифиза) -одного из важнейших регуляторов иммунной системы и биологических ритмов у животных и человека, в первую очередь суточного (24-часового) ритма организма. Кроме этого, мелатонин обеспечивает адаптацию эндогенных биоритмов к постоянно меняющимся условиям внешней среды. Мелатонин также выполняет функции антиоксиданта и поглотителя свободных радикалов, которые играют важную роль в механизмах канцерогенеза и старения, являясь продуктами обмена веществ в организме и следствием его взаимодействия с загрязняющими факторами окружающей среды (ионизирующая радиация, химические вещества и др.).
Выводы:
1. Случаи травматизма, в основном, наблюдались при минимальной геомагнитной активности. Большинство событий (75 %) произошло либо на совершенно «спокойном» геомагнитном фоне, либо сразу после локального возмущения. Возможно, что в высоких широтах в условиях полярного дня и полярной ночи геомагнитные возмущения, имеющие хорошо выраженный суточный ход, выполняют роль внешнего синхронизатора биологических процессов в организме человека.
2. В сезонном распределении случаев травматизма выявлены максимумы, совпадающие с аналогичными особенностями в сезонных распределениях суицидов и случаев смерти от сердечно-сосудистых заболеваний, а также
с пиками в распределении наиболее интенсивных (Ар>150 нТ) магнитных бурь.
3. Анализ распределения случаев травматизма на ОАО «Апатит» по дням недели пока-
зал, что в конце рабочей недели уровень травматизма резко возрастает, что, скорее всего, связано с социальными факторами, такими, как режим труда и отдыха.
Список литературы
1. Бреус Т.К., Комаров Ф.И., Рапопорт С.И. Медицинские эффекты геомагнитных бурь // Клиническая медицина. 2005. Т. 83 (№ 3). С. 4-11.
2. Владимирский Б.М. Проблема солнечно-биосферных связей - прошлое и настоящее // Изв. Крымской Астрофиз. Обс. 2007. Т. 103 (№ 4). С. 107-117.
3. Галль Л.Н., Галль Н.Р. Механизм межмолекулярной передачи энергии и восприятия сверхслабых воздействий химическими и биологическими системами // Биофизика. 2009. Т. 54 (№ 3). С. 563-574.
4. Динамика производственного травматизма в зоне Курской магнитной аномалии и действие космофизических факторов / А.В. Храмов, В.Ю. Серпов, О.И. Шумилов, А.С. Степанова // Вестн. новых мед. технологий. 2006. Т. 13 (№ 3). С. 174-176.
5. Исследование воздействия гелиогеофизической активности на практически здоровых людей, работающих в полярной шапке (арх. Шпицберген) / А.В. Еникеев, Е.А. Касаткина, А.В. Храмов, О.И. Шумилов // Вестн. новых мед. технологий. 2007. Т. 14 (№ 1). С. 63-65.
6. Исследование воздействия геомагнитных возмущений в высоких широтах на внутриутробное состояние плода при помощи кардиотокографии / О.И. Шумилов, Е.А. Касаткина, А.В. Еникеев, А.В. Храмов // Биофизика. 2003. Т. 48 (№ 2). С. 355-360.
7. О реализации дискретных состояний в ходе флуктуаций в макроскопических процессах / С.Э. Шноль,
B.А. Коломбет, Э.В. Пожарский, Т.А. Зенченко // Успехи физических наук. 1998. Т. 168. С. 1129-1140.
8. Особенности статистики авиационных аварий и ее связь с геомагнитной активностью / А.А. Конрадов, О.П. Коломийцев, Г.С. Иванов-Холодный, В.Г. Петров // Геофизические процессы и биосфера. 2005. Т. 4 (№ 1/2).
C. 121-124.
9. Сравнительный анализ гелиогеофизических и социально-экономических факторов в их воздействии на уровень суицидов и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний / Е.А. Касаткина, О.И. Шумилов, А.В. Еникеев, А.В. Храмов // Экология человека. 2008. № 5. С. 52-56.
10. Условия, охрана труда и производственный травматизм в России / Н.Ф. Измеров, Г.И. Тихонова, А.Н. Чуранова, Т.Ю. Горчакова // Здравоохранение РФ. 2013. № 1. С. 3-7.
11. Cherry N. Schumann Resonances, a Plausible Biophysical Mechanism for the Human Health Effects of Solar/ Geomagnetic Activity // Natural Hazards. 2002. V 26, № 3. P. 279-331.
12. Geomagnetic Activity Influences the Melatonin Secretion at Latitude 70 Degrees N / A. Weydahl, R.B. Sothern, G. Cornelissen, L. Wetterberg // Biomedicine & Pharmacotherapy. 2001. V. 55. P. 57-62.
13. Traffic Accidents and Environmental Physical Activity / E. Stoupel, E.S. Babayev, P.N. Shustarev, E. Abramson, et al. // International Journal of Biometeorology. 1995. V. 38. P. 199-203.
References
1. Breus T.K., Komarov F.I., Rapoport S.I. Meditsinskie effekty geomagnitnykh bur’ [Medical Effects of Geomagnetic Storms]. Klinicheskaya meditsina, 2005, vol. 83, no. 3, pp. 4-11.
2. Vladimirskiy B.M. Problema solnechno-biosfernykh svyazey - proshloe i nastoyashchee [The Problem of Solar-Biosphere Relations: The Past and the Present]. Izvestiya krymskoy astrofizicheskoy observatorii, 2007, vol. 103, no. 4, pp. 107-117.
3. Gall’ L.N., Gall’ N.R. Mekhanizm mezhmolekulyarnoy peredachi energii i vospriyatiya sverkhslabykh vozdeystviy khimicheskimi i biologicheskimi sistemami [The Mechanism of Intermolecular Energy Transmission and Perception of Ultraweak Actions by Chemical and Biological Systems]. Biofizika, 2009, vol. 54, no. 3, pp. 563-574.
4. Khramov A.V, Serpov V.Yu., Shumilov O.I., Stepanova A.S. Dinamika proizvodstvennogo travmatizma v zone Kurskoy magnitnoy anomalii i deystvie kosmofizicheskikh faktorov [The Dynamic of Industrial Traumatism in a Zone of Kursk Magnetic Anomaly and Cosmophysical Factors’ Influence]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy, 2006, vol. 13, no. 3, pp. 174-176.
5. Enikeev A.V, Kasatkina E.A., Khramov A.V, Shumilov O.I. Issledovanie vozdeystviya geliogeofizicheskoy aktivnosti na prakticheski zdorovykh lyudey, rabotayushchikh v polyarnoy shapke (arkh. Shpitsbergen) [The Study of the Influence of Heliomagnetic Activity on Healthy Persons Working in Barentsburg (Spitsbergen)]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2007, vol. 14, no. 1, pp. 63-65.
6. Shumilov O.I., Kasatkina E.A., Enikeev A.V, Khramov A.V. Cardiotocographic Study of the Effect of Geomagnetic Disturbances at High Latitudes on the Intrauterine State of the Fetus. Biophysics, 2003, vol. 48, no. 2, pp. 355-360.
7. Shnol’ S.E., Kolombet VA., Pozharskiy E.V, Zenchenko T.A., Zvereva I.M., Konradov A.A. O realizatsii diskretnykh sostoyaniy v khode fluktuatsiy v makroskopicheskikh protsessakh [Realization of Discrete States During Fluctuations in Macroscopic Processes]. Uspekhifizicheskikh nauk, 1998, vol. 168, pp. 1129-1140.
8. Konradov A.A., Kolomiytsev O.P., Ivanov-Kholodnyy G.S., Petrov V.G. Osobennosti statistiki aviatsionnykh avariy i ee svyaz’ s geomagnitnoy aktivnost’yu [Peculiarities of Aviation Accidents Statistics and Its Relation to Geomagnetic Activity]. Geofizicheskieprotsessy i biosfera, 2005, vol. 4, no. 1-2, pp. 121-124.
9. Kasatkina E.A., Shumilov O.I., Enikeev A.V., Khramov A.V. Sravnitel’nyy analiz geliogeofizicheskikh
i sotsial’no-ekonomicheskikh faktorov v ikh vozdeystvii na uroven’ suitsidov i smertnosti ot serdechno-sosudistykh zabolevaniy [Comparative Analysis of Heliogeophysical and Socioeconomic Factor Actions on the Suicide Occurrence and Cardiovascular Mortality Level]. Ekologiya cheloveka, 2008, no. 5, pp. 52-56.
10. Izmerov N.F., Tikhonova G.I., Churanova A.N., Gorchakova T.Yu. Usloviya, okhrana truda i proizvodstvennyy travmatizm v Rossii [The Conditions, Occupational Safety and on-the-Job Traumatism in Russia]. Zdravookhranenie Rossiyskoy Federatsii, 2013, no. 1, pp. 3-7.
11. Cherry N. Schumann Resonances, a Plausible Biophysical Mechanism for the Human Health Effects of Solar/ Geomagnetic Activity. Natural Hazards, 2002, vol. 26, no. 3, pp. 279-331.
12. Weydahl A., Sothern R.B., Cornelissen G., Wetterberg L. Geomagnetic Activity Influences the Melatonin Secretion at Latitude 70 Degrees N. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2001, vol. 55, pp. 57-62.
13. Stoupel E., Babayev E.S., Shustarev P.N., Abramson E., Israelevich P., Sulkes J. Traffic Accidents and Environmental Physical Activity. International Journal of Biometeorology, 1995, vol. 38, pp. 199-203.
Novikova Tatyana Borisovna
Hospital of the Kola Science Centre, Russian Academy of Sciences (Apatity, Russia)
Shumilov Oleg Ivanovich
Institute of North Industrial Ecology Problems, Kola Science Centre, Russian Academy of Sciences;
Polar Geophysical Institute, Kola Science Centre, Russian Academy of Sciences (Apatity, Russia)
Kasatkina Elena Alekseevna
Institute of North Industrial Ecology Problems, Kola Science Centre, Russian Academy of Sciences;
Polar Geophysical Institute, Kola Science Centre, Russian Academy of Sciences (Apatity, Russia)
Khramov Aleksey Vladimirovich
Baltic State Technical University “VOENMEH” named after D.F. Ustinov (St. Petersburg, Russia)
CORRELATION OF OCCUPATIONAL INJURIES IN THE AURORAL ZONE WITH
COSMOPHYSICAL FACTORS
The paper presents the results of the study of occupational injuries in “Apatit” company (Kola Peninsula; 67.6 N, 33.3 E) over the period of 2000-2010. In the seasonal distribution of injuries, there were identified peaks coinciding with similar features of seasonal distribution of suicides and cardiovascular deaths. A significant number of all injuries (75 %) happen against the “quiet” geomagnetic background or immediately after a local magnetic disturbance.
Keywords: occupational injuries, geomagnetic disturbances.
Контактная информация: Новикова Татьяна Борисовна адрес: 184209, Мурманская область, г. Апатиты, ул. Ферсмана, д. 58а;
e-mail: [email protected] Шумилов Олег Иванович адрес: 184209, Мурманская область, г. Апатиты, ул. Ферсмана, д. 14а;
e-mail: [email protected]
Касаткина Елена Алексеевна адрес: 184209, Мурманская область, г. Апатиты, ул. Ферсмана, д. 14а;
e-mail: [email protected] Храмов Алексей Владимирович адрес: 197372, Санкт-Петербург, ул. Красноармейская 1-я, д. 1;
e-mail: [email protected]
Рецензент - Щербина Ф.А., доктор биологических наук, профессор, доцент кафедры основ медицинских знаний и безопасности жизнедеятельности Мурманского государственного гуманитарного университета
