Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Потоки электромагнитных излучений

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [19] 20 21 22 23 24 25 26 27 28


Рис. 5.11. Варианты неравномерного ЭМ (2,4 ГГц)-облучения крыс с ППЭ, 300 мВт/см :

/ - облучение 50% массы тела; и III - облучение 25% массы тела; IV н кранио-каудалыюе и каудо-краниалыюе облучение соответственно; V - обл через щель 7,5x5 см; Е, К, Н - составляющие ЭМ-поля; X - вектор обп 1 - пластиковая клетка; 2 - алюминиевая фольга (0,05 мм); 3 - радиопоглоЯ щнй экран (26 дБ)

С точки зрения дозиметрии в этом эксперименте не все ясно, и оценка локалн УПМ в этих условиях представляет большие трудности. Однако эти экспернмв все-таки показывают, что любой вариант локального облучения головы крыс с F равной или более 300 мВт/см, вызывает, по-видимому, больший эффект,! облучение других областей тепа. Безусловно, что при уменьшении ППЭ будет у* шаться и эффект, связанный с локальным облучением головы. Очевидно, кальном микроволновом облучении интенсивностью, равной нли ме 118

lOO мВт/см, одинаковых по массе участков тела гибель крыс будет практически одинаковой при различной топографии экранирования.

Если признать непреложным фактом превращение в организме энергии ЭМИ в тепло, то бесспорным следует признать и то, что любые модели, ддисывающие теплорегуляцию человека, приемлемы и для нащих целей, pge дело заключается в том, какую цель преследует исследователь, ставя яеред собой такую задачу.

Существует очень детальная, охватывающая много параметров модель хеплорегуляции Столвика и Харди (1966, 1971) [цит. 72], в которой человек рассматривается как многоблочная система: один блок в виде сферической головы и пять отдельных цилиндров для туловища, ног и рук (всего шесть блоков). Каждый блок имеет четыре слоя: кожа, жир,- мышцы и сердцевина. Элементы модели соединяются "узлом" кровообращения. Модель предусматривает наличие управляющей системы, осуществляющей обратную связь поступающих сигналов с уровнем метаболизма, кровотоком и потоотделением.С помощью ЭВМ авторы получили возможность моделировать реакции человека, находящегося в состоянии относительного покоя, на резкие изменения температуры окружающей среды, а также моделировать сеансы физической работы. Полученные на выходе ЭВМ сигналы позволили предсказывать ректальную температуру, температуру кожи, интенсивность потоотделения и уровень метаболической активности. Эта модель очень сложна, но позволяет довольно точно описьшать тепловое состояние человека в постоянно меняющихся условиях. Очевидно, она столь же приемлема и при тех воздействиях ЭМИ, которые вызывают тепловые эффекты. Но зто следует проверить теоретически и экспериментально.

Прежде всего сформулируем наши цели. Во-первых, мы хотели показать принципиальную возможность моделирования тепловых эффектов ЭМИ на грызунах и других видах животных, используя более простые модели. Во-вторых, показав универсальность зтой модели для разных видов животных, распространить ее на человека. В-третьих, связать с помощью модели накопление тепла в организме при воздействии ЭМИ (или его регистрируемый аналог - ректальную температуру) с определенным четко регистрируемым эффектом - гибелью животных. Таким образом, через прирост ректальной температуры вероятность гибели животных выступает как аналог эффективной дозы ЭМ-воздействия.

Имеется большое число схематических решений для моделирования Процессов теплорегуляции при нормальных условиях, которые могут быть полезными для решения задачи моделирования нарушения теплорегуляции при интенсивном облучении ЭМИ. При этом можно по-разному Толковать важность того или иного параметра в зависимости от конкретной задачи. Учитывать ли основной обмен как дополнительный источник Энергии или им пренебречь по сравнению с более мощным потоком тепла в результате преобразования СВЧ-знергии? Какую роль в общей системе Терморегуляции отводить кровотоку? Когда им пренебречь нельзя, а ког-Да его роль следует свести к стабилизации других постоянных параметров Терморегуляции? Должна ли быть модель по структуре одно- или многослойной?



Простейшей моделью тешювого воздействия излучения мс тать модель, отражающую пропорщюнальное изменение темпер человека или животного под действием СВЧ-излучения [110]. В модели отсутствует простейшая динамика процессов, которую учесть дифференциальным уравнением в решении задачи приростам пературы (Гай и др., 1974, Фостер и др., 1978).

При общем облучении ЭМИ роль системы кровотока можно к не явно присутствующему в уравнении теплорегуляции уср по всему объему тела внутренней температуры. Последнее зна упрощает математическое выражение тепловой модели. Такое ние позволяет рассматривать биологический объект для тепловой i в виде однородного тела с одинаковой температурой по всему В таком случае процесс описания терморегуляции упрощается и точно точно моделируется математическими уравнениями.

Представляя тепловую модель как предельный случай нор работы теплового гомеостаза, близкой к патологической, незачем! сматривать тело как объект управления в виде сложной системы иых зон модели, с разделением функций их действия и со своими крегиыми динамическими свойствами в диапазоне регулирования пературы тела (Кросби, 1961).

В модели должна учитываться особая роль оболочки как тетшс тора. Тетшоизоляционные свойства кожи тесно связаны с рас и сужением сосудов. Вазомоторная реакция существенно влияет на те отдгну, но в рассмотрении предельного случая гипертермии ее роль i бьпь значительно упрощена и представлена определенными де и усреднителем распределения тепловых очагов.

Во всех случаях в упрощенной модели в качестве основных ров биологического объекта присутствуют масса и поверхность основной обмен и температура тела, а в качестве физического фактор ППЭ и время воздействия. Развивая представления Хофта [110],, сона и Гая (1972), В. А. Шестиперов и В. С. Тихончук в своей [77] решали первую задачу - приемлемость использования ряда i ров живой системы для описания теплового стресса при воздев ЭМИ. Они исходили из двух основных посьшок: отношение лета температуры тела к скорости повышения температуры тела всле поглощения ЭМИ должно быть много больше времени одного кровообращения; учитьшали мощность теплообразования при гипс мии животных.

В конечном виде уравнение модели имеет вид

Д7- = -

P-Pat. fo)

«5 C--Poa/as)\

1 - ехр

as 11

где P - удельное поглощение мощности {18эф/М), Вт/кг; Ро - нач ная мощность метаболического теплообразования, Вт/кг; - сииже мощности теплообразования при уменьшении двигательной Вт/кг (в основном справедливо для мелких животных); / - вр

изучения, с; 5 - поверхность тела, м; М- масса тела, кг; с = 3,5х "jS - средняя удельная теплоемкость тканей, Дж/(кг-С); а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м-С); а - коэффициент нфастания мощ-ости метаболического теплообразования, l/C; to - время адаптации *£,даотного к гиподинамии, с. "если to > то Рц = 0; если Го < то

as М

(То-Токр)-Р о.

\ „е То - начальная температура тела; /"„кр - температура сясружающей среды. Величина справедлива для мелких лабораторных животных (мь1шей, крыс), но ею можно пренебречь у крупных животных. Экспериментальное значение коэффициента а =0,095 (примерно O.l/C). При вебольшом повьппении температуры тела зто несущественно влияет на хеппонакопление. Если им тоже пренебречь, то выражение (5.1) примет

1-ехр-

aSty

где а=кс

д7-= р ехр (-*/)], кс

(5.2)

где к - коэффициент охлаждения, 1/мин. При t > 3/Л или для человека Г>70мин

АТ=Р/кс.

(5.3)

Для разных видов животных получены следующие значения; мышь -10,277; крыса- 0,151; собака - 0,069 и человек - 0,041.

В целях уточнения параметров модели [74] поставлена серия зкспери-I ментов по измерению в волноводе поглощенной в теле животного 1 СВЧ-мощности (по оценке AT). Для мьпией наблюдалось хорошее соот-ретствие модели и эксперимента (рис. 5.12). -

Используя простые тепловые модели и характеристические кривые I смертности (см. гл. 3) в зависимости от ППЭ и времени воздействия для

"- S.12. Сравнение экспериментальных 1Г У и расчегаых (-----) данных по

Менедию температуры тела у мышей при i .(Роволновом облучении с УПМ 14 Вт/кг ">И2бВт/кг (2)





-40 -20 О 20 40 лит)/бТ„

Рис. 5.13. Корреляция вероятности гибели животных с приростом ректальной1 ратуры при ЭМ-облучении с ППЭ 800 (/), 500 (2), 300 (i). 200 (4). 100 (5),[ ибо (7) мВт/см :

а - мыши; б - крысы; в - собаки; г - кривые для трех видов жн веденные к 50%-ной гибели; ДГ - прирост температуры тела при различшлх ! ииях гибели; ДГ50 - то же при 50%-иой гибели; Д (ДГ) =ДГ- ДГво

разных видов животных, можно провести корреляцию между щ температуры тела и гибелью животных (рис. 5.13).

Распределение эффекта поражения от расчетного значения температуры имеет S-образный вид. Если на оси ординат отлс фект поражения (в %), а на оси абсцисс - отношение Д(ДГ)/Д1 где Д (ДГ) =ДГ- ДГхо, (ДГ - прирост температуры прн п " вотных больше или меньше 50%, Т( - прирост температ, гибели животных 50%), то все кривые для мьппей, крыс и собак \ чески совпадут (см. рис. 5.12).

Из этого следует, что одинаковый эффект поражения для животных определяется одной и той же относительной величиной i та нарастания температуры тела. Иными словами, гипертермическ» температурного гомеостаза при микроволновом облучении мле!" щих по своей относительной величине не обладает видовыми стями.

Последний вывод представляет интерес в том смысле, что к8 ные особенности реакций человека и животных на ЭМИ, по-вц несущественно различаются. Можно сделать вывод, что зти виды

jjx вполне приемлемы как экспериментальная модель гигиенической оценки ЭМИ. Наличие количественных различий позволяет использовать еиловые модели для экстраполяции различных уровней биологических эффектов с животных на человека.

Глава 6

НОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

6.1. НЕКОТОРЫЕ ПРИНЦИПЫ ГИГИЕНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ В РАДИОБИОЛОГИИ ЭМИ

Взаимосвязь производства с окружающей средой показывает, что экологические процессы и хозяйственная деятельность человека перестают развиваться как обособленные системы. Они смыкаются, перерастая в единую метасистему производство-окружающая среда (биозкономи-ческую систему) [53]. Академик Г. И. Сидоренко [58, 59], говоря об управлении качеством окружающей среды, подчеркивает, что формирование окружающей среды, а следовательно, и здоровья населения в этих новых условиях определяется не только и не столько оптимальным градостроительным решением, сколько правильным с гигиенических позиций размещением народнохозяйственных объектов и мест расселения населения на обширных территориях [58]. К другим принципам нормирования Г. И. Сидоренко и М. А. Пинигин [59] относят: комплексное, комбинированное действие физических и химических факторов как техногенного, так и природного происхождения; прогноз действия этих факторов; вероятностный подход к оценке уровня эффектов; учет адаптационных свойств организма; оценку реальной и максимально допустимой нагрузки (МДН); приоритет в изучении того или иного фактора; учет региональных особенностей при установлении МДН. Например, МДН для токсических веществ в районах с жарким климатом должна быть ниже. Этот принцип в полной мере относится и к нормированию ЭМ-фактора.

Медико-биологические и технические аспекты использования знергии ЭМИ включают в себя, кроме того, оценку биологической вредности и Полезности этого фактора. В первом случае оцениваются значимые биологические эффекты и на их основе устанавливается корреляция между величиной ЭМИ и эффектом. Исходя из соображений медицинских, технических и совдальных, определяется уровень или величина воздействия как безвредная или приемлемая для различных групп населения, "се это входит в понятие "нормирование". Во втором случае "вредность" *fOro фактора отступает на второй план, поскольку приходится делать *Ь1бор мржду вероятностью нанести вред человеку и экономической Ь1годой, которая сулит принятие менее жестких нормативов. Полезность и вредность - как две чаши весов, которые должны постоярно

Возможности) уравновешиваться.

Гигиеническое нормирование, предусматривающее прежде всего обнаружение ЭМ-полей, их физическую и биофизическую оценку, включает



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [19] 20 21 22 23 24 25 26 27 28



0.0083
Яндекс.Метрика